【老邢】再論紫金山礦田成礦系列與成礦模式

1、第 83卷 第 2期 2009年 2月 地 質(zhì) 學(xué) 報(bào) AC TA GEOLO GICA SIN ICA Vol. 83 No. 2Feb. 2009注 :本文得到福建省自然科學(xué)基金計(jì)劃項(xiàng)目 (編號(hào) :31091163 和紫金礦業(yè)集團(tuán)公司科研項(xiàng)目 東南沿海火山 2侵入構(gòu)造巖漿作用的成礦研究 紫金山礦田深部及外圍找礦示范(編號(hào) 2004101806 資助的成果 。 收稿日期 :2008205208; 改回日期 :2008211205; 責(zé)任編輯 :郝梓國。作者簡(jiǎn)介 :王少懷 , 男 ,1965年生 。 博士 , 教授級(jí)高級(jí)工程師 。從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查、 教學(xué)科研工作。電話 :0591-228652

2、13; Email :wangshfzu. edu. com 。再論紫金山礦田成礦系列與成礦模式王少懷 1, 裴榮富 2, 曾憲輝 3, 邱小平1,4, 魏民31 福州大學(xué)紫金礦業(yè)學(xué)院 , 福州 ,350108; 2 中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所 , 北京 ,100037;3 紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司 , 福建廈門 ,361006; 4 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所 , 北京 ,100037內(nèi)容提要 :紫金山礦田是由我國大陸發(fā)現(xiàn)的首例高硫型淺成低溫?zé)嵋旱V床 2紫金山銅金礦床為主要組成部分 , 該礦床深部和邊部相繼發(fā)現(xiàn)了斑巖型銅 (鉬 礦 、 中低溫?zé)嵋盒豌~礦和低硫淺成熱液型銀 (金 、 銅 礦 、

3、 火山巖型鈾礦 及高溫?zé)嵋盒玩u錫礦異常等 。 自晚侏羅世開始 , 礦田內(nèi)經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造作用 、 巖漿活動(dòng)及其熱液蝕變 , 致使紫 金山礦田形成多期次的成礦作用 , 它們相互疊加 、 富集以及空間上側(cè)向排列的特點(diǎn) , 構(gòu)成 “構(gòu)造的構(gòu)造” 、 “ 體中體” 、 “ 蝕變的蝕變” 、 “ 礦化的礦化” 等特征的復(fù)雜多樣構(gòu)造 2流體 2成礦系統(tǒng) , 并具有顯著的自上而下 “ U 、 Ag Au Au 、Cu Cu Cu 、 Mo W 、 Sn ” 礦化垂直分帶特征和 “ 多層樓” 成礦模式 。 在空間上不同成因類型礦床又顯現(xiàn)出側(cè)列分布的格局 , 構(gòu)成了獨(dú)特的 “ 紫金山式” 成礦系列與成礦模式

4、。通過對(duì)比研究表明 :在紫金山銅金礦床深部仍存在著 斑巖型銅 (鉬 礦床以及邊部可能具有的高溫?zé)嵋盒玩u錫礦床等 , , 為配合進(jìn) 一步地質(zhì)勘查找礦工作提供科學(xué)依據(jù) 。關(guān)鍵詞 :礦化垂直分帶 ; “ 多層樓” 成礦模式 ; ; 區(qū) , 、 銅 等金屬礦床 , 如 、 悅洋大型銀 多金屬礦等 , 其中 , 紫金山金銅礦是紫金山礦田最核 心礦床 , 據(jù) IDS 法圈定金金屬量 305. 3t , 銅金屬量 190. 2萬噸 。紫金山礦田的勘查始于 20世紀(jì) 60年代 , 以銅 為對(duì)象進(jìn)行的 , 研究工作主要涉及低標(biāo)高的原生礦 化帶 。 80年代的地質(zhì)工作是與礦產(chǎn)勘查突破幾乎 同步進(jìn)行的 , 勘查過程

5、的研究為金銅的發(fā)現(xiàn)起了關(guān) 鍵的作用 。 福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局與南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究 所 共同開展紫金山地區(qū)金 (銅 礦的研究工作 , 并 把它納入地質(zhì)礦產(chǎn)部重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目 :“ 中國東南 沿?；鹕降刭|(zhì)及礦產(chǎn)研究” 。這是紫金山地區(qū)最旱 較為系統(tǒng)研究的成果 , 該研究報(bào)告對(duì)主要控礦因素 , 成礦機(jī)制和時(shí)間 , 礦床特征進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究 , 基 本奠定了紫金山礦田地質(zhì)認(rèn)識(shí)的框架 ; 此外在成礦 預(yù)測(cè)方面明確提出了 “ 上金下銅” 的礦化分帶和蝕變 分帶 , 提出了成礦遠(yuǎn)景區(qū)預(yù)測(cè) , 部分遠(yuǎn)景區(qū)被后來勘 查所證實(shí) 。 19891991年 , 由閩西地質(zhì)大隊(duì)負(fù)責(zé)進(jìn) , 總結(jié)了礦床地質(zhì)特 征 , 分析了成礦

6、條件 , 進(jìn)行了較系統(tǒng)的地球化學(xué)研 究 , 提出了紫金山銅 , 金礦床次火山熱液為主體的成 因模式 , 并總結(jié)了預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 , 指出了找礦方 向 。 此間福建省勘查技術(shù)研究院 、 福建省第八地 質(zhì)大隊(duì)等單位在該區(qū)域開展了大量地質(zhì) 、 物化探工 作 , 建立了找礦模型 , 指出了進(jìn)一步開展勘查工作的 靶區(qū) , 劃分了類別 , 在理論上有些提高 。但該時(shí)期 的研究對(duì)于建立礦床模式是有一定難度的 , 一是研 究深度不夠 , 二是紫金山金銅礦床并不能獨(dú)立于區(qū) 域地質(zhì)構(gòu)造而存在 , 僅在礦區(qū)范圍內(nèi)研究建立起來 的礦床模式必然有很多局限性 , 雖然取得了豐富的 地質(zhì)資料 , 但由于研究任務(wù)和時(shí)間的局限

