福建建寧東坑銣礦地質(zhì)特征及成因分析

楊 芬

(福建省閩西地質(zhì)大隊(duì)，三明，365001)

建寧東坑礦區(qū)是福建省閩西地質(zhì)大隊(duì)近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的遠(yuǎn)景規(guī)模達(dá)到大型的銣礦床。以往也研究程度較低，礦床成因不清。這次通過(guò)對(duì)東坑礦區(qū)礦床特征及成因的分析以及對(duì)巖體成分、礦體礦物成分等基本特征的研究,筆者綜合前期勘查成果，分析銣礦地質(zhì)特征，研究并得出其礦床成因，對(duì)閩西北尋找東坑型銣礦床具一定的借鑒意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

建寧東坑銣礦床位于閩西北加里東隆起帶西南部，崇安—石城深斷裂帶西南段的西北側(cè)。區(qū)內(nèi)地層主要為古元古代天井坪巖組，巖石混合巖化作用強(qiáng)烈；加里東期和燕山期巖漿活動(dòng)頻繁，區(qū)內(nèi)北東向斷裂發(fā)育，并多有脈巖充填(圖1)。區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)多處金、銣錫礦點(diǎn)，如東坑、排上,具有較好的找礦潛力[1，2]。

圖1 建寧東坑區(qū)域地質(zhì)略圖(據(jù)福建省、江西省1∶50萬(wàn)地質(zhì)圖修編)Fig.1 Regional geological map of Dongkeng area in Jianning county (according to Fujian Province and Jiangxi province 1∶500 thousand geological map revision)1—古元古代天井坪巖組；2—加里東晚期中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖；3—加里東晚期片麻狀花崗巖；4—石英閃長(zhǎng)巖；5—韌性斷層；6—斷層；7—地質(zhì)界線；8—背斜軸跡；9—向斜軸跡；10—省界；11—礦區(qū)位置

2 礦區(qū)成礦地質(zhì)條件

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露地層較簡(jiǎn)單，主要為古元古代天井坪巖組，分布于礦區(qū)南部。按巖性組合分為上、下兩個(gè)巖性段。上段巖性為厚層狀黑云斜長(zhǎng)變粒巖，偶夾二云片巖，局部見(jiàn)斜長(zhǎng)角閃巖。下段巖性為黑云斜長(zhǎng)變粒巖與(矽線)二云片巖互層。由下而上變粒巖含量逐漸增多，普遍具變余粒序?qū)永?。巖石普遍混合巖化，形成長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)脈混合質(zhì)黑云斜長(zhǎng)變粒巖，條帶狀混合巖，基體含量大于70%，仍保留黑云斜長(zhǎng)變粒巖等原巖特征?；旌蠋r化強(qiáng)烈地段則形成混合花崗巖，脈體成分為花崗質(zhì)或長(zhǎng)英質(zhì)，具不等粒鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造，由長(zhǎng)石、石英和少量黑云母、白云母組成。

2.2 侵入巖

侵入巖主要分布在礦區(qū)北部，少量分布在東南部；主要有加里東晚期中細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、白云母化中細(xì)?；◢弾r、燕山晚期石英斑巖脈等，局部零星出露燕山期石英斑巖、花崗斑巖、基性巖脈等。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，多數(shù)以巖基、巖脈狀產(chǎn)出，并具多期次侵入活動(dòng)特點(diǎn)。巖體與圍巖呈侵入接觸或斷層接觸，界線清晰，巖體內(nèi)見(jiàn)有條帶狀、陰影狀混合巖(基體為黑云斜長(zhǎng)變粒巖)捕擄體，在接觸帶中常見(jiàn)銣礦化。

石英斑巖化學(xué)成分具有高硅、鉀，鋁飽和，貧鈣、鎂、鐵，富含揮發(fā)分等特點(diǎn)(表1)。巖石普遍具銣礦化，為區(qū)內(nèi)銣礦容礦巖石，已發(fā)現(xiàn)的銣礦體大多產(chǎn)于此巖脈中。

表1 石英斑巖化學(xué)成分(%)

