福建梅仙丁家山鉛鋅礦成礦系統(tǒng)分析

石得鳳，張術(shù)根，韓世禮，艾國梁

(1. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410083；2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，長沙 410083)

丁家山鉛鋅礦區(qū)是東南地洼區(qū)浙閩地穹系紹廣地洼列南平地洼內(nèi)規(guī)模較大的鉛鋅礦床之一[1]，自20世紀(jì) 90年代初被中國有色金屬工業(yè)總公司華東地質(zhì)勘查局發(fā)現(xiàn)以來，其礦床成因問題一直是研究者爭論的焦點(diǎn)[2?5]。本文作者通過成礦時(shí)間、成礦物質(zhì)來源、成礦流體運(yùn)移通道、儲(chǔ)礦場(chǎng)、成礦作用類型、成礦作用產(chǎn)物及成礦過程演化等方面的研究對(duì)丁家山鉛鋅礦區(qū)成礦系統(tǒng)進(jìn)行深入剖析，并對(duì)其歸類。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

自晚元古代至奧陶紀(jì)末，研究區(qū)域處于地槽期。晚元古代，南平地洼所在的閩中地區(qū)政和—龍巖一線環(huán)境動(dòng)蕩，海水時(shí)進(jìn)時(shí)退，使得該時(shí)期形成的馬面山群地槽型碎屑巖－碳酸鹽巖沉積建造組合內(nèi)厚層鈣泥質(zhì)巖內(nèi)鈣、泥質(zhì)含量比例交替變化，早期局部還伴有海相火山和火山沉積建造。奧陶紀(jì)至晚志留世，加里東運(yùn)動(dòng)使地槽封閉，研究區(qū)進(jìn)入褶皺帶期，形成大量北東向緊閉褶皺，并伴有區(qū)域變質(zhì)，形成低綠片巖?綠片巖相變質(zhì)巖。

晚志留世起，閩中地區(qū)經(jīng)準(zhǔn)平原化而進(jìn)入地臺(tái)階段，成為華南地臺(tái)的一部分，地殼運(yùn)動(dòng)趨于和緩，巖漿活動(dòng)微弱。盡管如此，地槽階段已經(jīng)發(fā)育的政和—大埔斷裂在海西運(yùn)動(dòng)期間仍具有短暫的插曲性活動(dòng)，顯示斷拉谷環(huán)境特征[6?7]。

晚三疊世起，研究區(qū)域進(jìn)入地洼演化階段，成為東南地洼區(qū)的一部分。印支運(yùn)動(dòng)期間，在地殼水平運(yùn)動(dòng)作用下形成北東向?qū)捳剐投叹€狀褶皺和塊狀斷裂。梅仙復(fù)背斜就是地槽期形成的褶皺疊加此次褶皺作用后形成的。燕山運(yùn)動(dòng)期間，隨著西太平洋殼體與東亞大陸殼體間相互作用的增強(qiáng)，區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)繼續(xù)加強(qiáng)，不但形成部分新的北東、北西向斷層，還使得區(qū)內(nèi)早已存在的斷層發(fā)生活化，并伴隨強(qiáng)烈的巖漿侵入和噴出活動(dòng)。繼大范圍陸相火山噴發(fā)在地勢(shì)低洼處形成上侏羅統(tǒng)長林組地層，并與下伏強(qiáng)烈褶皺的老地層呈角度不整合接觸后，出現(xiàn)大規(guī)模中酸性巖漿侵入活動(dòng)。研究區(qū)所處紹廣地洼列中的地臺(tái)型沉積被該階段形成或活化的幾條大斷裂及沿?cái)嗔亚秩氲幕◢弾r所分割，局部地區(qū)表現(xiàn)為帶狀和短帶狀分布[8]。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

