湖南大義山硼礦床地質(zhì)特征及礦床成因分析

李昌元　戴塔根　舒國文　閆友誼

1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長沙，410083；

2.中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南長沙，410004

3.中化地質(zhì)礦山總局湖北地質(zhì)勘查院，湖北荊州，434020

湖南大義山硼礦床地質(zhì)特征及礦床成因分析

李昌元*1，2戴塔根1舒國文3閆友誼2

1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南長沙，410083；

2.中化地質(zhì)礦山總局湖南地質(zhì)勘查院，湖南長沙，410004

3.中化地質(zhì)礦山總局湖北地質(zhì)勘查院，湖北荊州，434020

提要湖南省大義山巖體為湘南地區(qū)重要的成礦巖體，不僅發(fā)現(xiàn)了一大批錫多金屬礦床，也是湘南地區(qū)最重要的硼礦區(qū)。大義山硼礦床受地層巖性、巖漿巖、構(gòu)造等控制。石炭系中上統(tǒng)壺天群為硼礦主要賦礦層位。富鎂的碳酸鹽巖是有利的成礦圍巖，富含硼、氟的大義山花崗巖體是成礦母巖，廣泛發(fā)育的節(jié)理裂隙是容礦構(gòu)造。該礦床成因?yàn)榈湫偷钠呃锲菏轿◣r型硼礦床。

大義山式花崗巖七里坪硼礦床控礦因素礦床成因

湖南省大義山巖體為湘南地區(qū)重要的成礦巖體，巖體內(nèi)及接觸帶不僅發(fā)現(xiàn)了一大批錫多金屬礦床，如大義山巖體東部接觸帶的大順窿鉛鋅礦、灰山坪錫多金屬礦、萬金窩錫礦，巖體內(nèi)的獅形嶺錫礦、師茅沖錫礦、臺子上錫礦等，而且在巖體接觸帶已探明一個(gè)大型、兩個(gè)中型硼礦床，并發(fā)現(xiàn)一批小型硼礦床、礦點(diǎn)，如七里坪大型硼礦和湯市、黃沙窿、上堡等中、小型硼礦床，成為湘南地區(qū)最重要的硼礦區(qū)。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

大義山地區(qū)處于華南褶皺帶南嶺成礦構(gòu)造帶中段北緣，郴州-邵陽北西向隱伏深斷裂帶、潘家沖-水口山基底斷裂與陽明山-大義山-上堡東西向基底斷隆帶交匯部位【1，2】，衡陽斷陷盆地南緣。大義山巖體因與李四光厘定的“大義山式構(gòu)造”【3】緊密相連，稱其為“大義山式”花崗巖。

區(qū)內(nèi)地層出露較齊全【4】，從寒武系上統(tǒng)至三疊系下統(tǒng)均有出露，其中志留系為一套深灰色、黃綠色板狀頁巖、變質(zhì)砂巖，與上覆地層呈不整合接觸。泥盆系至二疊系為淺海碳酸鹽相及濱海砂頁巖相沉積。其中，石炭系中上統(tǒng)壺天群為本區(qū)賦礦層位，其巖性：下部為淺灰色厚層狀細(xì)粒結(jié)晶白云巖夾白云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r；上部為白色致密狀白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖，局部夾灰?guī)r。在深部與花崗巖接觸部位形成鎂質(zhì)矽卡巖帶及硼礦體。

