滕传耀
(福建省地质调查研究院,福州,350013)
将乐新路口—南排山地区处于华南新元古-早古生代造山带华夏地块北武夷隆起区内邵武—将乐裂陷槽与南平—宁化构造岩浆带交界处[1],位于省内潜力评价圈定的Ⅲ-81-②-2 将乐新路口—明溪锡成矿远景区内(1)福建省地质调查研究院,福建省钨矿资源潜力评价成果报告,2012。,面积约97.6 km2。区域上钨、锡矿床成因类型主要为斑岩型(清流行洛坑钨矿[2-4]、宁化下伊锡矿[5])、石英脉型(将乐新路口钨矿(2)福建省地质调查研究院,福建省将乐县新路口矿区铜钨矿资源储量调查报告,2010。收稿日期:2021-06-08作者简介:滕传耀(1988-),男,工程师,主要从事地质矿产调查工作。、将乐肖公洞钨矿[6])、矽卡岩型(建瓯上房钨矿[7])、构造蚀变岩型(将乐泰村锡矿)[8]等。而研究区内西溪组、林田组内钨、锡元素地壳丰度高,经畲组、栖霞组、文笔山组钙质含量高,岩浆活动频繁,构造发育,有利于形成石英脉型及矽卡岩型钨锡多金属矿。
近年来,区内先后完成了1∶5万高精度磁法测量、1∶5万水系沉积物测量等工作,圈定了多处物化探异常,显示了较好的找矿远景。笔者根据区内取得的新的地质、矿产、物探和化探等资料,对区内钨锡多金属矿找矿远景进行综合分析,认为远景内钨多金属矿成因类型主要为石英脉型,而锡多金属矿成因类型主要为矽卡岩型,通过与典型矿床对比,建立区域钨锡多金属矿成矿模式并圈定找矿靶区。
该区位于南平—宁化构造-岩浆带北端、崇安—安远北东向断裂带南端、将乐—华安南东向断裂带直穿研究区东部。属浙中—武夷隆起钨锡钼金银铅锌及非金属成矿区(带)。区内地层发育,构造复杂,岩浆活动频繁。
研究区内地层发育较全,以新元古代西溪组、早古生代林田组变质岩系为主,占测区面积80%以上,晚古生代-中生代地层集中分布于将乐城关、新路口一带(3)福建省地质调查研究院,福建1∶5万将乐幅矿产地质调查报告,2021。(图1)。
图1 将乐新路口—南排山地区地质矿产图Fig.1 Geological and mineral map in Xinpailu-Nanpaishan area of Jiangle county1—第四系;2—漳平组;3—梨山组;4—溪口组;5—翠屏山组;6—童子岩组;7—文笔山组;8—栖霞组;9—船山组;10—经畲组;11—林田组下段上亚段;12—林田组下段下亚段;13—西溪组上段;14—早白垩世石英二长岩;15—晚侏罗世似斑状花岗岩;16—花岗斑岩/石英斑岩;17—花岗岩/石英脉;18—地质界线/平行不整合界线;19—角度不整合界线/岩相界线;20—正断层及产状;21—逆断层及产状;22—逆冲推覆构造;23—实测断层/推测断层;24—多金属矿小型矿床/多金属矿点;25—钨锡矿小型矿床/钨锡矿点; 26—铅矿点/锡矿点; 27—钨矿小型矿床/钨矿点; 28—铁矿点/铜矿点; 29—研究区范围
震旦纪西溪组:岩性以变质砂岩、变质凝灰质细砂岩为主,夹千枚岩。原岩为一套火山-碎屑沉积岩,沉积环境属岛弧靠陆侧的弧后盆地。
寒武纪林田组:岩性为以变质细砂岩、千枚岩为主的浅变质岩系,普遍夹多层炭质层。总体为一套变质中酸性火山碎屑岩,原岩属砂泥质复理式建造类型,沉积环境属海湾泻湖相。
