福建尤溪梅仙地區(qū)馬面山群變質(zhì)巖原巖恢復(fù)及其與鉛鋅成礦的關(guān)系

張術(shù)根，石得鳳，韓世禮

(中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，有色金屬成礦預(yù)測教育部重點實驗室，湖南 長沙，410083)

福建省尤溪縣梅仙地區(qū)位處華南褶皺系東部政和—大浦北東向斷裂帶內(nèi)[1-2]。區(qū)內(nèi)有丁家山、峰巖、謝坑等鉛鋅礦床。本區(qū)鉛鋅硫化物礦體主要賦存在前寒武系變質(zhì)巖內(nèi)，也有少量賦存在侏羅系(火山)碎屑巖地層內(nèi)。自20世紀(jì)90年代以來，陳小華等[1,3-5]從側(cè)面研究了該區(qū)前寒武系變質(zhì)巖的原巖時代、巖石成因及其與鉛鋅硫化物礦床成礦的關(guān)系，認(rèn)為這套“綠片巖”的原巖為形成于大陸裂谷的中元古代大陸拉斑玄武巖和長英質(zhì)火山巖組成的“雙峰式”火山巖及碳酸鹽巖，進(jìn)而認(rèn)為賦存在變質(zhì)巖內(nèi)的鉛鋅硫化物礦床為形成于裂谷環(huán)境的海相火山巖型塊狀硫化物礦床，顛覆了早期接觸交代型和巖漿熱液型礦床的觀點。然而，本文作者通過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查、巖礦鑒定、測試分析及綜合研究，對該地區(qū)鉛鋅礦床成因、賦礦變質(zhì)巖系原巖類型、變質(zhì)機(jī)理及其與鉛鋅硫化物成礦的關(guān)系提出不同看法。本文主要從變質(zhì)巖產(chǎn)狀、巖相學(xué)、典型礦物空間分布特征、巖石化學(xué)及稀土元素地球化學(xué)等角度綜合探討該地區(qū)前寒武系地層的變質(zhì)原巖及其與鉛鋅礦床間的成因聯(lián)系。

1 梅仙地區(qū)地質(zhì)概況

根據(jù)最新研究成果，出露于福建省西北部的前寒武系地層自下而上可被分為龍北溪組、東巖組和大嶺組，統(tǒng)一歸并為馬面山群(Pt2-3M)[6]，Li等[7]對東巖組變質(zhì)巖的SHRIMP定年結(jié)果表明其形成于新元古代。梅仙地區(qū)主要以構(gòu)造窗形式出露馬面山群龍北溪組(Pt2-3l)和大嶺組(Pt2-3dl)。與上覆侏羅系長林組(J3C)和梨山組(J1l)呈斷層或角度不整合接觸。侏羅系長林組由泥質(zhì)粉砂巖、砂礫巖、凝灰質(zhì)細(xì)砂巖、安山巖及安山玄武巖等組成，梨山組由千枚狀粉砂巖、頁巖、砂巖組成。

馬面山群變質(zhì)巖在梅仙地區(qū)為復(fù)式背斜構(gòu)造。該復(fù)式背斜由軸向北東的寬緩背斜和向斜組成。鉛鋅硫化物礦床主要產(chǎn)在巖兜-關(guān)兜短軸背斜軸部，由龍北溪組組成，兩翼由東巖組組成，兩翼巖層產(chǎn)狀總體平緩，僅5°～15°，但現(xiàn)場詳細(xì)觀察表明各巖性層內(nèi)部多期次緊閉型褶皺變形極為強烈(圖1(a))。研究區(qū)燕山期中酸性巖漿侵入活動強烈，燕山期侵入的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及巖脈。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要有NE，NW，SN，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向和EW向斷裂往往造成礦體或地層的局部錯位。

2 主要變質(zhì)巖類型

區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖石類型復(fù)雜，按其礦物成分可分為石英-云母系列變質(zhì)巖、石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖和大理巖類。其中，石英-云母系列變質(zhì)巖包括龍北溪組和大嶺組的云母石英片巖、石英云母片巖、石英斜長片巖夾絹云母片巖；石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖為本區(qū)鉛鋅礦體的主要圍巖，產(chǎn)于龍北溪組上段，按礦物組合可分為綠簾石巖、透輝石綠簾石巖、透輝石巖、綠簾石透輝石巖、石榴子石綠簾石透輝石巖、石榴子石巖等；大理巖類包括大理巖和白云質(zhì)大理巖。前兩類變質(zhì)巖中變余結(jié)構(gòu)和變余構(gòu)造明顯。熱液蝕變類型包括硅化、陽起石化、綠泥石化、碳酸鹽化和蛇紋石化等。

