福建建瓯奖坑银矿床地质特征及成因分析

林光隆

(福建省地质调查研究院，福州，350013)

前人先后对建瓯奖坑银矿及周边地区开展地质调查研究工作，并已取得了一系列研究成果[1-3]，目前对其矿床类型有不同的认识：混合岩化-糜棱岩化变质热液型金矿床、混合岩化变质热液改造型金矿床。笔者依据近年来找矿进展和勘查成果，总结成矿地质背景、研究矿床地质特征，探讨矿床成因，以期为同类型矿床的找矿与勘查提供思路和借鉴。

1 区域地质背景

奖坑银矿区大地构造位置处于北武夷隆起区浦城—顺昌基底与政和—南平裂陷槽交会带[4]，位于北东向政和—大埔断裂带与北东东向宁化—南平构造岩浆带交会处西北侧，北北东向浦城—尤溪断裂构造带中部(闽中裂谷成矿亚带中段)。元古代和中生代地层大面积分布，区域性北北东向断裂发育，构造岩浆活动强烈，中生代断陷盆地发育，为区域成矿提供了有利条件。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区以发育新元古代龙北溪(岩)组、中三叠世花岗岩推覆于早侏罗世梨山组之上的推覆构造为特征。出露的地层较简单，主要为新元古代龙北溪(岩)组和早侏罗世梨山组下段，二者呈断层接触(图1)。

图1 建瓯奖坑矿区地质略图Fig.1 Geological sketch map of Jiangkeng mining area in Jian'ou1—早侏罗世梨山组下段；2—新元古代龙北溪(岩)组;3—中三叠世花岗岩;4—石英闪长玢岩;5—银矿体及编号;6—低品位银矿体及编号;7—金矿体及编号;8—地质界线;9—逆冲推覆断层;10—断裂;11—构造窗;12—勘查线及编号；13—钻孔位置及编号

新元古代龙北溪(岩)组：分布范围严格受推覆构造边界限制，为推覆体组成部分，主要分布在矿区的西部，主要岩性为黑云斜长变粒岩等，局部见矽线石黑云石英片岩、长石二云片岩。

早侏罗世梨山组下段：主要分布在矿区的四周，层理产状总体倾向南东，倾角10°～35°，岩性主要为中厚-厚层状中粒石英砂岩、中细粒石英杂砂岩、中粒岩屑石英砂岩及砂砾岩、砾岩，夹粉砂岩、粉砂质泥岩、炭质泥岩。

2.2 侵入岩

矿区内大面积分布中三叠世花岗岩，为主要容矿围岩，侵入于新元古代龙北溪(岩)组中，与早侏罗世梨山组呈断层接触。岩石类型主要为中细粒黑云母花岗岩，少部分为片麻状花岗岩、碎粒岩化、绢云母化中细粒花岗岩等。

石英闪长玢岩：地表仅出露于矿区西部，多数属隐伏状岩脉。岩脉总体方向性明显，空间上岩脉与围岩(主要是花岗岩和梨山组砂岩)呈侵入接触，接触面倾角一般较缓，岩脉呈席状分布，单条岩脉厚度不大，多数岩脉为3～7 m，部分孔可见多层脉，局部可能存在分枝复合。

2.3 构造

早侏罗世晚期-中侏罗世挤压环境下形成的推覆构造为矿区最主要构造。该推覆构造控制了区内地层的空间分布和主要的构造格局，运动方向为南东向北西运动[3]。上盘(推覆体)平面上总体呈云朵状、斜卧“三角形”展布，西北侧前锋接触边界断层呈波浪状，东南侧被以梨山组为岩石组成的另一个断块呈叠瓦状叠覆，其主体由中三叠世花岗岩组成，见少量新元古代龙北溪(岩)组变质岩，它们共同组成了奖坑矿区的上盘推覆体,上盘中断裂主要以北西、北西西向为主，北东向次之，伴生的共轭节理、张节理、压剪性节理较为发育。对成矿具有重要的影响，为矿液的运移提供了运移和就位的通道和场所。下盘(原地岩系)组成较简单，主要为梨山组沉积碎屑岩。推覆断裂平面上呈不规则“波浪状”弯曲，在横剖面上呈现“峰”(上凸式)、“谷”(下凹式)结合的组合形式，纵向上呈舒缓波状，走向北东，主体倾向南东，呈北西-南东向斜卧，倾角较缓，多数为10°～25°。推覆体的派生裂隙内(或附近)多出现强弱不等的绢云母化、硅化或黄铁矿化蚀变，显示出派生裂隙体系是成矿期热液运移的重要通道，也是含银硫化物沉淀的重要场所，它们既是重要的运矿构造也是重要的储矿构造。规模较大及与矿体联系密切的断裂有F3、F4、F5、F7、F8、F10、F12和F13。