2.3 構(gòu)造

構(gòu)造以斷裂為主，斷裂走向北東-南西，傾向北西，多期活動(dòng)特征明顯，早期以韌性變形為主，形成片理化帶；晚期形成高傾角的脆性斷裂，沿?cái)嗔褞纬蓸?gòu)造角礫巖、碎裂巖、碎粉巖等，斷裂兩側(cè)巖石硅化、鉀化蝕變強(qiáng)烈。北東向斷裂對(duì)區(qū)內(nèi)金多金屬的形成具一定的控制作用。

區(qū)內(nèi)F1、F2、F3均為脆性斷裂，走向北東，傾向北西。構(gòu)造帶內(nèi)見(jiàn)構(gòu)造角礫巖，或充填石英斑巖脈，構(gòu)造帶巖石普遍具硅化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化等。其中F1、F2為區(qū)內(nèi)控礦構(gòu)造，與銣礦化關(guān)系較密切，并且控制了銣礦(化)體的空間分布(圖2)。

圖2 建寧東坑礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig.2 The geological map of Dongkeng deposit in Jianning county1—古元古代天井坪巖組下段；2—燕山晚期石英斑巖；3—加里東期中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖；4—閃長(zhǎng)玢巖；5—輝綠巖；6—石英脈；7—銣礦體及編號(hào)；8—低品位銣礦體及編號(hào)；9—斷層及編號(hào)；10—地質(zhì)界線；11—礦化帶界線及編號(hào)；12—勘探線、鉆孔及編號(hào)

3 礦床地質(zhì)特征

東坑礦區(qū)銣礦體產(chǎn)于北東向斷裂帶的石英斑巖脈內(nèi),礦體與巖脈產(chǎn)狀基本一致,容礦巖石為石英斑巖。緊鄰脈巖體外接觸帶中的細(xì)粒黑云母二長(zhǎng)花崗巖、構(gòu)造角礫巖和花崗斑巖也有一定的礦化,局部形成礦體。

3.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)圈定銣礦化帶2條，編號(hào)分別為Ⅰ、Ⅲ，其中Ⅱ礦化帶與Ⅰ礦化帶相鄰，劃入Ⅰ礦化帶中，兩個(gè)主礦體(Ⅰ3、Ⅱ1)目前控制Rb2O資源量為1.3×104t，達(dá)大型規(guī)模。

圖3 東坑礦區(qū)15線地質(zhì)剖面簡(jiǎn)圖Fig.3 Diagram showing the geological profile in the No.15 exploration line in Dongkeng deposit 1—燕山晚期石英斑巖；2—加里東期中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖；3—銣礦體；4—低品位銣礦體；5—斷層及編號(hào)；6—鉆孔、編號(hào)及孔深；7—產(chǎn)狀；8—礦體編號(hào)

Ⅰ銣礦化帶：產(chǎn)于F1斷裂,礦化帶長(zhǎng)度大于1 500 m，帶內(nèi)圈定2個(gè)礦體(圖3)，編號(hào)為Ⅰ3、Ⅱ1。其中Ⅰ3銣礦體規(guī)模較大，局部伴生錫礦體，控制礦體長(zhǎng)度為1.5 km，控制最大斜深為500 m，礦體沿走向連續(xù)性好，兩端未見(jiàn)尖滅，沿走向規(guī)模有望擴(kuò)大，礦體厚度為0.54～64 m。礦體呈脈狀，總體傾向北西，局部近直立呈“S”形彎曲，總體傾角為64°～88°。礦體產(chǎn)狀與F1斷裂控制的石英斑巖產(chǎn)狀基本一致，礦體平均品位Sn 0.06%，Rb2O 0.13%。

Ⅲ銣礦化帶：受F2斷裂控制，長(zhǎng)度大于2 500 m，寬度為1～70 m，礦化帶走向北東，總體傾向北西，傾角為48°～79°。目前僅有地表工程控制，深部尚未揭露，已有工程控制的礦體品位均較低，平均品位：Sn 0.03%，Rb2O 0.08%，待進(jìn)一步深部查驗(yàn)。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石礦物成分

