福建書坊地區水系沉積物地球化學特征及找礦遠景區劃分

羅時安

(福建省閩北地質大隊，邵武，354000)

書坊地區大地構造位于華夏地塊北武夷隆起區浦城—順昌基底隆起區中部，屬武夷山成礦帶浦城—順昌成礦亞帶內。通過分析書坊地區1 ∶5 萬水系沉積物元素地球化學特征及分布規律，結合區內成礦地質條件和已有礦床（點）分布特征，劃分了找礦遠景區，為區內找礦工作提供可靠依據。

1 研究區地質概況

研究區為1 ∶5 萬書坊幅，面積為457 km2。研究區位于崇安—石城北東向斷裂帶東側，南平—寧化北東東向構造-巖漿帶北側，浦城山下—順昌楊厝北東向韌性剪切帶貫穿全區，屬閩西北隆起帶的中段①福建地質調查研究院，福建省泰寧—建陽銅鉛鋅銀資源評價報告，2002。。區內地殼運動頻繁，經歷了基底變質、沉積蓋層的形成和構造變動、巖漿活動的長期多旋回發展演化過程。區域性斷裂（帶）控制著各地質構造單元邊界、各單元塊體的升降、巖漿巖帶和成礦帶的形成。

地層出露主要有古元古代黑云斜長變粒巖，黑云母（石英）片巖等，原巖為夾少量基-中基性火山巖的砂泥質類復理石，形成于活動-穩定大陸邊緣的淺海環境。新元古代原巖為砂泥質-碳酸鹽巖的變質巖，為較為穩定的陸緣淺海環境[1]。早侏羅世河湖沼相碎屑巖，晚侏羅世含火山碎屑河流碎屑巖，早白堊世酸性火山碎屑巖（圖1）。

圖1 研究區地質簡圖Fig.1 Geological sketch of the study area

構造巖漿活動強烈,主要形成于加里東期和燕山期，活動強度和規模較大，具有多階段、多期次活動特點。侵入巖大部分呈巖基、巖株產出，少數呈巖瘤、巖（墻）脈產出。巖性主要有正長花崗巖、二長花崗巖。受北武夷隆起區及浦城—順昌基底隆起區構造單元及崇安－石城北東向斷裂帶、浦城－尤溪北北東向斷裂帶的影響①福建省地質科學研究所，福建省金礦成礦特征和成礦預測研究，2001。，在區內主要形成一系列北東向、北北東向及北西向斷裂帶，為研究區形成豐富的金多金屬礦提供了充分的礦源、熱源及成礦空間。金、銅多金屬礦為研究區主要的礦種，目前已發現小型金礦床4 處，小型銅多金屬礦床1處，金礦點4 處，金礦化點3 處。其他有螢石、石墨礦等，分布較為局限。

2 元素地球化學特征

2.1 元素含量總體特征

研究區共采集了1 872 個水系沉積物樣品，采樣粒級為2.00 ～0.18 mm，分析了Au、Ag、Cu、Pb、Zn 等18 種元素，各元素的地球化學參數（表1）。

表1 研究區元素地球化學參數Table 1 Elemental geochemical parameters of the study area

相對于全省平均值而言，研究區水系沉積物中Cu、Cr、Ni 為強富集，Au、Zn、Co、Cd、F 為相對富集，Hg、W、Mo、Bi 相對貧化，其他元素與全省平均值大致相當。Cd 元素的變異系數大于1，Au、Bi、Pb、Zn、Ag、Mo 元素的變異系數為0.6～1.0，Cu、Sn、As、Hg 元素的變異系數為0.45～0.60，其余元素小于0.4，反映各種元素含量在空間分布上有一定的差異性。Au、Cu、Pb、Zn、Ag元素含量域較寬，表明該類元素參與了成礦作用。各元素含量頻數均為近似正態分布，且存在不同程度偏離。反映區內元素大部分均受后期地質作用疊加，經歷了不同的地球化學演化旋回，成礦元素Au、Cu、Pb、Zn、Ag 存在后期活化遷移、疊加富集。