2.1 石英-云母系列變質(zhì)巖

多為灰色-灰白色，微細(xì)粒鱗片變晶結(jié)構(gòu)，細(xì)粒纖狀變晶結(jié)構(gòu)，片理化構(gòu)造。云母定向排列構(gòu)成片理面，石英呈不規(guī)則粒狀集合體或呈條帶狀沿片理層間分布(圖 1(b))。該類巖石經(jīng)受劇烈構(gòu)造運動時蝕變現(xiàn)象非常明顯(圖1(c)和1(d))，尤其在與巖脈接觸及構(gòu)造破碎部位等熱液活動強烈地段，發(fā)育有強烈的硅化、綠簾石化、綠泥石化和蛇紋石化，零星可見黃鐵礦化。部分硅化巖石中見片理愈合現(xiàn)象(圖1(e))。在加里東期區(qū)域變質(zhì)的強應(yīng)力作用下，該類巖石大部分發(fā)生強度不同的變形(如被壓扁、拉長)形成結(jié)晶片理，但部分巖石清楚地保留了碎屑結(jié)構(gòu)特征(圖1(f))，這是碎屑沉積巖的重要特征。

2.2 石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖

一般呈黃綠-灰綠色，微、細(xì)粒纖狀變晶結(jié)構(gòu)，以塊狀構(gòu)造為主，殘余少量條帶狀構(gòu)造(圖 1(g))。巖石內(nèi)3類主要礦物含量變化大，尤其是石榴子石含量極不均勻。部分巖石內(nèi)具細(xì)條帶狀、不規(guī)則稀疏浸染狀黃鐵礦化、磁黃鐵礦化、閃鋅礦化。富含綠簾石的巖石中綠簾石呈不規(guī)則脈狀穿插其他巖石(圖 1(h))。部分巖樣內(nèi)沿裂隙充填發(fā)育方解石脈。

2.3 大理巖類

常呈薄層透鏡狀夾于龍北溪組上段石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖中(圖 1(i))，多呈淺灰-灰白色，不等粒變晶結(jié)構(gòu)、中厚層構(gòu)造，局部具條帶狀構(gòu)造。具不均勻的綠簾石化、蛇紋石化蝕變，零星黃鐵礦化。部分巖樣有暗色條帶發(fā)育，可能為炭質(zhì)。

圖1 丁家山鉛鋅礦區(qū)變質(zhì)巖Fig.1 Metamorphic rock in Dingjiashan Pb-Zn ore district

3 原巖恢復(fù)

區(qū)內(nèi)鉛鋅硫化物礦體主要賦存在石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖中，部分石英-云母系列變質(zhì)巖的層間界面上也有明顯礦化，而大理巖類則呈不規(guī)則狀殘留在礦體及石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖中。可見石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖、石英-云母系列變質(zhì)巖與礦化關(guān)系更為緊密，因而成為研究的重點。尤其是石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖具有重要的賦礦意義和復(fù)雜的巖石礦物組合特征而成為研究的焦點。礦區(qū)范圍內(nèi)除北東部和北西部分別由龍北溪組中段(Pt2-3l2)和侏羅系長林組(J3C)分布以外，其他位置幾乎全部由龍北溪組上段(Pt2-3l3)石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖及其中的質(zhì)純大理巖團(tuán)塊所覆蓋。以往研究中對區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖進(jìn)行過簡單的原巖恢復(fù)研究，王鶴年等[8]根據(jù)“綠片巖”常量元素特征認(rèn)為其原巖為苦橄玄武巖和玄武巖；靳松等[9-10]根據(jù)常量及微量元素特征將區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖分為變火山巖和變沉積巖 2類。事實上，龍北溪組上段石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖內(nèi)除透輝石、石榴子石和綠簾石3類主要礦物外，還可見石英、方解石、透閃石和硅灰石等礦物，而綠泥石僅在部分樣品內(nèi)存在。這樣的礦物組合與區(qū)域變質(zhì)作用下產(chǎn)生的“綠片巖相”巖石極不協(xié)調(diào)，透輝石在真正意義上的綠片巖內(nèi)幾乎不存在，而綠泥石則應(yīng)普遍出現(xiàn)[11]。變質(zhì)巖變質(zhì)級別的不協(xié)調(diào)性、變質(zhì)礦物的多樣性、變質(zhì)巖石類型和組構(gòu)的復(fù)雜性均表明區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖是多期次多成因變質(zhì)作用綜合疊加的結(jié)果。因此在恢復(fù)變質(zhì)原巖時不能簡單地判斷是“正變質(zhì)巖”或“副變質(zhì)巖”，而應(yīng)從變質(zhì)巖產(chǎn)狀、組構(gòu)特征、礦物組合、變質(zhì)巖組合、典型礦物空間分布特征、巖石化學(xué)、稀土元素地球化學(xué)等多方面進(jìn)行綜合考慮，盡可能恢復(fù)其具體的原巖類型和組合，進(jìn)而深入認(rèn)識礦區(qū)多期次變質(zhì)作用與鉛鋅硫化物礦床間的成因聯(lián)系。

