福建政和晚侏羅世—早白堊世金礦床成因類型淺析

嚴(yán)卸平，王波濤

（中國冶金地質(zhì)總局二局，福建 福州 350181）

政和位于福建省東北部。晚侏羅——早白堊世，該地區(qū)火山活動十分活躍，形成了廣泛的火山巖、火山沉積巖[1]。伴隨火山巖漿作用，一系列金礦床、金銀多金屬礦床產(chǎn)生，如馬侖頭金礦、星溪金礦及上山崗金銀礦等。生產(chǎn)方面，前人已做了大量地質(zhì)調(diào)查；在礦床成因上，未有較系統(tǒng)研究認(rèn)識。我們通過對政和地區(qū)晚侏羅～早白堊世的金礦床地質(zhì)特征分析，結(jié)合部分地球化學(xué)特征，探討它們的成因類型，推測找礦遠(yuǎn)景。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

福建政和地區(qū)屬環(huán)太平洋成礦域。區(qū)域大地構(gòu)造位于閩東火山斷拗帶與閩西北隆起帶之間，區(qū)域發(fā)育斷裂帶主要有：政和～大埔斷裂帶（NE向）、三都澳～觀前斷裂帶（NW向）和富嶺～嵩口斷裂帶（SN向）[2]，研究區(qū)位于三個(gè)斷裂帶之交匯部位。出露巖性主要為：馬面山群變質(zhì)巖、南園組火山巖和梨山組沉積巖，馬面山群變質(zhì)巖與梨山組沉積巖不整合接觸，沉積巖位于上部。斷裂帶以東為侏羅—白堊紀(jì)火山斷陷盆地，局部出露變質(zhì)巖天窗[3]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，以斷裂構(gòu)造為主，斷裂帶主要呈NE、SN、NW三個(gè)方向。區(qū)內(nèi)發(fā)育較多金礦（化），主要賦存于NE向斷裂帶內(nèi)，其次為SN、NW向斷裂帶。區(qū)內(nèi)巖漿巖的活動強(qiáng)烈，主要呈酸性、中酸性，次為基性、超基性，超基性～基性巖主要有：輝石巖、方輝橄欖巖、細(xì)晶角閃閃長巖等，斷續(xù)分布于NE、SN向斷裂帶內(nèi)。區(qū)內(nèi)還發(fā)育細(xì)粒石英閃長巖、含黑云母鉀長花崗巖、安山巖，局部零星分布著花崗斑巖、閃長玢巖、石英斑巖等，主要以巖脈、巖株、巖瘤產(chǎn)出，其分布亦受NE向和近NS向斷裂控制[4]。本地區(qū)侵入巖主要為加里東期和燕山期，其中燕山期侵入巖體與金礦（化）聯(lián)系較為緊密。本地區(qū)為閩北主要的金銀礦成礦遠(yuǎn)景區(qū)之一[5]。已經(jīng)確定的晚侏羅—早白堊世金礦床有東際、馬侖頭、上山崗、錦屏及星溪金礦床。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 含礦巖系

政和地區(qū)金礦床賦礦地層主要為侏羅系上統(tǒng)南園組第二段下部和白堊系下統(tǒng)石帽山群火山巖系，次為震旦系下統(tǒng)吳墩組、東巖組和震旦系上統(tǒng)龍北溪組。晚侏羅～早白堊世含礦巖層描述如下：

侏羅系上統(tǒng)南園組（J3n）：主要出露在政和地區(qū)西部，出露面積較大，主要為火山沉積巖和火山巖，出露巖性具體如下：沉凝灰?guī)r、砂礫巖、凝灰質(zhì)含礫砂巖、火山角礫巖、流紋質(zhì)角礫凝灰（熔）巖、流紋質(zhì)晶屑玻屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)巖屑晶屑凝灰?guī)r、多屑凝灰?guī)r、凝灰?guī)r、硅質(zhì)巖、流紋巖、英安安山質(zhì)集塊巖、安山質(zhì)集塊巖等。區(qū)內(nèi)多個(gè)金礦體賦存于該層位之中，如近年發(fā)現(xiàn)的東際金礦和錦屏金礦。

