福建泰宁何宝山金矿田成矿规律与找矿预测

2016-01-18陈国建

福建地质 2016年1期

陈国建

(福建省闽北地质大队，福州，350002)

泰宁何宝山金矿田位于武夷成矿带中段, 北东向崇安—石城构造带与北东东向泰宁—政和构造带交会部位。矿田由何宝山、长兴、梅桥南、梅桥北、五里亭、南坑尾6个矿床组成。近年来，福建省闽北地质大队在何宝山地区开展的地质普查工作取得显著进展，已发现有何宝山、长兴中型岩金矿床和梅桥南、五里亭小型岩金矿床，洋坑、下猛坑、肖家地岩金矿点，三湖、南坑尾等8个金矿化点，及金富街、音山小型砂金矿床(点)[1]。笔者根据矿田地质成果，总结了区域成矿地质背景与成矿规律，预测找矿有利部位，为确定新的找矿靶区提供启示。

1 矿田地质特征

1.1 地层

泰宁何宝山金矿田出露地层有中元古代交溪(岩)组变质岩基底及白垩纪沙县组沉积岩盖层*福建省闽北地质大队，福建省泰宁县长兴矿区金矿详查地质工作总结，2011。收稿日期：2016-02-04作者简介：陈国建(1964-)，男，高级工程师，从事矿业和区域地质工作。(图1)。

交溪(岩)组:分布于矿田中部及南部，岩性为灰-深灰色厚层黑云二长变粒岩、角闪二长变粒岩夹深灰色薄层黑云石英片岩、黑云变粒岩。岩石普遍发生混合岩化，见有肉红色花岗质、长英质脉体，其原岩为花岗闪长岩。岩石主量元素含量SiO270.2%～71.1%， K2O 1.7%～1.9%，( Na2O+K2O )4.0%～4.3%， Al2O311.6%～11.7%。属钙碱性，具过铝质特征。稀土元素表现为一定程度的轻重稀土分异，并有显著的Eu负异常。稀土配分模式呈现左陡右缓略右倾的“V”曲线，为A型花岗岩的稀土配分模式。微量元素Rb、Th、La、Ce等相对富集，Ba、Ta、Nb、Sr等相对亏损，表明岩体产于岛弧、陆弧环境中。据土壤微金分析结果统计，该地层Au平均含量为16.98×10-9，高出地壳丰度值5倍多，为该区金的矿源层之一，也是福建省重要的含金层位。

沙县组：岩性为紫红色粉砂岩、泥岩为主，夹砂砾岩、长石石英砂岩。

1.2 构造

自加里东期以来，泰宁何宝山地区经历了多期次的构造活动，形成了以断裂构造为主，褶皱构造为辅的构造格局。构造变形具有早期韧性变形，晚期脆(韧)性挤压、拉张和再挤压的特征。褶皱构造分为加里东期、燕山早期、燕山晚期。断裂构造发育，主要有北东、北北东、近南北、北西向4组，局部发育有近东西向断裂。

北东向断裂：属崇安—石城深大断裂的组成部分，主要发育于何宝山矿区和长兴矿区，控制了何宝山矿区Ⅰ矿化带及长兴矿区Ⅰ、Ⅲ矿化带的展布。断裂出露长为0.86～2.1 km，宽为1～20 m, 呈近平行雁列状分布，倾向北西，局部南东，倾角15°～60°，力学性质为压扭性。

北北东向断裂：主要发育于梅桥南矿区，控制了区内矿体的展布。断裂带长约1.5 km，宽5～20 m, 倾向北西，倾角45°～60°，力学性质为压扭性。

近南北向断裂：主要发育于长兴、五里亭及南坑尾矿区，控制了长兴矿区Ⅱ矿化带及五里亭、南坑尾矿区矿化带的展布。断裂出露长约2.2～7.5 km，宽3～50 m，倾向东，倾角40°～65°，断裂具早期韧性变形和晚期脆性变形双重特征。

