福建安溪長坑花崗巖體地質(zhì)特征與成礦關(guān)系探討

卓福星

(福建省閩東南地質(zhì)大隊(duì)，泉州，362021)

1 地質(zhì)特征

長坑巖體北側(cè)以劍斗—霞春為界，西至潘田—福春，南鄰?fù)恻S田—尚卿，東側(cè)為青洋—珍地—盛富一帶(圖1)。巖體受東西向、北北東向構(gòu)造控制，巖基形態(tài)呈不規(guī)則狀，南北長18～25 km，東西寬15～20 km，出露面積259 km2。北部圍巖為中—晚元古代馬面山群，東部為二疊紀(jì)地層，西部、南部為晚侏羅世南園組火山巖，與圍巖均呈侵入接觸關(guān)系，接觸界線呈港灣狀，局部為鋸齒狀。接觸面產(chǎn)狀北側(cè)、東側(cè)及西側(cè)以外傾為主，緩傾角20°～37°，局部陡傾。

1.1 巖石學(xué)特征

長坑巖體具有一定的分帶現(xiàn)象。根據(jù)巖石結(jié)構(gòu)特征，分為中心相、過渡相、邊緣相3個(gè)相帶。其中過渡相最為發(fā)育，其次為中心相、邊緣相呈細(xì)帶狀分布。

中心相位于巖體西北部及中部，巖性以灰色中粗粒、粗粒花崗巖為主，局部為似斑狀花崗巖。巖石具中粗粒、粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由鉀長石(35 %～60 % )、 更長石(15 %～30 %)、石英(20 %～45 %)、黑云母(1 %～5 %)組成，副礦物主要有磁鐵礦、磷灰石、鋯石等。鉀長石以他形粒狀為主，部分為半自形板狀，具卡氏雙晶，顆粒邊緣常呈齒狀，多具泥化；更長石呈半自形板狀，具聚片雙晶，普遍已絹云母化及高嶺土化；石英呈他形粒狀充填于長石顆粒間。粒徑為3～8 mm。

圖1 安溪長坑地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.1 The sketch geological mineral map of the Changkeng area in Anxi County1—南園組；2—長林組；3—梨山組；4—文賓山組；5—翠屏山組；6—童子巖組;7—文筆山組;8—棲霞組；9—林地組；10—馬面山群；11—燕山晚期花崗閃長巖；12—燕山晚期石英二長巖；13—燕山晚期晶洞花崗巖；14—燕山早期花崗巖；15—燕山早期石英閃長巖；16—次花崗斑巖；17—石英斑巖；18—次流紋巖；19—斷裂構(gòu)造；20—背斜；21—向斜；22—接觸交代矽卡巖型鐵、鐵多金屬礦；23—熱液型鉬礦；24—風(fēng)化淋濾型稀土礦、高嶺土礦；25—中粗?；◢弾r；26—中細(xì)?；◢弾r；27—似斑狀花崗巖

過渡相位于巖體西側(cè)和南側(cè)，巖性為灰色中細(xì)粒、細(xì)?；◢弾r，以細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)為主，其次為不等?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由鉀長石(35 %～50 %)、更長石(20 %～30 %)、石英(25 %～40 %)、黑云母(1 %)等組成，副礦物主要有磁鐵礦、鋯石、磷灰石等。鉀長石以交代條紋長石為主，具卡氏雙晶，多具泥化，更長石呈半自形-自形板狀，聚片雙晶發(fā)育，絹云母化、高嶺土化；石英呈他形粒狀，常聚成團(tuán)塊狀。粒徑0.5～3 mm。