7、, 無法深 入 。 這些研究所提出的成礦模式是以描述為主 , 卻 比較符合客觀實(shí)際 。20世紀(jì) 90年代的礦床地質(zhì)研究主要由銅金礦 開發(fā) 業(yè) 主 單 位 紫 金 礦 業(yè) 集 團(tuán) 股 份 有 限 公 司 、 中國地質(zhì)科學(xué)院礦床地質(zhì)研究所 和一些單位 負(fù)責(zé) 。有以下兩個(gè)特點(diǎn) :一是礦床地 質(zhì)研究是為了尋找新的工業(yè)礦體 , 目的極為明確 , 所 地 質(zhì) 學(xué) 報(bào) 2009年以把成礦規(guī)律和找礦標(biāo)志作為研究重點(diǎn) :二是應(yīng)用 經(jīng)濟(jì)地質(zhì)理論 , 重新認(rèn)識(shí)礦床 , 重新評(píng)價(jià)工業(yè)指標(biāo) , 是礦床評(píng)價(jià)思想上的一次重大突破 ; 三是從區(qū)域 成礦學(xué)理論角度分析了該礦田形成的構(gòu)造背景 , 約 束了成礦年齡 , 并提出了成

8、礦物質(zhì)來源的證據(jù) 。 紫金山這一時(shí)期的研究工作 , 極大完善和補(bǔ)充了紫 金山金銅礦的成礦理論 , 金的形成階段 , 找礦標(biāo)志 , 礦床評(píng)價(jià)方法等方面 , 取得了重大進(jìn)展 , 對(duì)礦山的補(bǔ) 勘工作起了重要的指導(dǎo)作用 。依托紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司科研項(xiàng)目 東 南沿?；鹕?2侵入構(gòu)造巖漿作用的成礦研究 資助 , 本項(xiàng)目強(qiáng)化了礦田范圍內(nèi)的地球化學(xué)勘查工作 , 在 此基礎(chǔ)上總結(jié)礦田成礦系列的成礦模式 , 旨在指導(dǎo) 紫金山礦田深部及外圍找礦工作 。 并期望在紫金山 礦床深部尋找銅礦取得了較大進(jìn)展 。1 區(qū)域地質(zhì)背景紫金山銅金礦田位于閩西南拗陷之西南 向宣和復(fù)背斜與云霄 部位 , 圖幟 ,1993 。N E

9、 向展 布的復(fù)式背斜 :基底地層為下震旦統(tǒng)樓子壩群淺變 質(zhì)細(xì)碎屑巖 , 構(gòu)成背斜核部 ; 兩翼為泥盆 2石炭紀(jì)碎 屑巖和部分灰?guī)r , 白堊紀(jì)火山 2沉積巖主要?jiǎng)t分布于 西部上杭火山盆地中 。 燕山早期酸性巖漿巖沿背斜 軸部侵入 , 并成為紫金山礦區(qū)最主要的地質(zhì)體和礦 化圍巖 , 主要巖性為紫金山系列花崗巖和二長花崗 巖 。 燕山晚期火山 2侵入作用主要受 NW 向斷裂構(gòu) 造及其與 N E 向構(gòu)造交匯部位控制 , 該部位常成為 火山活動(dòng)中心 ?；鹕?2巖漿成礦流體活動(dòng)對(duì)紫金山 礦區(qū)的蝕變和成礦作用有重要影響 , 其主要母巖為 花崗閃長巖類 (如四方巖體 , 與之有成因聯(lián)系的英 安玢巖和隱爆角礫巖

10、在區(qū)內(nèi)較為發(fā)育 , 主要分布于 火山機(jī)構(gòu)及其鄰近 。 物探資料和地質(zhì)推測(cè)紫金山礦 區(qū)深部可能存在花崗閃長巖巖基 (陳景河 ,1999; 毛 建仁等 ,2002 。地質(zhì)演化經(jīng)歷了前泥盆紀(jì)下陷沉 積 2變形變質(zhì) 2混合巖化的發(fā)展時(shí)期 ; 晚泥盆世 2晚三 疊世早中時(shí)期為相對(duì)穩(wěn)定的板內(nèi)發(fā)展階段 ; 晚三疊 世晚期 2晚白堊世以陸間斷裂活動(dòng)及巖漿侵人噴發(fā) 為主導(dǎo)的發(fā)展時(shí)期 , 這個(gè)時(shí)期完成了紫金山銅金礦 集區(qū)的成礦作用 ; 新生代發(fā)展時(shí)期則以隆升缺失沉 積 , 山間河流盆地沉積為主 。燕山早期和燕山晚期侵入巖隸屬于兩個(gè)不同的 成巖系列 (見表 1、 表 2 , 它們分別具有 S 型和 I 型 花崗巖的

11、基本特征 , 特別是燕山晚期火山 2侵入巖是 一套在擴(kuò)張環(huán)境下與深源機(jī)制有關(guān)的巖漿巖 。 深部 巖漿房通過中間通道對(duì)淺部含礦次火山巖進(jìn)行疊加 改造 , 巖漿的熔離 流體作用得以持續(xù)進(jìn)行 , 也有利 于巖漿流體成礦系統(tǒng)的形成與演 化 (張 德全等 , 2001; 張德全等 ,2003 。紫金山礦區(qū)巖石蝕變極為 強(qiáng)烈 , 燕山早期巖體幾乎全巖蝕變 。主要蝕變類型 有硅化 、 明礬石化 、 地開石化和絹云母化 。 強(qiáng)烈的硅 化作用常出現(xiàn)在上部 , 與金礦化關(guān)系密切 , 絹云母化 則出現(xiàn)在下部 , 明礬石化分布于火山機(jī)構(gòu)邊緣 , 地開 石化分布較為廣泛 。紫金山礦區(qū)存在顯著的 Au 、 Cu 、 Pb

12、 、 Zn 、 Ag 、 Mo 和 Sn 水系沉積物異常 , 明顯高于區(qū)域背景值 , 異?；旧蠂@紫金山復(fù)式巖體分布 , 面積十幾至 幾十平方公里 , 向 , 高值異常呈 。以紫金山 , 往 N W 和 SE 兩側(cè)依次為 :Mo (Cu Au 、 Cu Pb 、 Zn 、 Ag (Cu 。 中部 Mo (Cu 異 常值較高 , 與該地段燕山晚期中酸性巖漿巖侵位較 高是一致的 。 在火山機(jī)構(gòu)附近 , 常形成異常濃集區(qū) 。 紫金山礦區(qū)存在一套較完整的斑巖成礦系列 :斑巖 型 、 次火山巖型和火山巖型以及一些過渡類型礦床 (張德全等 ,2003 。2 成礦環(huán)境分析2. 1 成礦的構(gòu)造環(huán)境紫金山礦田

