淺談閩中裂谷帶丁家山鉛鋅礦區控礦構造

王補峰，王 亮

(1.南京大學地球科學與工程學院, 江蘇南京 210093；2.江蘇省有色金屬華東地質勘查局,江蘇南京 210007；3.福建金東礦業股份有限公司, 福建三明市 365101；4.長沙礦山研究院有限責任公司, 湖南長沙 410012)

淺談閩中裂谷帶丁家山鉛鋅礦區控礦構造

王補峰1，2，3，王 亮4

(1.南京大學地球科學與工程學院, 江蘇南京 210093；2.江蘇省有色金屬華東地質勘查局,江蘇南京 210007；3.福建金東礦業股份有限公司, 福建三明市 365101；4.長沙礦山研究院有限責任公司, 湖南長沙 410012)

丁家山控礦構造有斷裂、褶皺和不整合接觸面。通過對丁家山礦區構造的分析研究，得出丁家山鉛鋅礦礦床主要受控于北北東向和北西西向的共軛斷裂系統，且北東向斷裂是宏觀上最重要的控礦構造，詳細分析了礦區構造演化，并對下一步找礦前景進行了預測。

共軛斷裂；控礦構造；構造演化

1 礦區概況

丁家山鉛鋅礦在大地構造位置上居于華南褶皺系東部,按福建省區域地質志的劃分,隸屬閩東火山斷拗帶構造單元,地處政和—大浦深斷裂、沙縣斷裂、順昌—莆田斷裂三條區域性斷裂的交匯部位,稱為閩中裂谷帶的南段。礦區處于南平—尤溪復式向斜東南邊緣之次級平緩褶皺梅仙背斜中。出露地層主要為以“基底構造窗”出現的震旦系變質巖地層和以角度不整合出現的侏羅系火山(沉積)巖上覆蓋層。

2 礦區構造與礦體分布

礦區位于尤溪縣梅仙鎮境內,礦區內控礦構造主要有褶皺,斷裂和不整合面,可劃分為兩大構造層,即“基底構造窗”變質構造層和蓋層火山構造層。

通過對整個梅仙天窗內的變質巖系老地層產狀系統的調查研究,地層產狀總體傾角較緩,除個別點位外一般不超過40°,以20°左右居多數；地層在走向上總體以NE向占主導地位,其次為NW向；地層產狀有時在較小的范圍內變化較大且無規律。梅仙“基底構造窗”內地層主構造方向為北東向,其次為北西向,主要構造面貌為加里東期形成的北東向的寬緩褶皺；根據晉寧期與加里東期主壓應力的方向可以判斷北西向走向的地層應為晉寧期留下的構造痕跡,證實了研究區晉寧期北東向主壓應力的構造活動的存在。

丁家山鉛鋅礦按礦體賦存層位劃分為4個礦體帶,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體帶賦存于基底含礦層,Ⅳ號礦體帶賦存于火山巖蓋層。礦段內4個主礦體及小礦體組成一套規模較大的礦體群,長大于900 m,寬約300～500 m,埋深約20～190 m,垂高約30～120 m,總體往北西(或南東)緩傾、往南西側伏(側伏角約15°)。成礦空間相對狹窄,礦體分布密集；礦體主要呈似層狀,其中富礦體多為扁豆狀、透鏡狀,火山巖中的礦體則呈脈狀或不規則透鏡狀；除火山巖中及不整合面上礦體外,所有礦體產狀與地層產狀一致,同一條剖面上,北西側礦體趨于向北西緩傾,南東側礦體趨于向南東緩傾,中部礦體趨于水平。3—15線與15—27線兩地段比較,前者總體趨于水平或向南東微傾,后者總體趨于向北西緩傾。

3 主要控礦構造

通過對閩中裂谷帶區域地質背景調查、丁家山礦區地表和井下構造的調查分析,發現丁家山鉛鋅礦為構造復合控礦,其主要控礦構造為斷裂、褶皺和角度不整合接觸面。

3.1 褶皺構造

梅仙“基底構造窗”的主構造是梅仙復式背斜,現存的構造形跡主要是加里東期形成的北東—南西向褶皺和斷裂構造,但局部尚能見到被改造過的晉寧期變形的北西—南東向構造痕跡。