梅仙地區(qū)以構(gòu)造窗形式出露馬面山群龍北溪組(Pt2-3l)和大嶺組(Pt2-3dl)地層，與上覆上侏羅統(tǒng)長林組(J3C)和零星分布的下侏羅統(tǒng)梨山組(J1l)呈斷層或角度不整合接觸(見圖1)。根據(jù)最新研究成果，馬面山群地層形成于新元古界，自下而上分為龍北溪組(Pt2-3l)、東巖組(Pt2-3dy)和大嶺組(Pt2-3dl)[9]。馬面山群在梅仙地區(qū)表現(xiàn)為由軸向北東的背斜及向斜組成的寬緩復(fù)背斜構(gòu)造。丁家山、經(jīng)通大隊(duì)和關(guān)兜等鉛鋅礦床串珠狀產(chǎn)于梅仙復(fù)背斜北西翼上巖兜—關(guān)兜次級(jí)背斜軸部。丁家山鉛鋅礦區(qū)馬面山群主要巖性自下而上為龍北溪組巨厚層白云質(zhì)大理巖夾云母石英片巖、石榴子石?透輝石?綠簾石系列變質(zhì)巖夾大理巖團(tuán)塊、石英云母片巖，大嶺組絹云母片巖、石英云母片巖、變質(zhì)石英砂巖、石英巖、千枚狀粉砂巖及千枚巖。下侏羅統(tǒng)梨山組由千枚狀粉砂巖、頁巖和砂巖組成，上侏羅統(tǒng)長林組由泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、安山巖及安山玄武巖組成。

研究區(qū)燕山期花崗質(zhì)巖漿侵入活動(dòng)強(qiáng)烈，花崗巖主要沿北東向呈串珠狀巖株體分布在巖兜—關(guān)兜一線以西地區(qū)，而其以東地區(qū)則僅見北東向花崗斑巖及石英斑巖的巖墻和巖脈。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有NE、NW、SN和EW向4組。部分NE向和NW向斷裂控制燕山期花崗巖及中酸性脈巖的侵入就位，也控制部分鉛鋅硫化物礦體的就位。而SN和EW向斷裂往往造成礦體或地層的局部錯(cuò)位。

3 成礦系統(tǒng)

一個(gè)完善的成礦系統(tǒng)能夠體現(xiàn)與礦床形成有關(guān)的物質(zhì)、運(yùn)動(dòng)、能量、空間和時(shí)間的統(tǒng)一性和整體性[11?15]。本文作者從成礦時(shí)間、成礦物質(zhì)來源、成礦流體通道、儲(chǔ)礦場(chǎng)、成礦作用條件及產(chǎn)物等方面對(duì)丁家山鉛鋅礦成礦系統(tǒng)進(jìn)行深入討論。

3.1 成礦時(shí)間

丁家山礦區(qū)的鉛鋅硫化物礦體產(chǎn)出在新元古界馬面山群龍北溪組上段、上侏羅統(tǒng)長林組及二者之間的角度不整合接觸界面3類部位。不同部位產(chǎn)出的鉛鋅礦體，無論礦石物質(zhì)組成或礦物組合的演化順序都沒有明顯的差別，顯示這些礦體是相同成礦系統(tǒng)的礦化產(chǎn)物，且該系統(tǒng)的成礦作用應(yīng)發(fā)生在晚侏羅世以后。為了確定具體成礦時(shí)間，對(duì)同成礦期石英的流體包裹體進(jìn)行了Rb、Sr同位素組成分析(見表1)。結(jié)果顯示：7件樣品的Rb、Sr同位素線性排列特征明顯，說明其具有重要的等時(shí)線意義。選用礦石構(gòu)造類型一致且等時(shí)線質(zhì)量相對(duì)更高的Q7、Q10、Q11、Q12和Q13樣品進(jìn)行最小二乘法擬合出直線方程 y=0.002 1 x+0.718，相關(guān)系數(shù)r=0.994，等時(shí)線質(zhì)量很高(見圖2)。根據(jù)上述方程求得成礦年齡為t=(146.15±3.95) Ma。該年齡與礦區(qū)鉛鋅硫化物礦化就位情況吻合，也與研究區(qū)燕山期花崗質(zhì)巖漿侵入時(shí)代吻合，有力地證明了丁家山礦區(qū)的鉛鋅硫化物礦化是燕山期花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)成礦事件的產(chǎn)物。

