湖南省界牌嶺錫多金屬礦床地質(zhì)特征研究

何占珍，吳南川，蔣喜橋（湖南省有色地質(zhì)勘查局一總隊(duì)，湖南郴州 423000）

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湖南省界牌嶺錫多金屬礦床地質(zhì)特征研究

何占珍，吳南川，蔣喜橋
（湖南省有色地質(zhì)勘查局一總隊(duì)，湖南郴州 423000）

界牌嶺錫多金屬礦床之螢石、鈹、錫、銅等礦化與云母螢石化、黃玉螢石化蝕變的時(shí)空關(guān)系密切，燕山晚期復(fù)式小巖體與含礦流體是深部巖漿不同時(shí)期分異產(chǎn)物。文章通過對礦床蝕變、礦化分帶、礦石特征、可選性試驗(yàn)、成礦地質(zhì)條件、成礦物質(zhì)來源等進(jìn)行分析，建立礦床的成礦模式，指出找礦預(yù)測區(qū)。

蝕變礦化分帶；花崗斑巖；成礦模式；界牌嶺錫多金屬礦

界牌嶺錫多金屬礦床位于南嶺緯向構(gòu)造帶中段北端，湘南褶皺系汝桂隆起南緣，黃沙坪－界牌嶺NWW向基底斷裂經(jīng)過本區(qū)。該區(qū)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，晚期花崗斑巖侵位與該區(qū)的成礦作用密切相關(guān)。主要礦化地段位于官余復(fù)式向斜東翼界牌嶺背斜中，賦礦地層巖性為下石炭統(tǒng)石磴子組灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r。發(fā)育在背斜西翼的NEE向F1斷層，是主要的導(dǎo)巖、導(dǎo)礦構(gòu)造。錫、銅、鈹、螢石礦化主要與黃玉螢石化、云母螢石化（條紋巖化）關(guān)系密切。主要有用礦產(chǎn)為錫、銅、螢石、鈹、鉛、鋅、鎢，為一大型錫銅礦床，特大型螢石、鈹?shù)V床。蝕變礦化活動(dòng)可分成三個(gè)相對獨(dú)立的階段，即云母螢石化階段、黃玉螢石化和云英化階段、硫化物階段。其礦床地質(zhì)特征和成礦模式在華南地區(qū)的錫多金屬礦床中具有獨(dú)特性。

圖1 湖南界牌嶺錫銅多金屬礦床地質(zhì)圖1－石炭系中上統(tǒng)壺天群；2－石炭系下統(tǒng)梓門橋組；3－石炭系下統(tǒng)測水組；4－石炭系下統(tǒng)石磴子組；5－花崗斑巖；6－隱爆角礫巖；7－張性斷層；8－壓性斷層；9－平移斷層；10－傾伏背斜；11－傾伏向斜

1 礦床地質(zhì)特征

湖南界牌嶺錫銅多金屬礦床地質(zhì)圖如圖1所示。

1.1 礦體空間形態(tài)及礦石特征

主要礦體為螢石鈹?shù)V體和錫銅礦體。前者位于礦床上部，測水組砂頁巖之下的石磴子組頂部泥質(zhì)灰?guī)r中，礦體呈似層狀產(chǎn)出，礦石類型為云母螢石型，主要有用礦物為螢石、金綠寶石（含鈹），次為錫石、閃鋅礦、黑鎢礦等。而錫銅礦體位于前者之下，二者相距一般為100～200 m，礦石類型為黃玉螢石－錫石硫化物型，有用礦物為錫石、黃銅礦，次為閃鋅礦等，金屬硫化物以脈狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀和角礫狀形式分布于黃玉螢石巖中。錫銅礦體受黃玉螢石巖控制，形態(tài)產(chǎn)狀與其相一致，呈緩傾斜板脈狀、脈狀產(chǎn)出，走向北北東，傾向北西或南東。此外，礦區(qū)西部黃玉螢石型錫銅礦體西側(cè)發(fā)育的花崗斑巖巖墻，為云英巖型錫鉛鋅礦體，有用礦物為錫石、方鉛礦、閃鋅礦等，硫化物以浸染狀、細(xì)脈狀形式分布，礦體形態(tài)產(chǎn)狀與巖墻相一致。