13、構(gòu)造位于中國東南沿海中生代火山 活動(dòng)帶西側(cè) , 閩西南拗陷帶西南緣 , 次級(jí)構(gòu)造則屬 N E 向明溪武平拗陷帶與上杭 云霄深斷裂的斜接 部位 。 地質(zhì)構(gòu)造經(jīng)歷了加里東 、 華力西 2印支 、 燕山 及喜馬拉雅四個(gè)構(gòu)造旋回的形成發(fā)展過程 。 形變構(gòu) 造復(fù)雜 , 以形成多期疊加的復(fù)雜構(gòu)造帶為特征 (唐瑞 來 ,2001; 陶奎元等 ,1996; 王平安等 ,1997 。礦田地質(zhì)構(gòu)造以醒目的 NW 向構(gòu)造帶為特征 , 可劃分為中間堂 象洞 NW 向巖漿構(gòu)造帶及碧田 安鄉(xiāng) NW 向斷陷帶兩主要構(gòu)造帶。 NW 向構(gòu)造斷陷 帶的火山、 潛火山活動(dòng) , 形成了以紫金山 (金銅 、 古石 背 (鈾 為代表的火

14、山熱液型金、 銅、 銀、 鈾礦床 。 2. 2 成礦環(huán)境的地球化學(xué)指示2. 2. 1 巖石化學(xué)成分特征及成礦環(huán)境指示紫金山礦田內(nèi)紫金山序列巖石主要化學(xué)成分及特 征參數(shù)列于表 1。 從表 1可以看出巖石成分變化范圍641 第 2期 王少懷等 : 再論紫金山礦田成礦系列與成礦模式 圖 (,1991修改 Fig. 1 Structure delineation of Zijinshan area (modified from Minxi G eology Institute ,Fujian Province ,19911 火山噴發(fā)帶界線 ;2 火山噴發(fā)盆地界線 ;3 復(fù)背斜、復(fù)向斜 ;4 深斷裂 ;

15、5 火山噴發(fā)中心1 Boundary line of volcano erupting belt ; 2 boundary line of volcano erupting basin ; 3 double 2ent ry anticlines/double 2ent ry synclines ; 4 deep 2fault ; 5 volcano erupting center較小 ,SiO 2含量變化范圍在 74. 37%75. 52%, 里特曼指數(shù) ( 均小于 4, 屬于鈣堿性巖類。 巖漿成因據(jù)表 1多項(xiàng)指標(biāo)判別屬以幔源為主的殼 ?；烊坌?, 相當(dāng)于 型花崗巖 , 巖體侵位于抬升造陸構(gòu)造

16、 環(huán)境 , 屬于巖墻擴(kuò)展被動(dòng)就位機(jī)制。 鋯石 U 2Pb 同位素 地質(zhì)年齡 134Ma , 時(shí)代為晚侏羅世 2早白堊世。 而四方花崗閃長巖巖石主要化學(xué)成分及特征參 數(shù)列于表 2。表 2所列巖體的巖石化學(xué)成分顯示SiO 2含量變化范圍較小 , 為 64. 63%67. 88%, 總體 來講 , 花 崗 閃 長 巖 較 酸 性 , SiO 2含 量 65. 39%67. 88%, 而花崗閃長斑巖為 64. 63%65. 77%, 巖石 富 Na 2O , 在 Na 2O 2K 2O 圖中 (Collins , 1982 位于殼 慢混合源 I 型向 A 型花崗巖類過渡區(qū) , 由于巖石 SiO 2含量

17、低 , 總體應(yīng)為殼幔混合源 I 型花崗巖 , 巖石 A/CN K 變化范圍為 0. 921. 03, 平均為 0. 97, 是準(zhǔn)鋁質(zhì) 的 , 在 K 2O 2SiO 2圖解中表現(xiàn)為高鉀鈣堿性系列巖石。四方巖體是與華南軟流圈地幔上涌有關(guān)的伸展 拉張構(gòu)造環(huán)境下侵位的 , 巖石相對(duì)富 Na 2O ,A/CN K 1, 具殼幔混合源 I 型花崗巖特征。其巖石富 K 、 Rb 、 Th 、 U 、 LREE , 貧 Ti 、 Nb 、 T a 、 Sr , 具火山弧 /活動(dòng)大陸邊緣鈣堿性巖系的特征。 巖石主要由幔源巖漿與 , 與 , ; ,2001 。 2紫金山序列巖石微量元素中金屬成礦元素普遍高于維氏

18、值幾倍至幾十倍 (見表 3 。副礦物則以種 類多 、 含量較低 、 普遍含金屬硫化物及金屬氧化物為 特征 。 而稀土元素總量低 (與省內(nèi)同期花崗巖比低 一倍以上 。 屬輕稀土富集 、 銪虧損型 (見表 3 。 四方花崗閃長巖巖石的稀土元素和微量元素含量見表 4, 稀土元素總量為 124. 65136. 71g/g 之 間 ,L REE/HREE 比值為 9. 958. 96, 屬輕稀土元 素富集型 , 反映稀土元素分餾程度的 (La/Yb n 比 值較高 , 為 12. 499. 83, 與 L REE/HREE 比值高是一致的 ;Eu 為 0. 800. 85, 花崗閃長巖和花崗 閃長斑巖的

19、稀土元素分布曲線都呈略向右傾的平滑 型 , 曲線幾乎重合而顯示同源特征 。與殼源 S 型花 崗巖相比 , 一個(gè)顯著特點(diǎn)是元素 Y 含量低 , 為 16. 8表 1 紫金山序列巖石化學(xué)成分及特征值表 (%;據(jù)地礦部福建地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 ,1988 ,1992 修改 T able 1 Eochemical component (% and eigenvalue of Zijinshan serial rock(modif ied from Fujian Burean of G eologyand Mineral R esources ,1988 ,1992 單元 SiO 2Al 2O 3K 2O