3.1 變質(zhì)巖產(chǎn)狀、礦物組合及組構(gòu)特征

現(xiàn)場觀察表明區(qū)內(nèi)馬面山群龍北溪組石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖及其內(nèi)部所賦存的鉛鋅硫化物礦體其頂、底板巖性和層位具明顯變化，常見其頂板或底板從大理巖類突變到石英-云母系列變質(zhì)巖的現(xiàn)象，顯示石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖及其內(nèi)部所賦存的鉛鋅硫化物礦體具明顯的切層分布特征(圖2)，證明這套巖石成巖有流體參與。

現(xiàn)場觀測、巖石手標(biāo)本觀察和薄片鑒定發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)大部分巖石已強烈變質(zhì)而生成石榴子石、透輝石、綠簾石等新礦物，并具有典型的變晶結(jié)構(gòu)，但部分巖石仍較好地保留了變余碎屑結(jié)構(gòu)(圖 1(f))或變余層理構(gòu)造(圖1(g)和1(i))。此外，還可見這套變質(zhì)巖內(nèi)原巖的殘余礦物，如被陽起石、石榴子石、綠簾石、透輝石礦物組合交代呈交代殘余體的方解石、碎屑狀石英及脈狀石英(圖 1(j)，1(k)和 1(l))。

石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖的切層分布特征、典型的變余組構(gòu)及殘余礦物均顯示：該套巖石與石英-云母系列變質(zhì)巖具有不同的原巖類型，前者在其成巖過程中曾經(jīng)受過流體的影響。

3.2 礦物間的交代關(guān)系

圖2 龍北溪組變質(zhì)巖及其內(nèi)部礦體的切層分布特征Fig.2 Metamorphic rock of Longbeixi formation and ore body crosscut strata

在光學(xué)顯微鏡下研究石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖時發(fā)現(xiàn)該類巖石內(nèi)部礦物間存在極其顯著的定向交代演化關(guān)系：原巖礦物→石榴子石(＋透輝石)→綠簾石→透閃石→磁鐵礦→陽起石→鉛鋅硫化物(圖3)。這與矽卡巖化作用過程中各類礦物間的交代關(guān)系完全一致，即原巖中的碳酸鹽礦物→干矽卡巖礦物→濕矽卡巖礦物→氣成氧化物→熱液礦物。X線衍射及掃描電鏡測試結(jié)果顯示礦區(qū)石榴子石為與接觸交代變質(zhì)作用有關(guān)的鈣鐵榴石和鈣鋁榴石，而非與塊狀硫化物礦床相關(guān)的鐵鋁榴石[12]，與豐成友等[13]的研究結(jié)果一致。此外，狄永軍等[14]指出丁家山等多個位于閩中地區(qū)鉛鋅硫化物礦床內(nèi)的輝石與趙一鳴等[15]提出的典型矽卡巖型鉛鋅硫化物礦床中輝石的特征相同，為具遠(yuǎn)溫端矽卡巖輝石特征的透輝石和鈣鐵輝石。這2類輝石與鉛鋅礦化關(guān)系密切[16]。以上均證實礦區(qū)礦物為一套典型的接觸交代變質(zhì)成因礦物組合。

圖3 丁家山鉛鋅礦主要礦物間的交代關(guān)系Fig.3 Metasomatism relationship between minerals in Dingjiashan Pb-Zn ore district

3.3 典型礦物空間分布特征

研究中在90中段沿坑道以5 m間距進(jìn)行穿越法采樣，在采場內(nèi)以5 m×10 m的網(wǎng)度進(jìn)行網(wǎng)格法采樣，共采集巖石樣品141件。將所有樣品磨制成薄片，并在機(jī)械臺上應(yīng)用線段法測量石榴子石、透輝石和綠簾石的體積分?jǐn)?shù)，將統(tǒng)計結(jié)果用克里金法計算得出相對含量平面等值線圖(圖4)。成圖過程中，根據(jù)采樣區(qū)域?qū)嶋H位置給定界限，并通過反復(fù)調(diào)試，才能得出既能清晰反映礦物富集異常，又保證圖幅美觀性的間距。礦物學(xué)填圖結(jié)果顯示以下分布特征：(1)3類礦物總體含量(體積分?jǐn)?shù)，下同)極不均勻，石榴子石為8.2%，透輝石為50.7%，綠簾石為30.9%，其他礦物為10.2%，其中石榴子石含量變化最大；(2)3類礦物分布不受地層層位控制，具明顯的切層分布特征；(3)3類礦物的富集中心整體沿北東向呈帶狀分布，北西方向也有相對規(guī)模較小的富集中心分布帶。其分布走向恰好與礦區(qū)廣泛發(fā)育的北東向、北西向斷層一致。