野外觀察和顯微鏡下鑒定分析，礦區(qū)沒(méi)有單獨(dú)銣的礦物存在。電子探針?lè)治龀晒@示，銣主要貯存于白云母、黑云母中，少量貯存于螢石中(表2)。礦石礦物主要為白云母、黑云母，其次為螢石；脈石礦物有鉀長(zhǎng)石、石英、蝕變?cè)颇?，微量礦物有磷灰石、鋯石等。

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有斑狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)。

斑狀結(jié)構(gòu)：斑晶粒度0.224～2.344 mm，主要為石英，微量斜長(zhǎng)石。石英呈自形熔蝕狀，具弱波狀消光；斜長(zhǎng)石呈自形板狀，被絹云母交代呈交代假象?；|(zhì)具微晶結(jié)構(gòu)。

半自形粒狀結(jié)構(gòu)：礦物粒度0.249～2 mm，主要為斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、石英，少量黑云母、白云母。

礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造，常含少量他形粒狀的閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦和黃鐵礦，呈稀疏浸染狀分布。

3.2.3 礦石類型

根據(jù)礦石中有用元素含量和容礦巖石類型、脈石礦物的種類及相對(duì)含量、礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造等將礦石劃分為以下4種。

石英斑巖型銣礦石：容礦巖石為石英斑巖，常具白云母化。少量黃鐵礦呈稀疏浸染狀分布，次生蝕變明顯，強(qiáng)絹云母化。

花崗斑巖型銣礦石：容礦巖石為花崗斑巖。

碎裂巖型銣礦石：容礦巖石為碎裂巖，具變余花崗結(jié)構(gòu)，含少量黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦。

蝕變巖型銣礦石：長(zhǎng)石顆粒鑲嵌分布，黑(白)云母呈鱗片狀，局部黑云母聚集不均勻分布。斜長(zhǎng)石保有殘留外形，絹云母化強(qiáng)烈，絹云母呈顯微鱗片狀集合體聚集分布。

3.3 圍巖蝕變

區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要見(jiàn)于構(gòu)造破碎帶中或韌性斷裂中。前者主要發(fā)育有硅化、絹云母化、絹英巖化、綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化、螢石礦化、黃鐵礦化等，其中硅化和絹云母化較為常見(jiàn)。后者普遍具硅化、絹云母化、綠泥石化、褐鐵礦化、黃鐵礦化等。絹云母化、硅化與銣礦化關(guān)系密切。

表2 東坑礦區(qū)銣礦石中各礦物電子探針?lè)治鼋Y(jié)果(%)

注：分析結(jié)果由中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所巖礦檢測(cè)中心測(cè)試。

4 礦床成因分析

4.1 成礦物質(zhì)來(lái)源

天井坪巖組巖石中，片巖含銣最高(表3)，11個(gè)樣品平均含Rb為195.2×10-6，其中3個(gè)樣品含量高于300×10-6，是測(cè)區(qū)中銣含量最高的層位，均遠(yuǎn)高于地殼豐度。天井坪巖組巖石普遍混合巖化，巖性為長(zhǎng)英質(zhì)細(xì)脈混合質(zhì)黑云斜長(zhǎng)變粒巖、條帶狀混合巖。銣礦(化)體主要產(chǎn)于北東向石英斑巖及其兩側(cè)構(gòu)造蝕變巖中。根據(jù)銣元素豐度分析結(jié)果以及礦石特征推測(cè)，在混合巖化過(guò)程中，混合巖化強(qiáng)的地段銣元素含量高，混合巖化弱的地段銣元素含量低，錫元素亦具同現(xiàn)象，但不如銣元素明顯。由此，推測(cè)天井坪巖組為建寧東坑銣礦主要的礦源層[3]。

此外，礦區(qū)內(nèi)加里東期的花崗巖以及混合巖中見(jiàn)有不同程度的銣礦化，樣品平均含量雖不如天井坪巖組中片巖高，但也遠(yuǎn)高于地殼豐度，推測(cè)可能為建寧東坑銣礦重要的礦源層。