20、 Na 2O CaO MgO TiO 2Fe 2O 3FeO MnO P 2O 5金龍橋75. 5213. 201. 130. 080. 090. 140. 100. 810. 880. 010. 04逕美 74. 3714. 053. 353. 010. 190. 310. 180. 701. 090. 170. 05五龍子 75. 3912. 885. 842. 720. 180. 310. 271. 130. 710. 04-單元 Q Ab An Or Q Anor A R SI FL L I 金龍橋 76. 20. 70. 57. 390. 32. 70. 051. 234. 8386

21、. 524. 2逕美 43. 825. 10. 220. 348. 23. 02. 011. 93. 6991. 625. 8五龍子36. 422. 50. 834. 538. 62. 272. 102. 452. 8997. 626. 6741 地 質(zhì) 學(xué) 報(bào) 2009年表 2 花崗閃長巖的巖石化學(xué)分析數(shù)據(jù)表 (%T able 2 Chemical analytical d ata for granodiorites(%序號(hào) SiO 2TiO 2Al 2O 3Fe 2O 3FeO MnO MgO CaO Na 2O K 2O P 2O 5LOI TO TAL A/CN K 164. 630.

22、 5115. 261. 592. 560. 171. 923. 693. 752. 240. 342. 9199. 570. 99 264. 960. 5615. 421. 762. 410. 192. 024. 083. 323. 640. 421. 35100. 130. 92 365. 770. 4215. 321. 722. 190. 091. 623. 513. 344. 300. 151. 90100. 330. 93 465. 390. 4815. 231. 702. 920. 111. 904. 062. 953. 620. 1931. 3499. 890. 94 567. 8

23、80. 4415. 221. 681. 760. 121. 693. 322. 743. 890. 250. 9999. 981. 03 665. 590. 4915. 281. 612. 960. 111. 903. 332. 963. 780. 221. 93100. 161. 02 767. 470. 4214. 861. 033. 180. 161. 313. 322. 804. 000. 051. 3999. 990. 99 注 :陶建華等 ,1992,1 ZR07花崗閃長斑巖 ;2 ZR04花崗閃長斑巖 ;3 GS523花崗閃長斑巖 ;4 112Y Q 001花崗閃長巖 ;5 Y

24、Q 099一 花崗閃長巖 ;6 Y Q 06321花崗閃長巖 ;7 GS940花崗閃長巖 。表 3 紫金山序列微量元素含量 (10-6 、 稀土元素含量 (10-6 及特征值表(據(jù)地礦部福建地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局 ,1997 ,1988 修改 T able 3 T race element component(10-6 、 REE component(10-6 and eigenvalue of Zijinshan serial(modif ied from Fujian Burean of G eology and Mineral R esources ,1997 ,1988 單元 Ba Be

25、As Sb Pb Sn Bi Cr Ni Mo V Cu Zn Ag 金龍橋 108. 43. 6640. 53-84. 6612. 085. 375. 6. 088. -0747. 860. 52逕美 73. 23. 9245. 92-74. 866. 34150-37. 8550. 110. 49五龍子 157. 83. 3837. 0-9. 505. 6. 4816. 27-46. 4256. 870. 44單元 Nb Y La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Td 金龍橋 25. 18-19. 104. 89-74. 63112. 4315. 6046. 758. 581. 116

26、. 351. 23逕美 17. 18-28. 6413. 613. 99-16. 5435. 823. 2314. 063. 100. 251. 540. 28五龍子 21. 53-22. 4914. 232. 67-25. 3443. 525. 9320. 344. 100. 714. 280. 96單元 Dy Ho Er Tm Yb Lu REE L REE HREE L REE/Eu La/Yb Cc/Yb Gd/Yb金龍橋 5. 331. 052. 190. 462. 650. 48304. 90259. 145. 85. 70. 452832. 4逕美 1. 290. 290. 94

27、0. 181. 190. 2186. 573. 013. 55. 40. 3114311. 29五龍子 4. 820. 972. 790. 553. 180. 60147. 199. 947. 12. 10. 528141. 35表 4 花崗閃長巖類微量元素和稀土元素的含量表 (10-6T able 4 T race elements compositions of selected samples of granodiorites(10-6序號(hào) Rb Ba Th U K Ta Nb La Ce Sr Nd P Hf Zr Sm 110170914. 83. 10303780. 8112. 2

28、33. 954. 93123. 59183. 751244. 35 297. 074221. 06. 64276391. 8617. 525. 848. 951024. 913113. 861234. 70序號(hào) Ti Tb Y Eu Yb V Cr Co Ni La Ce Pr Nd Sm Eu 131710. 7116. 81. 161. 8385. 230. 114. 06. 1433. 954. 96. 4123. 54. 351. 16 243700. 7316. 81. 151. 7713739. 414. 711. 625. 848. 96. 6824. 94. 701. 15序號(hào)

29、 Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb L u Sc (La/Yb n Eu REE L REE/HREE13. 880. 712. 940. 681. 790. 341. 830. 326. 5912. 490. 85136. 719. 9523. 950. 732. 980. 671. 770. 341. 770. 319. 149. 830. 80124. 658. 96 注 :(毛建仁等 , 2002, 測(cè)試單位 :南京地質(zhì)礦產(chǎn)研究所 ; 測(cè)定方法 :Rb 為 AAS , 其他為 ICP. 1 97SZ621, 花崗閃長巖 ; 2 97ZK2228, 花崗 閃長斑巖。g/g , 反

30、映重稀土元素之間分餾程度的 (Gd/Yb n 比值較高為 1. 711. 80(毛建仁等 ,2002 ?；◢忛W長巖類顯示活動(dòng)大陸邊緣鈣堿性巖系的 特征 , 富集 Rb 、 Th 、 U 、 K , 貧 Ti 、 Nb 、 Ta 、 Ba 、 Sr 、 P , 與 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化的微量元素相比 , 顯示出 Rb 、 Th 、 K 、 U 、 La 正異常和 Nb 2Ta 、 Ti 2Y 、 Ba 負(fù)異常 , 曲線總841 第 2期 王少懷等 : 再論紫金山礦田成礦系列與成礦模式 圖 2 花崗閃長巖不相容元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖 原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化值取自 Sun and MeDonough (1989