邊緣相位于巖體北側(cè)和東側(cè)香東坑—青洋一帶，風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈。巖性為淺灰色、淺肉紅色似斑狀微細(xì)?；◢弾r，具似斑狀結(jié)構(gòu)、似文象結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造?；|(zhì)為微花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶主要由鉀長石(10%～20 %)、斜長石(5%～10%)、石英(5%～20%)及少量黑云母、角閃石組成?；|(zhì)為鉀長石、斜長石及石英(10%～30%)構(gòu)成。副礦物主要有磁鐵礦、獨(dú)居石、磷灰石及鋯石等。鉀長石斑晶呈他形板狀，斜長石斑晶呈半自形-自形板狀，石英呈他形粒狀，絹云母化、綠簾石化普遍。斑晶粒徑1～3 mm,基質(zhì)礦物粒徑小于0.2 mm。

3個(gè)相帶均呈漸變過渡關(guān)系。矽卡巖型鐵礦和熱液型鉬礦分別與邊緣相似斑狀微細(xì)粒花崗巖及中心相粗?；◢弾r關(guān)系較為密切。

1.2 巖石化學(xué)及地球化學(xué)特征

1.2.1 巖石化學(xué)特征

根據(jù)巖石化學(xué)成分(表1)，自中心相、過渡相到邊緣相SiO2含量變化不大，為75.17 %～76.22 %，屬于SiO2過飽和巖石。σ值為1.79～2.02，A/NKC值中心相大于1.1，過渡相及邊緣過相小于1.1。Al2O3-SiO2鋁飽和指數(shù)(圖2)及K2O-SiO2判別(圖3)中，3巖相分別落在低鋁質(zhì)區(qū)和高鉀鈣堿性巖系。因此，3巖相均屬高硅低鋁高鉀鈣堿性巖系，堿質(zhì)含量K2O+Na2O由中心相7.26 %，過渡相7.71 %，邊緣相8.04 %呈逐漸增加，說明邊緣相與圍巖產(chǎn)生同化混染。鐵的氧化程度Fe2O3/FeO比值為0.99～1.41，高于福建同期花崗巖中鐵的氧化程度(0.65～0.78)，說明巖體侵位中等，風(fēng)化剝蝕較強(qiáng)烈。DI值從中心相89.35到邊緣相91.22，說明巖漿具有較好的分異作用。

表1長坑巖體化學(xué)成分及主要參數(shù)特征

Table1ThechemicalcompositionandmainparameterscharacteristicsoftheChangkengrockmass

相帶邊緣相過渡相中心相相帶邊緣相過渡相中心相巖石名稱似斑狀花崗巖中細(xì)?；◢弾r中粗粒花崗巖巖石名稱似斑狀花崗巖中細(xì)?；◢弾r中粗粒花崗巖SiO275.2276.2275.17TiO20.170.10.15Al2O312.6912.2612.91Fe2O31.41.391.41FeO0.991.061.42MnO0.060.040.66MgO0.340.150.14CaO0.840.540.61K2O4.764.434.22Na2O3.283.283.04P2O30.030.040.02總量99.7899.2199.75主要參數(shù)q35.238.4634.91am3.982.432.85ab27.8227.925.28or28.226.3229.16DI91.2292.6889.35σ2.011.792.02SI3.171.461.25FL90.5493.4592.96AR3.934.033.5A/NKC1.051.11.21K2O/Na2O1.451.351.39K/K+Na0.620.60.61

注：氧化物含量單位為%。

圖2 Al2O3-SiO2鋁飽和指數(shù)圖Fig.2 Al2O3-SiO2 figure of the saturation index of aluminium

圖3 K2O-SiO2判別圖Fig.3 K2O-SiO2 identify figure

1.2.2 微量元素特征

巖體中微量元素依巖相略有分帶特征，Ba和Cr含量中心相大于過渡相、邊緣相；Pb 和Sn含量邊緣相大于過渡相、中心相；Bi、Nb 和Zn含量過渡相大于中心相、邊緣相；V含量過渡相、邊緣相大于中心相；其他各元素含量近于相等。3個(gè)巖相微量元素含量與A.II維諾格拉多夫相應(yīng)巖石克拉克值比較，Ba、Sn、V、Ga、等元素明顯偏低；Pb、Zn 、Mo、Co、Cr、Ni、Cu、Y等元素明顯偏高(表2)。