4.2 成礦熱液來(lái)源

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)十分頻繁,主要經(jīng)歷了加里東期、燕山期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。區(qū)內(nèi)銣礦的容礦巖石主要為石英斑巖，次為花崗巖，少數(shù)為構(gòu)造蝕變巖。石英斑巖具有形成銣礦床的有利巖石地球化學(xué)條件，該巖脈屬SiO2極度過(guò)飽和、鋁過(guò)飽和的巖石，與一般含銣花崗巖的巖石化學(xué)特征相似[4,5]。區(qū)內(nèi)銣礦(化)體產(chǎn)于石英斑巖內(nèi)外接觸帶附近的北東向斷裂帶中，與斷裂帶內(nèi)石英斑巖關(guān)系密切，巖體的接觸變質(zhì)及熱液蝕變均較強(qiáng)烈。成礦熱液主要來(lái)源于燕山晚期巖漿或巖漿期后的氣水熱液[6]。

4.3 成礦熱液的遷移、富集

燕山期的構(gòu)造巖漿活動(dòng)，導(dǎo)致銣、錫元素從初始礦源層中的析出。巖漿期后的氣水熱液沿構(gòu)造裂隙運(yùn)移，流體運(yùn)移過(guò)程中與圍巖發(fā)生交代蝕變，不斷地從天井坪(巖)組中及加里東期花崗巖等礦源層中萃取Rb等成礦元素[7]。巖漿熱液的運(yùn)移過(guò)程也是成礦溶液不斷集中富集的過(guò)程。隨著溫度、壓力的降低，pH值的變化以及水解作用，金屬溶液難以運(yùn)移，礦質(zhì)在導(dǎo)礦構(gòu)造旁側(cè)的次級(jí)或配套的斷裂裂隙中聚集成礦，形成脈狀銣礦[8]。筆者分析認(rèn)為礦床成因類型屬于巖漿熱液型。

5 結(jié)論

(1)東坑礦區(qū)銣礦(化)體主要產(chǎn)于受北東向斷裂控制的石英斑巖脈中，容礦巖石主要為石英斑巖，次為碎裂巖、花崗斑巖，銣礦化與硅化、絹云母化關(guān)系密切，銣元素主要以類質(zhì)同象貯存于蝕變白云母、黑云母中。

(2)東坑地區(qū)天井坪巖組和加里東期花崗巖為東坑礦區(qū)銣、錫礦的形成提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源，燕山期強(qiáng)烈?guī)r漿活動(dòng)形成的氣水熱液使這些巖石中的銣、錫元素發(fā)生活化、富集,形成銣錫礦床，礦床成因類型屬于巖漿熱液礦床。

(3)東坑礦區(qū)周邊及閩西北存在類似的地質(zhì)背景(地層、構(gòu)造、脈巖體)，找礦潛力較大，今后應(yīng)加強(qiáng)對(duì)區(qū)域控巖控礦斷裂的研究及找礦工作。

1 福建省地質(zhì)礦產(chǎn)局.福建省區(qū)域地質(zhì)志.北京：地質(zhì)出版社，1985.

2 地礦部福建省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局，福建省地質(zhì)圖說(shuō)明書(1∶50萬(wàn)).福州：福建省地圖出版社，1998.

3 蘇興來(lái).福建建寧新發(fā)現(xiàn)的斑巖型銣錫礦化地質(zhì)特征.礦產(chǎn)與勘查，1991，(4).

4 胡永興，等.北秦嶺西段六丈山含銣花崗巖體及銣礦化體特征.甘肅地質(zhì)，2015，24(2).

5 周會(huì)武，等.甘肅省銣礦地質(zhì)特征與成礦規(guī)律分析，礦物學(xué)報(bào)，2015，35(1).

6 陳亨亮.蝕變圍巖及其找礦意義.福建地質(zhì)，2008，27(2).

7 陳云釗.閩北地區(qū)變質(zhì)作用基本特征和成礦元素遷移富集規(guī)律.福建地質(zhì)，27(2).

8 陳榮國(guó).福建建寧椒坑—金坑一帶金礦成礦地質(zhì)特征及成礦預(yù)測(cè).福建地質(zhì)，2013，32(2).