31、Fig. 2 Primitive mantle 2normalized incompatib elements spider diagram for granodiorites體呈現(xiàn)平坦型 (圖 2 ?；◢忛W長巖類具較高的相容元素含量 (表 4 , 所有樣品都表現(xiàn)較為明顯的 Nb 、 Ta 虧損 , 與島弧特征的鉀質(zhì)巖石相似 。無明顯 Eu形成 。 因此 , 言 , ; 或可能是不同比例的軟流圈組分和中下地殼物質(zhì)混合后部分熔 融作用的結(jié)果 (毛建仁等 ,2002 。3 紫金山礦田中生代主要礦床類型3. 1 紫金山銅金礦床 3. 1. 1 礦床地質(zhì)特征位于紫金山礦田復(fù)式巖體中部 , 北東向金山腳

32、 下 中寮斷裂和北西向銅石下 紫金山斷裂交匯部 位 , 與紫金山火山機(jī)構(gòu)大致吻合 , 面積 4. 37km 2(見 圖 3 。地層 :僅出露于礦田西北部 , 主要為震旦系樓子 壩群 (Z 1l z 、 泥盆系天瓦崠組 (D 3t 、 石炭系林地組 (C 1l , 與燕山早期似斑狀中粗?；◢弾r呈斷層接 觸 。構(gòu)造 :礦田內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育 , 以 N E 向和 NW 向斷裂為主 , 其次是 NN E 向和 EW 向斷裂 。 除 斷裂構(gòu)造外 ,N E 、 N W 向兩組節(jié)理裂隙構(gòu)造十分發(fā) 育 , 互相交切 , 呈現(xiàn)出控巖控礦的網(wǎng)格狀構(gòu)造樣式 。巖漿巖 : 侵入巖 :以燕山早期花崗巖為主 ; 燕 山

33、晚期主要有花崗閃長斑巖和英安玢巖 。 火山巖 和火山構(gòu)造 :受區(qū)域巖漿侵入 2火山作用影響 , 礦區(qū) 火山 2次火山活動(dòng)強(qiáng)烈 , 表現(xiàn)為紫金山中心式火山噴 發(fā) 2次火山巖侵入的火山作用 。銅 、 金礦化與花崗閃長巖漿的火山活動(dòng)有密切的成因聯(lián)系 。圍巖蝕變 :紫金山礦田熱液蝕變作用范圍廣 , 強(qiáng)度大 。 熱液蝕變作用與燕山晚期鈣堿性花崗閃長巖 侵入 次火山作用有密切的成因聯(lián)系 。蝕變礦物生 成順序和共生組合關(guān)系如下 :硅化 Q 1+絹云母化 Ms 1+(地開石化 D 1 明礬石化 Ms 2 Q 2+D 2+Alu 1 Q 3+D 3+Alu 2 Q 14+D 4+Alu 2 Q 24。與多期次蝕

34、變作用相伴隨 , 形成了相互疊加富集的成礦 作用系統(tǒng) 。礦體地質(zhì)特征 :紫金山金礦體產(chǎn)于潛水面以上 的次生富集亞帶中 , 主要分布在海拔 650m 以上地 段 , 而原生銅礦體主要分布于次生富集亞帶以下的原生帶中 , 形成 “上金下銅”(陳景河 ,1999 的礦化 垂直分帶 , 屬特大型銅金礦床 。礦體的分布主要受北西向構(gòu)造控制 , 與其深部的銅礦帶組成連續(xù)的礦 帶 , 4 。:5, 、 針鐵礦 、 微量黃鉀鐵 (黃鐵礦 、 藍(lán)輝銅礦 、 銅藍(lán) 等 (涂光熾等 , 1984 。礦石中存在一定數(shù) 量的自然金 。 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造為包含結(jié)構(gòu) ; 膠狀 和變膠狀構(gòu)造 、 蜂窩狀構(gòu)造 、 團(tuán)包狀構(gòu)造 、

35、 角礫狀構(gòu) 造 、 脈狀或網(wǎng)狀構(gòu)造 、 浸染狀等構(gòu)造 。含金礦物呈星 散狀分布于礦石中 (胡受奚等 , 1997 。 3. 1. 2 礦床成因分析對(duì)于紫金山礦床 , 尤其是北西礦段的地質(zhì)地球 化學(xué)以及控礦因素 、 機(jī)理的研究 , 已有眾多的論文發(fā) 表 , 基本上可以肯定是淺成次火山侵入體及其伴隨 的火山巖的熱液系統(tǒng) , 從巖漿的去氣作用部位延伸 至噴氣孔和酸性熱泉 (裴榮富 , 1995a , 并將斑巖和 高硫化成礦環(huán)境融為一體 , 形成紫金山銅金礦床 , 成 礦明顯受構(gòu)造和巖漿活動(dòng)控制 。據(jù)紫金山礦床的不同蝕變帶礦物氫氧同位素分 析結(jié)果表明 :成礦流體的介質(zhì)水主要是燕山晚期火 山 2次火山巖

36、漿加熱的中生代大氣降水 , 石英明礬石 蝕變和銅礦化過程中有少量巖漿水混入 , 晚期硅化 (硅質(zhì)交代巖 和金礦化時(shí) , 流體幾乎全為大氣降水 (周肅等 ,1994; 周肅等 ,1996; 陳好壽 ,1996 。而硫的來源則據(jù)黃鐵礦的 34S 值反映本區(qū)硫同位素的總 硫接近零 , 硫的原始來源是地幔 (陶奎元 ,1997; 陶奎 元等 ,1996; 陶奎元 ,1998 。金屬物質(zhì)來源 :根據(jù)巖 石礦物和有關(guān)花崗巖類侵入巖鉛同位素組成以及部 分巖石 U 、 Th 、 Pb 含量計(jì)算結(jié)果表明 :約 90%左右 的礦石鉛來源于同期 (早白堊世 巖漿作用 , 有 10%941 地 質(zhì) 學(xué) 報(bào) 2009

