新生代火山島弧型成礦地質(zhì)特征
——以印度尼西亞吉布吉斯多金屬礦床為例

符海明，羅小洪

（1.江西省地質(zhì)調(diào)查研究院，江西 南昌 330000；2.江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，江西 南昌 330000）

新生代火山島弧型多金屬礦床是環(huán)太平洋成礦帶中一個重要的礦床類型，環(huán)太平洋成礦帶也是世界上最大的全球性構(gòu)造成礦帶，環(huán)太平洋成礦帶的產(chǎn)金量約占世界金總產(chǎn)量的35%，主要有銅、鉛、鋅、金、銀等多金屬成礦。

崔敏利等[5]對“一帶一路”大型超大型金礦床地質(zhì)背景與成礦作用作出了研究，其中就包括了環(huán)太平洋成礦帶印尼的Grasberg和BatuHijau礦床，為與斑巖有關(guān)的礦床類型。

萬天豐[4]對亞洲大型礦床進(jìn)行總結(jié)時也對環(huán)太平洋成礦帶的礦床類型進(jìn)行了綜述。

徐增裕[2]對吉布吉斯礦床成因做出了分析，認(rèn)為成礦與火山-次火山作用有關(guān)，是否能形成斑巖型礦床值得探討。

近來隨著中國與印度尼西亞國際合作日益緊密，在印度尼西亞進(jìn)行礦業(yè)投資、開發(fā)的華人企業(yè)已不在少數(shù)，已有許多先行者對印尼的地質(zhì)及礦產(chǎn)情況作出研究，本文介紹的吉布吉斯（Cibugis）多金屬礦位于印度尼西亞西爪哇島西部，博哥縣（Bogor）北西方向，直距約28km，有公路經(jīng)盧偉良鎮(zhèn)（Leuwiliang）直達(dá)礦區(qū)，屬吉古德鎮(zhèn)（Cigudeg）管轄，交通十分方便，博哥經(jīng)高速公路至雅加達(dá)約60km。系華人在印尼已經(jīng)開采的礦床之一，筆者自2010年起斷續(xù)對在印度尼西亞從事礦產(chǎn)工作，本礦山即從預(yù)查到投產(chǎn)經(jīng)歷了數(shù)年時間，但由于礦山總體地質(zhì)工作較低，以邊采邊探的形式運(yùn)營，很多地質(zhì)問題沒有得到解決。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)位于太平洋板塊東南部印度尼西亞西爪哇中—新生代火山島弧帶西端，屬西爪哇近東西向博哥至吉古德漸新世—全新世火山鏈多金屬礦帶的一部分，吉布吉斯礦區(qū)正位于蘇丹馬尼（Sudamanik）火山機(jī)構(gòu)的南緣。

主要地層為漸新統(tǒng)—更新統(tǒng)陸相火山巖。巖性有中酸性，中性、基性陸相火山沉積巖、次火山巖及海相沉積巖。破火山口直徑約12km，中心由斑狀安山巖、英安玢巖組成，外圍主要由英安質(zhì)凝灰?guī)r、火山角礫巖、沉凝灰?guī)r等組成。

斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要有環(huán)火山弧形斷裂、近南北向張性、張扭性斷裂，北西向、北東向壓扭性斷裂。區(qū)域控礦斷裂構(gòu)造大多為近南北向斷裂，為區(qū)內(nèi)主要的控礦斷裂構(gòu)造，其長度可達(dá)幾～十幾千米。形成自北向南分布的巨扎墨（Cizamat）—吉布吉斯（Cibugis）—克拉瑪（Kramai）—巴都山（Batu）多金屬礦（Au、Ag、Pb、Zn、Cu等）成礦帶。

西爪哇區(qū)域成礦帶目前發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)資源豐富，主要有鉛、鋅、金、銀，其次是銅、鐵、粘土礦等，其中著名礦山有：古羅坦（Cirotan）金礦、邦科（Pongkor）金礦、國家金礦、辛加汗魯（Cikaharuan）銅鉛鋅礦床等。（圖1）