2.4 围岩蚀变

围岩蚀变总体上较强烈，蚀变范围较为广泛。蚀变类型主要有黄铁矿化、硅化、绢云母化、白云母化、绿泥石化、碳酸盐化(方解石)等。其中与银金矿化关系密切的蚀变主要有黄铁矿化、硅化，特别是黄铁矿化与银金矿化最为密切，细脉浸染状粉晶黄铁矿化强弱与银品位成正相关关系，常形成较富集的银矿化。

根据其空间分布可分为线状蚀变及面状蚀变2大类，二者均较难划分蚀变强弱分带。线状蚀变主要有黄铁矿化(毒砂矿化)、硅化等。一般于断裂、裂隙构造处发育，随着与断裂、裂隙中心线的距离的增大，蚀变逐渐减弱；面状蚀变主要有绢云母化、白云母化、绿泥石化、碳酸盐化(方解石)等，普遍发育于断裂或裂隙，但不同的位置蚀变强度上有所差异。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿区仅有少量规模小的银工业矿体出露地表，其余均为隐伏矿体。矿体主要分布在花岗岩中，梨山组中仅见一处。矿体矿化强度受构造控制，主要与岩石节理、裂隙宽度及岩石破碎程度有关，矿体大致可以分为2类，一类主要受裂隙或小断裂控制，主要有J2、J3、J5等矿体，一般都是成组出现，多表现为多条小规模矿体夹一条规模较大的矿体，呈平行侧列式排列。矿体基本均呈脉状，倾向有一定延伸，走向上有收缩膨胀现象，矿体数量多，规模小，品位变化较稳定，厚度小，倾角一般为27°～45°。另一类矿(化)体受推覆构造控制，地表出露于矿区西北部，深部于桐坑北西侧见有J72等矿体，矿体主体产于构造破碎带内，总体走向北东，呈似层状、舒缓波状展布，倾角较缓，倾向与推覆构造面形态密切相关，倾角一般小于20°。

区内最大的矿体为J3号矿体，分布在矿区中部，属隐伏矿体，贮矿围岩为中细粒花岗岩。矿体呈不规则脉状，空间展布上受F10断裂控制(图2-a)，走向275°～290°，倾向北北东，倾角22°～38°。矿体走向上控制长度约1 160 m，倾向上最大延伸大致为423 m，矿体普遍存在尖灭再现的现象，单工程真厚度为0.96～9.57 m，平均真厚度为2.41 m，厚度变化系数为66.14%。单工程品位为Ag 82.65～637g/t、Au 0.1～2.7 g/t，矿体平均品位为Ag 142.10 g/t、Au 0.36 g/t，品位变化系数为63.43%。

J72号矿体为隐伏矿体，位于矿区中部西南侧(桐坑北西侧)，呈似层状、舒缓波状分布于264～296线，空间展布上受推覆构造带(F1)控制(图2-b)，分布标高主要为70～140 m，控制长度为160 m，倾向最大延伸302 m。矿体总体走向南西，倾角较缓，倾向与推覆构造面形态密切相关，倾角一般小于20°。矿体真厚度一般为1.51～3.77 m，平均真厚度2.27 m，厚度变化系数为40.86%，于ZK28009处矿体厚度较大、品位较高，为一个富矿囊状。单工程品位：Ag 95.8～566.1 g/t、Au 0.11～2.75 g/t，平均品位Ag 152.73 g/t、Au 0.90 g/t，Ag品位变化系数为176.1%。

图2 奖坑矿区200线地质剖面简图(a)和288线地质剖面简图(b)Fig.2 Geological profile of Line 200 (a) and Line 288 (b)in Jiangkeng mining area

3.2 矿石特征

矿石矿物成分主要由矿石矿物和脉石矿物组成，矿石矿物主要以黄铁矿自然银、辉银矿、自然金为主，有时还含少量的辉钼矿、闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、褐铁矿等。脉石矿物成分较复杂，且矿物结晶大小不一，主要有石英、钾长石、斜长石、黑云母、绢云母、绿泥石、叶蜡石等。矿石结构类型主要有自形-半自形粒状结构、交代-交代残余结构、乳滴状结构、骸晶结构、他形粒状结构、共结边结构、包含结构。矿石构造较简单，主要有浸染状构造、细脉状构造、团块状构造。

银(金)矿石主要有益元素为Ag，主要矿体品位为136.34～195.94 g/t，其中，单样最高品位为2 114 g/t。伴生有益元素为Au，单样品位一般为0.1～11.01 g/t。根据原矿多项分析结果，各元素组分含量分别为：Ag 122 g/t,Au 0.29 g/t,As 0.14%，S 1.03%，Cu 0.0072%，Pb 0.043%，Zn 0.066%，WO30.001%，Mo 0.01%，CaF20.51%，Sn 0.000 5%，mFe 1.63%，Bi 0.000 17%，Sb 0.006%，Cd 0.000 4%，Mn 0.069%，SiO273.01%，Al2O313.39%，Fe2O35.13%，TiO20.25%，CaO 0.83%，MgO 0.50%，K2O 4.23%，Na2O 0.46%。