37、年圖 3 紫金山礦田地質(zhì)圖 (據(jù)福建紫金礦業(yè)股份有限公司 ,2000修改 Fig. 3 G eological map of Zijinshan mining field (modified f rom Zijin Mining Group Co. , Ltd ,Fujian , 20001 石帽山群下組上段 ; 2 石帽山群下組下段 ;3 林地組 ; 4 天瓦崠組上段 ; 5 天瓦崠組下段 ; 6 樓子壩群 ; 7 中粗?；◢忛W長巖 (四方巖體 ; 8 細(xì)粒黑云母二長花崗巖 (仙師巖巖體 ; 9 細(xì)粒黑云母花崗巖 (金龍橋巖體 ; 10 中細(xì)粒二長花崗巖 (五龍寺巖體 ; 11 中粗粒二長花

38、崗巖 (逕美巖體 ; 12 英安玢巖 ; 13 隱爆角礫巖 ; 14 實(shí)測(cè)正斷層 ; 15 實(shí)測(cè)、 推測(cè)逆斷層 ; 16 礦區(qū)范圍1 Upper Shimaoshan Group ; 2 lower Shimaoshan Group ; 3 Lindi Formation ; 4 upper Tianwadong Formation ; 5 lower Tianwadong Formation ;6 Louzibai Group ;7 middll 2grand granodiorite (Sifang pluton ; 8 gine biotite monzogranite (Xianshi

39、yong pluton ; 9 fine biotite granite (Jinlongqiao pluton ;10 middll 2fine monzogranite (Wulongshi pluton ;11 middll 2grand granite (Jinmei pluton ;12 dacite porphyry ;13 explode volcanic breccia ;14 measuring normal fault ;15 measuring and indicated t hrust fault ;16 mining scope左右的鉛來源于基底巖石 (包括元古代基底

40、和海西 2印支期沉積巖 。紫金山礦區(qū)是經(jīng)過多階段 、 多期次礦化疊加形 成的 。 如早期的中高溫 Cu (Mo 礦化 , 中期的中低 051第 2期 王少懷等 : 再論紫金山礦田成礦系列與成礦模式 圖 4 紫金山銅金礦區(qū) 3線銅礦體剖面圖 (據(jù)福建省閩西紫金礦業(yè)集團(tuán)有限公司 ,1999修改 Fig. 4 Copper ore body section of 3rd line in Zijinshan copper 2gold mining area (modified from Minxi Zijin Mining Group Co. , Ltd ,Fujian Province , 1999

41、1 潛水面 ; 2 淋漓亞帶下界 ; 3 次生富集亞帶下界 ; 4 鉆孔及編號(hào) ; 5 金礦體及編號(hào) ; 6 原生銅礦體 1 Groundwater surface ; 2 lower sub 2leached ; 3 lower sub 2concent rated belt ; 4 position of driling and number ;5 gold ore body and number ; 6 copper ore body and number溫 Cu (Au 礦化和晚期的低溫 Au (Cu 礦化 , 再經(jīng)過 表生氧化作用形成目前見到的 “上金下銅” 的礦床垂 直分帶現(xiàn)象 ,

42、 顯示出成礦熱液作用的多期性 。大規(guī) 模的銅 金成 礦 作 用 則 發(fā) 生 在 早 白 堊 世 (陳 好 壽 , 1996; 張 德 全 等 , 2001, ; 周 肅 等 , 1994; 周 肅 等 , 1996 , 并與早白堊世巖漿子系統(tǒng) (羅卜嶺花崗閃長 斑巖 有密切的成因聯(lián)系 。 研究表明 , 大規(guī)模隱伏于 紫金山地區(qū)之下的花崗閃長斑巖是該區(qū)銅金礦床的 重要控礦因素 。 3. 2 中寮銅 (鉬 礦床中寮礦床是礦田內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)唯一的斑巖型銅礦 床 。 該礦床位于礦田的 N E 側(cè) , 其西側(cè)與五子騎龍 礦床以斷裂相隔 , 它實(shí)際上是五子騎龍礦床之深部 被斷裂抬升的部分 (張德全等 ,199

43、6 。該區(qū)廣泛出 露早白堊世花崗閃長巖 ,N W 側(cè)有少量樓子壩群淺 變質(zhì)巖和上泥盆統(tǒng)砂礫巖 。在東部 , 花崗閃長巖侵 入于紫金山序列花崗巖中 , 并呈中細(xì)粒結(jié)構(gòu) , 圍巖蝕 變強(qiáng)烈 。斷裂構(gòu)造以 N E 、 NW 向?yàn)橹?, 是重要的控巖控 礦構(gòu)造 (陶建華等 ,1992 。它們交匯部位控制了花 崗閃長斑巖由 N E 深部向 SW 淺部 、 SE 深部向 NW 淺部侵位 , 由此形成了巖凸 、 巖鐘 , 控制了中寮斑巖 銅礦體分布 。 N E 及 NW 向斷裂系統(tǒng)在成礦后仍有 活動(dòng) , 顯示為東盤上升 , 從而導(dǎo)致五子騎龍過渡類型 熱液礦床深部的斑巖銅礦床被抬升到現(xiàn)在淺表的中 寮銅礦床 。

44、 礦床中發(fā)育一套密集的裂隙系統(tǒng) , 為主 要容礦構(gòu)造 , 發(fā)育于花崗閃長斑巖的頂面凸出部位 以及它與花崗閃長巖接觸帶兩側(cè)的巖石中 。浸染狀 和細(xì)脈浸染狀的黃鐵礦 、 黃銅礦或輝鉬礦化主要受 其制約 。中寮礦床中廣泛發(fā)育一套斑巖型蝕變 , 大致可 以分為鉀硅酸鹽化 、 絹云母化 、 青盤巖化和硬石膏化 4種類型 。銅礦體以彎月狀產(chǎn)于絹英巖化帶底部及鉀硅酸151 地 質(zhì) 學(xué) 報(bào) 2009年鹽巖帶的頂部 , 呈浸染狀或細(xì)脈浸染狀 。由于該巖 凸是從 SE 深部向 NW 淺部斜向上侵 , 所以其頂面 產(chǎn)狀平緩 , 側(cè)面產(chǎn)狀較陡 , 且接觸面呈鋸齒狀 , 與花 崗閃長巖之間呈 “ 犁式” 指狀穿插 。因