北西向断裂：主要发育于何宝山和梅桥北矿区，控制了何宝山矿区Ⅱ矿化带及梅桥北矿区矿化带的展布。断裂长约6 km，倾向北东，倾角30°～50°。力学性质早期为引张作用，晚期叠加挤压剪切作用。

东西向断裂：在何宝山及梅桥南矿区发育，为破矿断裂，切错了何宝山矿区Ⅱ矿化带及梅桥南矿区8Au矿体。

1.3 侵入岩

矿田侵入岩分布广泛，岩性主要为加里东期钾长混合花岗岩、黑云母石英闪长岩，其次为燕山期黑云母钾长花岗岩。其中，加里东期钾长混合花岗岩为区内金矿体主要贮矿围岩。

1.3.1 加里东期侵入岩

黑云母石英闪长岩：分布于矿田中部。岩石呈浅灰白、深灰色，中细粒-中粗粒花岗结构，块状构造，主要矿物由斜长石(55%)、石英(15%)、黑云母(20%)及少量角闪石、钾长石(<10%)组成。主量元素含量SiO258.7%～62.1%， K2O 2.6%～3.5%， Na2O+K2O 5.7%～6.7%， Al2O316%～18.2%，属高钾钙碱性，具过铝质特征。稀土配分模式呈左陡右缓略右倾的“V”曲线，并有显著的Eu负异常，为A型花岗岩的稀土分配模式。微量元素Rb、Th、La、Ce等相对富集，Ba、Ta、Nb、Sr等相对亏损。表明岩体可能产于岛弧、陆弧环境中。

钾长混合花岗岩：分布于矿田北部。岩石为浅灰白色、浅肉红色，具明显交代蚕食结构、交代蠕英结构，块状构造。主要矿物成分由钾长石(35%～50%)，斜长石(5%～15%)、石英(20%～35%)、云母(10%～15%)组成。岩石主量元素含量SiO273.2%～76.8%， K2O 2.9%～4.3%， (Na2O+K2O)7.4%～8.6%， Al2O311.9%～14%，属高钾钙碱性，具过铝质特征。稀土配分模式呈左陡右缓略右倾的“V” 曲线，并具弱Eu负异常，属A型花岗岩稀土配分模式。微量元素Rb、Th、La、Ce等相对富集，Ba、Ta、Nb、Sr等相对亏损。样品在A型花岗岩构造判别图解中主要落入火山弧区域内，表明花岗岩可能产于岛弧、陆弧环境。据1∶5万泰宁幅区调报告，该岩体中采集12件样品，Au平均含量23.6×10-9，是地壳丰度值的5倍多。

1.3.2 燕山期黑云母钾长花岗岩

分布在东部石壁坑以北一带。岩石为灰白、浅肉红色，中细粒花岗结构，块状构造。主要矿物成分为钾长石(55%)、斜长石(5%～15%)、石英(25%～30%)、黑云母(5%～10%)。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

泰宁何宝山金矿田由长兴、何宝山、梅桥南、梅桥北、五里亭、南坑尾等多个矿床组成。金矿体地质背景复杂，既有产在中元古代交溪(岩)组变质岩中(如何宝山、梅桥南矿区)，又有产于长兴钾长混合花岗岩体及交溪(岩)组内(如长兴、梅桥北、五里亭、南坑尾矿区)，少量出现在黑云母石英闪长岩体内(如五里亭矿区)。矿体受南北向、北东向、北北东向、北西向断裂控制，产状变化较大[2]。矿石自然类型以构造蚀变岩型为主，其次为石英脉型。

2.1.1 长兴矿区矿体特征

矿区划分了3个矿化带(图2)。Ⅰ矿化带位于矿区中部，圈定金矿体31个, 均贮存于钾长混合花岗岩中。矿体受北东向断裂控制，产状为走向北东，倾向北西，倾角12°～50°，少数矿体倾角较陡达60°～80°。矿体长40～413 m，倾向延伸39～389 m，呈透镜状、不规则脉状产出。单工程厚度0.81～12.27 m，Au平均品位1.00×10-6～13.5×10-6，矿石类型为构造蚀变岩型。

