尤溪县铁炉亭矿区铅锌矿地质特征及其矿床成因分析
中图分类号：P618.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2011）22-0167-04
1 区域地质概况
矿区位于尤溪县县城方位261°直距约15.4 km，行政区划隶属尤溪县西城镇北宅村管辖。矿区面积约0.0879 km2。铁炉亭矿区铅锌矿位于闽中铅锌银多金属成矿集中区北西部边缘，位于区内白岩旗山～北宅南北向大断裂的北端，区域内地质条件复杂，断裂构造发育，岩浆活动强烈，矿床（点）较多，具有一定的成矿地质背景（如图1）。区域出露地层主要有前震旦系、二叠系、侏罗系。
2 矿区地质概况
铁炉亭矿区铅锌矿地形地质暨井上下对照图如图2所示。
2.1 地 层
矿区出露地层较简单，从老到新主要为侏罗系下统梨山组第二段（J1l2）、二叠系下统栖霞组（P1q）。分述如下：
①梨山组第二段（J1l2）：厚度大于83 m。主要分布在矿区的西侧，岩性为一套湖泊相沉积的灰～灰白色中细粒石英砂岩、长石石英砂岩、粗砂岩、粉砂岩夹细砂岩及泥岩。岩层产状走向23°，倾向北西，倾角约45°
②栖霞组（P1q）：厚度大于97.4 m。主要出露矿区的中部，为一套浅海～潮坪相细碎屑岩建造，其上界与双坑单元(J3S)中细粒石英二长闪长岩接触，下界总体上与侏罗系梨山组第二段（J1l2）地层呈断层接触关系。岩性主要为灰白色～深灰色中、厚层状含白云质灰岩、白云质灰岩和含硅质灰岩，大理岩化明显，含蜒类化石。岩层产状走向8~18°，倾向南东东，倾角约65°。
2.2 构 造
区域位于政和――大埔深大断裂南侧，南北向白岩旗山――北宅大断裂的北端，断裂构造发育，在空间上断裂分散展布，形成北东向、北西向、近南北向断裂带。其中北东向和北西向断裂对区域铅锌银多金属成矿具有控制作用。
区内构造较为简单，地层总体上为一单斜构造，断裂发现2条断层：北西向正断层（F1）和北北东向正断层（F2）。
F1正断层：位于铁炉亭的南西侧。断层性质为正断层，走向为北西向、倾向南西、倾角约60°。破碎带宽约5 m，地表出露长度大于280 m。
F2正断层：位于矿区西侧。断层性质为正断层，走向为北北东向、倾向北东东、倾角约66°。地表出露长度大于400 m。
2.3 岩浆岩
岩浆岩主要分布在矿区的东部、北西部及其外围地区。侵入岩有晚侏罗世梁坑序列双坑单元(J3S)中细粒石英闪长岩，灰～深灰色，块状构造，半自形粒状结构，主要成份为斜长石、钾长石、石英等，偶见有少量的暗色矿物。岩体与成矿关系密切。
3 矿床地质特征
铁炉亭矿区铅锌矿6线地质剖析图如图3所示。
矿区通过探槽、生产硐、采场等工程圈定铅锌矿体3个（即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体）。
Ⅰ号铅锌矿体：位于矿区西部，赋存于晚侏罗世梁坑序列双坑单元(J3S)石英闪长岩与二叠系下统栖霞组灰岩的外接触带（矽卡岩带）围岩裂隙中。由TC101、TC401、TC501、TC601、采场和1、2、3、5号硐控制，呈脉状、透镜状展布，产状5～28°/SEE∠61～67°。矿体规模沿走向长约305 m，沿倾向延深长度一般在70～170 m之间。矿体厚度在2.92～3.05 m之间，平均2.98 m，向深部逐渐变小，尖灭。本矿层直接顶底板均为矽卡岩。本矿体部分已被开采。