石榴子石、透輝石、綠簾石的分布特征顯示這套變質(zhì)巖與所謂區(qū)域變質(zhì)作用下形成的順層分布特征具有明顯的區(qū)別，明顯的切層分布特征進(jìn)一步證實這套變質(zhì)巖成巖過程受流體作用強烈，北東向斷層是重要的控巖因素。

3.4 變質(zhì)巖巖石化學(xué)

3.4.1 主量元素

表1列出了本區(qū)9件巖石樣品主要的主量元素化學(xué)成分，其中1～8號樣品屬新元古代馬面山群龍北溪組變質(zhì)巖，9號樣品屬侏羅系長林組蝕變石英砂巖。

在變質(zhì)巖(al+fm)-(c+alk)-si圖(圖5)中，1號巖樣投于砂巖區(qū)，2號巖樣投于火山巖區(qū)，6～8號樣落入鈣質(zhì)沉積物區(qū)。而3～5號樣品的c高，al和fm低，(al+fm)-(c+alk)為負(fù)值，9號樣品si為610.68，超出橫坐標(biāo)范圍，故在圖中未顯示。

在(al-alk)-c圖(圖6)上，1號落入黏土巖區(qū)，2號落入細(xì)碧巖-玄武巖區(qū)，6號落入鈣質(zhì)泥灰?guī)r區(qū)，7，8號落入白云質(zhì)泥灰?guī)r區(qū)，9號則落入角斑巖區(qū)，3～5號樣由于c大于50，故在圖上未顯示。

變質(zhì)巖的等化學(xué)系列類型及亞類判斷圖(圖 7)投影結(jié)果表明：1，2號樣原巖為純泥質(zhì)巖和鈣質(zhì)泥質(zhì)巖，3～8號樣其原巖為泥灰質(zhì)沉積巖和碳酸鹽沉積巖，9號樣則落入為鐵質(zhì)泥質(zhì)巖與中性-酸性火山巖區(qū)域。

圖4 丁家山鉛鋅礦90中段主要造巖礦物分布等值線圖Fig.4 Contour map of main rock-forming minerals at 90 m platform from Dingjiashan Pn-Zn ore district

綜合分析可知：1號樣在圖5～7中成巖區(qū)均投入沉積巖區(qū)，2號樣投影結(jié)果比較復(fù)雜，既有火成巖，又有沉積巖，但是2號樣巖性、組構(gòu)與1號樣完全相同，采樣位置相距不遠(yuǎn)，因此可以斷定兩者原巖巖性一致，為以黏土礦物為主的微層和以粉砂級石英碎屑為主微層構(gòu)成韻律層的泥質(zhì)-粉砂質(zhì)沉積巖，如泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖。結(jié)合圖6～8 的結(jié)果可以確定，3～8號樣的原巖為富鈣質(zhì)沉積巖。但是從龍北溪組上段地層中大量殘留的純大理巖可以看出，這6件樣品的原巖不可能為純凈的碳酸鹽巖，應(yīng)為其他含雜質(zhì)的富鈣質(zhì)巖類，如鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖或泥灰?guī)r。9號樣為侏羅系長林組蝕變石英砂巖，其在各圖解中投影結(jié)果也比較多樣，但是其原巖無疑為石英砂巖。由此可以說明礦區(qū)變質(zhì)巖全部為副變質(zhì)巖。

3.4.2 稀土元素

許多由變質(zhì)巖組成的前寒武紀(jì)地層及造山帶，現(xiàn)有的礦物學(xué)與巖石化學(xué)特征已看不出其形成過程，但稀土由于熔點高、沸點高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點，即使在高級變質(zhì)作用(如麻粒巖相變質(zhì)作用)中，只要沒有大規(guī)?；旌蠋r化作用，其稀土元素基本上沒有遷移。因而能指示巖石在變質(zhì)前的成巖環(huán)境及成因等特征，具有難得的“示蹤劑”作用。