圖1 丁家山鉛鋅礦區(qū)及其外圍地質(zhì)圖[4,10]：1—第四系；2—上侏羅統(tǒng)長林組；3—新元古界馬面山巖群大嶺組；4—新元古界馬面山巖群龍北溪組上段；5—新元古界馬面山巖群龍北溪組中段；6—花崗巖；7—石英斑巖；8—背斜；9—向斜；10—正斷層；11—逆斷層；12—壓扭性斷層；13—性質(zhì)不明斷層；14—地質(zhì)界線；15—角度不整合界線；16—鉛鋅礦點(diǎn)；17—丁家山鉛鋅礦區(qū)范圍Fig. 1 Geological sketch map from Dingjiashan Pb-Zn ore district and its outside[4,10]: 1—Quaternary; 2—Jurassic Changlin group;3—Neoproterozoic Mamianshan Formation Daling group; 4—Neoproterozoic Mamianshan Formation Longbeixi group upper; 5—Neoproterozoic Mamianshan Formation Longbeixi group middle; 6—Granite 7—Quartz-porphyry; 8—Anticline; 9—Syncline; 10—Normal fault; 11—Revers fault; 12—Transpressional fault; 13—Unknown fault; 14—Geological boundary; 15—Angular unconformity; 16—Pb-Zn ore deposit; 17—Area of Dingjiashan Pb-Zn ore deposit

表1 丁家山鉛鋅礦Rb、Sr同位素組成測(cè)試結(jié)果Table 1 Rb and Sr isotope examination of Dingjiashan Pb-Zn ore district

圖2 含礦石英Rb-Sr等時(shí)線圖Fig. 2 Rb-Sr isochron of ore-bearing quartz

3.2 成礦物質(zhì)來源

3.2.1 Pb、Zn和S的來源

以往研究顯示：研究區(qū)礦體及圍巖的鉛同位素組成變化范圍較大[17]，其中，礦石鉛同位素組成具有明顯的線性分布特征(見圖3)，反映鉛為混合來源。研究區(qū)53件金屬硫化物樣品δ(34S)組成塔式分布特征明顯(見圖 4)，δ(34S)值范圍在?1.7×10?3～5.6×10?3之間。淺色閃鋅礦和方鉛礦成礦系統(tǒng)源區(qū) δ(34S)組成為3.97×10?3，與硫化物塔式分布峰值(3×10?3)接近，基本能代表整個(gè)成礦系統(tǒng)硫的源區(qū)初始值，從而證明研究區(qū)成礦體系整體具有深源硫特征，屬巖漿來源。同成礦期石英流體包裹體87Sr/86Sr初始比值為0.718，從而證明礦區(qū)成礦與燕山期重熔型花崗質(zhì)巖漿活動(dòng)有關(guān)[18]。此外，研究區(qū)1∶10 000化探次生暈掃面結(jié)果顯示地層內(nèi)鉛和鋅的豐度值分別為克拉克值的100和50倍以上，為區(qū)域背景值的47和35倍以上[19]。以上證據(jù)表明：礦區(qū)的鉛鋅硫化物成礦物質(zhì)不僅來自燕山期重熔型花崗巖，也有部分可能來自馬面山群龍北溪組地層。

圖3 礦石 207Pb/204Pb—206Pb/204Pb的增長曲線：A—地幔；B—造山帶；C—上地殼；D—下地殼Fig. 3 206Pb/204Pb—207Pb/204Pb growth curves: A—Mantle;B—Orogenic belt; C—Upper crust; D—Lower crust

圖4 丁家山鉛鋅礦δ(34S)同位素直方圖Fig. 4 δ(34S) isotope histogram of Dingjiashan Pb-Zn ore district

為了更加清楚地研究礦區(qū)巖體、地層和礦體之間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)3類相對(duì)獨(dú)立體系的稀土元素地球化學(xué)特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并繪制了相關(guān)稀土元素及比值投影圖(見圖5)。從圖5可以看出：巖體、地層和礦體內(nèi)所有樣品均呈明顯線性排列。對(duì)Sm/Nd—La/Sm和La—Nd曲線進(jìn)行相關(guān)性計(jì)算，分別得出 rSm/Nd—La/Sm=?0.830 5和rLa—Nd=0.960 4，反映礦區(qū)礦體、巖體和地層3類地質(zhì)體在稀土元素特征方面有很強(qiáng)的相關(guān)性，說明礦區(qū)鉛鋅硫化物成礦受巖體和地層共同影響。

3.2.2 成礦流體來源

研究區(qū)礦體整體呈北東向切穿地層分布，在現(xiàn)場(chǎng)勘查中也常見鉛鋅礦體穿切圍巖的現(xiàn)象，由此可以推斷有流體參與成礦過程。為了確定成礦流體來源，分別對(duì)90、70和50 m 3個(gè)中段同成礦期石英的O同位素及其包裹體液相成分的H同位素進(jìn)行測(cè)試(見表2)。δ(18O)均為較小的正值，δ(D)平均值為?45.7×10?3。利用 1 000 ln α=3.38×106t?2?2.90 分餾公式，計(jì)算石英流體包裹體的氧同位素[20]，式中：溫度取自包裹體均一測(cè)溫結(jié)果平均值(240 ℃)，計(jì)算結(jié)果列于表2。在δ(D)與δ(18O(H2O))投影圖(見圖6)中，3個(gè)樣品均投影在大氣降水線和巖漿水區(qū)域間，并更臨近前者。