晚古生代-中生代地层发育于新路口—将乐复式向斜内,呈南北向展布,区内主要涉及经畲组、船山组、栖霞组、文笔山组、童子岩组、翠屏山组、溪口组、梨山组、漳平组。发育一套粗碎屑岩、(含煤)细碎屑岩、碳酸盐岩、硅泥岩等,沉积环境属海陆交互相、湖沼泽相。其中,经畲组中的含钙质砂岩及船山组、栖霞组中石灰岩等与矽卡岩型锡多金属矿的形成关系密切。
第四系:主要分布于新路口、将乐城关、光明等地山间河谷两侧。
研究区构造发育,受区域上南平—宁化构造-岩浆带和崇安—安远断裂带影响,南北向的将乐—华安断裂带穿过研究区东部,区内构造以南北向为主,北东向、北西向次之。区内主要的断裂有新路口—将乐城关南北向断裂、新路口—泰村北东向断裂及光明北西向断裂。
区内褶皱变形强烈,主要以加里东期褶皱为主,是测区古老的基底构造,由一系列次级褶皱组成线状复式褶皱,以紧闭同斜褶曲为特征。由于后期构造形变利用、改造,使得褶皱轴线扭曲、错断、位移,轴面变化不定、枢纽波动起伏,岩层揉皱强烈,平卧、尖棱、倾竖褶曲常见,剪切现象以及相伴产生的构造形迹也比比皆是。研究区褶皱主要有光明复式向斜、新路口—将乐复式向斜,均为加里东期活动形成,其中新路口—将乐复式向斜受华力西-印支期地质作用叠加改造。
区域岩浆活动频繁,研究区内出露的侵入岩主要为晚侏罗世似斑状花岗岩、早白垩世石英二长岩及一些花岗斑岩、花岗岩、石英脉等岩脉。
晚侏罗世似斑状花岗岩:主要呈岩株状分布于新路口、际头、横排上、渠源及南排山一带,出露面积约6.9 km2,与围岩接触面均外倾,倾角东陡西缓,东部倾角为65°,西部为20°~45°。岩性以似斑状中细粒花岗岩为主,以高硅富碱低钙贫铁镁为特征,属于高分异“S”型花岗岩[9]。岩体接触变质晕分带明显,由内接触带到外接触带可划分为角岩带、强角岩化带和弱角岩化带,内接触带云英岩化强烈,与石灰岩等钙质层位接触处常见矽卡岩分布。与区内钨锡多金属成矿带关系十分密切。
早白垩世石英二长岩:主要呈岩株状在东北部岭头一带小面积出露,面积约0.32 km2,与围岩接触面均外倾,倾角30°~70°,岩性以似斑状细粒石英二长岩为主,局部变化为似斑状细粒石英正长岩。岩石具似斑状半自形粒状结构,局部为显微文象结构,块状构造。
1∶5万水系沉积物测量在区内圈定了5处综合异常(图2),主要异常元素为Sn、W、Mo、Cu、Bi,其余元素Au、Ag、Pb、Zn等亦具有明显的异常。区内主要的综合异常为新路口JHS-3(甲1)、坑头JHS-12(甲1)及际下JHS-11(甲1)。
图2 研究区物化探异常及找矿靶区分布图Fig.2 Distribution map of abnormal geophysical exploration and prospecting target area in the study area1—水系综合异常;2—水系锡异常;3—水系钨异常;4—高磁异常;5—高磁推断隐伏岩体;6—已设矿权范围/找矿靶区范围;7—多金属矿小型矿床/多金属矿点;8—钨锡矿小型矿床/钨锡矿点;9—铅矿点/锡矿点/铁矿点/铜矿点;10—钨矿小型矿床/钨矿点;11—研究区范围
新路口JHS-3(甲1):异常呈长椭圆状近北北东向展布(北部为北东向,南部为南北向),以高温元素Sn、W、Mo、Bi异常为主,高中温元素Cu、Pb、Zn、Ag、Cd异常次之,伴有Co-Cr-Ni-As-Sb-Hg-Au等异常。Sn、W、Mo、Bi高温元素异常面积大,套合好,浓集中心明显,均具浓度内带,最高值分别为1 211×10-6、1 374×10-6、34.8×10-6、391×10-6。