Ⅱ矿化带位于矿区东部，圈定金矿体62个，北部矿体贮存于交溪(岩)组变质岩中，南部矿体贮存于钾长混合花岗岩中。矿体受近南北向断裂控制，产状为走向南北，倾向东，倾角31°～72°。矿体长40～440 m，倾向延伸6.7～711 m，单工程厚度0.82～14.60 m，Au平均品位1.00×10-6～35.20×10-6，矿石类型为构造蚀变岩型。

Ⅲ矿化带位于矿区西部，圈定金矿体78个，大部分贮存于钾长混合花岗岩中，少数贮存于交溪(岩)组变质岩中。矿体受北东向断裂控制，呈透镜状、不规则脉状，长35～360 m，倾向延伸31～784 m。产状为走向近南北-北东，倾向南东，倾角40°～61°。单工程厚度0.81～10.52 m, Au平均品位1.00×10-6～184×10-6，矿石类型为构造蚀变岩型。

2.1.2 何宝山矿区矿体特征

矿区圈定3个矿化蚀变带(图3)，均贮存于交溪(岩)组变质岩中。其中，Ⅰ、Ⅲ蚀变带走向北东，规模较小，含矿性较差。Ⅱ蚀变带规模较大，北段呈北西向展布，延伸长约1 000 m，宽100～250 m；南段呈北北东-近南北向展布，延伸大于550 m，宽2～35 m。该带含矿性好，圈定56个金矿体。其中以ⅡAu4矿体规模为最大，总体走向330°，倾向北东，倾角23°～47°。矿体长720 m，斜深53.0～561.0 m，单工程厚度0.81～8.23 m。Au平均品位1.00×10-6～21.57×10-6，矿石类型为构造蚀变岩型。

2.1.3 五里亭矿区矿体特征

矿区共圈定金矿体4个。ⅠAu1、ⅠAu2矿体贮存于中元古代交溪(岩)组构造破碎带中，ⅡAu1、ⅡAu2矿体贮存于黑云母石英闪长岩与断裂接触构造带和黑云母石英闪长岩体中。矿体受断裂构造控制，呈透镜状，长约120～505 m，单工程矿体厚度0.68～4.12 m，Au平均品位1.22×10-6～16.72×10-6。矿体走向近南北向-北北东向，倾向东或南东，局部近地表往北西陡倾，倾角58°～85°。矿石类型为构造蚀变岩型和石英脉型。

2.2 矿石结构构造

矿石主要有自形-半自形粒状、他形粒状(照片1)、不规则粒状、聚粒镶嵌、碎裂结构(照片2)，偶见包含、交代残余结构。矿石有斑点状-斑杂状、块状、不规则脉状、团块状、脉状-网脉状、浸染状、细脉浸染状构造等。

2.3 矿石矿物特征及围岩蚀变类型

金属矿物有银金矿、自然金、黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、赤铁矿、磁黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝等。脉石矿物有石英、绢云母、条纹长石、微斜长石、钠长石、云母、绿泥石、方解石等。

围岩蚀变主要为黄铁矿化、硅化、绢云母化，局部可见黄铜矿化、碳酸盐化和绿泥石化等。其中黄铁矿化与金矿化最为密切，在构造蚀变破碎带中常见[3]。

3 成矿规律

3.1 矿床空间展布规律

矿田内已发现的何宝山、长兴、梅桥南等中小型金矿床及外围分布的数十个矿床(点)均分布在坳上—南溪和南山下—叶家2条北东向深大断裂之间的中生代火山构造洼地中，沿北东向断裂带呈线性展布。2条深大断裂的北东向、近南北向及北西向次级断裂是金矿床(点)的主要容矿和导矿构造。