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層有漸新統(tǒng)海相沉積巖，主要為深灰色沉凝灰?guī)r，風(fēng)化呈灰白色，水平層理清晰，常見大型瓣鰓類化石，為礦區(qū)時代最老的地層單元，分布于礦區(qū)最南部，海拔高度約300m，產(chǎn)狀平緩，傾向SE、傾角10°左右。

圖1 西爪哇地區(qū)地質(zhì)略圖

更新統(tǒng)—上新統(tǒng)為中酸性火山角礫巖。主要分布于礦區(qū)中部、Ⅰ號礦體底板附近，呈扁豆?fàn)?、透鏡狀分布，長幾米～十幾米，厚度1m～3m。

火山角礫呈棱角狀、次棱角狀，角礫大小一般為幾毫米～十幾厘米，角礫成分絕大多數(shù)為中酸性凝灰?guī)r，膠結(jié)物為細(xì)粒碎斑狀英安質(zhì)凝灰?guī)r。

礦區(qū)大面積分布陸相火山成因的斑狀安山巖及英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r類，英安質(zhì)巖石呈淺灰，淺灰綠色，風(fēng)化后呈淺黃褐色、深黃褐色、淺紫紅色、淺猩紅色、灰白色、黑色（被錳質(zhì)污染）等，局部有球狀～扁球狀風(fēng)化特征。

斑狀安山巖呈淺～深灰綠色，斑晶為斜長石，斑晶大小幾毫米～1厘米。巖石結(jié)構(gòu)呈似斑狀，碎斑成分多為長石，晶體大小0.1cm～1cm。膠結(jié)物為凝灰質(zhì)。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于蘇丹馬尼火山機(jī)構(gòu)的南部邊緣，發(fā)育一組近南北向，長達(dá)十幾千米，寬幾千米的以張性為主的近南北向平行排列的斷裂帶，形成一條巨大的多金屬成礦帶。礦區(qū)正處于上述成礦帶的中段，礦區(qū)西部基本由大小3條近南北向斷裂組成（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦脈），走向北西350°～北東10°，傾角65°～85°，分別為12m～20m、2m～4m、1m～3m。礦區(qū)東面為3條北東向張扭性斷裂（Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ）號礦脈，走向北東45°左右，傾角70°～80°，礦區(qū)南部邊緣為近東西走向的Ⅳ號礦脈，規(guī)模較小。上述7條斷裂成為礦區(qū)內(nèi)主要的控礦斷裂，其中以Ⅰ號礦脈規(guī)模最大，長度超過1500m。

2.3 侵入巖

礦區(qū)內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)侵入巖體和巖脈。礦區(qū)深部是否存在次火山或淺成超淺成侵入巖脈、巖株或斑巖體，有待今后工作證實(shí)。

2.4 礦體地質(zhì)特征

（1）礦體規(guī)模及產(chǎn)狀

Ⅰ號礦體：走向NNW～NNE，傾向NE～SE，傾角65°～85°，探礦區(qū)礦體總長1680m，已控制長度1100m，厚度9m～23m，平均延伸150m～300余米。氧化層深度50m～100m，上部氧化的是金、銀礦體及硅、錳帽，下部為原生鉛鋅銀銅金礦體。

Ⅱ號礦體：為礦區(qū)首采，見礦長約400m，已沿脈采礦長200余米，見礦厚度1.6m～4.0m，平均2.0m，采礦垂直高20m，約3萬噸，走向350°，傾向NE，傾角70°～85°左右，厚度1.6m～2.5m（表1）。

（2）礦體形態(tài)特征

目前從已知（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅶ號）礦體觀察，其特征與印尼爪哇同類的火山熱液脈狀礦床極為相似，其容礦構(gòu)造大多屬火山機(jī)構(gòu)塌陷下沉及火山地震所產(chǎn)生的張性斷裂和張扭性斷裂。

從區(qū)域上看，礦區(qū)控礦構(gòu)造處于蘇丹馬尼環(huán)形火山機(jī)構(gòu)的西南邊緣，其規(guī)模較大，特別是Ⅰ號礦體，總長度斷續(xù)延長達(dá)3km以上（包括相鄰礦區(qū)）。