1.2 蝕變分帶

礦區(qū)蝕變垂向分帶明顯，而橫向分帶不明顯。垂直方向可分為四個(gè)帶，自上而下可分為：

1.強(qiáng)云母螢石化帶：位于蝕變體上部石磴子組地層頂部，呈似層狀產(chǎn)出。蝕變帶厚約150 m。主要蝕變礦物為：螢石、白云母、絹云母、剛玉、水鋁石、金綠寶石，形成的蝕變巖石為云母螢石巖、云母螢石化灰?guī)r。由螢石－絹云母和絹云母－剛玉－水鋁石－金綠寶石兩部分不同礦物組分組成的蝕變帶，呈條帶狀相間分布，強(qiáng)云母螢石化帶與螢石鈹?shù)V體分布相對應(yīng)。

2.弱云母、螢石、黃玉化帶：位于強(qiáng)云母螢石化帶之下，主要蝕變礦物有螢石、黃玉、絹云母，以稀疏的脈狀形態(tài)賦存。

3.黃玉螢石化、云英巖化帶：蝕變帶厚約220 m，蝕變礦物組合有黃玉－螢石、黃玉－絹云母－鐵鋰云母－螢石－石英。當(dāng)熱液遇到灰?guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r時(shí)形成的蝕變巖為黃玉螢石巖或黃玉螢石化灰?guī)r；遇到花崗斑巖時(shí)形成云英巖、云英巖化花崗斑巖。

4.弱螢石及退色化帶：位于蝕變帶底部，巖石主要表現(xiàn)為退色化。絹云母、螢石等蝕變礦物呈細(xì)脈狀稀疏分布。在其下部見陡傾斜含黑鎢礦石英脈產(chǎn)出。

1.3 不同礦石礦物組合分帶

界牌嶺錫多金屬礦床中不同礦石礦物組合分帶與圍巖蝕變分帶的空間分布基本一致。自上而下可分為：

1.螢石－金綠寶石礦化帶：分布范圍與強(qiáng)云母螢石化帶相同，主要有用礦物為螢石、金綠寶石，并可見有少量方鉛礦、閃鋅礦呈團(tuán)塊狀、星點(diǎn)狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出。

2.方鉛礦－閃鋅礦－錫石礦化帶：產(chǎn)于弱螢石及退色化帶中。主要有用礦物為方鉛礦、閃鋅礦、少量錫石。礦體產(chǎn)于云母螢石脈中，形成零星的小型鉛鋅礦體。

3.錫石－黃銅礦－閃鋅礦礦化帶：分布在強(qiáng)黃玉螢石化、云英巖化帶中，主要有用礦物為錫石、黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦。呈浸染狀、細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀、角礫狀產(chǎn)出。

4.黑鎢礦化帶：位于弱螢石與退色化帶，產(chǎn)于陡傾斜石英脈中。

1.4 礦石可選性試驗(yàn)

界牌嶺錫多金屬礦床中含有螢石、鋅、鉛、鈹、錫、銅等礦物，原礦中Zn 0.69%、Pb 0.72%、Sn 0.24%、CaF236.50%。根據(jù)各礦物的特性，對鉛、鋅、錫、螢石進(jìn)行礦石可選性研究，試驗(yàn)采用流程為磨礦細(xì)度達(dá)到－0.074 mm占90.5%，優(yōu)先浮鉛，鉛一次粗選三次精選，鉛中礦順序返回再浮鋅，鋅一次粗選三次精選，浮鋅尾礦再浮螢石，螢石尾礦重選錫。試驗(yàn)最終獲得含Sn 65%的錫精礦、含Pb 53.2%的鉛精礦、含Zn 48.7%的鋅精礦，含CaF296.10%的螢石精礦，回收率為Sn 64%、Pb 75%、Zn 73%、CaF280.97%，礦石可選性較好。