Ⅱ号铅锌矿体：位于矿区中部，赋存于晚侏罗世梁坑序列双坑单元（J3S）石英闪长岩与二叠系下统栖霞组灰岩的外接触带（矽卡岩带）围岩裂隙中。由TC201、TC301、TC402、TC502、TC602、TC701和3、4号硐控制，呈脉状、透镜状展布，产状351～15°/SEE∠62～66°。矿体规模沿走向长大于300 m，沿倾向延深长度一般在69～105 m之间。矿体厚度在2.81～3.20 m之间，平均2.98 m，向深部逐渐变小，尖灭。本矿层直接顶底板均为矽卡岩。本矿体部分已被开采。
Ⅲ号铅锌矿体：位于矿区东部，赋存于晚侏罗世梁坑序列双坑单元（J3S）石英闪长岩与二叠系下统栖霞组灰岩的外接触带（矽卡岩带）围岩裂隙中。由TC202、TC302、TC403、TC503、TC603、TC703和3、4号硐控制，呈脉状、透镜状展布，产状351～16°/SEE∠64～65°。矿体规模沿走向长约300 m，沿倾向延深长度一般在30－87m之间。矿体厚度在1.97～2.18 m 之间，平均2.02 m，向深部逐渐变小，尖灭。本矿层直接顶底板均为矽卡岩。本矿体未开采。
4 控矿因素分析
区域地层划分如表1所示。
4.1 地层岩性
矿区二叠系栖霞组地层中微量元素铅、锌等含量远高于地壳背景值及地区同类岩层值，可以断定，该地层是矿体的富集层位。矽卡岩矿体受围岩岩性控制，以硅质灰岩和富含钙质、炭质薄层的灰岩最利于矿液的交代，因为钙质和炭质化学性质活泼而硅质性脆易碎，便于矿液的进入。
4.2 构 造
构造是控制区内矿体诸多因素中的主要因素，构造运动及其形态，不仅可为Pb、Zn多金属矿的形成提供运矿、导矿和容矿空间，而且又是矿液运移直接或间接的驱动力。矿区内F2北北东向断裂切割深，属区域北北东向断裂带组成部分，是矿区内岩浆和矿液运移的主通道。区内次一级断裂、裂隙及层间破碎带，可为Pb、Zn多金属提供有利的容矿场所。
4.3 岩浆岩
本矿床的形成与石英闪长岩有成因关系。从区域地质条件分析，在岩体的接触带上，分布着许多矿点，如皇山、北宅等铅锌矿床，说明了这些矿点与此岩体有成因联系。从矿区的实际资料，石英闪长岩与钙质层（石灰岩、钙质粉砂岩）直接接触或相距较近，矽卡岩化和铅、锌矿化较强，形成比较集中、品位较富的铅锌矿体。这反映了本矿床形成与石英闪长岩关系密切。
4.4 围岩蚀变
区内构造和岩浆热液活动频繁且强烈，受其影响，岩石普遍发生蚀变，主要3条大蚀变带主体以矽卡岩化为主，可见有黄铁矿化、铅锌矿化。围岩中主要见大理岩化、矽卡岩化、以及硅化、绿帘石化、绿泥石化、黄铁矿化等。铅锌矿化产在其接触带及围岩裂隙中，呈脉状产出。这些蚀变均反映了中、低温热液的成矿特点。
5 成矿规律及找矿标志
5.1 成矿规律
该区内多金属矿的控矿构造包括北东东向陡倾角断层。矿（化）体分布严格受断层控制，主要产在陡倾角断层中的矿体形状多为透镜状。
区内陡倾角断层走向为北西向，倾向西南或北东东，倾角一般60~66°。断层带里常见碎裂岩，少见角砾岩。碎块和角砾主要呈棱角状，个别具钝化现象，显示断裂具压扭性特征。破碎带普遍具有硅化，硅化分布方式有两种，一种为团块状分布；另一种呈细脉状，细脉走向与断裂方向一致，在破碎带膨大部位见有与岩浆热液有关的铅、锌多金属矿化。
产在陡倾角断层中的矿体形状多为透镜状，长度30~170 m，宽度1.97~2.18 m（如图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体）。该类型矿体变化不大，矿体规模也较大。
