福建武夷山坜头铜多金属矿地质特征及成因探讨

余 青

(福建省地质调查研究院，福州，350013)

武夷山坜头铜多金属矿区位于浦城永兴—五夫Mo-Pb-Zn-Cu矿集区西南部，面积约为3 km2。2000年，先后由福建省区域地质调查队、福建省地质调查研究院开展了预查、普查、详查工作。通过对坜头铜多金属矿的矿床地质特征研究、分析主要控矿因素、总结找矿标志、探讨区域成矿规律，认为其与建瓯钟山铜铅锌矿较为相似，属岩浆热液型矿床*福建省地质调查研究院．福建省铜矿资源潜力评价报告，2011。，为闽北地区铜多金属矿的勘查与开发提供了新的地质矿产资料。

1 区域地质概况

地层主要为元古代的基底变质岩系和晚三叠世-白垩纪陆相碎屑沉积-中酸性火山岩系。基底变质岩系包括古元古代大金山岩组、南山岩组、新元古代龙北溪(岩)组；陆相碎屑沉积-中酸性火山岩系包括晚三叠世焦坑组，早侏罗世梨山组，晚侏罗世长林组、南园组，早白垩世下渡组、坂头组，晚白垩世沙县组。

吕梁—晋宁期的构造变形主要表现为紧闭平卧褶皱、流劈理、片理等，同时还形成许多较大规模的带状韧性剪切断层；加里东期的变形特征主要表现为一系列北东或近北东东向宽缓褶皱、韧性或韧脆性剪切带、脆性断裂等；燕山期的构造变形特点在于形成较大规模断陷盆地，发育北东向、北西向和近南北向断裂。

图1 武夷市坜头矿区铜多金属矿区域地质矿产图Fig.1 Regional geological map of copper polymetallic ore in Litou deposit, Wuyishan city1—沙县组；2—坂头组；3—下渡组；4—南园组；5—长林组；6—梨山组；7—焦坑组；8—龙北溪(岩)组；9—南山岩组；10—大金山岩组；11—燕山晚期晶洞碱长花岗岩；12—早白垩世二长花岗岩；13—早白垩世花岗闪长岩；14—早白垩世石英二长岩；15—早白垩世石英闪长岩；16—晚侏罗世正长花岗岩；17—晚侏罗世二长花岗岩；18—志留纪正长花岗岩、志留纪二长花岗岩；19—花岗斑岩脉、石英斑岩脉；20—断层；21—地质界线；22—平行不整合界线；23—角度不整合界线；24—大型萤石矿；25—中型钼矿；26—小型钼矿；27—小型铜矿；28—铜矿点；29—小型银矿；30—小型铜多金属矿；31—小型铅锌矿；32— 钨钼矿点；33—工作区范围

侵入岩较发育，主要为燕山期，其次为加里东期。岩石类型包括石英闪长岩、石英二长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩、正长花岗岩、晶洞碱长花岗岩及花岗斑岩等。

2 矿区地质特征

2. 1 地层

矿区出露地层主要为古元古代麻源群大金山岩组、早侏罗世梨山组陆相粗碎屑沉积岩(图2)。

图2 武夷山市坜头矿区铜多金属矿地质简图Fig.2 Geological sketch map of copper polymetallic ore in Litou deposit, Wuyishan city1—早侏罗世梨山组下段；2—古元古代大金山岩组；3—加里东期片麻状二长花岗岩；4—实测断层及编号；5—推测断层；6—压扭性断层及倾角；7—张性断层及倾角；8—地质界线；9—铜多金属矿体及编号；10—褐铁矿化；11—硅化；12—绿泥石化；13—黄铁矿化；14—断层角砾；15—勘探线及编号；16—钻孔位置及编号

大金山岩组：分布于矿区坜头、乌烟厂一带，根据岩性组合，可进一步划分为片岩段和变粒岩段。片岩段岩性主要为灰-深灰色二云片岩、二云石英片岩、黑云石英片岩等，原岩为砂泥质岩类。普遍发育花岗质及长英质脉体，形成条带状、条纹状构造。变粒岩段岩性为黑云斜长变粒岩、黑云变粒岩，原岩为砂泥质岩类。发育条纹状、纹理状构造。