2 成礦地質(zhì)條件

2.1 地層巖性

礦區(qū)出露的地層為石炭系下統(tǒng)石磴子組、測水組、梓門橋組和中上統(tǒng)壺天群。賦礦地層主要為石磴子組，其中螢石鈹?shù)V體賦存于該組上部泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、灰?guī)r中，該類巖石巖性較雜、性脆，易于破碎，有利于高溫氣體、熱液擴(kuò)散和交代，而上覆的測水組砂頁巖性柔，透水性差，能有效阻止礦液的擴(kuò)散溢流；錫銅礦體產(chǎn)于石磴子組中部灰?guī)r夾同生角礫狀白云質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r中，巖石節(jié)理、裂隙發(fā)育，相對較易破碎，易形成層間破碎帶，因此黃玉螢石巖呈塊狀、角礫狀、條帶狀構(gòu)造，反映了原巖的構(gòu)造風(fēng)貌。此外，還為云母螢石巖（條紋巖）、黃玉螢石巖等蝕變巖石的形成提供了Ca、Al等組分。

2.2 構(gòu) 造

礦體賦存于區(qū)域官余向斜東翼次級褶皺——界牌嶺背斜中。該背斜為一復(fù)式向北傾伏的短軸背斜。其核部劈理帶、虛脫部位和層間剝離空間為礦液的運(yùn)移和擴(kuò)散提供了通道，為蝕變巖－云母螢石巖和黃玉螢石巖，以及深部銅錫礦體提供了賦存場所。礦區(qū)斷裂構(gòu)造以北東向?yàn)橹?，以F1為代表，為壓扭性結(jié)構(gòu)面，走向北東，傾向東，經(jīng)歷了多期次活動(dòng)，可能與深部基底斷裂具有一定的成因聯(lián)系，礦區(qū)內(nèi)花崗斑巖、礦化蝕變均發(fā)育在其上盤，是礦區(qū)主要導(dǎo)巖、導(dǎo)礦構(gòu)造。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，見有二期巖體，它們是深部巖漿不同時(shí)期的分異產(chǎn)物，根據(jù)1／5萬重力測量結(jié)果，推斷深部有隱伏花崗巖體存在［1］。早期為巨斑晶花崗斑巖，在巖漿侵位過程中，伴有強(qiáng)烈的隱爆作用，分布在礦區(qū)西北面，呈蘑菇狀，在其外接觸帶見少量呈脈狀產(chǎn)出的石榴子石矽卡巖。晚期為中細(xì)?；◢彴邘r，呈巖墻產(chǎn)出，地表呈串珠狀，與礦化蝕變關(guān)系密切。巖體富Al、K、Na、F，貧Ca、Mg，暗色礦物少，且K2O＞Na2O，為低粘度花崗斑巖，分異指數(shù)高，具有含錫花崗巖的一般特性。經(jīng)銣－鍶等時(shí)線法測定，s87／s86初始值為0.715 072，該區(qū)巖漿巖成巖年齡為89.81Ma［1］，屬燕山晚期。稀土配分曲線具有強(qiáng)烈的銪虧損的水平海歐式曲線。稀土元素配分模式如圖2所示，巖體富Rb貧Sr。這些特征反映了巖體淺源重溶的特征［2］，與華南陸殼重熔型花崗巖稀土分配曲線一致［3］。

圖2 稀土元素配分模式圖1－花崗斑巖；2－黃玉螢石巖；3－脈狀錫礦石

3 成礦物質(zhì)來源

1.硫同位素特征：δS34‰范圍為－1.0～7.50，平均4.48，具有塔式分布的特點(diǎn)，礦物共生組合中δSPY＞δSSP＞δSCP＞δSCU，硫同位素的分餾基本達(dá)到平衡，說明成礦過程中處于相對穩(wěn)定的體系，硫主要來自于巖漿硫，但也有個(gè)別樣出現(xiàn)負(fù)值，說明有部分地層硫的混入［4］。