梅仙復式背斜疊加了加里東運動和海西—印支運動復雜強烈的變形結果,背斜軸向北東50°～65°, 長8 km,寬5.5 km,分別向兩端雙向傾伏,傾伏角20°～30°,背斜軸部地層產狀平緩,傾角5°～15°；兩翼產狀稍陡,傾角20°～40°。在其兩側發育的次一級背斜巖兜—丁家山—關兜背斜和下湖—三港頭—根竹園背斜是重要的控礦構造。區內的許多礦點均多沿北東方向分布在這兩個次級背斜的軸部。巖兜—丁家山—關兜背斜軸面產狀:35°/NW∠76°,樞紐產狀:220°∠20°,褶皺特征:核部為Pt2-3l3,兩翼為Pt2-3dl,西北翼為斷層切錯及蓋層覆蓋,產狀0° ∠30°,東南翼出露完整,丁家山鉛鋅礦即位于該構造的西南端。

3.2 斷裂構造

丁家山鉛鋅礦區位于NNE向政和—大埔深大斷裂、NW向順昌—莆田斷裂和EW向隱伏沙縣斷裂的交匯部位,區內斷裂構造十分發育,主要有NE、NNE、NW及NNW向,因斷層多具多期次活動的性質,因此斷裂構造的形態、展布特征都十分復雜,同時也為成礦物質的運移提供了通道,并成為礦體的賦存空間。因巖漿侵入、熱液活動等作用影響,成礦前及成礦期斷裂的斷裂面多已消失,但地表及坑道所見的雁列狀、羽狀綠簾石脈、蛇紋石脈、石英脈以及硫化物脈,均清楚地反映了主斷裂存在的跡象。

研究區內控巖控礦特征明顯,具多期次活動特征的區域性斷裂為北東向斷裂,走向多NE30°～60°,傾角80°～85°,成組出現,有時常錯斷礦體,一般規模不大,延長30m至數百米。斷層中見斷層角礫巖、斷層泥及多期活動斷裂面,為具壓扭性多期活動的斷裂。礦區內F10、F11等NE向斷裂先為張性后為壓扭性斷裂特征。礦區NE向斷裂與花崗斑巖(γπ)走向平行、錯斷礦體,并可見到斷層破碎帶和角礫巖。

NNE向斷裂走向多NNE10°～30°,傾向NW,傾角較陡,規模較大,為區域性斷裂。三港頭斷裂、F1斷裂走向延向6～7 km。該組斷裂帶中可見斷層角礫巖、斷層泥、糜棱巖、斷層擦痕,并可見鉛鋅礦化。斷裂常被巖脈充填,常控制斷陷盆地,斷塊,并為其邊界。該組斷裂與成礦關系密切,具有先期為扭性,后期為壓扭性的特征,為多期活動斷裂。

NNW、NW兩組斷裂,根竹園礦區為主要構造,規模大,延長遠,常錯動地層,錯斷NW組礦體,使兩側礦體難以連接,斷裂力學性質為壓扭性,為成礦后斷裂。大嶺組(Pt2-3dl)地層和龍北溪組(Pt2-3l3)地層因該斷裂而成斷裂接觸。區內NW—NWW斷裂規模小,為次級斷裂。一般延長100～200 m,寬數10 m,常為隱伏斷裂,地表及鉆孔中見到如F14、F16等規模小的斷裂,一般為正斷層次級斷裂。

