时间：2022-10-20 02:01:42
摘要：丁家山铅锌矿床处于闽中裂谷带的南段，中生代盖层之下的古老含矿建造以“天窗” 形式暴露于地表，龙北溪组上段的绿片岩为区内主要含矿层位。矿床具有多期次海底火山喷发—沉积旋回特征，燕山期花岗质岩浆岩的侵入活动对矿床的后期热液叠加改造较为明显。
关键词：闽中裂谷带，层控，块状硫化物，热液叠加改造
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
自上世纪90年代以来，对丁家山铅锌矿的矿床模式一直存在有较多不同的观点，较早期学者认为是矽卡岩矿床，丁家山3-15线详查地质报告中认为该矿床属海底火山喷发作用有关的块状硫化物矿床，张术根等人则认为是接触交代变质矿床[1]。本文将丁家山矿床与几种主要成矿模式进行对照剖析，归纳出矿床的主要成因类型。
1、 区域地质概况
丁家山铅锌矿床隶属福建省尤溪县梅仙铅锌矿区，位于福建省尤溪县城北东约15公里处。矿区在大地构造位置上居华南褶皱系东部，按福建省区域地质志[2]的划分，隶属闽东火山断拗带构造单元。位于政和一大埔深大断裂、沙县断裂、顺昌—莆田断裂三条区域性断裂的交汇部位，或称闽中裂谷带的南段。
矿区地壳构造演化历程共经历了晚元古代—早古生代、晚泥盆世—中三叠世、晚三叠世—白垩纪、新生代四个发展期，形成四个构造层，相应具有扬子—加里东阶段、海西—印支阶段、燕山阶段、喜马拉雅阶段四个构造旋回。造成了周期性多旋回的沉积建造、构造运动、变形变质、火山喷发及岩浆侵入等活动。
图1 闽中及邻区大地构造位置图[4]
闽中裂谷带是中新元古代时期在华夏古陆基础上发生裂解，在强烈的裂解拉伸作用下，裂谷中形成了一套由基性的大陆拉斑玄武岩和酸性的长英质火山岩组成的“双峰式”火山岩系和碳酸盐岩及与古裂谷环境有关的块状硫化物矿床。此后，裂陷和火山作用减弱，接受了龙北溪组砂质、碳酸盐岩与泥质一半泥质为代表的浅海沉积建造。至晋宁运动裂谷闭合，沉积地层经变形变质形成绿片岩相岩石。裂谷带中的矿产主要产于龙北溪组绿片岩中，以块状硫化物型铜铅锌银矿为主。
区域内广泛分布中生代陆相碎屑沉积岩、火山岩、火山碎屑沉积岩。由于基底隆起过或后期断裂作用，导致大面积中生代盖层之下的古老含矿建造以“天窗” 形式暴露于地表。“天窗” 内主要分布中新元古代大岭组、龙北溪组浅变质岩和晚古生代碳酸盐岩[3]、含煤细碎屑岩、碎屑岩，是区内重要的多金属矿富集区。
2、 矿区地质特征
2.1 矿区地层
矿区地层为震旦系浅变质岩和侏罗系火山岩。震旦系地层主要为一套夹数层海相火山喷发—溢流产物的浅海相碳酸岩与沉积碎屑岩，自下而上分为龙北溪组和大岭组。其中龙北溪组又分为上中下三段，下段主要为云母石英片岩，上部夹数层大理岩透镜体，中段上部为云母石英片岩夹薄层大理岩。绿片岩主要由绿帘石透辉石片岩、绿泥石片岩、阳起石透闪石片岩等组成。绿片岩为区内主要赋矿层位，含数层多金属硫化物矿体。大岭组分为两段，下段底部为石英云母片岩及绢云母石英片岩，该层也是区内赋矿层位，上段由变质石英砂岩、石英岩、千枚状粉砂岩、千枚岩夹云母石英片岩等组成。侏罗系地层分为梨山组和长林组，前者主要岩性为千枚状粉砂岩、页岩、砂岩，后者岩性为泥质粉砂岩、厚层砾岩及中厚层凝灰质细砂岩、安山岩[5] 。侏罗系地层以不整合或断层接触关系覆盖于震旦系地层之上。
表1 丁家山矿区地层简表
2.2 矿区构造
矿区内基本构造轮廓为梅仙背斜，轴向呈NE65°，轴部由龙北溪组地层组成，产状平缓，两翼地层为大岭组，产状稍陡。梅仙背斜又可分为岩兜—丁家山—关兜背斜和峰岩背斜两个次级背斜。矿区内的诸多矿点，多分布在这两个次级背斜的轴部，其中丁家山铅锌矿就位于岩兜—丁家山—关兜背斜中。