变粒岩、片岩的微量元素含量Cu(14.4～104)×10-6、Zn(44.1～174)×10-6、Pb(10.8～49.7)×10-6，平均含量Cu 48×10-6、Zn 95.7×10-6、Pb 19×10-6*福建省地质调查研究院，1∶25万邵武幅区域地质调查报告，2004。。Cu、Zn含量高于上地壳丰度值(Cu 25×10-6、Zn 71×10-6)，在成矿地质条件有利的情况下易于富集成矿。

梨山组下段：分布于矿区北部及东部，为一套陆相碎屑沉积岩。岩性为灰白、黄白色中-细粒石英砂岩、砂砾岩、砾岩夹细砂岩、粉砂岩。

2. 2 侵入岩

仅在矿区西南部地表出露一小岩体，呈北西西向长条状展布，长460 m，宽56 m。岩性为片麻状二长花岗岩，具似斑状结构、片麻状构造，主要矿物成分为钾长石、斜长石、石英、黑云母等组成。与围岩大金山组变质岩为侵入接触，为加里东期岩体。

习近平总书记在党的十九大报告中提出建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先位置，加快教育现代化，办好人民满意的教育。要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务，发展素质教育，推进教育公平，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人。加快一流大学和一流学科建设，实现高等教育内涵式发展。

2. 3 构造

矿区褶皱构造表现不十分明显，变质地层中仅见一些挠曲、揉皱和次一级小褶皱。断裂构造发育，北东、北北西和北西向三组脆性断裂尤为明显(表1)。

表1 坜头矿区主要断裂及特征

北东向断裂：有F1、F6、F7、F114条，其中F1、F6断裂发现有铜矿体。F1断裂出露长度大于3.5 km，往南西、北东延出区外，宽1.2～15 m，总体走向65°～70°，倾向北西，倾角68°～75°，断裂走向和延深均具舒缓波状产出，局部可见磨擦镜面，显示压性特征；断裂带中见断层角砾岩，呈棱角状，具强硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化及铜、铅、锌矿化，局部见有石英脉沿断裂带贯入。上述特征表明，该断裂性质具有先压后张多次活动特征，区内Ⅰ号铜多金属矿体明显受该断裂控制。

北北西向断裂：F2、F3、F4、F8、F9、F106条断裂，其中F3、F4、F8、F9、F10发现有铜矿体。F3断裂见于矿区东部，长度大于1.5 km，宽1.5～5 m，总体走向335°～345°，倾向北东，倾角48°～70°。断裂带中见构造角砾岩、碎裂岩，具硅化、黄铁矿化、绿泥石化及铜、铅、锌矿化。F3断裂中已发现Ⅱ号铜多金属矿体。

北西向断裂：仅见F5一条，出露长度大于1.7 km，宽1～3 m，总体走向290°，倾向北东，倾角50°～60°，断裂带中见构造角砾岩，具硅化、褐铁矿化。

2. 4 围岩蚀变

区内围岩蚀变较强烈，见有硅化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化，断层带中还见有铜、铅、锌矿化等。靠近断层构造带及矿体两侧蚀变增强，其余地段蚀变较弱。如东部乌烟厂一带梨山组蚀变较为强烈，沿节理裂隙多具有规模不等的硅化、黄铁矿化蚀变。围岩蚀变显示为中-低温蚀变矿物特征。

2. 5 地球化学异常特征

区内1∶1万土壤测量，圈定有Cu、Pb、Zn、Sn、Ag、Mo六种元素异常，按各异常的空间分布归并为坜头、乌烟厂两处Cu-Pb-Zn-Ag-Sn土壤综合异常区，面积为1.2 km2(图3)。

图3 武夷山市坜头矿区铜多金属矿土壤异常剖析图Fig.3 Soil anomaly analysis map of copper polymetallic ore in Litou deposit, Wuyishan city1—早侏罗世梨山组下段；2—古元古代大金山岩组；3—加里东期片麻状二长花岗岩；4—实测断层及编号；5—推测断层及编号；6—地质界线；7—铜多金属矿体及编号；8—勘探线及编号；9—综合异常及编号；10—铜异常；11—铅异常；12—锌异常