“大義山式”花崗巖體位于陽明山-塔山緯向構(gòu)造、耒陽-臨武經(jīng)向構(gòu)造和常寧-桂陽北西向構(gòu)造的交匯部位【5】。巖體北部與石炭系中上統(tǒng)壺天群接觸部位生成了大義山硼礦床。區(qū)內(nèi)發(fā)育了一系列上古生界線性褶皺，褶皺分布于“大義山式”花崗巖體周邊的各構(gòu)造層中。褶皺軸向多呈近南北向—北北西向展布，多為背斜線型緊密、向斜較開闊的侏羅山式褶皺，有西嶺背斜、雙安向斜、煙竹背斜、鹽湖向斜、回水灣背斜、常寧向斜、朱田向斜等（圖 1）。近巖體部位多被走向斷層所破壞而形態(tài)不完整。與硼礦關(guān)系密切的為煙竹背斜西翼和鹽湖向斜，往北延出礦區(qū)，南端被大義山巖體侵蝕，東翼被斷層破壞。在褶皺形成的同時(shí)，在水平擠壓應(yīng)力作用下形成共軛剪切裂隙及極發(fā)育的軸面劈理和產(chǎn)狀近水平的張裂隙，節(jié)理成群產(chǎn)出，形成密集硼礦帶。

圖1　大義山硼礦地質(zhì)簡圖Fig. 1 Geological sketch map of Dayishan boron deposit1.三疊系下統(tǒng)；2.二疊系上統(tǒng)；3.二疊系下統(tǒng)；4.石炭系上統(tǒng)；5.石炭系中上統(tǒng)壺天群；6.石炭系下統(tǒng)；7.泥盆系上統(tǒng)；8.泥盆系中統(tǒng)；9.志留系中統(tǒng)；10.志留系下統(tǒng)；11.寒武系上統(tǒng)；12.燕山早期第一次侵入巖；13.印支早期第一次侵入巖；14.向斜軸線；15.背斜軸線；16.實(shí)、推測地質(zhì)界線；17.不整合界線；18.實(shí)、推測斷層

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，自加里東期—燕山晚期均有活動，巖類齊全，從基性—中酸性—酸性均有，因多期次巖漿活動而形成復(fù)式巖體，其空間受基底構(gòu)造控制，大小巖體沿盆地周邊呈環(huán)帶狀分布，主要巖體有塔山巖體、陽明山巖體、大義山巖體、水口山巖體及其晚期巖脈（花崗斑巖、花崗閃長斑巖、偉晶巖、玄武巖）。其中燕山期酸性、中酸性巖分布最廣，與硼、錫、銅、鉛、鋅、鎢、金、銀等礦產(chǎn)關(guān)系密切【6～11】。礦床主要受斷裂構(gòu)造及巖體接觸帶等控制，沿基底斷裂帶分布于巖體及周邊，是湖南省硼、錫、銅、鉛、鋅、鎢等礦產(chǎn)的重要產(chǎn)地。

2　礦床地質(zhì)特征

“大義山式”花崗巖體周圍硼礦床多，下面以湖南七里坪矽卡巖型硼礦床為例，簡述其礦床地質(zhì)特征。

2.1礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露的地層為中生界三疊系、上古生界二疊系和石炭系及泥盆系、下古生界志留系。其中石炭系中上統(tǒng)壺天群為硼礦主要賦礦層位（詳見圖1），巖性以碳酸鹽巖為主，主要為白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)大理巖，局部夾大理巖。在深部與花崗巖接觸處形成含硼鎂質(zhì)矽卡巖帶或硼礦體。

礦床位于煙竹背斜西翼和鹽湖向斜東翼，斷裂不發(fā)育。

區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖為大義山巖體北體的一部分，同位素年齡為 94Ma，為燕山期的侵入體。巖性為細(xì)至中細(xì)粒斑狀黑云母花崗巖，富含硼、錫、銅、鉛鋅、鎢、金、銀等，為成礦提供了豐富的礦物物質(zhì)來源。