2.鉛同位素特性：本區(qū)大部分屬正常鉛，其模式年齡為燕山早期，與巖體年齡相一致；有一部分異常鉛，來自于沉積巖，其脫離放射性母體時(shí)間在泥盆系［5］。

3.花崗斑巖中Sn、Cu、Pb、Zn、W、Be等成礦元素和F、B、Li等揮發(fā)組分含量均明顯高于華南花崗巖的平均含量，微量元素含量表見表1，尤其是礦化劑元素F含量特別高（最高為23 500μg／g），為成礦作用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。礦石中主要礦化元素組合與巖體的成礦元素組合一致，表明成礦物質(zhì)與巖漿來源相同。

表1 界牌嶺巖體微量元素含量表10－6

4.稀土元素地球化學(xué)研究結(jié)果表明，成礦花崗斑巖、云英巖及礦體中錫石三者稀土配分模式十分相似，如圖2所示，反映成巖和成礦的密切聯(lián)系，以及巖漿和礦質(zhì)的同源性。

5.成礦溫度特性：螢石是一種貫通性礦物［6］，通過對螢石包裹體均一溫度測定，說明礦區(qū)存在著三次相對獨(dú)立的成礦活動(dòng)，各階段溫度推算為：云母螢石巖階段形成溫度480～320℃；黃玉云英巖化階段形成溫度340～240℃；硫化物形成溫度230～120℃。

6.巖體和成礦流體中礦化劑元素F、B、Li等含量較高，流體包裹體中F－含量較高而SO2－4、Cl－含量較低。因此，區(qū)內(nèi)出現(xiàn)大量云母螢石巖和黃玉螢石巖蝕變帶（體）。

7.界牌嶺錫多金屬礦床礦化蝕變分帶、礦石類型、地球化學(xué)特征、成礦地質(zhì)條件、成礦物質(zhì)來源和成礦模式與華南錫礦床具有相似性，但又有其獨(dú)特性，表現(xiàn)為巖體中主要礦化劑元素含量相當(dāng)高，礦床中螢石、鈹、錫、銅礦化與云母螢石化和黃玉螢石化之間時(shí)空關(guān)系密切，是一種新的礦床類型。

4 成礦模式

界牌嶺錫銅多金屬礦床成礦模式圖如圖3所示。

處于汝桂隆起邊緣的界牌嶺地區(qū)，在地殼上部軟流層熱源的影響下，伴隨著深部基底斷裂的剪切活動(dòng)，大量陸殼重溶形成巖漿房。早期巖漿在礦區(qū)北面淺部定位，并發(fā)生隱爆作用，伴隨著深部巖漿繼續(xù)分異，富含揮發(fā)份的熔漿沿深斷裂上涌上升，處于沸騰狀態(tài)富含揮發(fā)份的流體與上侵巖漿發(fā)生分離，首先抵達(dá)界牌嶺背斜核部脆弱地帶，并受到測水組砂頁巖地層的阻擋，流體向四周擴(kuò)散而形成云母螢石交代巖。同時(shí)巖漿在淺部定位，形成花崗斑巖巖墻或巖株，隨著深部巖漿房分異，沿F1斷裂和巖墻上升，并向背斜核部磴子組地層擴(kuò)散交代，在花崗斑巖巖墻內(nèi)形成云英巖，在碳酸鹽地層中形成黃玉螢石巖，隨著物化條件的改變，絡(luò)合物解體，大量Sn、Cu、Pb、Zn等元素析出而形成錫多金屬礦體。根據(jù)以上所述，界牌嶺錫多金屬礦床成礦模式為：

1.深部巖漿房高度分異作用為礦化活動(dòng)提供了成礦物質(zhì)和熱的來源。

2.F1斷層帶是礦區(qū)巖漿和含礦流體上升的通道。

3.花崗斑巖巖墻（株）與淺部云母螢石巖時(shí)空分布關(guān)系密切。

圖3 界牌嶺錫銅多金屬礦床成礦模式圖1－石炭系中上統(tǒng)壺天群；2－石炭系下統(tǒng)梓門橋組；3－石炭系下統(tǒng)測水組；4－石炭系下統(tǒng)石磴子組；5－石炭系下統(tǒng)孟公坳組上段；6－石炭系下統(tǒng)孟公坳組－泥盆系；7－震旦系－寒武系；8－花崗斑巖；9－巨斑晶花崗斑巖；10－花崗巖；11－隱爆角礫巖；12－斷層；13－螢石、鈹?shù)V體；14－錫銅礦體；15－錫鉛鋅礦體；16－云母螢石脈