由稀土配分模式圖(圖8)可知：丁家山鉛鋅礦馬面山群變質(zhì)巖稀土富集程度很不均勻，證明區(qū)內(nèi)巖石經(jīng)歷了復(fù)雜的稀土元素地球化學(xué)過程。除3號樣品外，區(qū)內(nèi)其他變質(zhì)巖樣品均富集輕稀土，而且輕、重稀土注：測試單位為湖南建材與非金屬測試?yán)醚芯克?。質(zhì)量比為 4.43～11.07，證明輕稀土富集程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于重稀土的富集程度。

表1 丁家山變質(zhì)巖主量元素化學(xué)成分及尼格里特征值Table 1 Major element composition and Niggli Values of metamorphic rocks in Dingjiashan

圖5 丁家山鉛鋅礦變質(zhì)巖(al+fm)-(c+alk)-si圖Fig.5 Picture of Metamorphic rock (al+fm)-(c+alk)-si in Dingjiashan Pb-Zn ore district

圖6 丁家山鉛鋅礦變質(zhì)巖(al-alk)-c圖Fig.6 Picture of Metamorphic rock (al-alk)-c in Dingjiashan Pb-Zn ore district

圖7 丁家山鉛鋅礦變質(zhì)巖等化學(xué)類型及亞類判別圖Fig.7 Picture of Metamorphic rock chemical type and subgenera in Dingjiashan Pb-Zn ore district

圖8 丁家山鉛鋅礦區(qū)變質(zhì)巖稀土元素配分模式圖Fig.8 Rare earth element patterns of metamorphic rocks in Dingjiashan Pb-Zn district

在稀土元素總量與 La和 Yb質(zhì)量分?jǐn)?shù)比w(La)/w(Yb)圖解[17](圖9)中，1，2號樣分別投影在堿性玄武巖、鈣質(zhì)泥巖、花崗巖的交叉邊界和重疊區(qū)內(nèi)，4，5，7，9號樣及 2件大理巖樣(10號樣品 90pd1-1和11號樣品90Pd6-3)則落入鈣質(zhì)泥巖區(qū)，6號落入花崗巖和堿性玄武巖重疊區(qū)，8號樣落入鈣質(zhì)泥巖和大陸拉斑玄武巖重疊區(qū)，3號樣則由于w(La)/w(Yb)值過低(0.09)而未進(jìn)入圖解范圍之內(nèi)。在以上樣品中，6和8號樣品均以綠簾石和透輝石為主要造巖礦物，其巖相學(xué)特征與4，5，7號樣品一致，所以，其原巖成分也應(yīng)與之相同；1號和2號樣雖然分別投影在堿性玄武巖、鈣質(zhì)泥巖、花崗巖的交叉邊界和重疊區(qū)內(nèi)，但2件樣品的巖相學(xué)、巖石化學(xué)特征明顯反應(yīng)其原巖為泥質(zhì)-粉砂質(zhì)沉積巖；3號樣在圖上不位于任何一類巖性區(qū)域之內(nèi)，其投影位置非常特殊。該樣品為龍北溪組上段石榴子石巖，與大理巖和白云質(zhì)大理巖呈條帶狀互層，顯然其原巖為沉積巖。

為了進(jìn)一步證實石英-云母系列變質(zhì)巖、石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖及大理巖類之間的關(guān)系，分別以2個云母石英片巖(1號和2號樣)和2個大理巖(10號和11號樣)的稀土元素含量平均值為標(biāo)準(zhǔn)，對石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖進(jìn)行稀土配分。假設(shè)3類變質(zhì)巖的原巖類型一致，則其稀土配分模式應(yīng)為與標(biāo)準(zhǔn)非常接近的平坦型分布。然而在以云母石英片巖為標(biāo)準(zhǔn)的配分模式圖上(圖10(a))，6個石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖(3～8號樣)、大理巖類標(biāo)準(zhǔn)樣與云母石英片巖標(biāo)準(zhǔn)樣的平坦型分布模式截然不同，均呈現(xiàn)出明顯的左傾型分布特征。在以大理巖類為標(biāo)準(zhǔn)的配分模式圖上(圖10(b))，除3號樣為陡立的左傾形式外，其他石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖樣品均非常接近平坦型分布特征，而云母石英片巖標(biāo)準(zhǔn)樣則表現(xiàn)出的明顯右傾型式。由此可見：3類變質(zhì)巖中，石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖的原巖與石英-云母系列變質(zhì)巖的原巖差別較大，而與大理巖類的原巖更為接近，均為富鈣質(zhì)巖類。