2.2礦體特征

七里坪硼礦賦存于大義山黑云母花崗巖體外接觸蝕變帶上。按其空間位置自下而上可分為Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ等6個(gè)礦體，其中Ⅰ1、Ⅰ2礦體為主要礦體。Ⅰ1礦體由5個(gè)礦體所組成，Ⅰ2礦體由8個(gè)礦體所組成。兩礦體相距甚近，Ⅰl礦體產(chǎn)于外接觸帶鎂質(zhì)矽卡巖中，Ⅰ2礦體產(chǎn)于鎂質(zhì)矽卡巖的頂部矽卡巖化白云石大理巖中。其共同特點(diǎn)是礦體厚度較大、較穩(wěn)定，品位相對較穩(wěn)定，但品位低。Ⅱ礦體位于Ⅰ2礦體的上部，賦存于白云石大理巖中的層間破碎帶中，礦體中的夾石和圍巖均是白云石大理巖，品位相對比Ⅰ2礦體高，礦體很不穩(wěn)定，由許多小礦體群組成，是僅次于Ⅰ1、Ⅰ2礦體的重要礦體。Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ礦體呈似層狀、透鏡狀，傾向約300°，傾角約25°，走向長1200～1600m，厚度1.00～26.93m，延深100～45m，B2O3品位5.00%～13.04%。主要礦體特征詳見表 1。Ⅱ礦體的上部依次為Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ礦體，它們都是由許多零星孤立的礦體群組成，礦體受層間局部發(fā)育的破碎帶控制；礦化常沿破碎帶中的近乎垂直方向發(fā)育的張性結(jié)構(gòu)面富集，因此，局部往往出現(xiàn)高傾角的、傾向長大于走向長的、斷續(xù)分布的囊狀礦體。總之，礦體形態(tài)極不規(guī)則，但礦體品位較高且穩(wěn)定，B2O3品位一般為8%～10%，最高為18.15%。圍巖為白云石大理巖，與礦體界線清楚。硼礦體深部賦存狀況如圖2所示。

圖2　七里坪硼礦8線剖面圖

Ⅰ1礦體：賦存于接觸帶中或接觸帶的上部。礦體南北長約1600m，東西寬600～700m。礦體厚度1.00～26.93m，B2O3品位5.00%～13.04%。礦體形態(tài)和礦化富集受巖體起伏和構(gòu)造發(fā)育程度的控制，基本形態(tài)為似層狀。傾向約300°，傾角約 25°。淺部礦體形態(tài)復(fù)雜，硼礦化不集中，礦化厚度大。礦體沿走向和傾向出現(xiàn)分叉、尖滅、再現(xiàn)、貧化等變化較頻繁。中深部的礦體形態(tài)趨于簡單的似層狀，沿走向和傾向變化亦較大，膨大、縮小，貧化、尖滅，在剖面上呈有規(guī)律的交替出現(xiàn)。相對礦化集中，品位較高，單獨(dú)的礦體規(guī)模大。

Ⅰ2礦體：是礦區(qū)僅次于Ⅰ1礦體的主要礦體。礦體位于Ⅰ1礦體的上部且通常與Ⅰ2礦體相靠近。礦體厚度1.00～11.95m，B2O3品位5.00%～11.85%。Ⅰ2礦體總體產(chǎn)狀與Ⅰ1礦體相同，傾向約300°，傾角約25°，僅局部地段起伏略大；礦體的分布范圍亦大致與Ⅰ1礦體相當(dāng)，即主要分布于礦區(qū)的淺部和中深部。礦體受外接觸帶和大理巖中之層間破碎帶控制，形態(tài)較復(fù)雜，沿走向、傾向變化均較大，尖滅再現(xiàn)頻繁；由南東向北西方向，礦體呈明顯的側(cè)伏出現(xiàn)；礦化富集部位通常出現(xiàn)在巖體界面平緩的部位，而當(dāng)巖體界面發(fā)生變化時(shí)，礦化往往變差。礦層頂?shù)装?，均為白云石大理巖，但底板常具弱的硼礦化。

