陈坛寿
(福建省第四地质大队,宁德,352100)
寿宁天池银多金属矿位于柘荣—南阳北西向断裂带中部,近年来,在此断裂带上发现了柘荣英山、寿宁大安等多处中型银多金属矿床,均为典型的火山-次火山热液型矿床。在成矿地质背景、矿区地质特征的基础上,分析其成矿地质作用、探讨矿床成因,对找矿方向进行分析。
矿区地处寿宁—华安火山岩基底隆起带东北段,柘荣—寿宁南阳北西向断裂带中部,寿宁—长乐南北向断裂带与柘荣—寿宁南阳北西向断裂带的交会部位。区内岩浆活动强烈,位于南山顶燕山晚期第三次侵入花岗岩体东南外接触带上,北部紧邻铁场—仙峰变质岩天窗。区域上地层主要出露有早震旦世龙北溪组及晚侏罗世南园组,区内具有良好的地质成矿背景(图1)*福建省地矿局地矿处,福建省东部火山岩地区银矿找矿方向研究报告,1992。。
图1 寿宁银多金属矿区域地质图Fig.1 Regional geological map of Shouning silver polymetallic deposit1—早白垩世泰顺组上段、下段;2—早白垩世寨下组上段、下段;3—早白垩世黄坑组上段、下段;4—早白垩世小溪组;5—晚侏罗世南园组;6—早震旦世龙北溪组;7—浅肉红色花岗斑岩;8—肉红色中粒正长花岗岩;9—地质界线;10—角度不整合界线;11—平行不整合界线;12—性质不明断层;13—火山口;14—银异常带;15—银矿;16—铅锌矿;17—多金属矿;18—工作区位置
区内水系沉积物综合异常面积3.3 km2,异常区内发育有北西向断裂,中酸性侵入岩分布广泛。异常呈北东向长椭圆状分布,异常范围大,形态完整,单元素异常种类多,且含量高,套叠好,异常强度强,浓集中心明显。异常值Ag8平均含量1.571×10-6,最高值6.90×10-6;Pb8平均含量343.8×10-6,最高值848.8×10-6;Au6平均含量8.45×10-9,最高值61.01×10-9*福建省第四地质大队,福建省寿宁县南阳—福安市吉坑银多金属异常区地球化学测量报告,2012。。
区域矿产有寿宁大安银金矿床、柘荣英山中型银矿床、柘荣马坑银矿床等。其矿床成因类型相似,均为中低温热液交代型银矿床。矿体呈细脉状,贮存于断裂破碎带内,并严格受断裂构造控制。容矿岩石主要为碎裂岩、构造角砾岩及蚀变的石英细脉。围岩热液蚀变类型有硅化、黄铁矿化、绢云母化、绿泥石化、钾长石化等。矿石为硫化物-银建造,具团块状、角砾状构造,均显示热液矿床的特征。
区内出露地层岩性较简单,出露的地层从老至新主要发育有中新元古代龙北溪组,晚侏罗世南园组第三段、第四段(图2)。
图2 寿宁天池矿区银多金属矿地质图Fig.2 Geological map of Tianchi silver polymetallic Mine in Shouning county1—南园组第三段流纹英安质晶屑凝灰岩、晶屑凝灰熔岩等;2—南园组第四段层凝灰岩等;3—燕山晚期第四次侵入石英正长斑岩;4—流纹岩;5—辉绿玢岩;6—蚀变脉及编号;7—银多金属矿(化)体及其编号;8—黄铁绢英岩化带;9—实(推)测地质界线;10—实(推)测断层及编号;11—流纹质晶屑玻屑凝灰岩;12—沉凝灰岩
龙北溪组:主要分布于矿区北面,岩性有透闪阳起片岩、角闪片麻岩及细晶花岗片麻岩及少量眼球状片麻岩等。
南园组第三段:在矿区中部大面积出露,主要岩性为流纹英安质晶屑凝灰岩、流纹英安质晶屑凝灰熔岩,为区内主要的含矿围岩。