圖5 丁家山鉛鋅礦區(qū)巖體、地層和礦體體系稀土元素及相關(guān)比值投影圖: (a) Sm/Nd—La/Sm; (b) w(La)—w(Nd)Fig. 5 REE and related ratio graph of granite, Mamianshan Formation Longbeixi group and ore body in Dingjiashan Pb-Zn ore district: (a) Sm/Nd—La/Sm; (b) w(La)—w(Nd)

3.2.3 成礦能量來源

為了確定研究區(qū)成礦能量來源及成礦流體流動(dòng)方向，進(jìn)而確定變質(zhì)作用類型，筆者對(duì)礦區(qū)141件巖石樣品和141件礦石樣品進(jìn)行了典型礦物含量統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行了精細(xì)化礦物場(chǎng)填圖[21]。形成于不同溫度條件下的磁鐵礦與閃鋅礦在90 m中段的富集中心整體沿北東向呈帶狀分布，并具有明顯的切層分布特征(見圖7)，其分布方向與礦區(qū)主斷裂方向一致。自礦區(qū)北東向南西方向，形成溫度較高的磁鐵礦的含量逐漸降低，而形成溫度較低的閃鋅礦則逐漸增高?？梢姷V區(qū)溫度梯度場(chǎng)自北東向南西逐漸降低。這有力地證明了成礦熱源自礦區(qū)中部北東及北西向斷層交匯處侵入后，沿規(guī)模較大的北東向斷層向南西方向運(yùn)移。

圖6 石英流體包裹體δ(D)—δ(18O(H2O))關(guān)系圖Fig. 6 δ(D)—δ(18O(H2O)) graph of fluid inclusions in quartz

礦物場(chǎng)填圖結(jié)果顯示：作為礦區(qū)主要賦礦圍巖的新元古界馬面山群龍北溪組上段石榴子石透輝石綠簾石變質(zhì)巖內(nèi)3類主要造巖礦物的分布特征也具有上述北東向切層分布特征。這與所謂區(qū)域變質(zhì)作用下形成的順層分布特征有明顯的區(qū)別[2?4]。綜合性變質(zhì)原巖恢復(fù)證明這類變質(zhì)巖為經(jīng)加里東期區(qū)域變質(zhì)的鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖及泥灰?guī)r等富鈣質(zhì)巖類與燕山期花崗質(zhì)巖漿發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用而形成的矽卡巖[22]。在礦區(qū)西北部上侏羅統(tǒng)長林組地層中，花崗巖巖株也是沿北東向呈串珠狀排列，與礦區(qū)主斷層及矽卡巖造巖礦物、金屬礦物分布方向完全一致。由此，可以證實(shí)礦區(qū)成礦的能量為自礦區(qū)北東、北西向斷層交匯處(大概位于Ⅲ?1與Ⅲ?2號(hào)礦體之間)侵入，并沿規(guī)模較大的北東向斷層向南西運(yùn)移的燕山期花崗巖。

表2 丁家山鉛鋅礦區(qū)同成礦期石英氣液相包裹體H和O同位素組成Table 2 H and O isotope examination of fluid inclusion in quartz of Dingjiashan Pb-Zn ore district

圖7 丁家山鉛鋅礦區(qū)90 m中段磁鐵礦及閃鋅礦分布等值線圖Fig. 7 Contour map of magnetite and sphalerite at 90 m platform from Dingjiashan Pb-Zn ore district