Ⅱ礦體：位于Ⅰ2礦體之上，相距Ⅰ2礦體10～40m不等，由許多個(gè)小礦體組成。礦體受層間破裂構(gòu)造控制，呈似層狀，與Ⅰ2礦體近于平行產(chǎn)出。礦體形態(tài)、品位，厚度等的變化界于Ⅰ2礦體和上部零星礦體之間。礦體厚度變化較大，最厚達(dá)11.95m，最薄為1.00m，一般為3～7m左右。B2O3品位較穩(wěn)定，一般為6%～9%，最高為11.63%。礦石中含少量硼鎂鐵礦，很少見到矽卡巖礦物等，是其特征。

表1　七里坪硼礦床主要礦體特征一覽表Table 1 The characteristics of main ore body in Qiliping Boron deposit

2.3礦物特征及成礦階段

硼礦物主要為鎂硼石、硼鎂石、剎哈石和硼鎂鐵礦，次要礦物為氟硼鎂石、遂硼鎂石，金屬礦物有磁鐵礦、白鎢礦、藍(lán)輝銅礦、黃銅礦、砷黝銅礦、斑銅礦，碲鉍礦，鐵閃鋅礦、錫石、黑硼錫鐵礦等，脈石礦物主要為方解石、白云石，其次為矽卡巖礦物如硅鎂石、粒硅鎂石、透輝石、符山石等【12，13】。

Ⅰ1、Ⅰ2礦體以硼鎂石、鎂硼石及剎哈石為主，還有硼鎂鐵礦、氟硼鎂石等。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ礦體含硼礦物為鎂硼石、硼鎂石，硼鎂鐵礦含量甚少。

在垂向上距離巖體由近到遠(yuǎn)，硼鎂石、鎂硼石含量漸增，硼鎂鐵礦、氟硼鎂石明顯減少；在傾向上，從淺到深硼鎂鐵礦含量較為穩(wěn)定，氟硼鎂石含量逐漸增高，鎂硼石、硼鎂石則有減少的趨勢。

礦石結(jié)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)有3種：粒狀變晶結(jié)構(gòu)，柱狀變晶結(jié)構(gòu)和放射狀變晶結(jié)構(gòu)。

礦石的構(gòu)造有4種：浸染狀構(gòu)造、網(wǎng)脈狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

硼礦石的主要自然類型有3種【13】：①鎂硼石型：鎂硼石15%～30%，方解石70%～80%。粒狀變晶結(jié)構(gòu)、浸染狀構(gòu)造；②氟硼鎂石、鎂硼石、硼鎂鐵礦型：三種硼礦物含量相近，共占25%±，方解石75%±。柱狀、粒狀變晶結(jié)構(gòu)，放射狀纖維變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；③氟硼鎂石、硼鎂鐵礦型：二種硼礦物含量相近，共占50%±，方解石50%±。放射狀變晶結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造。

硼礦石的次要自然類型有4種【13】：①硼鎂石型：硼鎂石15%～30%，方解石70%～85%，有時(shí)含少量白云石。纖維變晶結(jié)構(gòu)、網(wǎng)脈狀構(gòu)造；②氟硼鎂石型：氟硼鎂石3%～5%，有時(shí)含其它硼礦物，方解石85%～90%。羽毛狀、柱狀變晶結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀構(gòu)造；③硼鎂鐵礦型：硼鎂鐵礦10%～15%，方解石85%～90%。放射狀纖維變晶結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造；④硼鎂石、硼鎂鐵礦型：兩種硼礦物共占10%～15%，方解石85%～90%，有時(shí)見少量白云石呈鎂硼石假晶。放射狀纖維變晶結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造。

根據(jù)礦物的穿插關(guān)系、礦物生成順序、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征，礦床成礦階段可分為巖漿期接觸變質(zhì)作用階段、堿質(zhì)交代作用階段、巖漿期后矽卡巖階段和中低溫?zé)嵋弘A段四個(gè)階段。

