玻利維亞波托西市崗魯?shù)偌s斯礦區(qū)錫礦床地質(zhì)特征與成礦模式的探討

陳榮魁

(福建省第四地質(zhì)大隊(duì)，寧德，352100)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

玻利維亞共和國(guó)波托西市崗魯?shù)偌s斯礦區(qū)錫礦位于玻利維亞共和國(guó)波托西市東北部約35 km。地理坐標(biāo)：西經(jīng)65°31′58″～65°32′54″，南緯19°20′17″～19°20′59″。礦區(qū)地處安第斯山成礦帶中部，波托西銀山特大型銀礦的東部。區(qū)域內(nèi)廣泛出露奧陶系、白堊系，其中白堊系砂巖為主要貯礦圍巖。褶皺構(gòu)造發(fā)育，褶皺軸總體走向?yàn)楸蔽?。斷裂?gòu)造以北西向?yàn)橹鳎睎|向次之。侵入巖主要為斜長(zhǎng)花崗巖，呈巖株?duì)?，出露于礦區(qū)西南部的波托西市區(qū)西南部。

區(qū)域礦產(chǎn)資源豐富，主要礦產(chǎn)有銀礦、錫礦、銅礦等。其中崗魯?shù)偌s斯礦區(qū)錫礦床早在20世紀(jì)已有百年的開(kāi)采歷史。

圖1 崗魯?shù)偌s斯礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig.1 Geological sketch map of Gangludiyuesi deposit in Bolivia1—白堊系上段紫紅色細(xì)砂巖夾砂巖；2—白堊系下段灰白色石英砂巖、細(xì)砂巖；3—奧陶系石英砂巖、砂巖、粉砂巖、頁(yè)巖互層；4—斜長(zhǎng)花崗斑巖；5—正斷層及編號(hào)；6—壓性斷裂及編號(hào)；7—產(chǎn)狀；8—錫礦體

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層簡(jiǎn)單，由老至新主要出露地層為奧陶系、白堊系(圖1)。

奧陶系：主要分布于礦區(qū)東、西側(cè)，巖性主要為灰白、灰色中細(xì)粒石英砂巖、砂巖、粉砂巖、頁(yè)巖互層。總體呈北西走向，傾向以西傾為主，部分地段傾向東，常見(jiàn)有小褶皺。與白堊系呈斷層接觸。

白堊系：為礦區(qū)主要含礦層位，根據(jù)巖性組合、接觸關(guān)系可分為上、下2個(gè)巖性段。其中白堊系下段出露于礦區(qū)東部，巖性主要為灰白色細(xì)粒石英砂巖、細(xì)砂巖、砂巖等?？傮w走向北北東，傾向北西西，傾角10°～18°,巖層厚度大于150 m。該段為錫礦主要貯礦圍巖。白堊系上段分布于礦區(qū)中部，巖性為紫紅色細(xì)砂巖夾砂巖，總體走向北北東，傾向北西西，傾角10°～18°。上、下段為沉積不整合接觸。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造以斷裂為主，局部見(jiàn)褶皺構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)見(jiàn)3條斷裂，為破礦斷裂。各斷裂地質(zhì)特征分述如下。

F1斷裂：位于礦區(qū)西部，處于奧陶系和白堊系上段之間的斷裂。長(zhǎng)約650 m，總體走向310°～333°，傾向以南西為主，局部北東，斷裂面呈舒緩波狀，傾角45°～81°。該斷裂為早期壓性斷裂，中部被F2斷裂錯(cuò)斷，斷距約130 m。

F2斷裂：出露于礦區(qū)西部，延伸長(zhǎng)約200 m，總體走向62°，斷面較平直，切錯(cuò)F1斷層，為壓性斷裂。

F3斷裂：出露于礦區(qū)中部，為張性斷裂。延伸長(zhǎng)約90 m，總體走向24°，傾向南東東，傾角76°～79°。斷裂帶中構(gòu)造角礫巖發(fā)育，并見(jiàn)有后期石英脈充填，具硅化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化蝕變。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造規(guī)模較小，主要發(fā)育在礦區(qū)西部的奧陶系中。

2.3 侵入巖

區(qū)內(nèi)主要出露斜長(zhǎng)花崗斑巖。根據(jù)其產(chǎn)狀劃分為緩傾角斜長(zhǎng)花崗斑巖和陡傾角斜長(zhǎng)花崗斑巖。