圖9 丁家山鉛鏟礦區(qū)變質(zhì)巖w(La)/w(Yb)與稀土總量圖解Fig.9 Diagram of metamorphic rocks w(La)/w(Yb)and amount of rare earth element in Dingjiashan ore district

圖10 丁家山鉛鋅礦變質(zhì)巖稀土元素自定義標(biāo)準(zhǔn)配分模式Fig.10 Rare earth element user-defined patterns of intrusive rocks in Dingjiashan Pb-Zn district

4 討論

變質(zhì)原巖恢復(fù)是一項復(fù)雜的工作，片面的依靠主量元素投影進(jìn)行變質(zhì)原巖恢復(fù)是不可靠的，必須從巖石的野外分布特征、產(chǎn)狀、礦物組合及組構(gòu)特征、礦物間的交代關(guān)系、巖石化學(xué)、稀土元素特征等方面進(jìn)行綜合性研究，才能得出可靠的原巖恢復(fù)結(jié)果。

通過對丁家山鉛鋅礦區(qū)3類變質(zhì)巖的產(chǎn)狀、礦物組合及組構(gòu)、典型礦物分布特征、巖相學(xué)、巖石化學(xué)及稀土元素地球化學(xué)特征進(jìn)行原巖恢復(fù)后得知研究區(qū)內(nèi)3類變質(zhì)巖均為副變質(zhì)巖。其中以云母石英片巖為代表的石英-云母系列變質(zhì)巖的原巖為以黏土礦物為主的微層和以粉砂級石英碎屑為主微層構(gòu)成韻律層的泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖，石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖的原巖為鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r等富鈣質(zhì)巖類，而大理巖類的原巖為鈣鎂質(zhì)沉積巖。這3類巖石依次形成巖性過渡、交替明顯的粉砂質(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沉積建造組合。該結(jié)論與水濤研究成果完全符合[18]。

綜合性變質(zhì)原巖恢復(fù)結(jié)果證實丁家山鉛鋅礦并非所謂雙峰式火山巖區(qū)域變質(zhì)形成的塊狀硫化物礦床，而是經(jīng)區(qū)域變質(zhì)的新元古代馬面山群富鈣質(zhì)沉積巖與燕山期中酸性巖漿巖發(fā)生接觸交代作用而形成的矽卡巖型礦床。

丁家山鉛鋅礦床在地理位置上屬浙閩粵多金屬成礦帶的一部分，該成礦帶地處華南褶皺系東部，延展長達(dá)1 000余km，主要沿麗水-海豐大斷裂西北側(cè)分布，北起浙江紹興的漓渚，南西經(jīng)云和、福建政和、南平、大田、德化、漳平、龍巖，廣東平遠(yuǎn)、連平，一直到香港九龍的馬鞍山，大致呈北東向[19]。晉寧運動期間，丁家山鉛鋅礦區(qū)所在的閩中地區(qū)處于廣海盆地邊緣，接受淺(濱)海陸棚相-淺海臺地相沉積[20]，形成巖性過渡、交替明顯的泥質(zhì)粉砂巖→鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖→泥灰?guī)r→白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r沉積建造組合。加里東運動中，閩中地區(qū)回返隆起，在丁家山礦區(qū)形成大量北東向、北北東向斷裂構(gòu)造及梅仙復(fù)背斜的主體部分。強烈的構(gòu)造運動使區(qū)內(nèi)巖石發(fā)生區(qū)域變質(zhì)作用，形成以云母石英片巖為代表的低綠片巖相區(qū)域變質(zhì)巖。由于區(qū)域變質(zhì)為典型的等化學(xué)變質(zhì)作用，所以，富鈣質(zhì)沉積巖化學(xué)成分并未發(fā)生大的變化。在燕山期強烈的構(gòu)造-巖漿活動中，大量中酸性巖漿沿北東向基底隱伏斷裂侵入，與經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)的富鈣質(zhì)巖發(fā)生接觸交代作用，形成以石榴子石、綠簾石、透輝石為主要礦物的矽卡巖。礦區(qū)廣泛存在的磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬礦物即為矽卡巖期后熱液成礦期的產(chǎn)物。由于接觸交代作用對富鈣質(zhì)巖的選擇性，質(zhì)純的碳酸鹽巖由于不利于接觸交代作用的進(jìn)行而殘留在礦體和矽卡巖中。簡言之，丁家山鉛鋅礦區(qū)內(nèi)的石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖為經(jīng)加里東期區(qū)域變質(zhì)的富鈣質(zhì)沉積巖與燕山期花崗巖發(fā)生接觸交代而形成的矽卡巖，磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬礦物為接觸交代期后熱液作用階段的產(chǎn)物。礦區(qū)邊部滿足燕山期中酸性巖體+新元古代馬面山群龍北溪組富鈣質(zhì)巖+斷層構(gòu)造等控礦條件的區(qū)域是礦區(qū)今后找礦的主要目標(biāo)區(qū)域。