(1)坜头Cu、Pb、Zn综合异常(TR1)：异常分布于坜头村北侧，异常呈北东向展布，长1 200 m，宽600 m。Cu、Pb、Zn异常均具有明显的浓度分带。其中，Cu异常总体呈北东东向展布，长为1 200 m，宽400～500 m，中带含量(100～200)×10-6，外带含量(50～100)×10-6。Pb异常分布范围与Cu异常大致重叠，中带含量(200～400)×10-6，外带含量(100～200)×10-6。Zn异常与Cu异常区重叠，中带含量(240～480)×10-6，外带含量(120～240)×10-6。经槽探揭露发现Ⅰ铜多金属矿体，证实为矿致异常。同时据物探剖面资料显示，在Cu异常浓集中心呈现低阻、高极化特征，反映极化体为金属硫化物组成。

(2)乌烟厂Cu、Pb、Zn综合异常(TR2)：异常分布于乌烟厂西侧，总体呈北北西向展布，长1 300 m，宽200～900 m。Cu、Pb、Zn、Sn、Ag元素异常形态相似，浓集中心明显且基本重合。Cu、Pb、Zn元素异常梯度变化明显，有多个浓集中心，Pb最高含量大于1 000×10-6。经槽探揭露发现Ⅱ铜多金属矿体，证实为矿致异常。此外，物探剖面资料显示，土壤异常中心具低阻、高极化异常。

3 矿体地质特征

经详查工作，矿区内共圈定铜多金属矿体9个(编号分别为Ⅰ、Ⅰ1、Ⅱ、Ⅱ4、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ)和低品位铜多金属矿体23个，其中Ⅰ、Ⅱ号矿体规模最大(图4)，其余均为小矿体。

图4 坜头矿区铜多金属矿5线地质剖面图Fig.4 Diagram showing the geological profile in the No.5 exploration line of copper polymetallic ore in Litou deposit

3.1 矿体特征

Ⅰ号矿体：分布于矿区西部，出露标高744～437 m，矿体控制长1 080 m，最大垂深307 m，厚1.01～3.63 m，最厚8.05 m，平均厚1.78 m。矿体产状与断裂带一致，走向北东70°～80°，倾向北西，倾角57°～80°。矿体呈脉状、透镜状断续分布于北东向断裂(F1)带内的硅化、黄铁矿化、绿泥石化蚀变岩中。矿化分布不均，矿石以细脉-浸染状为主，矿石矿物以黄铜矿为主。其次为方铅矿、闪锌矿，呈粒状或团块状嵌于硅化岩中。脉石矿物为石英、长石、黄铁矿、绿泥石、云母、方解石等。在老硐中可见孔雀石、铜蓝等次生铜矿物。矿石品位：Cu 0.013%～1.26%，平均0.51%；Pb 0.039%～1.16%，平均0.46%；Zn 0.018%～2.32%，平均1.13%；Ag(0.65～153.00)×10-6，平均47.19×10-6。

Ⅱ号矿体：分布于矿区东部，出露标高为439～130 m，矿体控制长为410 m，最大垂深309 m，厚0.57～2.30 m，平均厚1.37 m。矿体产状与断裂带一致，走向北北西320°～350°，倾向北东，倾角50°～75°。矿体呈脉状、透镜状断续分布于北北西向断裂(F3)带内的硅化、黄铁矿化、绿泥石化蚀变岩中。矿化及矿石特征基本与Ⅰ号矿体相同。矿石品位：Cu 0.059%～0.79%，平均0.46%；Pb 0.11%～0.60%，平均0.40%；Zn 0.43%～9.24%，平均2.74%；Ag(6.7～138)×10-6，平均59.13×10-6。

3.2 矿石特征

矿石结构主要为他形粒状、熔蚀交代、乳滴状包含结构，少数为半自形-自形晶粒状结构；矿石构造主要为斑杂状、团块状、浸染状、脉状构造。矿石中金属矿物主要有黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉银矿、少量孔雀石、铜蓝、磁铁矿等；非金属矿物主要有石英、长石、黄铁矿、绿泥石、绢云母、方解石等。