南园组第四段:主要分布于工作区东、南部,岩性为流纹质晶(岩)屑凝灰岩、流纹质晶屑玻屑凝灰岩、层凝灰岩等。主要具高岭土化、水云母化。
区内断裂构造发育,以北东-北北东向断裂构造为主,控制着区内主要矿化蚀变带的分布,为该区的主要控矿构造,其中F1为张性断裂,总体走向北东45°,倾向北西,倾角67°~79°,长度约500 m,宽度为8~29 m,控制着1号矿化体的分布。其岩性多为构造角砾岩、碎裂岩,局部出现糜棱岩,同时流纹岩、闪长玢岩和银铅锌矿化体沿破碎带充填成脉状,并遭受再次破碎,显示了该断裂受长期多次活动的特征,断裂带岩石普遍发育以绢云母化、硅化、碳酸盐岩化、黄铁矿化为主体的成矿构造蚀变带。区内次发育北西向构造,其晚于北东向断裂构造,并切割北东向构造,对北东向矿体起着破坏作用;区内还发育少量近东西向构造。
区内侵入岩较发育,主要有燕山早期第三次侵入含黑云母花岗岩、燕山晚期第四次侵入石英正长斑岩,次火山岩主要有次石英二长斑岩、花岗斑岩,脉岩主要有石英斑岩、流纹岩、闪长玢岩等。其中花岗斑岩体与成矿关系密切,在地表0线1号矿化体东南侧发现有花岗斑岩出露,深部在ZK004中花岗斑岩的接触带或其附近都发现明显的矿化增强现象。另外区内脉岩多为岩浆活动后期所形成的,并充填于断裂构造中,与矿体分布在空间上有密切的关系,它对银、铅、锌等矿质的沉淀和富集起了积极的作用。
区内围岩蚀变强烈,受北东向断裂构造、岩浆活动控制,呈北东向带状展布,长约4 km、宽约1.2 km,且具一定的分带性。中心以大面积的黄铁绢英岩化、局部硅化为主,两侧以碳酸盐化、绢云母化、绢英岩化为主,再往两边以绿泥石化、叶蜡石化、高岭土化为主。其中黄铁绢英岩化蚀变呈北东向带状展布,其间Ag、Au、Pb等含量普遍高于其他围岩,与银多金属矿关系比较密切,为区内的主要贮矿围岩,并在其中发现了多条矿化体,矿化体一般长50~400 m,宽2~20 m。
图3 天池矿区银多金属矿土壤异常剖析图Fig.3 Soil anomaly resolution map of Tianchi silver polymetallic Mine1—上侏罗统南园组第三段;2—燕山晚期第四次侵入花岗斑岩;3—流纹斑岩;4—辉绿玢岩;5—实(推)测断层及编号;6—Ag异常及编号(×10-6);7—Au异常及编号(×10-9);8—Pb异常及编号(×10-6);9—As异常及编号(×10-6)
区内圈出1∶1万土壤综合异常主要由Ag、Au、Pb元素异常组成(图3),并伴有Zn、Cu、Mo、As、Bi元素异常。该异常形态完整,规模较大,组分多,分带明显,主元素异常强度强,套叠浓集中心明显。异常呈北东向带状分布,面积约1.9 km2。该矿区西南部以Ag、Au元素异常为主,次为As元素异常,中部以Ag、Cu、Mo元素异常为主,次为Pb、 Bi元素异常,北部以Ag、Pb、Zn元素异常为主[1]。浓度Ag一般0.4×10-6~2.0×10-6,最高15.7×10-6;Au一般20×10-9~80×10-9,最高321×10-9。对主要Ag元素带内异常进行槽探揭露,围岩普遍具硅化、绢云母,伴有黄铁矿化,局部穿插石英脉,Ag一般含量5×10-6~15×10-6,最高达707×10-6;在7~8线Ag、Au、As元素套叠浓集中心,发现银矿(化)体*福建省第四地大队,福建省寿宁县天池矿区地球化学普查报告,2012。。