45、此斑巖銅礦體 賦存于花崗閃長斑巖上凸的頂部陡接觸帶上 , 其下 偶見鉬工業(yè)礦體 , 且品位低 。礦石礦物主要由黃鐵礦 , 少量黃銅礦 , 偶見斑銅 礦 、 輝銅礦和輝鉬礦等組成 。礦石類型為細(xì) (網(wǎng) 脈 狀浸染狀黃銅礦型硫化物礦石 (銅礦石 、 細(xì) (網(wǎng) 脈 狀浸染狀石英 輝鉬礦型硫化物礦石 。礦石礦物結(jié) 晶順序?yàn)榇盆F礦 黃鐵礦 輝鉬礦 黃銅礦 斑銅 礦 銅蘭 。金屬礦物具垂直分帶特征 :由上往下為黃鐵礦 黃鐵礦 +黃銅礦 +斑銅礦 黃鐵礦 +黃銅礦 +輝 鉬礦 黃鐵礦 +磁鐵礦 +輝鉬礦 +黃銅礦 。3. 3 碧田金銀鈾礦床3. 3. 1 礦床地質(zhì)構(gòu)造背景碧田礦床是一個(gè)金 、 銀 、 , 碧

46、田 兩個(gè) N W , 前者以寨下組 (K 1z 酸性火山巖堆積為主 ,27號(hào)礦化帶 (主要為 金 、 銀礦脈 分布于金獅寨層狀火山構(gòu)造底部與晚侏 羅世花崗巖的不整合界面中 ; 后者則以黃坑組 (K 1h 高鉀中酸性火山巖堆積為主 ,7號(hào)礦化帶金 、 銀礦體 則產(chǎn)于嶺頭火山穹隆邊部或與晚侏羅世花崗巖的不 整合面附近 。因此 , 碧田礦床與兩種火山構(gòu)造類型 有關(guān) , 其一是層狀火山 ; 其二是火山穹隆 。碧田礦床中存在著 NW 向斷裂裂隙系統(tǒng) , 它們 是碧田礦床的主要容礦構(gòu)造 。 它既是區(qū)域 N W 向深 斷裂旁側(cè)的配套斷裂裂隙帶 , 也是同火山作用期的 張性構(gòu)造系統(tǒng) , 如火山穹隆中的放射狀斷

47、裂裂隙系 統(tǒng)或火山盆地底部的剝離斷層 。 這些容礦構(gòu)造系統(tǒng) 在空間上密集成群 、 平行側(cè)列 , 構(gòu)成一個(gè)巨大的容礦 構(gòu)造體系 。3. 3. 2 礦床地質(zhì)特征(1 賦礦圍巖 :碧田礦床的酸性硫酸鹽型淺成熱 液礦床與粗安質(zhì)火山 次火山巖有關(guān) , 其火山地層 屬早白堊世寨下組 (K 1z 和黃坑組 (K 1h , 寨下組 (K 1z 酸性火山巖中賦存有熱液型鈾礦化 , 酸性硫酸 鹽型淺成熱液金 、 銀礦化僅分布于黃坑組 (K 1h 火山 地層 (粗安巖 、 粗安質(zhì)凝灰?guī)r 、 角礫巖和粗安斑巖 及 基底巖石 (侏羅紀(jì)花崗巖 中 (劉曉東等 , 2005 。在碧田 上杭火山盆地中 , 黃坑組 (K 1h

48、 火山地 層由下往上有由英安質(zhì)巖石向粗安質(zhì)巖石過渡的趨 勢(shì) , 經(jīng)綜合對(duì)比后可以確認(rèn) , 紫金山礦床英安質(zhì)火山 巖和碧田礦床粗安質(zhì)火山巖雖同屬黃坑組 (K 1h 中 酸性火山巖 , 但從層序上看 , 前者是在后者的下面 。 (2 礦化帶 (體 地質(zhì)特征 :碧田礦床的礦化部位 有二 :其一是寨下組 (K 1z 酸性火山巖底部不整合 面 , 這里的礦化以金為主 , 有時(shí)含銀 , 礦化產(chǎn)于不整 合面下部的晚侏羅世花崗巖或黃坑組 (K 1h 中酸性 火山巖中 ; 其二是黃坑組 (K 1h 酸性火山巖底部與晚 侏羅世花崗巖的不整合面 , 火山巖和花崗巖中都含 礦 。有益組分除 Au 外 , 還有 Ag

49、、 Cu 、 Pb 、 Zn 礦化 , 且部 分 已 達(dá) 工 業(yè) 品 位 , 如 Ag :XXX 10-6, 最 高 XXXX 10-6;Cu 工業(yè)礦石品位一般為 0. X X %, 最高 XX , 厚 Xm ; Pb X %, 最厚 Xm 。 礦體之中或緊 , ;Cu 、 Pb 、 Zn Au 礦體之下 。(3 礦石特征 :金 、 銀礦石類型主要是石英脈型 。 銅礦石類型有脈狀 、 細(xì)脈浸染狀 、 網(wǎng)脈狀 、 團(tuán)塊狀 、 角 礫狀和斑點(diǎn)狀等類型 。含金礦石礦物主要有黃鐵礦 、 少量方鉛礦 、 閃鋅 礦 、 局部黃銅礦 ; 脈石礦物石英 、 方解石 、 冰長石 (陳 好壽 ,1996; 高天鈞

50、等 ,1998; 高天鈞 ,1998 。金一般 呈顯微粒狀 、 不規(guī)則粒狀 、 片狀裂隙金 , 也有呈包體 金和晶隙金等 。銀礦石礦物為自然銀 、 輝銀礦 、 黃鐵礦 、 方鉛礦 、 閃鋅礦和少量黃銅礦等 , 脈石礦物為微晶石英 、 方解 石和偶見瑩石 , 開來石 (張之桑等 ,1994 。銀呈顯微 粒狀 , 浸染狀 、 不規(guī)則集合狀 、 微脈狀和不規(guī)則環(huán)帶 狀等 , 充填于黃鐵礦 、 黃銅礦 、 閃鋅礦中 。銅礦石礦物以黃鐵礦 、 黃銅礦為主 , 次為斑銅 礦 、 銅蘭 , 少量方鉛礦和閃鋅礦 , 偶見硫砷銅礦 、 藍(lán)輝 銅礦 、 砷黝銅礦 、 脆硫銻銅礦 ; 脈石礦物有石英 、 少量 方解