综上所述，矿石中As等有害组分含量低，Pb、Zn、Mo等组分含量也很低，除 Pb、Zn在个别样品中含量较高外，总体上达不到综合利用要求。

3.3 成矿阶段划分

根据矿物共生组合、矿物间穿插包含关系、矿物结晶形态、矿物贮存状态及矿石结构构造等特征，推断出矿区矿物生成顺序(表1)。将奖坑(金)矿床成矿期划分为热液期和表生期，其中热液期可划分为3个主要成矿阶段。不同成矿阶段蚀变-矿化特征(照片1)及金属矿物组成和结构构造。

表1 奖坑银矿床成矿期次与阶段划分Table 1 Metallogenic periods and classification of metallogenic stages of Jiangkeng siliver cleposil

石英-绢云母阶段：石英主要呈粒状分布岩石中，绢云母主要呈鳞片状、细条带状产出，并发育绿泥石、绿帘石等蚀变矿物；绿泥石和绿帘石呈粒状交代黑云母、长石等矿物形成；该阶段中黄铁矿主要为自形、中-粗粒结构，呈细脉浸染状、星点状分布于岩石中。

石英-多硫化物阶段：以出现黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿及辉钼矿等多种金属硫化物为特征，各硫化物矿物间为共生关系，呈脉状、浸染状分布于石英的边部及内部，该阶段也是银、金的主要成矿阶段，辉银矿、自然银、自然金充填于黄铁矿、方铅矿、闪锌矿之间或矿物裂隙中。

碳酸盐化阶段：主要发育石英-方解石、石英-萤石脉，为热液活动后期产物，切穿早期石英-多金属硫化物脉。

奖坑银(金)矿床表生期主要产出氧化矿石，位于近地表，是矿体受表生风化淋滤作用的影响而形成的；氧化矿石的矿物成分主要由石英、褐铁矿组成，局部见微量的黄铁矿。

照片1 奖坑银矿床不同成矿阶段蚀变-矿化特征Photo.1 Altered and mineralized characteristics of different mineralization stages of Jiangkeng siliver deposita—黄铁矿呈浸染状分布于岩石中；b—石英呈脉状发育，黄铁矿呈浸染状分布于石英脉内；c—多金属硫化物呈脉状发育，方铅矿、闪锌矿充填于黄铁矿内；d—石英、萤石呈脉状发育

照片2 奖坑银矿床金属矿物组成和结构特征Photo.2 Composition and structure characteristics of metallic minerals of Jiangkeng siliver deposita— 方铅矿与闪锌矿共生，交代黄铁矿矿物；b—自然银、辉银矿、方铅矿、闪锌矿呈脉状分布于石英脉中，其中闪锌矿交代自然银、辉银矿、方铅矿等矿物；c—闪锌矿矿物被方铅矿矿物熔蚀交代；d—辉银矿和自然金呈脉状产于石英化脉中，其生成先后顺序辉银矿-自然金

4 矿床成因分析

4.1 成矿地质条件

银矿床的成矿作用具有其独特性和复杂性，成矿地质背景是控制其成矿的关键因素，不同类型和不同规模的银矿床在空间上的分布，严格受构造体系的控制[5-6]。区内大地构造位置独特，构造类型的多样性和构造方向的多变性，是银等金属元素富集成矿的有利条件[7]。

4.1.1 构造条件

奖坑矿区毗邻政和—大埔断裂带，该断裂带经历了多期岩浆作用、变质作用、构造变动，控制着沿带铁、铅锌、金、铌钽、硫等矿产的形成，是福建省重要的成矿带[8]。燕山期受到太平洋板块俯冲和政和—大埔断裂带的活动矿区内发育一系列倾向南东的逆冲断层。区内以发育新元古代龙北溪(岩)组、中三叠世花岗岩推覆于早侏罗世梨山组之上的推覆构造为特征。银(金)主要产于构造体系内部，分两种类型，一是沿着控制推覆构造的推覆面F1构造破碎带就位形成缓倾角的银矿体，出露标高一般为0～200 m；二是沿着推覆体上盘的推覆期形成的裂隙就位,矿体呈细脉浸染状、脉状，出露标高一般为200～350 m，局部为150～500 m。目前,发现的多条银矿体一般都贮存于北西向缓倾角断裂，少量银矿体贮存于陡倾角断裂构造中。