坑头JHS-12(甲1):异常总体呈椭圆状北东近南北向展布,以高温元素Sn、W、Bi为主,同时Cu、Pb、Zn等中温元素异常也较好。发育带内的元素有W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag等。高、中温元素异常套合较好,大致在同一区域分布,浓集中心明显,规模较大。Sn、W、Bi、Cu、Pb、Zn最高值分别为1 190×10-6、92.7×10-6、298×10-6、1 090×10-6、2 681×10-6、791×10-6。
际下JHS-11(甲1):异常总体呈北东向展布,以高温元素Sn、W、Mo、Bi、Cu异常为主,中-低温元素Zn、Cd、Au异常为辅,伴有Co-Cr-Ni-As-Hg-Au等元素异常。高-中温元素Sn、W、Bi、Cu、Pb、Zn、Ag、Cd异常套合较好,大致在同一区域分布,Mo元素则分布于异常区的西北侧。其中Sn、Cu、Zn、Cd大致呈面状分布,规模大,最高值分别为62.7×10-6、193×10-6、1 008×10-6、12.5×10-6。
研究区内布格重力异常等值线为北东走向,北东向新路口—南排山为重力低,布格重力异常值为-3~-5×10-5m/s2,两侧重力高,布格重力异常值为-1~3×10-5m/s2,重力异常梯级带变化明显,为深大断裂通过地段。区内已知W、Sn、Pb、Cu等多金属矿化点均多分布在区内深大断裂内及其次级断裂、裂隙附近。1∶5万高精度磁测在区内圈定了多处异常,主要异常有CT-4(乙1)、CT-5(乙3)、CT-6(甲2)、CT-9(乙2)、CT-10(乙1)、CT-12(乙3)、CT-13(甲2)、CT-15(乙2)、CT-17(丁)等。异常均具有正负伴生的特点,与水系综合异常套合较好,推测其深部有含矿的隐伏地质体。依据△T化极水平导数模等值线平面图、△T化极磁异常的梯度陡变带和磁异常等值线图等磁异常特征,结合物、地质等资料,在南排山东侧、狮子寨西南侧及区内东北角各推断隐伏岩体一处。
研究区内已发现矿床(点)众多,涉及的金属矿种主要有钨矿、锡钨矿、锡矿、多金属矿、铅矿、铜矿及铁矿等。矿床(点)的分布受区域性断裂作用影响,主要产于新路口—将乐城关南北向断裂带、新路口—泰村北东向断裂带内及其附近,2组断裂带交会部位矿床(点)分布最为密集。区内铅矿、铜矿及铁矿多为矿点或矿化点,规模小,工作程度低,研究意义有限。钨矿以新路口钨矿小型矿床、肖公洞钨矿小型矿床为代表,锡矿主要为店前锡多金属矿点、道塘锡多金属矿点,多金属矿以新路口多金属小型矿床为代表,根据矿床(点)内主要矿种及共伴生组分,可进一步归纳为钨多金属矿及锡多金属矿2类。
钨多金属矿:矿体产于晚侏罗世似斑状花岗岩与西溪组、林田组浅变质岩的内外接触带的石英脉中。各矿(化)点往往由几条大脉、小脉,或由一条大脉、数条分脉组成密集脉带或脉组,其排列受断裂控制明显。矿体产状主要为走向北东10°~90°,倾向北西或南东,倾角40°~75°,少量矿体走向北西320°~340°,倾向南西或北东,倾角18°~85°。规模较小的矿化带长为0.5~5 m,宽为0.4~0.7 m,规模较大的矿化带长为50~1 600 m,宽为50~200 m,脉幅一般为10~20 cm,最大为120 cm。矿石品位WO3为0.1%~0.91%;Sn为0.05%~0.2%;Pb为0.1%~1.24%; Cu为0.3%~0.5%;Zn为0.2%~0.51%。