白堊系下統(tǒng)黃坑組（K1h）：出露于政和地區(qū)各火山噴發(fā)盆地之外緣，呈環(huán)狀分布，出露巖性具體如下：角礫巖、火山角礫巖、英安巖、流紋巖、凝灰質(zhì)含礫砂巖、溶結(jié)凝灰?guī)r、熔結(jié)晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)角礫凝灰?guī)r等。上部出露的巖性主要為：英安巖、安山巖、英安質(zhì)火山角礫巖、英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，底部出露的巖性主要為：流紋巖、英安質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r等。巖石為厚層狀、巨厚層狀，該層位與南園組呈噴發(fā)不整合接觸，位于于南園組之上[5]。該層位賦存多個(gè)金礦體，如馬侖頭、星溪金礦。

白堊系下統(tǒng)寨下組（K1z）：主要在該區(qū)各火山噴發(fā)盆地之中心部位出露，基本以圓形方式產(chǎn)出，出露巖性具體如下：流紋質(zhì)火山角礫巖、凝灰質(zhì)含礫砂巖、凝灰?guī)r、粉砂巖、鈣堿性石英粗面巖等。該層位屬于火山噴發(fā)沉積相，下部巖石以正常沉積為主，火山物質(zhì)相對較少，往上火山物質(zhì)明顯增多。該層位是該區(qū)內(nèi)金礦體的又一賦存層位，如上山崗金礦賦存于本層位。

2.2 礦 （化）體特征

礦（化）體主要賦存于石英脈和破碎帶蝕變巖中。礦化石英脈一般受北北東、北東向斷裂控制，故金礦體多呈北東和北北東走向，礦體傾角大都在45°～80°之間，個(gè)別近直立。礦（化）體呈脈狀、透鏡狀、不規(guī)則樹枝狀等，與圍巖界線清晰，脈旁圍巖常見有強(qiáng)弱不同、寬窄不等的礦化蝕變帶。一個(gè)礦床一般都存在多個(gè)礦體，各個(gè)礦體規(guī)模不同，變化較大，礦體的走向長一般于20m～200m之間，最長達(dá)440m，傾向延深一般25m～150m，最深可達(dá)700m（政和東際金礦）,礦體厚度變化較大，一般1m～3m，最厚可達(dá)40m（政和東際金礦）。

2.3 礦石組構(gòu)

原生礦石結(jié)構(gòu)：主要以半自形～他形、自形粒狀、碎斑（裂）狀結(jié)構(gòu)為主，次為交代熔蝕、交代殘余、乳濁狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造：主要以角礫狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀、膠狀構(gòu)造為主，次為團(tuán)塊狀、膠狀構(gòu)造等。

2.4 礦石組分

區(qū)內(nèi)金屬礦物組份比較復(fù)雜，金屬礦物以黃鐵礦、閃鋅礦、方鉛礦為主，次為黃銅礦、輝銀礦、磁鐵礦、毒砂、碲鉍礦等，部分礦體可見少量的自然金和自然銀；非金屬礦物以石英、方解石為主，次為絹云母、水云母、綠泥石，部分礦體可見螢石、葉臘石等。

對區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦體（化）進(jìn)行分析，金礦物一般呈不規(guī)則粒狀、渾圓粒狀，表面凹凸不平，常見自然金與石英關(guān)系密切。區(qū)內(nèi)金的主要載體為黃鐵礦，次為黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦。

礦石Au品位一般為1ppm～5ppm，最高20.1ppm，礦化體一般小于1ppm，多數(shù)在0.1ppm～0.5ppm。

礦石按其自然類型從上至下為：氧化礦石、混合礦石和原生礦石三種，其分布主要受標(biāo)高控制和風(fēng)化淋濾作用影響，礦體上部主要為氧化礦石、混合礦石，中下部主要為原生礦石。

2.5 圍巖蝕變

礦體圍巖較復(fù)雜，構(gòu)造蝕變巖、變質(zhì)巖、火山巖、次火山巖等均有出現(xiàn)，區(qū)內(nèi)常見的礦體圍巖如下：石英云母片巖、流紋質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、流紋斑巖、晶屑凝灰熔巖、角礫晶屑凝灰熔巖、流紋斑巖、凝灰質(zhì)砂巖、火山角礫巖、花崗閃長巖、花崗斑巖、正長斑巖、石英正長斑巖等。蝕變巖呈帶狀發(fā)育，主要分布于斷裂破碎帶內(nèi)及礦體兩側(cè)，蝕變礦物多為以中低溫蝕變礦物，具體蝕變類型如下：黃鐵礦化、絹云母化、硅化、褐鐵礦化、綠泥石化、方鉛礦化、閃鋅礦化、碳酸鹽化，其中與金礦關(guān)系密切的為硅化、黃鐵礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化、絹云母化現(xiàn)象，主要的近礦圍巖蝕變?yōu)楣杌?、黃鐵礦化、鉛鋅礦化。巖石蝕變的強(qiáng)弱與構(gòu)造破碎帶的寬度相關(guān)，破碎帶寬的部位，蝕變相對較強(qiáng)，破碎帶窄的部位，蝕變相對較弱。離礦體越近蝕變越強(qiáng)，離礦體越遠(yuǎn)的兩側(cè)蝕變則逐漸減弱。