3.3 成礦流體通道

礦區(qū)內(nèi)礦體產(chǎn)出在馬面山群龍北溪組上段、上侏羅統(tǒng)長林組及其間的角度不整合接觸界面上。北東向斷層是貫通以上部位的主要構(gòu)造。精細(xì)化礦物場(chǎng)填圖所揭示的馬面山群龍北溪組上段含礦地層中典型造巖礦物、礦石礦物的北東向切層分布特征和上侏羅統(tǒng)長林組地層中沿北東向分布的串珠狀花崗巖巖株體均表明，礦區(qū)成礦流體侵入后沿北東向斷層運(yùn)移。這說明北東向斷層是礦區(qū)成礦流體運(yùn)移的主要通道。必須指出的是，上侏羅統(tǒng)長林組和馬面山群地層之間的角度不整合界面既是結(jié)構(gòu)軟弱面，又是物理化學(xué)條件異常界面，因而也是不可忽略的流體運(yùn)移通道。此外，馬面山群龍北溪組地層中的巖性界面及層間滑動(dòng)帶也在流體運(yùn)移方面起到了一定的作用。

3.4 儲(chǔ)礦場(chǎng)

如前所述，礦區(qū)范圍內(nèi)共有3類儲(chǔ)礦場(chǎng)所，分別是新元古界馬面山群龍北溪組上段、被北東向斷層切穿的上侏羅統(tǒng)長林組地層及兩套地層間的角度不整合接觸界面。馬面山群龍北溪組上段的石榴子石透輝石綠簾石矽卡巖其原巖為經(jīng)加里東期區(qū)域變質(zhì)的鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖和泥灰?guī)r等富鈣質(zhì)巖類，具有很強(qiáng)的化學(xué)活動(dòng)性。燕山期花崗質(zhì)巖漿沿北東向斷層侵入后與其發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用，產(chǎn)生大量變質(zhì)期后含礦熱液。由于龍北溪組上段地層頂、底部厚層石英云母片巖、絹云母片巖對(duì)含礦熱液的良好圈閉作用，大部分含礦熱液被圈閉在石榴子石透輝石綠簾石矽卡巖內(nèi)，成為礦區(qū)主要礦體。不僅如此，這套片巖也是接觸交代變質(zhì)期間滲透及擴(kuò)散交代作用的良好圈閉體，使得在接觸交代作用下形成的矽卡巖及鉛鋅硫化物礦體脫離狹義概念上的接觸帶，順化學(xué)活動(dòng)較強(qiáng)的富鈣質(zhì)巖向接觸帶外圍遠(yuǎn)距離延伸。此外，少部分含礦熱液則沿北東向斷層運(yùn)移到上侏羅統(tǒng)長林組地層和兩套地層間的角度不整合界面上，形成規(guī)模相對(duì)較小的礦體。另有極少部分含礦熱液沿龍北溪組上段地層內(nèi)的巖性層面和云母石英片巖的層間滑動(dòng)帶運(yùn)移，形成小規(guī)模礦化。

3.5 成礦作用及產(chǎn)物

3.5.1 成礦條件

1) 成礦壓力

由閃鋅礦(六方磁黃鐵礦+黃鐵礦)地質(zhì)壓力計(jì)公式[23]求得丁家山鉛鋅礦區(qū)磁黃鐵礦的成礦壓力集中在0.197～0.409 GPa之間(見表3[24])。該壓力與區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖成巖壓力基本一致[22]。

表3 丁家山鉛鋅礦閃鋅礦單礦物化學(xué)成分及相關(guān)參數(shù)Table 3 Chemical composition and relevant parameters of sphalerite of Dingjiashan Pb-Zn ore district

2) 成礦溫度

礦相學(xué)研究證實(shí)礦區(qū)淺色閃鋅礦和方鉛礦之間已達(dá)到平衡狀態(tài)，本文作者將二者組成礦物對(duì)，并采用地質(zhì)溫度計(jì)方程 1 000 ln αSp-Gn=7.0×105t?2進(jìn)行成礦溫度計(jì)算[25]，計(jì)算結(jié)果見表4。礦區(qū)11件同成礦期石英樣品內(nèi)112個(gè)氣液相包裹體均一法測(cè)溫結(jié)果顯示礦區(qū)成礦溫度主要集中在180～240 ℃和260～310 ℃兩個(gè)范圍(見圖8)，并以前一組為主，平均溫度為240 ℃，少量達(dá)350 ℃以上。結(jié)合以上分析可知，礦區(qū)成礦溫度范圍在200～350 ℃之間。