緩傾角斜長(zhǎng)花崗斑巖：在地表沿北西向呈巖瘤狀斷續(xù)出露，單個(gè)巖體長(zhǎng)180～590 m，寬170～430 m。近順層侵入于白堊系上段與下段的接觸部位，向西、南西西緩傾，傾角10°～30°。為貯礦層位的頂?shù)装?，是重要的控礦因素，亦為礦區(qū)內(nèi)重要的找礦標(biāo)志。未發(fā)現(xiàn)該類(lèi)巖體存在切割、破壞礦體的現(xiàn)象。

陡傾角斜長(zhǎng)花崗斑巖：位于礦區(qū)東南側(cè)，在地表呈脈狀出露，寬約2 m，局部膨脹寬約20 m，可控制延伸大于200 m，走向347°～357°,傾向南西西或北東東，傾角70°～90°。推測(cè)該類(lèi)巖體晚于緩傾角斜長(zhǎng)花崗斑巖巖體，對(duì)礦體具有一定的破壞性。

2.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變主要發(fā)育于斜長(zhǎng)花崗斑巖體的上下接觸帶部位，主要見(jiàn)有黃鐵礦化、硅化、碳酸鹽化、鏡鐵礦化等。錫礦體附近黃鐵礦化較強(qiáng)，而礦體兩側(cè)黃鐵礦化相對(duì)較弱。硅化一般較弱，于礦體處局部見(jiàn)有強(qiáng)硅化，由礦體頂?shù)装逋庾內(nèi)?。碳酸鹽化一般呈團(tuán)塊狀，在礦體處碳酸鹽化較強(qiáng)，而兩側(cè)碳酸鹽化相對(duì)較弱；鏡鐵礦化呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀等產(chǎn)出。黃鐵礦化、硅化、碳酸鹽化與礦體關(guān)系較為密切。

3 礦床特征

3.1 礦體形態(tài)、規(guī)模

礦區(qū)內(nèi)初步圈出5個(gè)礦體，其中 2個(gè)主礦體，3個(gè)小礦體。礦體均呈薄板狀或薄層狀產(chǎn)出(圖2)。

圖2 崗魯?shù)偌s斯礦區(qū)地質(zhì)剖面示意圖Fig.2 Sketch map of geological section of Gangludiyuesi deposit in Bolivia1—白堊系上段；2—白堊系下段；3—斜長(zhǎng)花崗斑巖；4—紫紅色細(xì)砂巖夾砂巖；5—灰白色石英砂巖、細(xì)砂巖；6—硅化帶；7—錫礦體及編號(hào)；8—采空區(qū)；9—鉆孔

3.1.1 Ⅰ錫礦體

為礦區(qū)內(nèi)主礦體，分布于8～11線(xiàn)，位于緩傾斜長(zhǎng)花崗斑巖下接觸帶。呈薄層狀，總體傾向?yàn)?62°～295°，傾角8°～28°。為淺灰色、灰色錫石硫化物型礦體?？刂颇媳遍L(zhǎng)500～800 m，東西寬200～580 m。礦體貯存標(biāo)高4 207～3 947 m，東部礦體出露地表，往西延伸，礦體最大埋深約252 m，礦體厚度一般1.05～4.88 m。錫品位為0.26%～1.40%(鉆孔)，淺層采坑內(nèi)錫品位最高達(dá)5.89%。其頂、底板與圍巖界線(xiàn)較明顯。

3.1.2 Ⅲ錫礦體

為礦區(qū)內(nèi)主礦體，分布于0～4線(xiàn)，控制南北長(zhǎng)250～540 m、東西寬270～440 m。礦體呈薄層狀，厚度一般為1.20～1.30 m，局部為1.60 m，總體傾向?yàn)?60°～295°，傾角7°～16°。錫品位1.08%～5.59%。

其它3個(gè)小礦體毗鄰于Ⅰ、Ⅲ錫礦體，相距2～15 m，產(chǎn)狀近平行。呈薄層狀，其厚度一般為1.05～2.25 m，傾向?yàn)?67°～291°，傾角8°～29°。礦石類(lèi)型與Ⅰ、Ⅲ礦體相似，但連續(xù)性較差。

3.2 礦石的礦物成分

區(qū)內(nèi)錫礦石的礦物成分包括金屬礦物、脈石礦物。主要礦物組成及其相對(duì)含量(表1)。

表1 綜合樣主要礦物組成及其相對(duì)含量

3.2.1 金屬礦物

主要的金屬礦物為黃鐵礦，其次為錫石、閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、銅藍(lán)、毒砂，以及磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等。