金属矿物生成顺序大致为辉银矿→闪锌矿→黄铜矿(乳滴状)→方铅矿。

4 矿床成因及成矿时代探讨

4.1 矿床成因探讨

矿区铜多金属矿体呈脉状、透镜状贮存于北东向和北北西向断裂破碎带中，其形态、产状与断裂破碎带形态、产状一致，明显受断裂控制，反映与成矿有关的热液沿断裂构造形成的通道运移、充填交代成矿。矿石中主要矿物组合为：黄铜矿-方铅矿-闪锌矿-黄铁矿-石英；方铅矿-闪锌矿-黄铜矿-黄铁矿-石英-绿泥石。围岩蚀变以绿泥石化、绿帘石化、硅化、黄铁矿化、绢云母化、绢英岩化为主。上述矿石中的矿物组合形成均具中-低温矿物特征。土壤异常、矿化蚀变主要集中于构造交会部位周边，而不是沿断裂带呈线性展布，反映了区内成矿热液主要来自深部隐伏岩体，成矿热液为与岩浆侵入相关的岩浆热液，成因类型为中-低温(岩浆)热液充填交代型矿床[2]。

4.2 成矿时代讨论

矿区成矿时代与区域上矿床特征相类似的管查铜矿、钟山铜矿的成矿时代推断为早白垩世或燕山晚期。近年在矿区东部约15 km的武夷山坪地、上西坑钼矿中获得Re-Os同位素测年资料，坪地钼矿成矿年龄界于(111.6±1.6)Ma～(103.70±1.7)Ma[3]，上西坑钼矿成矿年龄为(102.0±1.5)Ma[4]，其成矿花岗岩体为燕山晚期。因此，该矿区的成矿时代可能为早白垩世晚期。

5 找矿标志及找矿预测

5.1 找矿标志

(1)区内主矿体贮存于北东向或北北西向断裂蚀变带，带内常见有铜、铅、锌矿化及褐铁矿露头或转石；部分矿体露头风化后形成的“铁帽”，并见有铜蓝、孔雀石、铅矾等次生矿物，皆是直接找矿标志。

(2)在Ⅰ铜多金属矿体附近，见有多个分布在矿体浅部的古探采矿硐，地表尚残留大量的冶炼炉渣，亦为直接找矿标志。

(3)区内1∶1万土壤测量所圈定的铜多金属综合异常分布范围，特别是异常中带-内带位置，其物探电法测量兼具低阻、高极化特征，此为间接找矿标志。

(4)近矿围岩中普遍具较强的硅化、褐铁矿化、黄铁矿化、绿泥石化、绿帘石化等蚀变，这是间接找矿标志。

(5)区内矿体及两侧围岩中常伴随着强烈硅化蚀变，这些硅化地段因抗风化剥蚀能力强，地貌上往往呈正地形，且基岩露头良好，这也是间接找矿标志。

5.2 找矿预测

(1)根据区内矿化蚀变的规模和强度，以及探获的资源量，推断该区有燕山期侵入的隐伏岩体为成矿提供了丰富的热源和矿质，在矿床的深部具有较大的找矿潜力。从目前勘探范围内围岩蚀变矿物组合以中低温矿物为主，尚未见到有高温蚀变矿物的情况，推测该隐伏岩体埋深较深，估计为2～4 km。

(2)区内断裂构造发育，断层规模较大，延伸较为稳定，构造角砾岩发育，在张性空间有利于热液活动，常具铜、铅、锌矿化，甚至形成矿体。目前尚未控制到矿体下部边界，深部还具有较大的找矿空间。

(3)从矿石矿物及矿物生成顺序推测，目前勘探范围成矿以中低温的铅锌矿、辉银矿为主，叠加较强的中温黄铜矿化，往深部将逐渐过渡到中温为主的黄铜矿化、中高温为主的黄铜矿化+辉钼矿化。

本文资料来自“福建省武夷山市坜头矿区铜多金属矿详查阶段性报告”，系参加项目工作同志集体劳动成果。在成文过程中得到张开毕教授级高级工程师的悉心指导，在此深表谢意！

1 福建地质矿产勘查开发局.福建省区域地质志(第一版)，北京：地质出版社，2011.

2 刘磊，林国宣，谢晓亮．武夷山成矿带闽西北部萤石矿床地质特征及成矿启示.中国矿业，2013，22(增刊).

3 王翠芝，李超.福建武夷山坪地钼矿辉钼矿铼-锇同位素定年及其地质意义.岩矿测试，2012，31(4).

4 王翠芝，刘文元.福建中生代钼矿的辉钼矿矿物学特征.地球科学，2013，38(6).