2.2 不同地質單元中水系沉積物元素的含量特征

取統計樣本數大于30 的地質單元，將研究區劃分為下渡組、長林組、梨山組、龍北溪（巖）組、南山巖組變粒巖段與片巖段、大金山巖組變粒巖段與片巖段、晚侏羅世正長花崗巖、志留紀二長花崗巖等10 個地質單元。分別統計各地質單元中水系沉積物元素的平均值（表2），用以探討研究區內不同地質單元水系沉積物元素含量分布特征，為區內找礦查明相對有利地質單元。

表2 研究區地質單元中水系沉積物元素均值Table 2 Mean Value of the drainage sediments elements in the geological units of the study area

與全省平均值對比，區內長林組、大金山巖組變粒巖段中Au、As 等元素含量與研究區及其他地質單元對比明顯富集，是區內金礦成礦的有利地質單元。龍北溪(巖)組、南山巖組變粒巖段Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、Sn、W、Bi 等元素含量與其他地質單元相比明顯富集，是區內銅多金屬礦有利成礦地質單元。志留紀侵入體可能與金礦成礦元素受到構造巖漿活動富集成礦有關，燕山期侵入體可能與銅多金屬成礦元素受到構造巖漿活動富集成礦有關。Ag 元素在南山組黏土巖類中分布極不穩定，偏態明顯，可能與多金屬礦化有關[2]。

2.3 水系沉積物元素時間變化規律

以地質單元時間為軸，觀察各水系沉積物元素隨時間的變化而變化的規律，研究區內地球化學演化較為復雜，從老到新大部分元素含量呈逐漸緩慢降低，含量隨時間變化呈波浪狀分布的特征，各元素呈多處波峰波谷的特征，區內Au、As 等元素在大金山巖組變粒巖段、長林組形成峰值，Au 元素在志留紀二長花崗巖形成峰值區；Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、W、Sn、Bi 等元素在南山巖組變粒巖段、龍北溪(巖)組形成峰值，在晚侏羅世正長花崗巖形成次峰值區（圖2）。由此，可認定區內金元素成礦作用可能存在二期，即古元古代沉積-變質作用和加里東期巖漿熱液作用，銅多金屬成礦作用也存在二期，即元古代火山噴發沉積-變質作用和燕山晚期巖漿熱液作用。大多數研究者認為大金山巖組變粒巖段是研究區金礦主要的礦源層之一，加里東期構造巖漿活動使得金富集最終成礦[3-4]；南山巖組變粒巖段、龍北溪（巖）組是研究區銅多金屬礦的主要礦源層，燕山晚期構造巖漿活動使得富集成礦①福建省地質調查研究院，福建省泰寧—建陽銅鉛缽銀資源評價報告，2002。。

2.4 元素相關性特征

2.4.1 聚類分析

為了解元素間的相關性，使用DGSInfo 軟件對研究區的18 種元素按相關系數進行聚類分析[5]，得出聚類分析譜系圖(圖3)。以相關系數0.35 為界，結合異常所處地質礦產條件分析其組合分布規律。研究區劃分為3 個元素組合。Ag、Cd、Bi、Pb、Sb、W 組合反映了中-高溫熱液成礦作用與火山巖漿活動。Hg-Sn 組合反映了元素的富集與巖漿熱液成礦關系密切。As、Au、Co、Cr、Ni、Cu、Zn、Ba 組合反映了中低溫變質熱液成礦作用與北東向斷層控制明顯。

2.4.2 因子分析

為研究區內元素的相關性，對研究區水系沉積物18 個元素1 872 個分析數據進行演算。各元素的方差極大旋轉因子解，選取其累計方差貢獻率為73.36%（表3）。

研究區形成6 個元素組合。以因子載荷0.5 為界，元素組合為F1 為Cu、Pb、Zn、Ag、Cd、Co、Ni、Sn 正載荷組合，因子方差貢獻率為26.34%。表明了區內中、低溫熱液成礦作用的元素組合，與銅多金屬礦化有關。F2 為Co、Ni、Cr 正載荷組合，因子方差貢獻率為13.36%，表明可能與變質原巖為中基性巖有關。F3 為Sb、As 正載荷組合，因子方差貢獻率為10.66%，可能與研究區金活化富集有關。F4 為W、Bi 正載荷組合，因子方差貢獻率為9.08%，可能代表了區內高溫熱液成礦作用的元素組合。F5 為F、Ba 正載荷組合，因子方差貢獻率為7.32%，可能代表了研究區低溫熱液成礦作用的元素組合，可能與螢石礦化有關。F6為Au、Hg 正載荷組合，因子方差貢獻率為6.61%，可能代表了工作區低溫熱液成礦作用的元素組合，與金礦化有關。