3.5.2 成礦作用類型

研究區(qū)馬面山群龍北溪組上段賦礦圍巖其原巖為經(jīng)過加里東期區(qū)域變質(zhì)的富鈣質(zhì)巖類，北東向斷層為燕山期花崗質(zhì)巖漿的侵入提供了通道。此外，根據(jù)通常環(huán)境地壓深度換算的礦區(qū)燕山期花崗巖侵入深度在6.6～9.9 km范圍內(nèi)，屬中深成相花崗巖。以上方面滿足了形成接觸交代變質(zhì)作用的物化、巖漿、圍巖及構(gòu)造條件。研究確定礦區(qū)成礦物質(zhì)由馬面山群龍北溪組地層和燕山期花崗巖共同提供，成礦時(shí)代為燕山期巖漿活動(dòng)極為活躍的時(shí)期，礦區(qū)礦體成礦壓力與燕山期花崗巖侵入的壓力基本一致。此外，礦體內(nèi)磁黃鐵礦成因礦物學(xué)研究證明礦區(qū)成礦經(jīng)歷了溫度由高到低的退變質(zhì)作用[26]。以上各項(xiàng)證據(jù)均有力地證明丁家山鉛鋅礦是發(fā)生在馬面山群龍北溪組上段經(jīng)區(qū)域變質(zhì)的富鈣質(zhì)巖和燕山期花崗質(zhì)巖漿之間的接觸交代變質(zhì)礦床。

表4 丁家山鉛鋅礦成礦溫度計(jì)算結(jié)果Table 4 Calculation results of ore-forming temperature of Dingjiashan Pb-Zn ore district

圖8 石英包裹體均一溫度直方圖Fig. 8 Homogenization temperature histogram of quartz inclusions

必須指出的是，雖然同成礦期石英流體包裹體δ(D)—δ(18O(H2O))關(guān)系圖(見圖 6)顯示礦區(qū)成礦流體主要為大氣降水，但結(jié)合礦區(qū)成巖、成礦過程考慮，在龍北溪組上段富鈣質(zhì)巖經(jīng)歷加里東運(yùn)動(dòng)、印支運(yùn)動(dòng)和燕山期運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈影響后產(chǎn)生了大量的層間滑動(dòng)帶和其他構(gòu)造裂隙。這些構(gòu)造是大氣降水混入地層的重要通道。在燕山期花崗質(zhì)巖漿與龍北溪組上段富鈣質(zhì)巖發(fā)生接觸交代作用時(shí)，賦存于龍北溪組上段各類構(gòu)造裂隙中的大氣降水在高溫高壓作用下被壓出，并與巖漿水混合，起到稀釋巖漿水的作用，與巖漿水共同參與成礦。3個(gè)樣品點(diǎn)均位于大氣降水線與巖漿水區(qū)域中間，就是很好的證明。因此，不能否認(rèn)巖漿水在成礦方面的重要作用。3.5.3 成礦作用產(chǎn)物

在燕山期巖漿與馬面山群龍北溪組上段經(jīng)區(qū)域變質(zhì)的富鈣質(zhì)巖發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用的過程中，地層和巖體中的S、Pb和Zn等成礦物質(zhì)在由大氣降水和巖漿水組成的成礦流體中逐漸富集起來，形成以磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦及方鉛礦等礦物為主的硫化物礦床。大部分成礦物質(zhì)就近儲(chǔ)存在馬面山群龍北溪組上段石榴子石透輝石綠簾石矽卡巖中，少部分含礦熱液則通過巖性層面、層間滑動(dòng)帶、北東向斷層和角度不整合接觸界面等構(gòu)造運(yùn)移到馬面山群龍北溪組上段石英云母片巖層間界面、上侏羅統(tǒng)長林組地層及其間的角度不整合接觸界面，并在各類儲(chǔ)礦場(chǎng)所內(nèi)形成規(guī)模不一的礦體。此外，此次接觸交代變質(zhì)作用還在礦區(qū)范圍內(nèi)形成了大量北東向物探、化探和遙感異常。

綜上所述，丁家山礦區(qū)為西太平洋殼塊與東亞大陸殼塊相互擠壓作用下燕山期花崗質(zhì)巖漿沿北東向斷層侵入過程中與馬面山群龍北溪組上段經(jīng)區(qū)域變質(zhì)的富鈣質(zhì)巖發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用而形成的矽卡巖型礦床。根據(jù)大地構(gòu)造位置及地殼運(yùn)動(dòng)特性，依據(jù)成礦系統(tǒng)的構(gòu)造動(dòng)力地質(zhì)分類法[12?13,15]，可將丁家山鉛鋅礦區(qū)劃入擠壓構(gòu)造成礦系統(tǒng)(大類)下屬的與燕山期花崗質(zhì)巖漿有關(guān)的接觸交代變質(zhì)成礦系統(tǒng)類。