表2長坑巖體各相帶微量元素含量表(×10-6)

Table2ThetraceelementscontenttableoftheeachfacieszoneoftheChangkengrockmass(×10-6)

巖石名稱BaBePbSnWBiCrNiCoMoVCuZnAgGaNbLaYYb邊緣相似斑狀花崗巖490<108020<100<10120<10<10<102035<20011020<10040<10過渡相中細(xì)?；◢弾r350<1030<10<100201701010<102040<4601-101030<17040<10中心相中粗粒花崗巖650<1030<10<100<10240<10<10<10<1040<16011020<10040<10維氏值花崗巖8305.52045/225851.94030600.15302046202

1.2.3 稀土配分

長坑巖體以富含稀有、稀土礦物為特征。稀土元素總量為256.05×10-6～258.49×10-6，LREE/HREE比值為0.987～2.187，δEu 0.134～0.29，出現(xiàn)不同程度的Eu虧損。LaN/YbN比值為1.94～4.846、LaN/SmN比值為2.35～3.948，屬輕稀土富集型。稀土配分模式具左高右低的“V”型曲線，具強(qiáng)Eu負(fù)異常，顯示巖漿分異較好。

1.3 副礦物特征

副礦物種類多，總量高，屬于鈦鐵礦-鋯石型，但邊緣相獨(dú)居石含量相對較高，屬鈦鐵礦-獨(dú)居石-鋯石型。3個(gè)相帶中普遍含有較多的磁鐵礦、鈦鐵礦、鋯石、變種鋯石、獨(dú)居石、黃鐵礦以及少量褐釔鈮礦、銳鈦礦、石榴子石、綠簾石、螢石、磷灰石等。過渡相和中心相還含有金紅石、榍石、磷釔礦、褐簾石、釷石、輝鉬礦、自然鉛。不同處過渡相含有黑鎢礦，而中心相含有白鎢礦、黃銅礦、輝鉍礦、方鉛礦、閃鋅礦、電氣石等。

從上述特征分析，巖體中心相副礦物種類最豐富，其次為過渡相，邊緣相則較少。這可能是邊緣相與圍巖蝕變、礦化時(shí)副礦物明顯帶出有關(guān)。

1.4 圍巖蝕變與礦化

圍巖主要受熱變質(zhì)作用，表現(xiàn)在巖石礦物的重新組合、重結(jié)晶、變質(zhì)礦物及矽卡巖的形成。 蝕變類型有矽卡巖化、角巖化、云英巖化、絹英巖化、硅化、次生石英巖化、綠泥石化、黃鐵礦化等。蝕變隨圍巖巖性及部位不同而差異。

西部及東部蝕變明顯，西北部巖體與馬面山群、棲霞組、梨山組接觸，巖體外接觸帶均產(chǎn)生矽卡巖化、角巖化。西部巖體與南園組接觸產(chǎn)生硅化和云英巖化，蝕變帶寬140 m。東部巖體與棲霞組接觸產(chǎn)生矽卡巖化、紅柱石角巖化、石墨化,蝕變帶寬380 m，與南園組接觸產(chǎn)生硅化和云英巖化*福建省地質(zhì)調(diào)查研究院，福建漳平洛陽—安溪潘田地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查報(bào)告，2014。。蝕變帶呈弧狀分布在巖體內(nèi)外接觸帶上。從巖性特征看，灰?guī)r、鈣質(zhì)粉砂巖等含碳酸鹽巖類巖石和砂巖、砂頁巖等硅鋁質(zhì)類巖石，這二者容易產(chǎn)生矽卡巖化及角巖化。