3.3 角度不整合接觸面

不整合面在礦區內分布廣泛,上覆地層為侏羅系地層,下覆地層為震旦系地層；不整合面分別向南東和北西傾伏,南東較緩,小于15°,北西較陡,大于20°。不整合面不僅是巖性不連續界面、構造層界面及構造弱面,還是水文地質界面及地球化學界面,是卸載沉淀有利場所和熱液運移匯聚的重要通道。勘查資料及綜合研究表明,震旦系和佚羅系地層之間的角度不整合面具有重要的控礦作用,侏羅系地層呈角度不整合覆在震旦系地層上。從勘探線剖面圖及不整合面上礦體的就位部位分析,當不整合面大于30°,且與下伏地層層面呈較大角度斜交時,則在不整合面兩側,尤其是不整合面之上的50～200 m范圍有利于形成透鏡狀或脈狀礦體,在與下覆地層界面附近侏羅系地層內也有少量裂隙充填的鉛鋅礦體。

4 構造演化

閩中及其周邊地區至少發生了四期以上的構造變形,即晉寧早期、晉寧晚期、加里東期、印支—燕山期。本次研究在綜合分析區域資料和前人研究成果的基礎上,結合梅仙地區的巖漿活動、變形變質特征、構造運動特征等,認為控礦構造實際經歷了兩個階段,早期壓扭運動階段及晚期拉張階段。早期階段實際上是成礦前構造,晚期拉張階段才是真正的成礦期。北東向構造表現為左旋剪切,而北西西向斷裂表現為右旋,且兩斷裂又相互切割,因此該斷裂實際上是在一個統一的構造應力場下形成的一組共軛斷裂系統。

斷裂大致形成于中晚侏羅世,恰好與Izanagi板塊向北西向歐亞板塊俯沖時期一致,俯沖作用造成了東南大陸形成大量的北東-北北東向及相應的北西西向構造。晚侏羅世—早白堊世,俯沖作用造成的壓性構造由于應力松馳,在先存斷裂上形成一些張性破裂面,并被后來的巖脈和礦體所填。因此控制后期構造巖漿熱液型礦床的構造主要為呈網格分布的共軛斷裂系統。

加里東期:主壓應力方向轉為北西—南東向,在地殼側向擠壓體制下,發生撓曲變形—縱彎褶皺作用。形成了一系列北東向軸向30°,左右樞紐傾伏,軸面陡立的寬緩等厚褶皺,并橫跨疊加于晉寧期褶皺之上。大褶皺的不同部位,“S”、“Z”、“M”形等從屬褶皺亦十分發育。

燕山期:燕山運動分為早、晚兩個亞構造旋回。燕山早期構造旋回是區內巖漿活動的極盛期,晚侏羅世大規模的中酸—酸性巖漿侵入,形成總體呈北東向分布的花崗巖帶,并導致其圍巖發生強烈的熱接觸變質作用；構造變動十分強烈,在地殼淺—表部構造層次以北西—南東向最大主壓應力為特征的地殼側向擠壓體制下,發生強烈的撓曲—剪切變形,撓曲變形使侏羅系地層形成了一系列北東—北北東向寬緩—開闊的縱彎褶皺；脆性剪切變形較強烈,形成一系列北東向壓剪性逆斷層,斷層常由于后期的再次活動而導致其力學性質的轉化。燕山晚期構造旋回構造活動主要表現為脆性斷裂及小規模的巖漿活動。斷層活動以利用老斷層面重新活動為主；巖漿活動表現為酸性巖漿沿北東向斷裂侵入,形成本地區沿北東向展布的花崗斑巖巖墻。

5 結 論

(1)丁家山鉛鋅礦斷裂、褶皺和角度不整合接觸面復合控礦,但礦體主要受控于北北東向和北西西向斷裂,該斷裂在一個統一的構造應力場下形成的一組共軛斷裂系統,斷裂的交匯部位為主要的運礦和儲礦構造,可作為礦區及外圍也可作為井下微觀進一步找礦的構造標志。

(2)沿角度不整合面順巖層傾伏的礦區南部應進一步追索可能尖滅再現的礦體。

(3)侏羅系地層內有尋找小型裂隙充填礦體的可能。

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2015-04-01)

王補峰(1980-)，男，江蘇南京人，工程師，主要從事礦產地質勘查與開發管理工作，Email:309889103＠qq. com。