区内断裂构造较发育，主要有北东向和北西向两组。断裂主要表现为地层和矿层的错断，局部见中、酸性斑岩脉充填，多为成矿期后断层。其中压扭性断裂对地层和矿层的错断明显。
2.3 矿区岩浆岩
区内岩浆岩活动不强烈，主要表现为燕山晚期酸性岩浆的侵入活动，多沿构造薄弱带北东向断裂侵入，呈岩脉、岩墙产出。局部地段接触带铅锌矿品位变富，表明此次侵入活动对矿化具有叠加改造作用。
2.4 矿体特征
矿区圈定的主要矿体有四个：Ⅲ-2、Ⅲ-1、Ⅱ、Ⅰ-3号矿体。矿体严格受地层层位控制，均赋存于震旦系龙北溪组上段的绿片岩层中，呈似层状、透镜状产出。产出部位为背斜的轴部或近轴部的两翼，产状与地层产状一致。矿体走向北东，向南西侧伏，倾角较平缓0°~17°。
图2丁家山矿区铅锌矿纵剖面图
3、成矿规律
3.1 海相火山喷发（溢）—沉积
根据闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等11个硫化物的硫同位素测定结果，除一个方铅矿样品的δ34S均为正值，并且在1.08~3.31‰的较小范围内变化。δ34S值平均为2.01‰，反映出铅锌等成矿物质来自地壳深部，具有深源硫特征。两个矿石样品中的石英δ18O平均值为1.56，与正常海水接近，反映成矿溶液与海水有关。
一般认为，从现代海底扩张中心喷出的热液流体是一种海水，当它以对流圈形式在洋壳中循环时已经与玄武岩发生了反应．形成了海底成矿热液。该模型已得到海水玄武岩反应实验、计算机模拟和对海底玄武岩观察的验证。
龙北溪组上段广泛分布绿片岩和大理岩，以及透辉石岩和硅质岩等浅海相碳酸盐及碎屑沉积物组成的浅变质岩层，它们是基性火山岩与海水相互作用的产物，具有典型的喷流—沉积矿床的岩性特征。矿床中各矿体呈层状、似层状或透镜状产出于地层中，矿体产状与地层产状一致，局部地段矿体的挠曲或褶皱形态也与围岩的变化完全一致。矿石一般为块状、层纹状、条带状．少数为浸染状、团块状。部分矿体具典型的“双层”构造，上部为层状矿体，下部为细脉状或含矿蚀变体。由图2可见各矿体上下分层明显，具典型的多期次喷发—沉积旋回特征。
矿体和矿石具有微层理．常具有顺层条带状、顺层揉皱等构造，这也是早期形成的矿层与岩层共同经受了后期构造运动影响的有力证据。
3.2 多金属块状硫化物矿
矿床位处闽中裂谷带的裂谷环境。与深源的含矿基性、酸性岩浆活动有关，具备形成块状硫化物矿床的地质环境[6]。
矿床中主要矿石矿物为黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、少量黄铜矿，均为硫化物多金属矿石。矿石一般为块状、层纹状、条带状，少数为浸染状、团块状。其中磁黄铁矿是对选矿不利的有害矿物，其分布极不均匀，在矿石中的含量一般为20～30%，但往往局部富集（如150米中段7线和9线上的Ⅲ-2矿体），含量高达50%以上，构成块状高硫矿石。含黄铁矿、磁黄铁矿较多的硫铅锌矿石的层纹状和条带状较为明显。
矿区内有4类产出形态各异的磁黄铁矿，多为单斜、六方混合相磁黄铁矿，其中单斜磁黄铁矿为六方磁黄铁矿的固溶体分离产物，指示矿区成矿为缓慢的降温过程[7]。
矿区中位于龙北溪组上段的各主要硫铅锌矿体，无论矿石物质组成或矿物组合的演化顺序都没有明显的差别，显示这些矿体是相同成矿系统的矿化产物[8]。
3.3 层控型矿床
层控矿床是受构造运动、沉积作用和岩浆活动的相互作用的结果，有部分层控矿床还受变质作用的影响，因而，层控矿床的时空分布规律与其特定的大地构造单元、含矿建造和岩浆活动的时间和空间演化规律有关[9]。