區(qū)內(nèi)矽卡巖種類以鈣鐵-鈣鋁石榴石、鈣鐵透輝石矽卡巖為主，石榴石矽卡巖及透輝石矽卡巖中普遍見到鐵礦化。矽卡巖主要分布于巖體外接觸帶或礦體的頂、底板處，或與礦體呈互層狀和透鏡狀。云英巖化分布在巖體內(nèi)接觸帶及巖體中部，研究區(qū)見富云母云英巖(白云母含量為65 %、石英含量為35 %)和富石英云英巖(白云母含量為25 %、石英含量為75 %)2種，富石英云英巖與熱液型鉬礦關(guān)系較密切。

1.5 侵入年代討論

長坑巖體西部侵入于上侏羅統(tǒng)南園組第二段，內(nèi)接觸帶有厚約1 m細(xì)粒相，外接觸帶云英巖厚2 m，凝灰熔巖產(chǎn)生紅柱石角巖化，而巖體西南部被燕山晚期第一階段第一次侵入的珊屏巖體所侵入，并產(chǎn)生綠泥石化蝕變及混染帶。對巖體進(jìn)行40Ar-40K年齡測定，侵入年代(112～163)Ma*冶金工業(yè)部地質(zhì)研究所所刊，1982(1)。，上述資料綜合表明，該巖體侵入年代屬于晚侏羅世—早白堊世，屬燕山早期第三階段第三次侵入花崗巖。

2 巖體成因機(jī)制探討

長坑巖體發(fā)育有細(xì)粒邊緣相帶，部分發(fā)育有冷凝邊，圍巖及內(nèi)接觸帶蝕變發(fā)育，具中等侵位深度。晚期補(bǔ)充侵入體礦物結(jié)晶細(xì)，具斑狀結(jié)構(gòu)，石英常見六方雙錐雛晶，其侵位深度較淺。從巖體細(xì)粒邊緣相帶斷續(xù)分布，局部見有圍巖捕虜體，從巖體細(xì)粒、中細(xì)粒、中粗粒相帶發(fā)育完整程度分析，該巖體屬中等剝蝕程度。

根據(jù)地質(zhì)、巖石學(xué)、巖石地球化學(xué)特征分析， SiO2含量為75.17 %～76.22 %，堿總量為7.71%～8.06%，A/NKC大多數(shù)小于1.1，個(gè)別大于1.1，屬高硅低鋁高鉀鈣堿性巖系。在NK-DI圖中投于改造型花崗巖區(qū)，極少部分投于同熔型花崗巖區(qū)。微量元素Li、Nb、Co、Ni與維氏值相當(dāng)，而Cr遠(yuǎn)高于維氏值，并出現(xiàn)Cu、Sn異常，Rb/Sr比值接近S型花崗巖，δEu值0.084～0.495。表明該巖體具有“S”型花崗巖特征，并部分具“I”型花崗巖特征，其巖漿物質(zhì)主要來源于地殼并有幔源物質(zhì)加入。巖體呈不規(guī)則產(chǎn)出，接觸界面呈港灣狀，總體呈北北東向展布，受構(gòu)造控制明顯。巖體發(fā)育有細(xì)粒邊，往中心粒度變粗，出現(xiàn)中-中粗粒結(jié)構(gòu)，局部邊部具弱葉理化構(gòu)造。表明巖漿是沿?cái)嗔焉仙龜U(kuò)展，在區(qū)域擠壓應(yīng)力作用下不斷膨脹、熔蝕、擴(kuò)展，脈動(dòng)侵位定位于地殼中-中淺部位。