区内发现2条黄铁绢英岩化带,总体走向北东45°,宽100~300 m,中心以不均匀的硅化、黄铁矿化为主,两侧以黄铁绢英岩化为主。在其间圈出了银多金属矿化蚀变脉近30个,主要受北东-北北东向断裂构造控制。在0线处分布于花岗斑岩体的接触带或其附近,矿化蚀变脉多沿闪长玢岩、流纹岩等岩脉的上、下盘产出。矿化蚀变带呈脉状、细脉状,具强硅化、石英细网脉、稠密状黄铁矿化、强褐铁矿化,局部星点状铅锌矿化。其中1,5,15,16号矿化蚀变脉为区内主要的矿化蚀变脉(图4)。
图4 天池矿区银多金属矿7线地质剖面图Fig.4 Diagram showing the geological profile in the No.7 exploration line of Tianchi siver polymetallic deposit1—坡残积层;2—上侏罗统南园组第三段流纹英安质晶屑凝灰熔岩;3—流纹岩;4—辉绿玢岩;5—实、推测地质界线;6—断层及编号;7—银多金属矿化体及编号;8—银多金属矿体及编号;9—硅化/黄铁矿化;10—方铅矿化/闪锌矿化;11—样品及编号;12—槽探及编号;13—钻孔及编号
1号矿化蚀变脉:位于老鼠冈梁西侧,15线—8线,地表主要由TC001、TC401等控制,深部由ZK701等控制,沿F1断裂带展布,总体走向北东40°~45°,倾向北西,倾角67°~79°,长度约500 m,宽8~29 m,控制标高500~780 m。东北端被F4断裂切割,东南端在0线处与北西向的F3断裂交会处出现局部膨大现象。矿化蚀变带贮存于南园组第三段流纹质晶玻屑凝灰岩中,主要以硅化、细脉状黄铁矿化为主;脉上圈出银铅锌矿体2个,以隐伏矿体为主,矿体主要成斜列带状展布。Ag一般10×10-6~30×10-6,最高707×10-6;Au一般0.1×10-6~0.2×10-6,最高7.8×10-6,Pb最高1.67%,Zn最高2.04%。
5号矿化蚀变脉:位于天池村东侧,16线—32线,由TC2001等控制。总体走向北东40°,倾向南东,倾角75°,长约500 m,宽4~12 m。矿化蚀变脉贮存于南园组第三段流纹质晶玻屑凝灰岩中,主要具不均匀的团块状硅化、黄铁绢英岩矿化。品位Ag一般5×10-6~10×10-6,最高36.8×10-6;Au最高0.21×10-6,Zn最高0.2%。
15号矿化蚀变脉:位于老鼠冈梁东侧,11线—8线,主要以深部控制为主,地表仅于7线、8线处有出露,由TC803、ZK701等控制。总体走向北东35°~45°,倾向北西,倾角65°~75°,长约400 m,宽4~31.7 m,控制标高530~800 m。矿化蚀变脉贮存于南园组第二段流纹质晶玻屑凝灰岩中,主要以网脉状硅化、细脉状黄铁矿化为主,期间穿插有多条流纹岩脉、闪长玢岩脉,脉上圈出银铅锌矿体2个,以隐伏矿体为主,矿体主要成斜列带状展布。品位Ag一般10×10-6~50×10-6,最高192×10-6;Au最高1.12×10-6;Pb一般0.2%~1.0%,最高2.89%;Zn一般0.2%~1.0%,最高2.98%。