5.2 找矿标志
综上所述，成矿区内多金属矿（化）体分布严格受断层控制，矿体规模与控矿断层的类型有关，多金属矿化类型主要为铅、锌。
构造标志：晚侏罗世梁坑序列双坑单元（J3S）中细粒石英闪长岩与栖霞组（P1q）的外接触带（矽卡岩带）及北西、北东向断裂是主要的控矿构造，也是成矿的重要部位。
铁（锰）帽标志：区内的多金属矿石主要含有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等金属硫化物矿物和石英、透辉石为主的非金属矿物，在地表经氧化作用分别形成了以褐铁矿为主的铁帽，以褐铁矿、硬（软）锰矿为主的铁锰帽，铁（锰）帽是多金属矿（化）体在地表出露的最直接标志。因此区内褐铁矿石、铁锰矿石分布地段，是找矿的重要标志。
矽卡岩标志：区内的透辉石（绿帘石）矽卡岩，是多金属矿的主要容矿岩石。野外识别矽卡岩的两个明显标志：一是颜色，呈深绿或深灰色；二是粒径，与围岩相比，矿物粒径较大。深的颜色和较大的矿物粒径是野外识别矽卡岩，进而寻找多金属矿的直接标志。
地层标志：区内二叠系栖霞组硅质岩作为通常为矿体的顶、底板，只要发现硅质岩，其附近一般就有多金属矿（化）体存在，是寻找多金属矿的间接标志。
地球化学异常标志：区内水系沉积物元素主要组合为Cu-Pb-Zn-Ag-As和Cu-Pb-Zn-Ag-Bi-Sn，以中温元素为主。据异常区资料，异常内带一般可指示地表矿（化）体存在。
6 矿床成因分析
6.1 矿石结构
结构有它形～半自形粒状结构、交代～充填结构、碎裂结构等。
它形～半自形粒状结构：硫化物闪锌矿、方铅矿等常呈它形、半自形、粒状相互嵌结。交代～充填结构：晚期硫化物矿物黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等充填于早期晶出的磁铁矿及脉石矿物之自由空间，有时磁铁矿及脉石毫无被置换之现象，有时同时见交代作用，形成交代～充填结构。碎裂结构：矿物后期受力挤压破碎发育碎裂结构。
6.2 矿石构造
矿石构造有团块状、条带状、浸染状、网脉状构造等。
团块状构造：为本区主要矿石构造。金属矿物闪锌矿、方铅矿等聚集成团块状集合体，形成团块状构造。条带状构造：金属矿物各自集成3～5 mm宽条带，分布于脉石矿物中。浸染状构造：金属矿物呈不规则之半自形晶，星散地分布于脉石矿物中，形成浸染状构造。网脉状构造：金属矿物呈纵横交错之网脉状、细脉状分布于脉石矿物中，形成网脉状构造。在1.97～2.18 m之间，平均2.02 m，向深部逐渐变小，尖灭。本矿层直接顶底板均为矽卡岩。本矿体未开采。
6.3 矿石类型
①矿石工业类型：矿体呈脉状、透镜状，无法分采分选，只宜划分为一种矿石工业类型；矿石中铅锌基本上共体，但通过一致的浮选工艺流程，均可获取满意的综合回收。因此矿石工业类型只划分为一种，即为铅锌矿石。
②矿石自然类型：按矿石构造及金属矿物含量可划分为团块状矿石、条带状矿石、浸染状矿石及网脉状矿石。
6.4 矿物成份及生成顺序