3.2 成矿作用

何宝山金矿田的金成矿作用与长兴钾长混合花岗岩体密切相关[4-7]，加里东晚期钾长混合花岗岩和黑云母石英闪长岩的侵入活动促进了金矿床成矿物质的迁移和富集, 持续大规模的岩浆活动还形成了穿插于岩体中的各类小岩体和岩脉。印支晚期-燕山早期的构造-岩浆活动对早期形成的成矿物质的富集进行了改造和叠加[8]。因此，何宝山金矿田的成矿作用具有多期次、多阶段的特点。

3.3 成矿时代

矿体中的蚀变矿物绢云母K-Ar同位素测年数据为180～224.94 Ma[9]，含金石英脉的石英39Ar-40Ar同位素测年数据为195.1 Ma[10]，表明该区金矿主要成矿时代应在印支晚期-燕山早期。

3.4 成矿物质来源

何宝山矿田交溪(岩)组变质岩中Au平均含量为16.98×10-9，加里东期混合花岗岩中Au平均含量为23.6×10-9，均高于地壳丰度值5倍多，为成矿物质Au的主要来源之一。根据矿田内17件金属硫化物样品(黄铜矿、黄铁矿)统计，其δ34S值为3.3‰～5.9‰，平均值为4.0‰，数据分布比较集中，变化范围较窄，具有均一化程度高的特点，指示S与深部岩浆作用关系密切。何宝山矿田10件石英矿物样品的δDV-SMOW值为-72‰～-93‰，δ18OH2O值为2.9‰～3.0‰，同位素投影图(图4)中，投影点分布于岩浆水左侧，显示流体来源于岩浆水和大气降水的混合作用。

3.5 矿床成因探讨

何宝山矿田位于崇安—石城断裂带中段，金矿体受断裂构造控制。金矿成矿物质主要来源于基底变质岩及长兴钾长混合花岗岩岩体，加里东晚期区域变质作用、岩浆热液活动为金矿化提供了热源和流体。印支-燕山期的构造-岩浆活动对前期富集的成矿物质进行了改造、叠加，岩浆热液后期由于大气降水的大量参与，成矿作用逐渐过渡到低温热液期。认为矿床成因类型为中低温岩浆热液型。

4 找矿标志及找矿预测

4.1 找矿标志

(1)交溪(岩)组变粒岩及加里东期混合花岗岩是区内含矿岩性层，其出露地段为金矿找矿远景区。

(2)北东向、近南北向、北西向断裂控制了区内矿体分布，其发育地段是寻找金矿体的有利部位；矿区多期次构造叠加、弧形断裂拐弯处是寻找厚大矿体的有利部位。

(3)岩石绢云母化、硅化、黄铁矿化蚀变组合带是重要的找矿标志。

(4)金矿化与硅化有密切关系，微地貌上显示出的陡坎、峭壁等正地形，是硅化蚀变带典型地貌标志，可作为寻找矿体露头的间接标志。

(5)前人采矿遗迹(老硐、废矿渣)的分布范围大体可确定矿体位置，为直接和间接找矿标志。

4.2 找矿预测

(1)根据区内矿化蚀变的规模和强度，以及探获的一批中、小型矿床(点)，判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，因此，矿田深部具有很大的找矿潜力。如矿田北部长兴矿区Ⅰ、Ⅲ 矿化带通过ZKA02验证，在混合花岗岩及深部变质岩中见一层金矿体，真厚度为0.97 m，Au品位为3.78×10-6，显示了较好的深部找矿信息，其可能成为区内第二个找矿空间。长兴矿区Ⅱ矿化带控矿断裂长约5 km，已在北部长兴、中部下猛坑、南部五里亭发现金矿体，深部控制较浅，仍有较大的找矿空间。

(2)区内断裂构造发育，早期以韧性变形为主、晚期以脆性变形为主。现区内矿体均为脆性断裂控制，是否存在韧性断裂控制的金矿有待进一步验证，尤其是广泛出露变质岩的何宝山矿区深部，应注意寻找韧性剪切带型金矿。

(3)梅桥北、南坑尾、五里亭矿区地质勘查工作程度较低，成矿地质背景与长兴、何宝山矿区极为相似，具有较大的找矿潜力。