2.5 元素異常特征

研究區內元素異常主要受地層、構造、巖漿巖的綜合影響。根據研究區1 ∶5 萬水系沉積物測量成果，異常主要指示主成礦元素的分布特征，多呈北東向帶狀分布，受地層、斷裂控制，在特殊地層、巖體位置異常明顯增高，是成礦有利地段。

2.5.1 典型礦床元素異常特征

研究區內工作程度較高的礦床有太陽山、銅鑼形（江墩）、中窯金礦和高車小型金礦以及大金山銅多金屬礦。這些礦床元素異常特征對研究區尋找相似礦床具有一定的參考意義。

太陽山金礦：破碎帶蝕變巖型，巖性以二云變粒巖、黑云變粒巖、石墨變粒巖為主，麻源群大金山巖組變質巖為主要的貯礦圍巖，金礦體主要受斷裂控制，黃鐵礦化同位素測定結果δ34S（‰）為5.34‰～8.46‰具正向偏離幔源的特點，表明硫源來自大金山組①華東有色地質勘查局八○七隊，福建省建陽縣太陽山金礦普查地質報告，1995。，加里東運動的巖漿巖，使金活化、轉移、富集成礦，水系沉積物異常元素組合為Au、Ag、Cu、Hg、Co、Ni，其中Au 異常強度規模較大，其他元素異常面積、規模均較小，與Au 異常濃度中外帶部分套合。

銅鑼形（江墩）金礦：破碎帶蝕變巖型，金礦體主要貯存于麻源群大金山巖組中，受北東向控制，元古代末期經區域熱動力變質作用使金元素活化轉移，形成初始礦源層，為金元素的富集階段[6]。加里東期的巖漿-構造活動頻繁，據前人資料[7]測得建陽大金山金礦（江墩礦段）含金石英脈的石英礦物包裹體Rb-Sr 等時線年齡為(419±6) Ma，為加里東期金礦床。異常元素組合為Au、Ag、Cu、Pb、Zn、As，以Au 元素異常為主，具多個明顯濃集中心。

此外，高車小型金礦床[8]顯示黃鐵礦化同位素測定結果δ34S（‰）為-11.4‰～9.9‰，表明硫源來自大金山組和多期次巖漿流體。

大金山銅多金屬礦：巖漿熱液型，礦體貯存于古元古代南山巖組中，燕山晚期石英斑巖、閃長玢巖脈發育，周邊有晚侏羅世正長花崗巖體，成礦熱液主要來源于燕山晚期巖漿[9]。北東-北北東向斷裂發育，銅多金屬礦化體均受該向斷裂或裂隙帶控制。異常元素組合為Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Cd，以Cu、Pb、Zn、Ag 異常為主，異常規模、強度大，具有多個異常濃集中心，套合好，局部有Au 異常，伴生元素異常主要有Mo、W、Co、Ni、As、Sb 等，剝蝕程度中等。

上述礦床的元素異常特征表明套合較好的Au、Ag、Cu、（Pb、Zn、As），Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Cd 組合異常分別是研究區金礦化、銅多金屬礦化重要的找礦標志。

在區域成礦特征、成礦要素的基礎上，建立了研究區以金、銅多金屬為主的成礦模式（圖4），展示了各種地質構造環境的不同成礦作用發育的2種重要礦床式及其相互聯系，更能直觀反映不同類型的礦床成因，為今后找礦提供依據。