3 與成礦關(guān)系探討

3.1 礦床分布情況及特征

巖體與鐵、鉬礦化關(guān)系較為密切。矽卡巖型鐵礦床有潘田、劍斗、東陽、雪山等鐵礦以及青洋鐵錳礦。其中潘田磁鐵礦床達(dá)中型規(guī)模，礦體呈層狀、似層狀，北西-南東走向，礦體長超過2 000 m，厚幾米至數(shù)十米，沿傾向延伸超過800 m，貯存于巖體與船山組、棲霞組外接觸帶矽卡巖體中。熱液型鉬礦有南陽、石壁兜、深內(nèi)礦點(diǎn)，格丘鉬鉛鋅礦點(diǎn)、水杠鎢鉬礦點(diǎn)、溪灣鏡鐵礦化點(diǎn)等。其中南陽鉬礦點(diǎn)的礦體呈細(xì)脈狀-脈狀，長百余米，厚十幾厘米至一米多，貯存于巖體內(nèi)富石英云英巖帶中。風(fēng)化淋漓型稀土礦有福斗鈰釔礦點(diǎn)、后林磷釔礦點(diǎn)，及溪灣、長坑、玉南、平陽、尾橋、銀坑、祖格頭洋等高嶺土礦點(diǎn)，其中福斗鈰釔礦點(diǎn)礦層厚約3 m，面積1 000 m2。

3.2 成礦條件討論

長坑花崗巖體與區(qū)內(nèi)礦床(點(diǎn))成礦的關(guān)系主要體現(xiàn)在3個(gè)方面。一是為成礦提供成礦物質(zhì)；二是為成礦提供熱液和礦化劑；三是巖體規(guī)模、形態(tài)及產(chǎn)狀對成礦的控制。

3.2.1 提供成礦物質(zhì)

長坑花崗巖體的含礦性和成礦專屬性表明其為區(qū)內(nèi)鐵多金屬礦床(點(diǎn))提供一定的成礦物質(zhì)。巖體中含較多的磁鐵礦、鈦鐵礦等副礦物，說明花崗巖體攜帶的Fe、Mo等是區(qū)內(nèi)重要的成礦物質(zhì)來源；另一方面，巖體中Zn、Cu、Pb等元素含量較高，是造成區(qū)內(nèi)鐵礦體中Zn、Pb、S等伴生元素含量高的主要原因。據(jù)此，可以認(rèn)為該花崗巖體與區(qū)內(nèi)鐵礦成礦有著密切聯(lián)系。巖體富含稀有、稀土礦物，為形成風(fēng)化淋漓型稀土礦提供成礦物質(zhì)來源。

3.2.2 提供熱液和礦化劑

花崗巖巖漿侵入時(shí)帶來大量的熱液和礦化劑。熱液沿林地組、船山組、棲霞組鈣質(zhì)碎屑巖含礦建造發(fā)生接觸交代作用，使含礦建造中的成礦元素進(jìn)一步活化、重溶、遷移。從含礦建造中萃取、富集成礦物質(zhì)，形成高濃度含礦流體，在褶皺軸部、層間破碎帶、斷裂等構(gòu)造有利部位聚集、沉淀形成礦床。研究表明，巖漿與地層相互作用成礦， 并據(jù)此提出了“層控式矽卡巖礦床”著名學(xué)說[2，3]。區(qū)內(nèi)潘田、劍斗矽卡巖鐵多金屬礦床的成因與“層控式矽卡巖礦床”是一致的，充分說明巖漿侵入對成礦產(chǎn)生了重要作用。

3.2.3 巖體規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀對成礦的控制

長坑巖體呈巖基狀(259 km2)，與圍巖侵入接觸面呈港灣狀，在港灣狀內(nèi)側(cè)有利于礦化。巖體東側(cè)、西側(cè)均以外傾為主，傾角較緩，致使東、西側(cè)圍巖蝕變帶寬分別為380 m、140 m,表明熱源充足、熱液豐富有利于礦化。根據(jù)潘田鐵礦床鉆孔資料，侵入巖體超覆于碳酸巖類巖石之上，在下盤接觸帶有利于矽卡巖鐵礦體的富集；巖體頂部接觸帶裂隙發(fā)育地段有利于礦化富集。該巖體規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀有利于成礦，對成礦起一定的控制作用。 花崗巖巖漿活動(dòng)對成礦的另一個(gè)作用是導(dǎo)致成礦流體的不斷循環(huán)，花崗巖在礦區(qū)深部侵位，當(dāng)?shù)V液沿導(dǎo)礦裂隙運(yùn)移至深部，被巖漿熱液再次加熱，在熱動(dòng)力驅(qū)使下，礦液不斷向上運(yùn)移，在容礦構(gòu)造中“冷卻”成礦。