本礦區(qū)發(fā)現(xiàn)不同方向、不同規(guī)模的礦脈7條，總體走向近南北，并向NNW和NNE方向擺動。后期被NE向切割和錯動，分割成數(shù)個礦區(qū)或礦段。礦區(qū)正處在整個成礦構(gòu)造帶的中段，張裂規(guī)模最寬，延伸相對最穩(wěn)定的地段形成了較厚大的多金屬礦體。

（3）礦體礦石成分及變化特點(diǎn)

礦石礦物成分：主要金屬礦物有：方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦、少量黃銅礦、含銀方鉛礦、銀金礦及自然金等。脈石礦物有石英、綠泥石、含錳方解石、少見綠簾石。氧化帶中礦物主要為石英、玉髓、褐鐵礦、軟錳礦、粘土礦物等。

礦石品位變化：隨著礦體賦存的圍巖巖性的改變，礦石中的有用元素也隨之發(fā)生改變，所以每一礦體或同一礦體的不同地段的礦石鉛、鋅、金、銀、銅含量也不同。

Ⅲ號礦體：整個礦體屬以鉛、鋅為主，以金、銀為次的多金屬脈狀礦體。在地表及淺部水平方向上礦脈中部礦體鋅、銀含量較高。由礦體向南，礦石的含金量也有增高的趨勢。一般金含量高的地段，常出現(xiàn)在礦體的兩側(cè)及礦體頂、底板附近，特別是礦體上部氧化帶的次生富集地段。在1號～7號勘探線的Ⅰ號礦體底板，可單獨(dú)圈出金品位大于3克/噸的金礦體。

鉛鋅礦化在礦體中部富集，常集中于厚大礦體的中心張裂處，與成礦期的強(qiáng)硅化關(guān)系密切，往往靠近礦體的中上部出現(xiàn)大量致密塊狀粗晶方鉛礦（可達(dá)3×3×3cm），但礦體地表幾乎全被氧化，僅在見有0.5×0.5×0.5m3的風(fēng)化殘留的富銀鉛鋅礦石（Ag含量大于200克/噸）。在深100m以下，粗大結(jié)晶的鉛鋅礦體含Ag一般大于300克/噸。

Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ號礦體是以金為主的礦體，淺部全部為氧化礦，氧化深度大（＞100m），目前投入的探礦實(shí)物工作量較少，已知的，（圖2）。

（4）伴生元素

氧化帶經(jīng)過地表水的淋濾作用，硫化物、鉛鋅礦物大量氧化流失，礦體有用元素以金和銀為主，局部為錳、鎘等稀有元素。原生礦體是以銀為主，鉛、鋅、銅、金為伴生有益元素。

（5）礦化圍巖蝕變

原生多金屬礦脈狀礦體近脈蝕變，主要為強(qiáng)硅化、黃鐵礦化、綠泥石化、少見弱綠簾石化及成礦晚期的硅化、方解石化及高嶺土化。一般來說，礦脈兩側(cè)一般有2m～3m厚的星散狀的黃鐵礦化帶，坑道探礦時見到這種強(qiáng)硅化、黃鐵礦化現(xiàn)象，就指示已靠近鉛鋅銀金礦體。其中硅化有兩個階段：早期硅化和晚期硅化，其中早期硅化對成礦更為重要，同時微細(xì)粒及條帶狀分布的黃鐵礦化對金的富集也起了重要作用。