①矿石成份：根据矿石类型，主要有用金属矿物为黄铁矿、闪锌矿、方铅矿，脉石矿物为阳起石、石英等。其特征分别叙述如下。黄铁矿：为主要金属矿物，呈它形～半自形粒状，铜黄色，均质体，硬度较大，含量较多约60%～65%。方铅矿：为主要金属矿物，呈它形粒状，常见交代黄铁矿现象，灰白色，均质体，具三角凹坑，粒度为0.2～3 mm，含量约3%～5%。闪锌矿：为主要金属矿物，呈它形粒状，形成时间晚于黄铁矿与方铅矿，常见交代上述两种矿物现象，灰色，均质体，晶体中常包裹一些不规则状方铅矿晶体，大小为0.3～2 mm，含量约13%左右。阳起石：呈柱状、纤维状，常充填于黄铁矿粒间，绿色多色性，含量约15%左右。石英：呈它形粒状，常聚集呈小团块状分布，透明无色，含量约2～3%。
②矿物生成顺序：根据矿物成份相互关系，其矿物生成顺序为黄铁矿、阳起石、方铅矿、闪锌矿、石英。
6.5 矿石化学成份
根据化学分析结果，矿石化学成份为：其一，主要有用组分。矿石中主要有用组分为铅、锌，紧密共生。单个样品含铅品位最高3.43%，最低2.00%，全区平均2.69%；锌品位最高4.22%，最低2.73%，全区平均3.45%。其中Ⅰ号矿体平均品位：铅2.73%，锌3.42%；Ⅱ号矿体平均品位：铅2.65%，锌3.51%；Ⅲ号矿体平均品位：铅2.66%，锌3.41%。其二，伴生有益组分。经组合分析，本区伴生有益组分均未达到综合利用指标。其三，有害组分。经调查，目前在矿区范围内未发现有害气体等成分。
6.6 矿体氧化带发育情况
根据物相分析成果（见表2），结合探槽及生产硐观察，说明矿体氧化带不发育（铅锌氧化率≤10%。从表2中可见铅锌矿属硫化矿。
6.7 矿床成因类型
综合矿床特征，认为属于矽卡岩型中、低温热液的铅锌矿床。根据矿体形态、矿石组合类型、矿石结构构造、围岩蚀变等资分析，并参考火山岩型铅锌矿床成矿模式,认为矿床成矿过程大致为早期岩浆受后期热力作用的影响（如岩浆-构造热事件）,涌入地壳,使基底和沉积盖层温度升高释放同生沉积水,与地表和海盆中向下渗透的水相混合形成热水溶液,并向低温地段运移,途中溶滤、萃取分散在各地层中的铅锌等成矿物质形成含矿热液。含矿热沿导矿构造，经次级断裂（配矿构造）进入构造裂隙带（容矿构造）――岩石破碎、节理裂隙、构造虚脱等卸压部位。当上升的热液运移到此，因物理化学条件的突然变化（如卸压、火山作用等）。使成矿物质活化、迁移至初步富集，而又经后期热液蚀变作用使铅锌矿等成矿元素以硫化物的形式从含矿流体中不断沉淀析出，进一步富集成矿充填到构造裂带等地段。就矿区矿（化）而言，有利构造部位为岩层破碎、节理裂隙处，明显受北西、北东断裂伴生的次级断裂或裂隙所控制，矿石以半自形～他形晶粒状结构为主，且又具明显的交代结构和脉状构造，显示了构造裂隙带控矿和热液充填、交代的特征。且闪锌矿、方铅矿、黄铜矿及矿化蚀变类型组合绢云母化、硅化、绿泥石化、碳酸岩化、黄铁矿化等均属中～低温热液阶段结晶产物，因此，可以大致判定矿床成因类型应属中～低温热液裂隙带充填交代热液型铅锌矿床。
7 结 论
根据该区域相关地质、矿产和地球化学特征资料，大致了解区域成矿地质背景。通过1：2 000地质填图工作基本查明矿区地层层序、分布特征；基本查明岩浆岩种类、规模、形态产状及与成矿有关的岩性、岩相分布特点；基本查明主要构造性质、产状，基本查明控矿构造因素及矿化富集的构造条件，以及成矿后构造的破坏影响程度；基本查明与成矿有关的变质与蚀变特征及与矿化的关系。通过系统取样工程，基本查明矿体规模、形态、产状及厚度与品位变化情况，矿体的连续性基本确定，基本查明矿体中夹石及顶底板岩性分布情况；基本查明矿床氧化带特点，发育程度、范围、深度、矿物组合和可选性能。矿床成因类型应属中～低温热液裂隙带充填交代热液型铅锌矿床。