錫石：人工重砂中錫石大致有2種顏色(雙目體視顯微鏡下)，一種為無(wú)色透明，或略帶粉紅色調(diào)，另一種為淡蠟黃色或淡棕褐色，以淡蠟黃色者為主。將重砂置于鋅板上，滴加鹽酸，可見(jiàn)錫石很快出現(xiàn)錫鏡反應(yīng)，在錫石顆粒表面覆蓋一層銀灰色的金屬錫膜。錫石形態(tài)以他形粒狀為主，部分呈半自形或四方柱狀。主要呈浸染狀散布于石英等脈石礦物集合體中。與他形粒狀的黃鐵礦有一定的正相關(guān)關(guān)系，多分布于他形黃鐵礦周邊的脈石礦物集合體中，部分被黃鐵礦包裹。與半自形-自形粒狀的黃鐵礦的嵌生關(guān)系相對(duì)較弱，在這些相對(duì)較自形的黃鐵礦周邊相對(duì)較少發(fā)現(xiàn)錫石。

錫石按其嵌布粒度，大致分為2類(lèi)。一類(lèi)主要在0.03～0.05 mm，多呈散粒狀嵌布于石英等脈石礦物中；另一類(lèi)主要在0.03 mm以下，多嵌布于黃鐵礦周邊的石英等脈石礦物集合體中，或嵌于黃鐵礦邊部，部分被黃鐵礦包裹(表2)。

表2錫石的嵌布粒度統(tǒng)計(jì)

Table2Embeddinggranularitystatisticsofthetinore

粒級(jí)范圍(mm)分布(%)累計(jì)(%)>0.1520.80.80.152～0.0745.36.10.074～0.03730.236.30.037～0.01935.7720.019～0.01013.385.30.010～0.00511.396.6<0.0053.4100

黃鐵礦：黃鐵礦是礦石中最主要的金屬礦物，約占礦石總量的45%。是構(gòu)成塊狀構(gòu)造礦石的主體礦物。黃鐵礦以他形粒狀為主，部分為半自形粒狀，甚少部分呈自形晶。自形晶以立方體為主，少量呈五角十二面體。黃鐵礦嵌布粒度較粗，粗粒集合體可超過(guò)30 mm，單晶一般不超過(guò)3 mm。黃鐵礦嵌布粒度大多數(shù)在0.1 mm以上，其中小于0.1 mm的黃鐵礦粒度一般也在0.03 mm以上。

他形粒狀的黃鐵礦內(nèi)部常見(jiàn)包含石英等脈石礦物，部分錫石也被黃鐵礦包裹。與閃鋅礦、方鉛礦等硫化物接觸者，多見(jiàn)被閃鋅礦、方鉛礦交代侵蝕，局部交代強(qiáng)烈，呈交代殘余結(jié)構(gòu)。部分黃鐵礦可見(jiàn)加大邊結(jié)構(gòu)，反映黃鐵礦的成礦期至少有2期。

磁黃鐵礦、毒砂、黃銅礦：主要呈他形粒狀，磁黃鐵礦、毒砂含量甚少，分布于黃鐵礦邊部或粒間，粒度一般小于0.05 mm。黃銅礦多存在于黃鐵礦邊部或粒間，部分被黃鐵礦、閃鋅礦包裹，粒度一般小于0.03 mm。

氧化鐵礦物：主要為赤鐵礦、褐鐵礦，少量磁鐵礦。褐鐵礦多覆蓋于礦石塊體表面或裂隙中；赤鐵礦一般呈他形粒狀嵌布于石英等脈石礦物集合體中；偶見(jiàn)磁鐵礦，呈他形粒狀。

3.2.2 非金屬礦物

主要為石英、絹云母、高嶺石、蛋白石等，少量綠泥石、透閃石、長(zhǎng)石、方解石等。石英是礦石中主要的脈石礦物，多嵌于黃鐵礦及其集合體粒間或邊部，部分被黃鐵礦包裹；絹云母、高嶺石多充填于石英粒間，呈鱗片狀產(chǎn)出。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石主要為他形粒狀結(jié)構(gòu)、他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代侵蝕結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)等。錫石主要呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，部分具四方柱狀晶形，呈半自形-自形粒狀結(jié)構(gòu)。礦石主要為塊狀構(gòu)造、致密浸染狀構(gòu)造，其次為角礫狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造。

3.4 礦石中錫的貯存狀態(tài)

化學(xué)物相分析表明，礦石中的Sn主要以氧化物錫石形式存在，其次為硫化錫，少量為硅酸鹽中的Sn，膠態(tài)錫微量。錫的化學(xué)物相分析結(jié)果(表3)。