3 成礦規(guī)律研究

3.1 金礦形成與火山關(guān)系

從全省看，金礦形成與火山作用密切相關(guān)。目前為止，福建全省已發(fā)現(xiàn)金礦81處，其中產(chǎn)生于寒武紀(jì)前和上侏羅統(tǒng)地層中的金礦分別有39處和31處，比例分別為48%和38%，兩者合計(jì)約85%以上，而這兩者地層都是火山作用的結(jié)果，主要為酸性一中基性變質(zhì)火山巖，這就說明，該地金礦的形成與寒武紀(jì)和上侏羅統(tǒng)的火山作用有密切關(guān)系。之所以將火山熱液型金礦從巖漿熱液類型中獨(dú)立出來，是因?yàn)榕c火山熱液有關(guān)的金礦床與前者有著明顯的獨(dú)特之處。如，雖然火山如同巖漿侵入作用那樣，在漫長的地質(zhì)時(shí)代經(jīng)常見及，但僅僅是中生代之后金的陸相火山熱液成礦作用才趨于明顯；又如，雖然火山巖與侵入巖分布非常廣泛，但與火山巖有關(guān)的金礦床卻多分布于東部沿海一帶。顯然，這種時(shí)空分布的特定性必須予以充分的考慮。火山熱液金礦床主要在火山噴發(fā)之后形成，其產(chǎn)出的空間位置與火山機(jī)制產(chǎn)物密切相關(guān)，賦存位置主要有火山噴發(fā)中心、次火山侵入巖株、巖脈、火山管道、火山口相的噴發(fā)巖及碎屑巖中[6]。

3.2 地層中金元素豐度分布特征

研究區(qū)不同地質(zhì)時(shí)代地層中金元素豐度總體上含量并不高，據(jù)福建省地質(zhì)調(diào)查隊(duì)提供的資料（如表1）可知，元古代地層金元素豐度平均值為2.76×10-9，古生代地層金元素豐度平均值約為2.33×10-9，中生代地層金元素平均豐度值約為1.58×10-9。從地質(zhì)年代更新的角度可知，金元素豐度隨地質(zhì)年代的更新呈下降趨勢。其中晚震旦紀(jì)—早古生代和寒武紀(jì)地層中金元素豐度較高,分別為15.5×10-9和3.16×10-9，分析認(rèn)為這顯然與地層中發(fā)育的變質(zhì)中基性火山巖及酸性巖—綠片巖相層位有關(guān)。

3.3 區(qū)域斷裂構(gòu)造與金礦的關(guān)系

區(qū)域斷裂構(gòu)造與金礦的關(guān)系密切。一般情況下，本區(qū)金礦（床）點(diǎn)主要分布于火山構(gòu)造、區(qū)域性深大斷裂構(gòu)造帶的次級斷裂內(nèi)及復(fù)合部位。在政和～建甌～建寧～泰寧一帶，形成了近東西向的大型金重砂異常區(qū)，而在異常區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)泰寧何寶山、政和王母山等金礦床(點(diǎn))，北東向政和～大埔斷裂帶次級斷裂發(fā)現(xiàn)東際金礦床。金元素的重砂異常與高背景分布大致相同，主要受區(qū)域性斷裂帶、韌性剪切帶與基底麻源群、龍北溪組變質(zhì)巖出露區(qū)控制。本區(qū)控制金礦床（體）產(chǎn)出部位主要為次級構(gòu)造斷裂破碎帶、糜棱巖帶、韌性剪切帶、層間破碎帶以及火山斷裂構(gòu)造帶等。變質(zhì)巖中的金礦體主要是受層間剝離破碎帶以及與片理平行或斜交的韌性剪切帶控制，礦體呈脈狀、似層狀、透鏡狀，金礦除了賦存在含金石英脈中，還有直接產(chǎn)在礦化蝕變破碎帶、糜棱巖帶中[7]。