圖4 研究區成礦模式圖Fig.4 Metallogenic model map of the study Area

2.5.2 主成礦元素異常特征

研究區內的主要成礦元素有Au、Cu、Pb、Zn、Ag，其中異常面積大于1 km2，且異常規模大于3 的Au、Cu、Pb、Zn、Ag 元素異常分別為10 處、3 處、2 處、2 處、2 處。

Au 異常：研究區圈定Au 異常42 處，主要分布區內北東向韌性剪切帶的西北側，規模較大異常主要分布于古元古代大金山巖組變粒巖段中，受北東向斷裂帶及北西向斷裂帶控制明顯。異常形態主要呈北東向、北西向、北北西向條帶狀和橢圓狀，次為不規則狀。江墩—中窯（Au25）、太陽山（Au17）一帶金異常強度、規模最大，貴溪—源頭一帶金異常強度、規模中等，空間上較為連續，表明研究區金礦化較為集中，金異常的分布與已知金礦床（點）的吻合度較高（表4）。剔除已有礦權范圍，異常強度較大、具有一定規模、成礦地質條件較好的金異常有Au1、Au19、Au21、Au22、Au24、Au30 等6 處。

表4 研究區主要Au 元素異常特征Table 4 Anomalous characteristics of Au in the study area

Cu、Pb、Zn、Ag 異常：據測區Cu、Pb、Zn、Ag 異常下限分別為55，110，220，0.3 g/t，分別圈定異常17，9，8，17 處(圖5)。異常主要分布于區內北東向韌性剪切帶的東南側大金山—唐科一帶，研究區內異常形態總體呈北東不規則條帶狀，次為橢圓狀，主要分布于古元古代南山巖組、次為新元古代龍北溪(巖)中，少量異常零星分布于古元古代大金山巖組中，受北東向斷裂帶控制明顯。大金山—唐科一帶銅多金屬異常強度、規模最大，與區內銅多金屬礦（床）點分布基本吻合（表5）。剔除已有礦權范圍，異常強度較大、具有一定規模、成礦地質條件較好的銅多金屬綜合異常有東徐銅多金屬異常（HS-13）、大金山銅多金屬異常（HS-14）2 處。

圖5 研究區主成礦元素異常剖析圖Fig.5 Anomaly map of main metallogenic elements in the study area

表5 研究區主要Cu、Pb、Zn、Ag 元素異常特征Table 5 Anomalous characteristics of Cu、Pb、Zn、Ag in the study area

3 找礦遠景區劃分

研究區內共圈定了水系沉積物地球化學綜合異常24 處（表6），多數綜合異常規模較大，組合復雜，具一定的濃集中心。結合區內控礦地質條件、成礦規律及礦產分布情況劃分了3處找礦遠景區（圖6）。

表6 研究區水系沉積物綜合異常特征Table 6 Comprehensive anomaly characteristics of river sediment in the study area

3.1 太陽山—花園嶺金礦找礦遠景區

遠景區位于測區中西部太陽山—花園嶺一帶，面積約45.5 km2。該遠景區內地層以古元古代大金山巖組為主，西南側分布于早侏羅世梨山組，有晚侏羅世正長花崗巖體侵入。區內構造以北西向-北北西向構造為主，東南部與北東向斷裂交會，成礦地質條件優越。

1 ∶5 萬水系沉積物綜合異常5 處分別為HS-8（甲2）、HS-9（乙3）、HS-10（乙3）、HS-11（乙2）、HS-15（乙2)及Au19、Au24 單金異常，主要為金綜合異常，呈北東向條帶狀展布，異常強度、規模較大。在HS-8 已發現了太陽山金礦床，前人在貴溪發現的金礦點，在HS-10（乙3）、HS-15(乙2)及Au-24(甲2)等以Au 為主的異常通過1 ∶1 萬土壤測量，證實了Au 異常存在，此次研究在小桃源、源頭發現了(金礦化)構造蝕變帶，說明Au 異常主要由金礦化引起。初步認為區內金礦床成因類型為破碎帶蝕變巖型。