圖2 礦體形態(tài)示意圖

（6）成礦元素富集基本規(guī)律

①氧化帶金主要富集于Ⅰ號礦體的頂?shù)装?金富集于Ⅰ號礦體的風(fēng)化淋濾帶中下部30m～60m的次生富集帶內(nèi)，富集于礦體壓扭性構(gòu)造空間、強(qiáng)硅化、黃鐵礦化蝕變巖中，呈微粒狀。自然金賦存于礦體裂隙中。礦石具條帶狀構(gòu)造。金在原生鉛鋅礦體中大多以少量銀金礦出現(xiàn)，其含量與鉛鋅銅含量高低無關(guān)。而與銀豐度關(guān)系明顯。②銀含量一般與金關(guān)系密切，這是因?yàn)榇嬖阢y金礦的緣故，特別在Ⅰ號礦體的氧化帶和石英脈型金礦體（Ⅱ號礦體）得到體現(xiàn)。此外，在Ⅲ號礦體中與銅成正相關(guān)。③銅在礦區(qū)中目前所見含量較少，特別是Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ號礦脈，僅在Ⅲ號礦脈中含量較高，基本達(dá)到銅的最低經(jīng)濟(jì)品位，有的礦段可達(dá)到平均1%的品位，可作為銅礦體開采，初步分析，這一現(xiàn)象銅的富集與安山玢巖強(qiáng)綠泥石化、硅化、黃鐵礦化有關(guān)。相反，當(dāng)銅品位增高時，礦體中的鉛鋅品位明顯降低，它們之間成明顯的反消長關(guān)系。④礦區(qū)地表及淺部（80m～100m左右）幾乎全部被氧化，變成“鉛黑土或錳土”流失。但在厚大的Ⅰ號礦體60m～120m深度，鉛鋅礦物在封閉條件較佳時，在赤道附近的熱帶雨林中，含腐質(zhì)酸和硅酸的地表及地下水也不能滲入其中，從而保存了大量的鉛鋅礦體。這點(diǎn)已在多條勘探線Ⅰ號礦體的氧化帶中見到的殘余鉛鋅富礦石而得到證明，它們在風(fēng)化的粘土或致密的硅化巖中，保存完好。⑤成礦元素的分帶性，水平分帶性：從目前所掌握的資料看，Ⅰ號礦體雖然主要以北北東方向的脈狀展布為主，但是礦體中心以鉛鋅銀為主，礦體外側(cè)（南、北端）以金為主，顯示出礦區(qū)中心部位深部可能存在與次火山侵入體有關(guān)的斑巖礦體的跡象。垂直分帶：從PD2和PD3號平洞I號礦體氧化帶—半氧化帶—原生帶，金、銀、錳含量逐漸遞減，鉛、鋅、銅含量逐漸遞增，同事出現(xiàn)細(xì)脈狀的黃鐵、黃銅礦化，顯示出深部有可能出現(xiàn)斑巖型礦體。

3 結(jié)論

吉布吉斯多金屬礦礦床具備幾個主要特征，即：火山構(gòu)造控礦、成礦規(guī)模大，一般為中—大型礦床居多，成礦元素以Pb、Zn、Cu、Au、Ag為主、礦體氧化深度大，形成氧化錳礦，其采礦難度較大、選礦流程技術(shù)復(fù)雜。礦床特征綜述如下：

（1）礦床受獨(dú)立新第三紀(jì)火山機(jī)構(gòu)邊緣斷裂控制，容礦構(gòu)造巨大，本文闡述的礦床Ⅰ號主礦化帶長度大于3000m，走向近SN，傾向偏NE或SE，傾角75°～85°。地表厚度3m～25m，延伸大于500m。成礦元素復(fù)雜，以Pb、Zn、Cu、Ag、Au、Mn為主，礦體水平分帶不大明顯，主要以Pb、Zn、Cu為主體，伴生Ag、Au。礦體垂直分帶十分明顯，上部為極深的風(fēng)化淋濾而形成的氧化帶，以Mn、Ag、Au為主，氧化帶深度變化大，隨地形、巖石結(jié)構(gòu)、成分及地下水活動強(qiáng)度而改變，一般由幾米～120m。由氧化帶～原生帶沒有明顯的界限，均呈交錯狀態(tài)，迅速改變。礦體中心多出現(xiàn)Pb、Zn、Ag、Au礦化，是受張性構(gòu)造空間控制，邊緣Au礦化多受到壓扭性構(gòu)造、硅化蝕變、黃鐵礦化制約。

（2）Ⅰ號礦體氧化錳的出現(xiàn)，原生錳應(yīng)該是與該礦有關(guān)的熱液錳，由于錳元素的活潑性，獨(dú)立的熱液錳礦床在自然界很少存在，這似乎也預(yù)示著，該礦床目前剝蝕程度非常低，目前地表及淺部發(fā)現(xiàn)的礦體，應(yīng)該是礦床的“頭發(fā)”，預(yù)示著深部還有較大的找礦潛力，是否深部存在隱伏斑巖體值得思考。