锡多金属矿:矿体产于晚侏罗世似斑状花岗岩体与经畲组、栖霞组钙质层位的接触带附近的透辉石、石榴石矽卡岩中。矿(化)大脉均呈单体产出,受南北向张-张扭性断裂的控制,小脉则成组出现受到次一级北东向和北西向张扭性断裂控制。地表已发现矿体走向均为南北向,倾向不一,倾角较陡,多为70°~85°,长为300~600 m,宽为1~58.15 m,品位:Sn为0.1%~1.06 %,局部共伴生Cu、Pb、Zn、Ag、WO3、S,共伴生元素最高含量分别是:Cu为3.90%,Pb为4.15%,Zn为2%,Ag为103.2 g/t,WO3为0.2% ,S为17.86%。
根据区内已发现矿产地质特征,按照有关资料[10],区内已发现的钨多金属矿成因类型均为石英脉型,锡多金属矿成因类型均为矽卡岩型。为对其成矿规律进行研究并对找矿靶区进行预测,选取合适的典型矿床进行对比研究。将乐新路口钨矿为钨小型矿床,前人对其研究较为详细,亦是《福建省(含台湾)矿产资源潜力评价》项目选定的钨矿典型矿床之一,且位于研究区内,成因类型属石英脉型,可作为研究区石英脉型钨多金属矿的典型矿床。我省已发现的规模较大的锡矿床主要为斑岩型的龙岩中甲锡矿[11]、宁化松岭锡矿[12]及伟晶岩型的南平西坑锡锂矿[13],省内尚未发现具有一定规模的矽卡岩型锡矿,云南个旧锡矿是典型的矽卡岩型锡矿床[14-15],研究区内的成矿控矿因素与之有一定的相似性,但地理空间上相隔太远,不合适进行对比研究。将乐新路口石英脉型钨矿中亦含有锡矿,其成因虽属石英脉型,但矿体产于岩体内外接触带附近石英脉中,其成因也与岩体接触带有关,对区内矽卡岩型锡多金属矿找矿工作亦有一定的指导意义。
将乐新路口石英脉型钨矿位于新元古-早古生代造山带华夏地块北武夷隆起区内邵武-将乐裂陷槽与南平—宁化构造岩浆带交界处。该矿区已完成详查工作,经储量核实,钨矿达小型规模,早期已部分开采,现处于停产阶段。矿区地层岩性较简单,为林田组变质粉砂岩、千枚岩等,侵入岩体为新路口晚侏罗世似斑状花岗岩体。含矿石英脉产于正长花岗岩与林田组变质岩的内、外接触带中,内接触带云英岩化发育,外接触带硅化强,受一组北东约45°的张剪复合裂隙及南北向断裂控制,多呈单脉产出,各脉体呈疏密不均的分组平行排列形式出现,展现带状分布特征。矿化带规模为北东-南西长度2 400 m,北西-南东宽度为1 200 m。累计发现铜、钨、锡含矿石英脉27条,矿脉走向多数为40°~45°,其次为15°~25°和60°~70°,倾向北西,倾角80°左右,产于变质岩中,矿脉倾角较平缓,约70°,矿石平均品位WO3为0.46%,Sn为0.129%,Bi为0.071%,Cu为0.485%,Zn为0.67%。矿石呈半自形晶粒结构、他形粒状结构,带状构造、块状构造、浸染状构造。主要金属矿物有黑钨矿、锡石、辉铋矿、辉钼矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿,主要非金属矿物有石英、绿泥石。其中,有用组分是W、Cu、Sn,次为Pb、Zn、Bi等。
通过对将乐新路口南排山地区与将乐新路口石英脉型钨矿,典型矿床的成矿地质背景进行对比研究(表1),总结研究区内主要的控制地质条件。
表1 研究区与典型矿床成矿背景对比