3.2 華家山—江墩—湖橋金礦找礦遠景區

遠景區位于測區中北部華家山—江墩—湖橋一帶，面積約44.1 km2。該遠景區地層以古元古代大金山巖組為主，在中部烏沙壟、蓋源壟一帶，零星分布有晚侏羅世長林組。地層總體以北北東-北東走向，傾向南東為主。區內有志留紀二長花崗巖及各類中酸性巖脈侵入。區內構造以北北東向為主，多組構造顯示區內經歷多期多次的構造活動，為成礦形成了有利的構造條件。區內蝕變較發育，主要為硅化、絹云母化、黃鐵礦化。

1∶5 萬水系沉積物綜合異常5 處分別為HS-3（乙2）、HS-4（乙3）、HS-7（乙2）、HS-12（甲2）、HS-16（乙3)，主要為金異常，呈北東向條帶狀展布，異常強度、規模較大。在HS-3（乙2）、HS-7（乙2）、HS-12（甲2）均發現了金礦床（點），金異常主要由金礦化引起。區內已發現中窯、銅鑼形（江墩）等2 個小型金礦床，以及此次新發現的黃南、石嶺子金礦點和蓋源壟金礦點。初步認為區內金礦床成因類型為破碎帶蝕變巖型。

3.3 唐科—大金山—東徐銅多金屬礦找礦遠景區

遠景區位于測區東南部唐科—大金山—東徐一帶，面積約101.9 km2，出露元古代變質基底，主要有南山巖組和龍北溪（巖）組，為中深變質巖系。遠景區內燕山期侵入巖不甚發育，多沿斷裂帶或其旁側貫入，走向與斷裂構造線一致。區內北東-北東東向斷裂發育，北東東向推覆構造較為發育，尤以印支-燕山期為著，晚期以北西向左行走滑斷層為主。多組構造顯示該區經歷多期多次的構造活動，為成礦形成了有利的構造條件。區內蝕變種類多，主要為硅化、絹云母化、黃鐵礦化、綠泥石化。

1 ∶5 萬水系沉積物綜合異常6 處分別為HS-13（乙2）、HS-14（甲1）、HS-17（乙2）、HS-21（丙）、HS-22（乙3）、HS-23（乙3），異常元素齊全，主要為Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Cd 等組合，異常強度、規模均較大。具有較為典型巖漿熱液型銅多金屬礦異常組合，具有良好的地球化學找礦條件。已發現了唐科銅多金屬礦床，小坑龍銀多金屬礦點、東坑鉛鋅礦點，以及此次新發現的東徐銅多金屬礦點、巖前鉛鋅礦點，異常與發現的礦床點吻合度高，說明化學異常具有良好的找礦指示作用，初步認為礦床成因類型為巖漿熱液型。

4 結論

（1）研究區以富集成礦元素Au 為特征，Au、Ag、Cu、Pb、Zn 為主要成礦元素，金元素異常主要分布于區內北東向韌性剪切帶西北側，Cu、Pb、Zn、Ag 元素異常主要分布于區內北東向韌性剪切帶東南側。

（2）研究區內Au、As 等元素在大金山巖組變粒巖段、長林組形成峰值，Cu、Pb、Zn、Ag、Cd等元素在南山巖組變粒巖段、龍北溪(巖)組形成峰值，結合區內典型礦床研究分析，認為金礦主要貯存在大金山巖組變粒巖段，成礦期為加里東期。銅多金屬礦主要貯存在南山巖組變粒巖段，主成礦期為燕山期。

（3）研究區是Au、Cu 多金屬找礦潛力區，北東向斷裂帶及其兩側北西向、北東向構造交會處及已知礦床外圍Au、Cu 等成礦元素富集區是尋找Au、Cu 多金屬礦的有利地段。高強度大規模的Au、Ag、Cu（Pb、Zn、As），Cu、Pb、Zn、Ag、Au、Cd 組合異常分別是研究區金礦化、銅多金屬礦化重要的找礦標志。

（4）結合區內控礦地質條件、成礦規律及礦產分布情況，圈定了太陽山—花園嶺金礦找礦遠景區、華家山—江墩—湖橋金礦找礦遠景區、唐科—大金山—東徐銅多金屬礦找礦遠景區。