51、石 、 絹云母 , 偶見瑩石 、 重晶石 、 冰長石 (劉曉東 等 , 2005 、 開來石 (張之桑等 ,1994 。(4 元素分帶 :由礦體向外的水平分帶是 Au 、 Ag 、 Mn 、 Hg Cu Pb Zn ; 自上往下的垂直分帶序 列是 U 、 Sr 、 Ni 、 Co (頂板 Hg 、 Au (金礦體上部 Ag 、 Au 、 Mn (金礦體下部 Cu (底板 Pb Zn 。 金屬礦物組合和礦體 、 礦石空間分布特征顯現(xiàn)出礦 床具有中低溫?zé)嵋撼傻V特點(diǎn)的 U Au 、 Ag Cu 、 Pb 、 Zn 的 “ 多層樓” 分帶模式 。251 第 2期 王少懷等 :再論紫金山礦田成礦系列與成

52、礦模式 (5 火山構(gòu)造對(duì)成礦的控制 :碧田火山盆地之次一級(jí)金獅寨層狀火山和嶺頭穹隆狀火山構(gòu)造明顯對(duì) 礦體產(chǎn)出的制約作用 , 而后期噴發(fā)的火山巖起到 “ 蓋” 的作用 。 故此碧田火山盆地具備了 “源” 、 “ 運(yùn)” 、 “ 儲(chǔ)” 、 “ 蓋” 的條件 , 資源潛力就決定于 “源” 的豐富程 度和穩(wěn)定的成礦環(huán)境 。4 討論與結(jié)論(1 縱觀閩西南地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)史 , 自印支碰撞造山后 , 于晚三疊世晚期 晚白堊世時(shí)期 , 進(jìn)入 了陸間以斷裂活動(dòng)及巖漿侵入噴發(fā)為主導(dǎo)的地史時(shí) 期 。紫金山礦田首先自中晚侏羅世開始 , 則進(jìn)入了 斷裂帶再活動(dòng)及中酸性 、 酸性巖漿沿?cái)嗔褞Ъ皵嗔?帶復(fù)合部位以巖墻擴(kuò)展機(jī)

53、制侵位的構(gòu)造活動(dòng)階段 , 形成紫金山序列 (二長 花崗巖 。晚侏羅世晚期 早 白堊世早期間的燕山運(yùn)動(dòng)第 幕主要表現(xiàn)為區(qū)域性 北西向斷陷 。 從早白堊世晚期開始 育形成火山噴發(fā)沉積盆地 河沉積 侵入巖 (、 酸性雙峰 式火山 ( 活動(dòng) , 至晚白堊世火山活 動(dòng)有火山熱液金 、 銅 、 銀 、 鈾等多金屬在不同構(gòu)造部 位形成不同成因類型礦床在空間上相互疊加的成礦 作用 (圖 5 。燕山運(yùn)動(dòng) 幕之后 , 進(jìn)入了新生代發(fā)展時(shí)期 , 基 本結(jié)束了測(cè)區(qū)斷塊造山地史歷程 , 地殼處于相對(duì)穩(wěn) 定隆升的構(gòu)造環(huán)境 。(2 紫金山礦田中生代 “行 、 列 、 匯” 異常成礦構(gòu) 造聚 斂 場(chǎng) (exceptio na

54、l metallotect convergence :“ 行 、 列 、 匯” 構(gòu)造樣式是對(duì)地球表殼十分發(fā)育的棋盤 格子構(gòu)造的新發(fā)展 , 具備下列 4個(gè)方面的條件時(shí)它是一種有利的成礦 “溫床”(裴榮富等 ,1999; 裴榮富 等 ,2004a :其一是兩組構(gòu)造的交叉 ; 其二是在構(gòu)造交叉處 (即 “匯” 發(fā)生多種有利控礦因素的匯聚 ; 其 三 , 與巖漿作用藕合并發(fā)生共巖漿補(bǔ)余分異效應(yīng) (裴榮富 ,1995 ; 其四 , 與深部構(gòu)造作用 (過程 藕合 。印 支 燕山早期 N E 向構(gòu)造帶與燕山晚期 NW 向構(gòu)造 帶疊加形成的 “行 、 列 、 匯”構(gòu)造式樣在該區(qū)廣泛發(fā) 育 , 當(dāng)其與中生代深部

55、殼一幔不諧調(diào)運(yùn)動(dòng)形成的構(gòu) 造一巖漿作用等成礦因素藕合時(shí) , 就為特大型礦床 的形成創(chuàng)造了極為有利的條件 (裴榮富等 , 2004b 。(3 根據(jù)構(gòu)造 2火山巖漿 2成礦流體系統(tǒng) (裴榮富 等 , 1999; 梅燕雄等 ,2004 , 當(dāng) “行 、 列 、 匯” 結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)圖 5 紫金山礦田成礦系列與成礦模式圖Fig. 5 Mineralization series and model map inZijinshan orefield1 下白堊統(tǒng)石帽山群下段 ; 2 下白堊統(tǒng)石帽山群上段 ; 3 泥盆 石炭系 ;4 下震旦統(tǒng)樓子壩群 ;5 燕山晚期花崗斑巖 ;6 燕山晚期第一次侵入英安玢巖 ;7

56、燕山晚期第二次侵入英安玢 巖 ;8 四方花崗閃長巖 ;9 燕山晚期隱爆角礫巖 ;10 紫金山系 列花崗巖 ;11 實(shí)測(cè) 、 推測(cè)逆斷屋 ; 12 正斷層 ; 13 地質(zhì)界線 ;14 各種金屬成礦元素 ;15 成礦熱液流向 ;16 礦化范圍 1 Lower Shimaoshan Group in Early Cretaceous Period ; 2 Upper Shimaoshan Group in Late Cretaceous Period ;3 Devonian and Carboniferous ;4 Louziba group in Early Sinian Period ;5 La

57、te Yanshan granite ; 6 dacite porphyry at first Late Yanshan intrusion ;7 dacite porphyry at second Late Yanshan intrusion ; 8 Sifang pluton (granodiorite ; 9 explode volcanic breccia at Late Yanshan 10 Zijinshan series granite ; 11 measuring and indicatedt hrustfault ; 12 normalfault ;13 geologicalboun