表3 錫的化學(xué)物相分析結(jié)果

3.5 礦石類(lèi)型

根據(jù)礦石氧化程度、金屬礦物組合和礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造3個(gè)方面劃分自然類(lèi)型。

氧化礦石：多見(jiàn)于地表及礦體上部采場(chǎng)中，礦石中黃鐵礦等硫化物含量不多，顏色為棕褐色，雜赭黃色、灰白色斑點(diǎn)。

原生硫化礦石：分布于地表以下20～50 m，呈灰白色、灰綠色，雜白色斑點(diǎn)。明顯可見(jiàn)黃鐵礦等金屬硫化物。

4 礦床成因與成礦模式

4.1 礦床成因

礦區(qū)位于南美洲安第斯成礦帶，礦體呈似層狀產(chǎn)出于區(qū)內(nèi)緩傾角的斜長(zhǎng)花崗斑巖的頂?shù)装逋饨佑|帶附近，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀相近，明顯受地層層位控制。礦石組分中金屬礦物含量較高，有益組分Sn以錫石礦物存在為主，少量為膠態(tài)錫、硅酸巖交代錫。錫石礦物多數(shù)嵌布于石英等脈石礦物周?chē)?，且伴有黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦等金屬硫化物礦化，說(shuō)明成礦物質(zhì)來(lái)源與成礦熱液有關(guān)。礦石包含結(jié)構(gòu)中的黃鐵礦包含錫石，交代侵蝕結(jié)構(gòu)與交代殘余結(jié)構(gòu)中閃鋅礦、方鉛礦侵蝕黃鐵礦，以及發(fā)育有硅化、綠泥石化、碳酸巖化等熱液蝕變，反映成礦物質(zhì)來(lái)源的多期性、熱液作用的持續(xù)性、熱液成分的復(fù)雜性；成礦溫度方面，膠態(tài)錫、細(xì)粒錫石以及低溫鉛鋅礦物等的出現(xiàn)，說(shuō)明成礦熱液為中低溫。礦石的塊狀構(gòu)造及致密的浸染狀構(gòu)造說(shuō)明成礦物質(zhì)來(lái)源較豐富，礦石的角礫狀構(gòu)造中膠結(jié)物成分以黃鐵礦等金屬硫化物為主，體現(xiàn)了熱液侵入的局部隱爆特征，以及弱應(yīng)力作用的特點(diǎn)。綜合分析認(rèn)為，緩傾角斜長(zhǎng)花崗斑巖侵入后期熱液充填交代是礦床的主要控制因素。

因此，礦床成因類(lèi)型初步認(rèn)為是受地層控制的巖漿期后熱液型錫石-硫化物礦床。

4.2 成礦模式

根據(jù)區(qū)域成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床形態(tài)特征、控礦因素等綜合分析，該礦區(qū)的成礦物質(zhì)來(lái)源于斜長(zhǎng)花崗巖脈侵入后期含有成礦物質(zhì)的殘余熱液。斜長(zhǎng)花崗巖脈沿白堊系上、下段沉積不整合薄弱面侵入后，對(duì)巖脈上下盤(pán)地層產(chǎn)生擴(kuò)張擠壓，侵入后期巖漿冷凝收縮，在巖脈接觸帶上下盤(pán)附近產(chǎn)生壓力釋放而產(chǎn)生順層釋荷裂隙，巖脈侵入后期含有豐富Sn、Pb、Zn等有益元素的成礦熱液沿釋荷裂隙充填交代形成錫礦床(圖3)。

圖3 崗魯?shù)偌s斯礦區(qū)成礦模式示意圖Fig.3 Metallogenic model diagram of Gangludiyuesi deposit in Bolivia1—白堊系上段；2—白堊系下段；3—斜長(zhǎng)花崗斑巖；4—紫紅色細(xì)砂巖夾砂巖；5—灰白色石英砂巖、細(xì)砂巖；6—硅化；7—錫礦體

5 結(jié)語(yǔ)

該礦區(qū)僅開(kāi)展淺部的地質(zhì)找礦工作。似層狀礦體的找礦標(biāo)志較明顯，以似層狀侵入的斜長(zhǎng)花崗斑巖為中心，其上下接觸帶硅化蝕變帶為貯礦層位。礦體形態(tài)、規(guī)模及其礦石品位變化較大，找礦標(biāo)志明顯，已初步探明1處中型規(guī)模礦床。推測(cè)深部還具有較好找礦遠(yuǎn)景。