（1）巖漿期接觸變質(zhì)作用階段【14】：在巖漿侵位的同時(shí)，由于巖漿熔融體釋放出的熱能，使接觸帶附近的圍巖發(fā)生了廣泛的熱接觸變質(zhì)作用，形成了大面積的大理巖化，從而使本區(qū)的壺天群碳酸鹽巖在接觸帶附近重結(jié)晶為白云石大理巖、大理巖或白云質(zhì)大理巖。在此階段由于缺乏“透巖漿溶液”的參與，因此沒有形成巖漿期矽卡巖。

（2）堿質(zhì)交代作用階段【14】：大義山巖體形成之后，又開始了一個(gè)堿質(zhì)交代作用的新時(shí)期。堿質(zhì)交代作用在本區(qū)表現(xiàn)為條紋長石化，它不是鉀長石固溶體分解的產(chǎn)物。條紋長石化實(shí)質(zhì)上是一種鈉長石化，它是由于巖漿期后氣液中揮發(fā)分的差異所造成。起初HCl、FeCl2等揮發(fā)分較高的組分率先進(jìn)入圍巖，揮發(fā)分低的組分NaCl相對富集，并萃取了圍巖中的Al，成為鈉長石；爾后鈉長石沿雙晶面、解理面普遍交代鉀長石，形成條紋長石。

（3）巖漿期后矽卡巖階段【15】：根據(jù)礦物生成順序，可分為早、中、晚三期。

早期生成的是鎂橄欖石大理巖、鎂硼石方解石巖、透輝石矽卡巖，其中鎂硼石是本區(qū)最主要的礦石礦物。

中、晚期形成的是其他類型的矽卡巖，其中包括其它含硼方解石巖，并伴生有多種金屬礦物，這些礦一物疊加在早期矽卡巖礦物之上，構(gòu)成了復(fù)雜的礦物共生組合，并使礦石品位增高。

（4）中低溫?zé)嵋弘A段【15】：中低溫?zé)嵋鹤饔糜谝焉傻膲A質(zhì)交代巖和矽卡巖中，分別生成了兩種不同的交代蝕變巖。在巖體中，由于巖漿期后熱流體溫度的下降，酸性組分由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵⒃谌芤褐邢鄬Ω患?，因此巖體本身發(fā)生了強(qiáng)烈的淋濾作用，巖體頂部產(chǎn)生了云英巖化和絹英巖化，在矽卡巖中生成了蛇紋石化等退化蝕變巖。

3　礦床成因

3.1控制礦因素

3.1.1巖體對硼礦化的控制硼礦床與花崗巖有密切的成因聯(lián)系，無論是成礦物質(zhì)來源，還是賦存空間等方面，具有明顯的控制作用。

（1）硼礦床中主要成礦元素來源于巖體。硼在花崗巖類巖石中的豐度為9×10-6～10×10-6，大義山北體中的硼含量高出豐度值10倍，這表明復(fù)式巖體早期的硼背景值便比較高，晚期又進(jìn)一步富集。大義山復(fù)式巖體的形成過程，是由早期的略偏基性的花崗巖向晚期的正?；◢弾r的演化；晚期揮發(fā)組分的富集，是硼礦床形成的重要條件【14】。

（2）硼礦體受花崗巖體形態(tài)的控制。硼礦體主要分布于花崗巖體界面平緩之處。礦化富集與巖體界面的局部形態(tài)有密切關(guān)系。巖體形態(tài)在傾向上、走向上起伏變化較大。當(dāng)巖體產(chǎn)狀平緩時(shí)，硼礦體靠近花崗巖，礦體厚度大；當(dāng)巖體局部隆起時(shí)，礦化較差，且一般遠(yuǎn)離巖體；當(dāng)巖體出現(xiàn)局部界面拗陷時(shí)，則往往不具礦化。

（3）該區(qū)成礦巖體屬殼熔巖漿巖，是熔漿上侵到地表以下約5km的產(chǎn)物，為硼礦床的形成提供了適當(dāng)?shù)臏囟取毫Φ葪l件。大義山北體成巖溫度為 908～928℃，大義山硼礦床成礦溫度為390～620℃，硼礦床的形成溫度高，是巖體高溫作用所致【16】。