上盘推覆体岩石中还发育与推覆断裂破碎带同时派生的断裂(裂隙)构造。在规模上大小不一，以宏观断裂形式出现，主体上呈北西、北西西向，与推覆构造的主运动方向一致。不仅是含矿热液上升运移良好的通道，而且为上升矿液的扩散充填、交代沉淀提供了良好的空间条件。

4.1.2 侵入岩条件

岩浆活动对于热液成矿作用有重大意义，岩浆岩类型、成分、产状、规模以及岩浆形成时的温度、压力等与矿床的形成有着密切的关系。岩浆岩不仅可以提供成矿物质，还可以为成矿作用提供成矿热源，深部岩浆(热源)的存在是热液成矿作用的重要条件。岩浆热源不仅可以为含矿热液的运移提供驱动力，还可以提供成矿所需要的温度条件[9]。奖坑矿区具有多期次的岩浆活动，其中，印支期花岗岩体占据推覆体主体，该岩体可能为早期矿物元素富集提供了能量或物质来源。燕山期酸性-中性岩脉发育较多，区内石英闪长玢岩顺推覆构造面侵入，有矿化的现象，显示着燕山期岩脉有可能为后期提供成矿热源或物源。

4.1.3 稳定同位素及流体包裹体特征

据有关资料(1)福建省地质调查研究院，福建省建瓯市奖坑矿区银矿成矿地质条件及找矿靶区优选，2019。，区内矿化期的硫化物δ34S值为-2.9‰～9.5‰，主要集中在0～4‰，均值为2.43‰(n=83)。奖坑银矿床黄铁矿的δ34S值分布范围较为集中，变化范围小，均一化程度较高，表现为以岩浆硫主体的特征，在成矿过程中可能有少量其他硫加入，对深源岩浆硫组成造成了一定的影响，使其具有一定变化幅度(图3-a)；成矿流体δD值为-131‰～-91‰(平均-102.86‰)，δ18O氧同位素组成为10.3‰～15.5‰(平均13.366‰)，δ18OH2O范围为-0.44‰～4.76‰(平均2.62‰)，氢氧同位素特征表明成矿流体是大气降水和岩浆水混合流体，主要来源于深部岩浆，少部分来自围岩(图3-b)。石英流体包裹体均以富液两相包裹体为主，均一温度集中于190～230℃(均值215.8℃)，流体盐度集中于2～6 wt% NaCl equiv.之间(均值4.43wt% NaCl equiv.)，密度集中于0.80～0.90 g/cm3(均值0.86g/cm3)，具典型浅成中低温、低盐度、低密度的矿床特征。

图3 奖坑银矿床δ34S直方图(a)与δD-δ18O图解(b)Fig.3 δ34S histogram (a) and δD-δ18O Diagram (b) of Jiangkeng siliver mining

4.2 矿床成因类型

由于燕山早期区域性推覆构造强烈活动，矿区内形成了由中三叠世花岗岩及少量新元古代龙北溪(岩)组变质岩组成的推覆体、梨山组沉积碎屑岩组成的原地岩系以及以北西向低角度逆冲断层为推覆面的推覆构造体系，银矿体主要受该推覆构造及派生的北西西向断裂控制。燕山晚期，经深部岩浆携带的成矿热液在构造和岩浆热动力的驱动作用下，由深部逐渐向浅部运移，进入推覆构造及其派生的裂隙系统，随着温度和压力的逐渐下降及pH值的变化，成矿物质在构造体系中沉淀并不断富集成矿(图4)。根据矿石结构、构造特征及矿石类型分析，矿床主体形成于热液期，热液期可划分为石英-绢云母化阶段、石英-多硫化物阶段、碳酸盐化阶段。而银矿体主要形成于热液中期石英-多硫化物成矿阶段。因此，该矿床成因类型初步认定为中低温热液型银矿床。

图4 奖坑银矿床成矿模式图Fig.4 Mining mode diagram of Jiangkeng siliver deposit

5 结论

奖坑矿床位于华夏地块北武夷隆起区东部，矿体主要贮存于中三叠世侵入岩体中。推覆及其派生构造体系与成矿关系密切，既是最重要的运矿、配矿构造，也是最主要的储矿构造。围岩蚀变呈典型的中低温热液蚀变特征。热液成矿期划分为三个阶段，其中石英-多硫化物阶段为主矿化阶段。成矿流体表现为中低温、低盐度和低密度的流体体系特征，是大气降水和岩浆水混合流体，成矿物质主要来源于深部岩浆，少部分来自围岩。经初步分析，该矿床成因类型为中低温热液型银矿床。

根据“福建省建瓯市奖坑矿区银金矿详查项目”报告总结归纳编写而成，系集体劳动成果。在撰文过程中得到林志明高级工程师的指导和帮助，在此深表感谢！