5 結(jié)論

(1)丁家山礦區(qū)有石英-云母系列變質(zhì)巖、石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖和大理巖類 3類變質(zhì)巖，變質(zhì)巖變質(zhì)級別的不協(xié)調(diào)性、變質(zhì)礦物的多樣性及變質(zhì)巖石類型的復(fù)雜性均表明這是多期次多成因變質(zhì)作用綜合疊加的結(jié)果。

(2)與礦區(qū)成礦關(guān)系最為密切的石榴子石-透輝石-綠簾石系列變質(zhì)巖的原巖為鈣質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖、鈣質(zhì)粉砂質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r等富鈣質(zhì)巖類，它與石英-云母系列變質(zhì)巖及大理巖形成巖性過渡、交替明顯的粉砂質(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沉積建造組合。這與礦區(qū)在加里東運動以前所處的沉積環(huán)境完全符合，即淺(濱)海陸棚—淺海臺地。

(3)丁家山鉛鋅礦為新元古代馬面山群龍北溪組上段經(jīng)加里東期區(qū)域變質(zhì)的富鈣質(zhì)巖與燕山期花崗巖發(fā)生接觸交代作用而形成的矽卡巖型礦床，石榴子石、透輝石、綠簾石等非金屬礦物與磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦等金屬礦物同為接觸交代作用在不同階段的產(chǎn)物。

(4)礦區(qū)邊部滿足燕山期中酸性巖體+新元古代馬面山群龍北溪組富鈣質(zhì)巖+斷層構(gòu)造等控礦條件的區(qū)域是礦區(qū)今后找礦的主要目標(biāo)區(qū)域。

[1]陳小華. 福建省丁家山鉛鋅礦床地質(zhì)特征及成因[J]. 福建地質(zhì), 2000, 19(2): 57-65.CHEN Xiao-Hua. Geological features and genesis of Dingjiashan Pb-Zn deposit in Fujian province[J]. Geology of Fujian, 2000, 19(2): 57-65.

[2]張東亞. 南嶺地區(qū)贛南段前燕山期鈾成礦地質(zhì)背景研究[J].華東鈾礦地質(zhì), 2003(2): 35-41.ZHANG Dong-ya. The geological background of Pre-Yanshanian Uranium deposits in southern of Jianxi Province,Nanling district[J]. East China Uranium Geology, 2003(2):35-41.

[3]周兵, 顧連興. 論梅仙塊狀硫化物礦床的特征及成礦地質(zhì)環(huán)境[J]. 礦床地質(zhì), 1999, 18(2): 99-109.ZHOU Bing, GU Lian-xing. Geological characteristics and formation environment of the Meixian massive sulfide deposit[J].Mineral Deposits, 1999, 18(2): 99-109.

[4]葉水泉, 倪大平, 吳志強. 福建省梅仙式塊狀硫化物礦床[J].火山地質(zhì)與礦產(chǎn), 1999, 20(3): 172-180.YE Shui-quan, NI Da-ping, WU Zhi-qiang. Meixian-Type massive sulfide deposits in Fujian province[J]. Volcanology and Mineral Resources, 1999, 20(3): 172-180.

[5]黃仁生. 福建尤溪梅仙礦田鉛鋅銀礦床特征及找礦方向[J].福建地質(zhì), 2007, 26(4): 211-221.HUANG Ren-sheng. Geological characteristics and ore-finding target of led-zinc-silver ores in Meixina, Youxi County, Fujian Province[J]. Geology of Fujian, 2007, 26(4): 211-221.

[6]張祥信. 閩中地區(qū)新元古代馬面山群的形成及構(gòu)造變形演化研究[D]. 北京: 中國地質(zhì)大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院, 2006:24-33.ZHANG Xiang-xin. Study of formation of the Neoproterzoic Mamianshan Group and its evolution of deformation in Central[D]. Beijing: China University of Geosciences. School of Earth Sciences and Resources, 2006: 24-33.

[7]Li W X, Li X H, Li Z X. Neoproterozoic bimodal magmatism in the Cathausia block of South China and its tectonic significance[J]. Precambrian Research, 2005, 136(1): 51-66.