3.1.2構(gòu)造對硼礦化的控制（1）侵入體與圍巖呈“平蓋”接觸，即圍巖覆蓋于巖體之上，且接觸面與層面產(chǎn)狀大體相同，只有局部起伏。這種接觸關(guān)系對硼礦床來說是重要的成礦條件，因?yàn)樗斐傻姆忾]環(huán)境，防止了礦液逃逸。

在主要礦體的上部裂隙逐漸減少，硼礦溶液繼續(xù)向上運(yùn)移，在遇到粒度極細(xì)的白云石大理巖時(shí)，硼礦溶液運(yùn)移受阻而停留在受阻部位，并對細(xì)粒白云石大理巖進(jìn)行充分的交代，從而形成透鏡狀富礦體。

（2）礦體受接觸斷裂控制，在剖面上出現(xiàn)有規(guī)律的厚度變化，在接觸面傾角變陡的部位礦體變薄，變緩的部位礦體增厚（見圖2）。

（3）褶皺對硼礦床的控制：該區(qū)硼礦床主要賦存于煙竹背斜和鹽湖向斜。成礦時(shí)，較大的開放性斷裂構(gòu)造不發(fā)育，礦體與地層產(chǎn)狀近于一致，且產(chǎn)狀平緩，平均傾角20～25°。當(dāng)硼礦溶液自巖體頂部上升至褶皺轉(zhuǎn)折部位時(shí)，由于白云石大理巖為強(qiáng)滲透性巖石，硼礦溶液往兩翼流動，在褶皺翼部礦化有利部位形成硼礦體。

（4）層間裂隙對礦床的控制：在褶皺形成的同時(shí)，在水平擠壓應(yīng)力作用下，形成了共軛剪切裂隙及極發(fā)育的軸面劈理，節(jié)理成群產(chǎn)出，形成密集脈帶。

（5）侵入構(gòu)造對硼礦床的控制［16］：花崗巖體的侵入接觸構(gòu)造對硼礦體的產(chǎn)狀、形態(tài)、規(guī)模有著明顯的控制作用。侵入接觸構(gòu)造可分為似整合接觸構(gòu)造、“U”字型凹陷接觸構(gòu)造、局部上凸隆起和直（斜）交構(gòu)造4種。硼礦體主要賦存于局部上凸隆起和似整合接觸構(gòu)造部位。“U”字型凹陷接觸構(gòu)造易形成矽卡巖，有利于鎢、錫、銅等礦的富集，而與地層直（斜）交構(gòu)造部位則不利于成礦。

3.1.3圍巖對礦體的控制石炭系中上統(tǒng)白云石大理巖富含鎂，是硼礦成礦的有利圍巖。硼礦化均產(chǎn)于白云石大理巖、鎂質(zhì)矽卡巖中，其他地層中不具硼礦化或極微弱。

圍巖作為硼礦形成的屏蔽條件，是影響礦體形態(tài)、礦化富集等方面的重要條件。例如，淺部的礦體，由于蓋層薄，屏蔽條件差，礦化的構(gòu)造為半開放式，故礦化厚度大，礦化不集中，礦體形態(tài)復(fù)雜；深部的礦體，由于覆蓋厚，礦化構(gòu)造為封閉式，故礦化集中，礦體結(jié)構(gòu)簡單。

3.1.4變質(zhì)與蝕變對硼礦床的控制【16】從巖體往外，分為鎂質(zhì)矽卡巖帶、鈣質(zhì)矽卡巖帶、硼鎂質(zhì)矽卡巖大理巖化帶、硼鎂質(zhì)大理巖化帶和大理巖化帶。有明顯的水平分帶特征。