表1 福建省各時(shí)代地層中金元素豐度

3.4 火山作用與金礦的關(guān)系

火山噴發(fā)作用和巖漿巖侵入過程是有用元素富集的重要條件，巖漿多期次的強(qiáng)烈活動最利礦化富集和礦體形成。不僅可從深部和圍巖中萃取有用元素，還為巖體本身帶來大量的熱源，其對圍巖和地下溶液進(jìn)行加熱，可以形成熱暈驅(qū)使并加快熱液活動加速礦物質(zhì)的溶解、遷移和富集。研究區(qū)域各期次侵入巖中金元素豐一般比全省巖漿巖平均值低，但在金礦床（點(diǎn)）附近的各種不同侵入巖中，金元素豐度普遍較高，個(gè)別混合花崗巖金元素豐度亦較高[7]。

4 成因類型及遠(yuǎn)景

政和馬侖頭金礦區(qū)的成礦元素與火山巖漿具有同源性，火山巖地層中成礦元素的背景值較高[4]。政和錦屏金礦區(qū)的火山巖Au、Ag含量遠(yuǎn)高于地殼平均值，黃鐵礦、方鉛礦的硫同位素組成δ34S變化于-0.4‰～+2.6‰，平均為+1.66‰，與火山巖中浸染狀黃鐵礦的硫同位素組成δ34S=+2.7‰非常接近，說明成礦物質(zhì)與火山巖同源，都為巖漿來源[1]。那么，可知政和地區(qū)晚侏羅～早白堊世金礦由火山巖漿作用形成。錦屏地區(qū)的石英包裹體成分以水為主，達(dá)90%以上，表明礦化介質(zhì)為熱水溶液。錦屏礦化帶石英及其包裹體氫氧同位素顯示δD值為-46.0‰～-74.0‰，δ18O值為+3.55‰～+4.78‰，與浙閩粵沿海一帶中生代地表平均大氣降水氫氧同位素組成δD≥-50‰、δ18O≥-7.5‰相近，在δD-δ18O投影上非常接近大氣降水線，表明成礦熱液以大氣降水為主[1]。這些表明成礦物質(zhì)中混有大量大氣降水。

政和地區(qū)晚侏羅—早白堊世金礦的圍巖蝕變以中低溫蝕變?yōu)橹鱗1,4]，采用礦化帶石英爆裂法測得主要成礦期溫度在280℃～206℃。利用閃鋅礦FeS含量，據(jù)Seott和Bornes圖解，求得礦區(qū)閃鋅礦的成礦壓力為60MPa，相當(dāng)于2.0km深度，即為淺成環(huán)境。

福建政和地區(qū)屬太平洋成礦域，環(huán)太平洋成礦域是全球三大淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V域之一。絕大多數(shù)淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V床形成于中生代和新生代[8]。淺成低溫?zé)嵋航鸬V形成溫度是小于300℃的低溫，形成深度是小于2km的淺部，成礦流體為低鹽度，以大氣降水為主，熱液活動主要發(fā)生在火山～淺成巖體系統(tǒng)淺部；金礦化作用主要與火山活動有關(guān)，礦化作用發(fā)生在火山活動晚期，最終定位于火山地?zé)嵯到y(tǒng)波及范圍內(nèi)[9]。因此政和地區(qū)晚侏羅～早白堊世金礦屬于淺成低溫?zé)嵋撼梢虻慕鸬V床。

政和地區(qū)中生代侏羅～白堊紀(jì)火山活動活躍，火山巖Au含量高于平均地殼，顯示了較好的遠(yuǎn)景。淺成低溫?zé)嵋航鸬V由于成礦淺，易被后期地質(zhì)活動改造、剝蝕。但淺成低溫?zé)嵋航鸬V與斑巖礦床往往成體系共生[10]，因此可在晚侏羅—早白堊世斑巖區(qū)尋找斑巖—淺成低溫?zé)嵋旱V床。

5 結(jié)論

（1）福建政和地區(qū)晚侏羅—早白堊世金礦與火山巖漿活動密切相關(guān)，大氣降水為熱液主要來源，成礦溫度較低，成礦深度淺，成因上屬淺成低溫?zé)嵋盒徒鸬V。

（2）政和地區(qū)中生代侏羅—白堊紀(jì)火山巖具有良好的找礦遠(yuǎn)景，考慮到后期改造剝蝕，可在斑巖區(qū)及附近加大找礦力度。