16号矿化蚀变脉:位于老鼠冈梁东侧,11线—8线,主要以深部控制为主,地表仅于7线处由TC704控制,深部由ZK701等控制。总体走向北东35°,倾向北西,倾角65°~73°,长约400 m,宽1.0~25.14 m,控制标高460~700 m。矿化蚀变脉贮存于南园组第三段流纹质晶玻屑凝灰岩中,主要以网脉状硅化、细脉状黄铁矿化为主,脉上圈出银铅锌矿体2个,以隐伏矿体为主,矿体主要成斜列带状展布。品位Ag一般10×10-6~40×10-6;Au最高0.16×10-6;Pb一般0.2%~0.4%,最高0.63%;Zn一般0.2%~0.5%,最高1.22%。
区内圈出了大小矿体19个,均产于黄铁绢英岩化蚀变带中,受断裂构造控制,连续性差,多数均为单点控制,其中Ⅰ、ⅩⅨ为主要矿体,以硅化、细脉稠密状黄铁矿化、蜂窝状褐铁矿化为主。
Ⅰ号银铅锌矿体:贮存于1号矿化蚀变脉中,沿F1断裂带展布,地表由TC001等控制,深部由ZK701等控制。总体走向北东45°,倾向北西°,倾角67°~79°,延伸约400 m,厚0.8~4.83 m。矿体贮存于南园组第三段流纹质晶玻屑凝灰岩中,在0线处分布于花岗斑岩体的接触带或其附近,以灰白-暗灰色网脉状石英脉、硅化、细脉稠密状黄铁矿化、铅锌矿化为主,矿体呈脉状、透镜状,沿走向、倾向具舒缓波状、膨大缩小、尖灭再现特征,在0线构造交会部位出现膨大现象。品位Ag 41×10-6~707×10-6,最高7.8×10-6。
ⅩⅨ号银铅锌矿体:贮存于15号矿化蚀变脉中,位于ZK701深部,为隐伏矿体,由ZK701(193.04~198.48 m)控制。矿体贮存于南园组第三段流纹质晶玻屑凝灰岩中,以暗灰色硅化、细粒细脉浸染状黄铁矿化、铅锌矿化为主,黄铁矿和铅锌矿沿石英脉两侧呈条带状、浸染团块状析出,轴夹角40°,视厚度5.44 m。品位Ag 24.4×10-6~56.4×10-6,平均41.67×10-6;Au 0.10×10-6~0.20×10-6,平均0.13×10-6;Pb 0.71%~2.89%,平均1.52%;Zn 0.88%~3.39%,平均2.16%。
4.2.1 矿物组分
据岩矿鉴定资料,金属矿石矿物主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿,次为黄铜矿、辉银矿等。黄铁矿可划分为早、晚两期。早期黄铁矿呈半自形-自形晶粒状,粒度较小,0.005~0.15 mm,呈浸染状或细脉状分布;晚期黄铁矿晶形较好,粒径较大,0.5~2.0 mm。
4.2.2 矿石结构构造
矿石结构主要为粒状变晶结构及变余结构。
矿石构造以细脉浸染状构造为主,次为星点状、浸染状构造,脉状、团块状构造,局部发育蜂窝状构造。
4.2.3 矿石类型
按矿石结构构造不同初步分为浸染状矿石、细脉浸染状矿石、蜂窝状矿石等。
区内贮矿地层主要为南园组第三段,该地层Au平均含量18.56×10-9,Ag平均含量0.39×10-6,与闽东火山喷发带(Au 0.30×10-9,Ag 0.061×10-6)[2]相比较,含量值分别是其的61.87倍、6.39倍,说明Au、Ag等元素在南园组有明显的富集。根据综上所述的地质特征,结合典型中低温火山-次火山热液型矿床的特征,该区银多金属矿床成因可归纳如下。
第一阶段:在大气降水、岩浆上侵带来的热能和气液等作用下,与围岩发生广泛的动压与动热变质作用,形成大面积的硅化、黄铁绢英岩化、绿泥石化、绢云母化等,为区内银多金属矿成矿提供有利的物质来源以及贮矿围岩条件。
第二阶段:在岩浆活动后期,流纹斑岩、浅花岗斑岩等次火山岩的侵入作用,带来大量的热能以及富含Ag、Cu、Pb、Zn的岩浆水,与大量的大气降水混合,产生中低温物化环境和对流体系,不断淬取围岩中的银等成矿元素。