[8]王鶴年, 孫承轅. 閩中地區(qū)綠片巖的微量元素地球化學(xué)[J].高校地質(zhì)學(xué)報, 1998, 4(4): 383-392.WANG He-nian, SUN Cheng-yuan. Trace element geochemistry and tectonic setting of greenschists in the central part of Fujian Province[J]. Geological Journal of China Universities, 1998, 4(4):383-392.

[9]靳松, 張利, 鐘增球, 等. 浙閩地區(qū)華夏地塊新元古代變沉積巖[J]. 地球科學(xué): 中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報, 2008, 33(6): 764-774.JIN Song, ZHANG Li, ZHONG Zeng-qiu, et al. Geochemical characteristics and geological implications for the neoproterozoic meta-sedimentary rocks of the cathaysia block in Zhejiang and Fujian Provinces[J]. Earth Science: Journal of China University of Geosciences, 2008, 33(6): 764-774.

[10]靳松, 張利, 鐘增球, 等. 浙閩地區(qū)新元古代變火山巖系巖石地球化學(xué)特征及其地質(zhì)意義[J]. 礦物巖石, 2008, 28(1):97-105.JIN Song, ZHANG Li, ZHONG Zeng-qiu, et al. Geochemical characteristics of the neoproterozoic metavolcanic rocks in Zhejiang and Fujian Province and its geological significance[J].Mineral Petrol, 2008, 28(1): 97-105.

[11]賀同興, 盧良兆, 李樹勛, 等. 變質(zhì)巖巖石學(xué)[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1980: 150-154.HE Tong-xing, LU Liang-zhao, LI Shu-xun, et al. Petrology of metamorphic rocks[M]. Beijing: Geological Publishing House,1980: 150-154.

[12]石得鳳. 福建尤溪丁家山鉛鋅礦礦床成因、成礦機(jī)理及成礦規(guī)律研究[D]. 長沙: 中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院,2012: 79-81.SHI De-feng. Study on metallogenesis, metallogenic mechanism and regularities of Dingjiashan Pb-Zn ore district[D]. Changsha:Central South University. School of Geosciences and Info-physics, 2012: 79-81.

[13]豐成友, 張德全, 余宏全, 等. 福建主要鉛鋅礦床類型及其與錳質(zhì)矽卡巖化的關(guān)系[J]. 礦床地質(zhì), 2006, 25(增刊): 341-344.FENG Cheng-you, ZHANG De-quan, YU Hong-quan, et al.Major types of lead-zinc deposits in Fujian Province in relation of manganese skarinzation[J]. Mineral Deposits, 2006, 25(Suppl):341-344.

[14]狄永軍, 吳淦國, 張達(dá), 等. 閩中地區(qū)鉛鋅礦床輝石成分特征及其成因意義[J]. 礦床地質(zhì), 2006, 25(2): 123-134.DI Yong-jun, WU Gan-guo, ZHANG Da, et al. Composition characteristics of pyroxenes from Pb-Zn deposits in central Fujian Province and their genetic significance[J]. Mineral Deposits, 2006, 25(2): 123-134.

[15]趙一鳴. 矽卡巖礦床研究的某些重要新進(jìn)展[J]. 礦床地質(zhì),2002, 21(2): 113-136.ZHAO Yi-ming. Some new important advances in study of skarn deposits[J]. Mineral Deposits, 2002, 21(2): 113-136.

[16]Morimoto N. Nomenclature of pyroxenes[J]. Canadian Mineralogist, 1989, 27: 143-156.

[17]王中剛, 于學(xué)元. 稀土元素地球化學(xué)[M]. 北京: 科學(xué)出版社,1989: 83-88.WANG Zhong-gang, YU Xue-yuan. Rare earth element geochemistry[M]. Beijing: Science Press, 1989: 83-88.

[18]水濤, 徐步臺, 梁如華, 等. 中國浙閩變質(zhì)基底地質(zhì)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1988: 30-31.SHUI Tao, XU Bu-tai, LIANG Ru-hua, et al. Metamorphosed basement geology in Zhejiang and Fujian, China[M]. Beijing:Science Press, 1988: 30-31.

[19]趙一鳴, 林文蔚, 畢承思, 等. 中國矽卡巖礦床[M]. 北京: 地質(zhì)出版社, 1990: 19.ZHAO Yi-ming, LIN Wen-wei, BI Cheng-si, et al. Skarn deposits in China[M]. Beijing: Geological Publishing House,1990: 19.

[20]韋德光, 揭育金, 黃廷淦. 福建省區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征[J]. 中國區(qū)域地質(zhì), 1997, 16(2): 162-170.WEI De-guang, JIE Yu-jin, HUANG Ting-gan. Regional geological structure of Fujian[J]. Regional geology of China,1997, 16(2): 162-170.