福建省永定大排礦區鐵多金屬礦成礦地質特征及礦床成因探討

袁光治

（福建省第八地質大隊地質二分隊，福建 龍巖 364000）

1 成礦地質背景

1.1 礦區地質特征

礦區內礦體受地層控制明顯，主要賦礦層位為晚石炭世經畬組（C2j）、該層主要分布于礦區北部，早二疊世船山組—中二疊世棲霞組（C3c-P1q），礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀產出。區內經畬組地層是鐵礦的主要產出部位[1]。

1.2 礦區構造

大排礦區斷裂相對發育。大排礦區處于燕山早期形成的原地巖系淺層次推覆構造之中，斷裂相對發育，推覆構造以一系列逆沖斷層為主，由于斷裂的影響，區內構造形態復雜。其它還有北西向、近東西向、北東向斷層，由于斷裂的影響，區內構造形態復雜，對區內礦體的形成起到了重要的導礦和容礦作用。

1.3 礦區巖漿巖

礦區出露主要為二長花崗斑巖，其次還有呈透鏡狀、脈狀的鉀長花崗巖、花崗斑巖、石英班巖、輝綠巖、輝綠閃長巖等。其中二長花崗斑巖對成礦作用較為明顯，具有一定的成礦專屬性[2]。根據近年來對礦區的巖體及輝鉬礦進行Re-Os及LA-ICP-MS鋯石U-Pb同位素年代學的研究情況，根據測定結果，二長花崗斑巖的鋯石年齡為（131.72±0.41）Ma～（132.35±0.83）Ma；輝鉬礦Re-Os同位素模式年齡（131.6±2.1）Ma～（135.2±2.4）Ma，加權平均年齡為（133±2）Ma（袁遠，張達等）[3]。同時近年來對閩西南“馬坑式”鐵礦開展同位素年代學也取得了進展，其中馬坑鐵礦伴生輝鉬礦Re-Os同位素年齡（130.50±0.92）Ma（王登紅等，2010）[4]及（133.0±1.9）Ma～（134.0±4.2）Ma（張承帥等，2012）[5]，與礦區莒州巖體獲得的鋯石U-Pb年齡較吻合（毛建仁等，2006；張承帥等，2011）[6，7]。從馬坑礦區和大排礦區巖體及成礦年齡相接近，而這一時期正是閩西南早白堊世與鐵重要的成礦時期。

1.4 圍巖蝕變

本區處于龍巖山字型構造的脊柱部位，存在大排淺層次推覆構造，斷裂發育，加上巖漿巖的侵入作用，致使本區變質作用有較明顯的反映。

根據變質作用因素的不同，本區主要為接觸熱變質作用，次為接觸交代變質作用。由于強烈的變質作用和多期的矽卡巖先后交代，分帶現象不明顯。區內矽卡巖化與鉛鋅礦化密切相關，且甚為發育，幾乎遍布全區，而礦體呈層狀、似層狀可能是受順層裂隙、構造影響，特別是區內斷層F3、F4嚴重制約著礦體產狀可以對比。

2 礦物組合及結構構造

2.1 礦物組合

區內主要礦石礦物為方鉛礦、閃鋅礦和磁鐵礦，次為黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦等，脈石礦物為石榴石、透輝石、次透輝石、方解石、綠簾石、綠泥石及石英等。

圖1 大排礦區輝石電子探針分析結果

2.2 礦石結構構造

礦區礦石結構特征：磁鐵礦以全自形呈聚晶、單晶互相連接、鑲嵌、石榴石和他形一半自形粒狀結構。

礦石構造：磁鐵礦石構造有塊狀結構、浸染狀構造、斑雜狀構造、條帶狀、層紋狀構造。鉛鋅礦石構造主要有塊狀（團塊狀）、層紋狀、條帶狀、浸染狀為主，偶見細脈狀。

塊狀、團塊狀構造：方鉛礦、閃鋅礦等共生呈塊狀、團塊狀產于碳酸鹽巖石中。

浸染狀構造：閃鋅礦、方鉛礦、輝鉬礦、黃銅礦、黃鐵礦等呈星散狀分布于巖石中。

為進一步查明區內矽卡巖礦物成分及其成因指示意義，對大排鉛鋅礦床中的矽卡巖礦物進行了探針分析。結果表明，大排鉛鋅礦床輝石中的MnO含量較高，介于16.97%～17.58%之間，為錳鈣輝石（圖1）。

根據對我國主要典型矽卡巖型Pb、Zn（Ag）多金屬礦床的研究，提出了錳質夕卡巖建造的概念。其系指由一套較特殊的Mn（Ca，Mg，Fe，Al）硅酸鹽交代礦物所組成，經常伴生Pb-Zn（Ag）礦化，大多產于距侵入體接觸帶有一定距離的碳酸鹽圍巖中，并往往和產于侵入體接觸帶伴生Fe、Cu、W、Sn礦化的鈣（鎂）夕卡巖構成一定的交代礦化分帶。錳質夕卡巖生成時間比鈣（鎂）夕卡巖稍晚，成巖溫度（200℃～450℃）也比后者（450℃～650℃）要低。產于不同碳酸鹽圍巖（灰巖或白云巖）中和伴生不同金屬礦化（Pb-Zn或Ag-Pb-Zn）的錳質夕卡巖礦物組成有一定差別。因此，錳質夕卡巖是評價含Pb-Zn-Ag夕卡巖礦床的重要找礦標志。由前述可知，區內矽卡巖化較為普遍，輝石中MnO含量較高，為含錳夕卡巖建造，指示其具有良好的鉛鋅成礦條件。

3 成礦地質特征

大排鐵鉛鋅多金屬礦具有以下特征：

（1）礦床成礦類型具有多樣性和復雜性，鐵礦屬沉積-改造型，成礦物質來源于海底火山活動及陸相；而鉛鋅屬層控矽卡巖型，成礦物質來源于巖漿熱液。

（2）成礦時期具有多期次，一般為沉積期、熱液期及疊加改造期。

（3）礦體均受地層控制，均具明顯的層狀、似層狀，鐵礦主要受經畬組地層控制，而鉛鋅礦則多與矽卡巖關系密切，多分布于外接觸帶上。

（4）礦區深部存在的燕山期花崗巖，對沉積介質中的鐵質多金屬起到活化、疊加、轉移和富集的作用，而巖體本身攜帶成礦熱液對圍巖中碳酸鹽建造進行交代作用，從而在有利條件下形成矽卡巖礦床。

4 礦床成因討論

大排礦區位于龍巖市鐵多金屬成礦區中南部區域，層控特征明顯。但是區內鉛鋅礦床可能為層控矽卡巖礦床。區內鐵礦形成應早于鉛鋅礦，后期經熱液改造重新是含礦元素活化、轉移，在有利條件下富集成礦。可能模糊了區內對鉛鋅礦床成因類型的認識。層位沉積環境：礦體賦存于一定的層位，即早二疊世船山組—中二疊世棲霞組（C3c-P1q）。該地層巖石基本以碳酸鹽巖—灰巖、大理巖為主，含鈣泥巖、凝灰質細碎屑巖、凝灰質硅泥巖為次，是易于受交代的巖石，本期在閩西南地區形成了厚度較大的碳酸鹽建造，也為后期熱液交代形成矽卡巖礦床提供了必要條件。