由于各地层成矿元素丰度及物理、化学性质的差异,其对不同矿床的成矿控制作用也有很大差异。该区W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、Cu、Ag等成矿元素有从老→新、由高→低的变化趋势,故钨、锡、多金属矿床多产于老地层中,特别是西溪组、林田组的W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、Cu、Ag等元素的丰度是其他地层的数倍,为钨、锡、多金属矿含矿建造。几乎控制了该区钨、锡、多金属矿床(点)的分布。究其原因主要有:岩浆侵入地层时,侵出了地层的成矿物质,成为成矿元素丰度较高的岩体;在成矿过程中,提供成矿物质,成为矿床的主要成矿围岩;多数是硅铝质岩石,裂隙发育,有利于石英脉型钨多金属矿及矽卡岩型锡多金属矿的形成。此外,经畲组、船山组、栖霞组中石灰岩发育,而林田组、西溪组中发育有钙质层位,其与岩体接触带附近有利于形成矽卡岩型锡多金属矿。
内生矿床的形成,其成矿物质或热能来自一定的岩浆源,因而内生矿床中岩浆活动与成矿关系密切。研究区岩浆活动对成矿的作用主要有2种方式:一种是岩浆及其流体在运移过程中,由于自身携带的温度、压力等条件,加之地下水进入,萃取围岩中的成矿物质,形成含矿岩浆热液,并与含钙质层位发生接触交代,形成矽卡岩型矿床,主要为矽卡岩型锡多金属矿。另一种是岩浆期后热液沿着裂隙等构造薄弱带充填形成热液型矿床,主要为石英脉型钨多金属矿。因此,矽卡岩型锡多金属矿多数产于岩体与钙质围岩的接触带附近的矽卡岩中,石英脉型钨多金属矿则产于岩体与围岩的内、外接触带附近。
构造是成岩成矿的前提,是成矿诸多因素中的主导因素,贯穿于构造—建造—成矿全过程。既控制沉积建造、侵入岩带、变质岩带、地球物理、地球化学异常带的分布,又控制区域成矿作用和矿床展布。
一级的新路口—泰村北东向断裂带,控制了岩浆侵入、变质岩分布,新路口—将乐城关南北向断裂带控制了沉积地层的出露,二者均为岩浆侵入、矿液运移通道和矿物质活化、富集场所,是重要的导矿、容矿构造。受其控制,区内钨锡多金属矿床(点)多数位于2组断裂带附近,尤以二者交会部位最多。
次级的北东向、南北向及北西向断裂及变质岩中的裂隙为成矿热液运移、交代及充填提供通道。受其控制,区内矿体以北东向为主,次为南北向,少量北西向展布。此外,变质岩中裂隙发育,矿液易充填,有利于形成热液型钨锡多金属矿床。
第一阶段:研究区经历加里东期的区域变质作用,形成测区内广泛分布的浅变质岩。在燕山期岩浆热液作用下,部分地下水萃取林田组、西溪组等变质岩中的钨锡多金属元素,形成含矿岩浆热液,含矿岩浆热液沿着北东向以扭性为主的张扭复合构造裂隙侵入地表并与地表含钙质地层经接触交代形成矽卡岩及矽卡岩型锡多金属矿。因岩浆温度逐渐降低,盐度、压力等发生变化,伴随高-中-低温依次形成锡钨、铅锌铜、方解石等矿物并沿着北东向构造冷凝最终形成似斑状花岗岩及石英脉型钨多金属矿,少数岩浆期后热液沿着南北向及北西向构造形成石英脉型钨多金属矿,因而该区石英脉型钨多金属矿多为北东向展布。
第二阶段:南北向构造形成晚于北东向构造,但二者均为长期活动断裂,南北向断裂切穿北东向构造及早期形成的矿体(主要是矽卡岩型锡多金属矿体),同时将矿液带入南北向构造内,经活化及二次富集,并将深部矿体上移至地表,因而该区地表发现的矽卡岩型锡多金属矿体多数呈南北向展布,少数为北东向展布。
通过与典型矿床对比,结合研究区地质特征,建立研究区成矿模式(图3)。