4 成礦系統(tǒng)演化機(jī)制

自晚元古代至奧陶紀(jì)末，處于地槽演化階段的閩中地區(qū)因地殼不均勻活動(dòng)導(dǎo)致沉積環(huán)境動(dòng)蕩，引發(fā)政和—龍巖一線海水出現(xiàn)多次往復(fù)進(jìn)退，從而形成新元古界馬面山群龍北溪組砂質(zhì)泥巖→鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖→泥灰?guī)r→白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r過渡沉積建造組合。加里東運(yùn)動(dòng)期間，研究區(qū)內(nèi)形成大量北東向斷裂和褶皺構(gòu)造，龍北溪組上段粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、泥質(zhì)鈣質(zhì)粉砂巖及泥灰?guī)r等富鈣質(zhì)巖類經(jīng)區(qū)域變質(zhì)形成低綠片巖相變質(zhì)巖。地臺(tái)演化階段，研究區(qū)所處的政和—大埔斷裂由于海西期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而發(fā)生活化，成為古斷拉谷。

晚三疊世至白堊紀(jì)，由于西太平洋殼塊與東亞大陸殼塊間的擠壓運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，使處于地洼演化階段的閩中地區(qū)形成新的北東及北西向斷層，并使原有斷層發(fā)生活化。燕山運(yùn)動(dòng)期間，大量中酸性巖漿在礦區(qū)范圍內(nèi)沿北東向斷層侵入過程中，與馬面山群龍北溪組上段經(jīng)區(qū)域變質(zhì)的鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖和泥灰?guī)r等富鈣質(zhì)巖類發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用，形成現(xiàn)今所見的石榴子石透輝石綠簾石矽卡巖。在接觸交代變質(zhì)作用后期，富含由馬面山群龍北溪組地層和花崗巖體共同提供的S、Pb及Zn等成礦物質(zhì)的熱液在石英云母片巖和絹云母片巖的圈閉作用下卸載成礦，部分含礦熱液則通過北東向斷層運(yùn)移到角度不整合接觸界面和上侏羅統(tǒng)長林組地層中形成礦體。

5 結(jié)論

1) 丁家山鉛鋅礦床鉛、硫、銣和鍶同位素研究及礦體、巖體和圍巖的稀土元素綜合性研究表明：礦區(qū)成礦物質(zhì)由燕山期花崗巖體和馬面山群龍北溪組地層共同提供；成礦流體由巖漿水和大氣降水共同組成。

2) 精細(xì)化礦物場(chǎng)填圖揭示：礦區(qū)成礦熱源為燕山期花崗質(zhì)巖漿，其侵入中心位于礦區(qū)北東和北西向斷層交匯部位(Ⅲ?1與Ⅲ?2號(hào)礦體之間)；成礦流體運(yùn)移通道主要為礦區(qū)北東向斷層；礦區(qū)儲(chǔ)礦場(chǎng)則主要由馬面山群龍北溪組上段、被北東向斷層切割的上侏羅統(tǒng)長林組和其間的角度不整合接觸界面構(gòu)成。

3) 礦區(qū)成礦時(shí)間為(146.15±3.95) Ma，為燕山期巖漿活動(dòng)活躍時(shí)期；成礦壓力為0.197～0.409 GPa，與燕山期花崗巖侵入壓力基本一致；花崗巖侵入深度為6.6～9.9 km，屬中深成巖。此外，礦區(qū)新元古界馬面山群龍北溪組上段石榴子石?透輝石?綠簾石系列變質(zhì)巖的原巖為經(jīng)區(qū)域變質(zhì)的富鈣質(zhì)沉積巖。以上要素均證實(shí)礦區(qū)完全具備發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用的條件。

4) 丁家山鉛鋅礦區(qū)為燕山期花崗質(zhì)巖漿與新元古界馬面山群龍北溪組上段經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用的富鈣質(zhì)沉積巖發(fā)生接觸交代變質(zhì)作用而形成的接觸交代變質(zhì)礦床，屬擠壓構(gòu)造成礦系統(tǒng)(大類)下屬的與燕山期花崗質(zhì)巖漿有關(guān)的接觸交代成礦系統(tǒng)類。

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