第三阶段:这些富含银等成矿元素的岩浆水沿断裂构造上升,并在适宜的物理化学条件下与围岩发生充填交代作用,蚀变进一步加强,形成线状、带状硅化,在构造有利部位按Cu、Mo→Ag、Pb、Zn→Ag、Au固结成矿的先后顺序沉淀,即形成矿区银多金属成矿元素的分带性以及银多金属矿体[3]。
矿物组合主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、次生石英、玉髓、方解石、绢云母等,主要形成于中低温条件,但北面铜钼的出现,又说明具有高温条件的特点,也充分说明区内具有多期次热液活动。他形粒状结构,块状、脉状、浸染状等构造,说明矿床具有热液交代、充填的特点[4]。
根据区域成矿地质背景、矿区地质特征、矿体地质特征、矿石矿物组合特征、矿石的结构构造、围岩蚀变、成矿物质来源及成矿物理条件特征,认为矿床成因为中低温火山-次火山热液型银铅锌矿床[5,6],综上所述特征,寿宁天池矿区银多金属矿理想成矿模式(图5)。
图5 寿宁天池矿区银多金属矿理想成矿模式图Fig.5 Ideal mineralization schematic map of Tianchi silver polymetallic mine in Shouning county1—龙北溪组;2—早侏罗世火山岩;3—上升挥发分; 4—含Au、Ag络合物的环流热液;5—构造破碎带;6—硅化/黄铁矿化;7—与低pH值蚀变有关的银矿化;8—银矿体;9—燕山期侵入体
(1)矿区位于柘荣—南阳北西向断裂带中部,寿宁—长乐南北向断裂带与柘荣—南阳北西向断裂带的交会部位,断裂带上发育有上坪、英山中型银矿,马坑银矿以及大安银矿。断裂构造是该区控制矿体的主导因素,银多金属矿体贮存于北东、北北东向张性构造断裂带中,严格受其控制,因而北东、北北东向张性构造断裂带,尤其像F1、F3两组或两组以上的构造交会部位是最主要的找矿标志。
(2)化探异常中心地段具有很好的找矿潜力。
(3)沿断裂破碎带发育的硅化、黄铁绢英岩化、云英岩化、绢云母化、绿泥石化等蚀变是寻找矿体的有效标志,蚀变越强,矿化越强。
(4)目前矿山工程控制的矿体主要均为团块状或小透镜状矿体,且均以低品位为主,难以成规模发育,但在标高350~800 m处具有大规模的矿化蚀变,且沿走向、倾向上均具有一定的延续性,并在其中也圈出了多个雁列式银铅锌矿体,往深部延伸,控矿构造产状、规模变化不大。因而,推测矿化体往350 m标高以下应有延伸,深部具一定的找矿空间,下一步应选择主要的矿化脉,对350 m以下标高的矿化体进行验证。
资料来源:于福建省第四地质大队“福建省寿宁县天池矿区银多金属矿普查”地质报告,系集体工作成果。
1 耿文辉.浙江东部火山岩型银矿床地球化学特征.地质与勘探,1995,31(4).
2 刘可思.福建寿宁大安银金矿地质特征及找矿方向. 福建地质,2012,31(3).
3 陈毓川,朱裕生.中国矿床成矿模式.北京:地质出版社,1993.
4 华锡棠,王勤生.浙东火山岩型银矿成矿条件及勘查方法.矿产与地质,1991,5(2).
5 戴清忠.周宁芹溪银铅锌矿床成矿作用与找矿方向.福建地质,2008,27(2).
6 杨泽强.豫南火山岩型银多金属矿地质特征及成矿规律.矿产与地质,2006,20(2).