图3 将乐新路口—南排山地区钨锡多金属矿成矿模式图Fig.3 Mineralization pattern diagram of tungsten-tin polymetallic ore in Xinpailu-Nanpaishan area of Jiangle county1—石炭-二叠地层;2—寒武纪地层;3—震旦纪地层;4—晚侏罗世正长花岗岩;5—地层界线;6—不整合界线;7—断层及其运动方向;8—花岗岩;9—矽卡岩; 10—矽卡岩型锡多金属矿体;11—石英脉型钨锡矿体; 12—断裂破碎带
研究区处于南平—宁化构造-岩浆带北端、崇安—安远北东向断裂带南端,将乐—华安南北向断裂从研究区东部经过,区内大面积出露新元古代西溪组及古生代林田组浅变质岩,东侧新路口—将乐南北向复向斜中经畲组、栖霞组、文笔山组等钙质层位发育,燕山期强烈的岩浆活动形成以北东向展布、局部出露地表的中酸性侵入岩体,高磁测量推断深部存在大面积隐伏岩体。区内锡、钨、钼、铋、铜、铅等水系沉积物发育,浓集中心明显,浓度高,尤以钨、锡异常最为明显,化探综合异常范围大。因此,区内找矿前景较好,寻找石英脉型钨多金属矿及矽卡岩型锡多金属矿潜力巨大。根据研究区地层、侵入岩、构造、已知矿床(点)分布情况、水系沉积物测量异常特征、高磁异常特征及推断隐伏岩体等因素综合分析,在扣除区内已设置矿权范围的基础上,优选出将乐上塘—店前、羊角岭—道塘、南排山—际上3处找矿靶区。
(1)将乐上塘—店前地区:位于研究区东北部,处于新路口—泰村北东向断裂带及新路口—将乐南北向断裂带交会部位,属新路口石英脉型钨矿北侧外围,面积约2.3 km2,区内大面积出露震旦纪西溪组及寒武纪林田组浅变质岩,局部出露石炭纪-二叠纪沉积地层(部分含碳酸盐岩),伴有晚侏罗世花岗岩侵入。位于新路口(JHS-3(甲1))水系综合异常内, Sn、W异常浓度高、套合好。区内店前矽卡岩型锡多金属矿点地表已发现4个锡矿体、1个锡铜矿体、1个银铅矿体。该区地表及深部寻找矽卡岩型锡多金属矿及石英脉型钨多金属矿潜力巨大。
(2)将乐羊角岭—道塘地区:位于研究区中部,新路口—泰村北东向断裂带及新路口—将乐南北向断裂带交会部位,属新路口石英脉型钨矿西侧及南侧外围,面积约6.1 km2,区内大面积出露震旦纪西溪组及寒武纪林田组浅变质岩,局部出露石炭纪地层(部分含碳酸盐岩),北东侧出露新路口花岗岩体。位于新路口(JHS-3(甲1))水系综合异常内, Sn、W异常浓度高、套合好。区内道塘锡多金属矿点地表已发现锡矿体2个,锡铅矿体2个,铅矿体1个,铜矿体1个,铜钨矿体1个。该区地表及深部石英脉型钨多金属矿找矿潜力巨大,并有较好的矽卡岩型锡多金属矿找矿潜力。
(3)将乐南排山—际上地区:位于研究区西南部,新路口—泰村北东向断裂带附近,面积约11.8 km2,区内大面积出露震旦纪西溪组及寒武纪林田组浅变质岩,西侧有晚侏罗世花岗岩(面积较小)侵入。位于大坑JHS-10(乙2)和际下JHS-11(甲1)水系综合异常内,Sn、W等异常面积大,强度高。靶区东侧已发现有南排山铜矿和泰村钨锡矿等,区内除一处铅矿点外,尚未发现较具规模的钨锡多金属矿床(点),原因主要为该区侵入岩体出露面积有限,但区内北东侧有1∶5万高精度磁法测量推测的较大的隐伏岩体,且林田组浅变质岩下部可能有经畲组等含钙质层位(因推覆构造被林田组覆盖)。该区深部寻找石英脉型钨多金属矿潜力较好,并有矽卡岩型锡多金属矿找矿潜力。