（1）鎂質(zhì)矽卡巖帶：發(fā)育于花崗巖與白云石大理巖接觸部位。帶寬0～5m。其礦物組合為：斜長石、透輝石、磁鐵礦、硅鎂石、蛇紋石、綠泥石、硼鎂石。

（2）鈣質(zhì)矽卡巖帶：在灰?guī)r發(fā)育地段，發(fā)育于花崗巖與灰?guī)r直接接觸部位。在云巖發(fā)育地段，發(fā)育于鎂質(zhì)矽卡巖外部，或缺失鎂質(zhì)矽卡巖帶，發(fā)育于花崗巖與白云石大理巖接觸部位，該帶厚0～5m。其礦物組合大致為：斜長石、石榴石、透輝石、符山石、硅灰石、方柱石、絹云母、綠泥石、方解石。鈣質(zhì)矽卡巖帶多疊加于鎂質(zhì)矽卡巖帶之上。

（3）硼鎂質(zhì)矽卡巖化大理巖密脈帶：出露于鈣質(zhì)矽卡巖外側(cè)或直接與花崗巖接觸，帶厚 0～30m。礦物組合大致為：方鎂石、鎂硼石、硼鎂鐵礦、氟硼鎂石、鎂尖晶石、硅鎂石、金云母、透閃石、斜長石、符山石、碳硼鈣鎂石、磁鐵礦、黃鐵礦、硼鎂石、蛇紋石、綠泥石、水鎂石、方解石、白云石。

（4）硼鎂質(zhì)大理巖化帶：分布于硼鎂質(zhì)矽卡巖化大理巖密脈帶的外側(cè)，帶厚數(shù)十米至百余米。該帶礦物組合較簡單，且以硼鎂鐵礦含量少和鎂硼礦、硼鎂石含量多，并多為富礦體為特征。礦物組合為：方鎂石、鎂硼石、硼鎂鐵礦、氟硼鎂石、硼鎂石、水鎂石、方解石。

（5）大理巖帶：分布于巖體最外側(cè)，厚度達(dá)百余米，主要為白云石大理巖，成分以白云石為主，另有少部分方解石。

上述5個(gè)帶，并非各地發(fā)育齊全，大多缺失1～2個(gè)帶，以硼鎂質(zhì)矽卡巖化大理巖密脈帶和硼鎂質(zhì)大理巖化帶與礦床關(guān)系最密切。如缺失這兩個(gè)帶則無硼礦存在。因此，這兩個(gè)帶為尋找硼礦的直接標(biāo)志。

3.2礦床成因

從巖漿侵位到矽卡巖及其礦體的形成，以及后期熱液蝕變的疊加等一系列成巖成礦作用，硼經(jīng)歷了漫長而又復(fù)雜的演化過程。

大義山巖體在其侵入活動中攜帶大量的硼、氟等成礦元素，當(dāng)侵入到壺天群白云質(zhì)灰?guī)r附近時(shí)，溫度可達(dá)600～700℃，圍巖在熱力作用下可形成各種角巖。同時(shí)巖漿中攜帶的硼、氟、硅、鐵等物質(zhì)在接觸帶與白云質(zhì)圍巖發(fā)生交代作用形成鎂質(zhì)矽卡巖，伴隨有少量的硼礦化。

在巖漿階段硼也可以類質(zhì)同象的方式置換硅酸鹽礦物中的硅、鋁，而進(jìn)入硅酸鹽礦物的晶格之中，并結(jié)晶出來。因?yàn)榕鹚崤c硅酸的結(jié)晶化學(xué)性質(zhì)相近，在硅酸鹽礦物中可以產(chǎn)生（BO4）5-與（SiO4）4-的置換。本區(qū)近礦巖體中的黑云母和斜長石都是硼的主要載體。因此硼在巖漿期一部分形成了電氣石，另一部分分散在造巖礦物中。