綜上所述，區(qū)內(nèi)花崗巖體內(nèi)、外礦床是燕山期巖漿活動(dòng)后期有用組分分異作用所導(dǎo)致的，花崗巖漿活動(dòng)不僅為內(nèi)生金屬礦床的形成提供充分的熱源，而且還為成礦提供充分的流體和成礦物質(zhì)。

3.3 與巖體關(guān)系密切的3種礦床類型

3.3.1 接觸交代(矽卡巖)型礦床

礦體多產(chǎn)于林地組與船山組、棲霞組接觸面，底部、旁側(cè)一般有花崗巖侵入。在林地組、船山組、棲霞組接觸帶附近鈣鋁石榴石矽卡巖相當(dāng)發(fā)育，矽卡巖化鐵礦體規(guī)模大。遠(yuǎn)離接觸帶矽卡巖不發(fā)育，礦體小趨向尖滅。貯存于巖體外接觸帶的矽卡巖型礦床(點(diǎn))有潘田、劍斗、東陽、雪山等鐵礦以及青洋鐵錳礦。

3.3.2 熱液型礦床

花崗巖類巖石在高溫?zé)嵋鹤饔孟?，形成云英巖蝕變巖石。在云英巖化過程中，SiO2是主要的惰性組分，而CaO、MgO、FeO、Fe2O3和Na2O 等有顯著的淋失。斜長石、鉀長石、黑云母等分解或消失，為石英、淺色云母和螢石等交代，W、Mo、Pb、Zn等元素得以富集。熱液型礦點(diǎn)有南陽鉬礦點(diǎn)，石壁兜、深內(nèi)鉬礦化點(diǎn)，格丘鉬鉛鋅礦點(diǎn)，水杠鎢鉬礦點(diǎn)，溪灣鏡鐵礦化點(diǎn)等。

3.3.3 風(fēng)化淋漓型礦床

產(chǎn)于花崗巖體風(fēng)化殼中，地表巖石受化學(xué)風(fēng)化作用分解，鈰釔及磷釔等稀土礦物經(jīng)淋漓得到富集形成稀土礦。區(qū)內(nèi)有福斗鈰釔礦點(diǎn)、后林磷釔礦點(diǎn)。巖體內(nèi)的脈巖風(fēng)化形成的高嶺土礦點(diǎn)有溪灣、長坑、玉南、平陽、尾橋、銀坑、祖格頭洋等地。

4 結(jié)語

通過對安溪長坑花崗巖體地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征的初步分析，認(rèn)為該巖體侵入過程帶來的熱源和成礦物質(zhì)，為形成矽卡巖型鐵礦、熱液型鉬礦提供了內(nèi)在條件。因此，巖體與船山組、棲霞組接觸帶是尋找接觸交代矽卡巖型鐵礦的有利地段，巖體內(nèi)部云英帶是尋找熱液型鉬礦的有利地段。

該文得到陳潤生高級工程師審閱并提出寶貴意見，在此深表感謝！

1 福建省閩東南地質(zhì)大隊(duì).1∶5萬大深幅、長坑幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查報(bào)告(編測).福州：福建省地圖出版社，1982.

2 常印佛，劉學(xué)圭 . 關(guān)于層控式矽卡巖型礦床——以安徽省內(nèi)下?lián)P子坳陷中一些礦床為例. 礦床地質(zhì)， 1983 ,2 ( 1 ).

3 曾普勝，楊抒森，蒙義峰，等 . 安徽銅陵礦集區(qū)燕山期巖漿流體系統(tǒng)時(shí)空結(jié)構(gòu)及成礦. 礦床地質(zhì)，2004，23(3).