堿質(zhì)交代作用時(shí)期是硼的“浸出”時(shí)期。根據(jù)華南地區(qū)花崗巖成巖后堿質(zhì)交代作用的演化規(guī)律，可以推斷在巖體下部應(yīng)該出現(xiàn)鉀長石化帶。斜長石的鉀長石化和黑云母的鉀質(zhì)交代都可以浸出大量的硼，這些硼與早已存在于富硼氣液中的硼一起向上運(yùn)移，從而使礦床進(jìn)入了巖漿期后矽卡巖階段。

隨著巖漿分異作用的深入，硼、氟等揮發(fā)分組分進(jìn)一步富集，活動性愈來愈強(qiáng)，到巖漿后期至巖漿期后早期，硼、氟等揮發(fā)性組分主要沿白云石粒間和白云巖中的裂隙進(jìn)行滲濾交代，而白云石在高溫高壓氣化熱液作用下，分解為方解石和二氧化碳，同時(shí)釋放出鎂。這種釋放出來的 Mg2+，由于濃度大，是硼酸鹽礦物有利的沉淀劑，因而形成一系列的含鎂硼礦物（鎂硼石、硼鎂石、氟硼鎂石等），同時(shí)形成一系列的含鎂矽卡巖礦物（透輝石、硅鎂石、金云母等）。在這一過程中，鎂質(zhì)并未明顯的帶進(jìn)帶出，但鈣質(zhì)少有帶出，故圍巖中相對富鈣，沿裂隙多次產(chǎn)生鈣質(zhì)矽卡巖化【17】。富含揮發(fā)分硼的氣液、熱液和含鎂的白云石大理巖，再加之上述的控制礦因素為該區(qū)硼礦提供了有利成礦地質(zhì)條件，由于巖漿的多次侵入，每次侵入均攜帶硼、氟等元素，因而使硼礦化不斷地疊加改造，最終形成硼礦床。鎂質(zhì)矽卡巖發(fā)育于巖漿期后氣液—熱液階段，溶液滲濾交代白云石或雙交代所形成。典型的礦物有透輝石、硅鎂石、鎂硼石、硼鎂鐵礦、硼鎂石等。大義山地區(qū)的硼礦礦物組合特征，與此完全吻合。故該區(qū)硼礦床是一個(gè)典型的巖漿期后氣液一熱液階段形成的接觸交代（矽卡巖）型硼礦床，即典型的七里坪式矽卡巖型硼礦床。

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Abstract

Many t in po ly-metallic d eposits h ave b een f ound in H unan D ayishan r ock m ass， w hich is t he m ain ore-forming rock mass of Southern Hunan and also rich in boron deposits. Through study on the the geological features of the Qiliping skarn-type boron deposit， it is deemed that the boron deposit is controlled by strata lithology， magmatic rocks and structures. The middle carboniferous middle-upper series Hutian group is the main ore-bearing stratum of boron deposit. Magnesium-rich carbonatite is the major metallogenic wall rock. The boron-fluorine-rich Dayishan granite is the metallogenic host rock. The ore-hosting structures are mainly the well-developed joint fissures. The genesis of the deposit is typical Qiliping skarn-type boron deposit.

ANALYSIS OF GEOLOGICAL FEATURES AND ORE DEPOSIT GENESIS OF DAYISHAN BORON DEPOSIT， HUNAN PROVINCE

Li Changyuan1，2Dai Tagen1Shu Guowen2Yan Youyi2
1.School of Geosciences and Info-Physics of Central South University，Changsha， Hunan， 410083
2.Hunan Geological Exploration Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau， Changsha， Hunan， 410004

Dayishan-type granite， Qiliping， boron deposit， ore-controlling factors， deposit genesis

TD923

A

1006-5296（2015）04-0229-07

技術(shù)·方法

* 第一作者簡介：李昌元（1979～），男，礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專業(yè)，碩士，高級工程師

2015-08-30；改回日期：2015-09-07；2015-11-18