4.深部黃玉螢石化、云英巖化作用和與之相關(guān)的錫銅硫化物礦化，是深部巖漿分異相對較晚時(shí)期的產(chǎn)物。

5.背斜核部脆弱地帶是良好的容礦構(gòu)造。

5 結(jié) 論

1.礦區(qū)北部具有較好找礦前景。界牌嶺復(fù)式背斜往北繼續(xù)延伸，主要斷裂構(gòu)造亦往北延伸，見眾多花崗斑巖脈（株）分布，地表見含硫化物云母螢石脈。

2.礦區(qū)位于瑤崗仙鎢礦南面，二處巖漿巖的巖石化學(xué)特征和成礦屬性具有相似性，深部已見含黑鎢石英脈分布，在延深部有望形成細(xì)脈帶石英脈型鎢礦體。

3.礦區(qū)深部，即石炭系下統(tǒng)孟公坳組上段薄層狀泥灰?guī)r（蓋層）之下（孟公坳組下段灰?guī)r夾白云巖中）可能存在一個(gè)以矽卡巖型鎢錫鉛鋅礦化為主的礦化區(qū)。

4.類比香花嶺錫礦床成礦特征，在礦區(qū)深部具備尋找與花崗巖脈（株）有關(guān)的云英巖型錫多金屬礦床地質(zhì)條件。

5.界牌嶺錫多金屬礦床礦石可選性好，試驗(yàn)獲得了合格的鉛精礦、鋅精礦，螢石精礦、錫精礦產(chǎn)品。

［1］ 譚運(yùn)金，彭振安，鄭獻(xiàn)華，等.湘南地區(qū)錫礦床類型及成礦特征［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì)，1988，2（增刊）：55－62.

［2］ 譚運(yùn)金.南嶺地區(qū)殼源型巖漿花崗巖的地球化學(xué)類型及其形成條件［A］.劉和甫，湯良杰，孫玉科，等.國際交流地質(zhì)學(xué)術(shù)論文集［C］.北京：地質(zhì)出版社，1985.331－340.

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［4］ 沈渭洲.同位素地質(zhì)學(xué)教程［M］.北京：原子能出版社，1997.

［5］ 劉悟輝，李海龍，李毅，等.界牌嶺錫礦床地質(zhì)、地球化學(xué)特征及成因類型［J］.礦產(chǎn)與地質(zhì).2006，20（4，5）：327－333.

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Geological Characteristics of Stannum Polym etallic Deposit at Jiepailing in Hunan Province

HE Zhang-zheng，WU Nan-chuan，JIANG Xi-qiao
（General Team 1 of Hunan Nonferrous Metals Geo-exploration Bureau，Chenzhou 423000，China）

For Jiepailing stannum polymetallic deposit，there is a pretty close spatio-temporal relationship between the mineralization of fluorite，beryllium，stannum and copper and the fluoritization of mica，fluoritization-alteration oftopaz.The small composite intrusive rocks and ore-bearing fluids of late Yanshan period are originated from deep magmatic differentiation at different ages.Based on the analyses of alteration zoning，mineralization zoning，ore characteristics，processibility experiment，ore-forming geologic conditions and ore matter sources of the deposit，metalloganic model of the deposit is established，and prospecting prediction areas are proposed.

alteration and mineralization zoning；granite-porphyry；metalloganic model；Jiepailing stannum polymetallic deposit

P618.4

A

1003－5540（2016）02－0001－04

2016－01－10

礦調(diào)項(xiàng)目：湖南宜章地區(qū)礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查（1212011120803）。

何占珍（1971－），男，工程師，主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)和綜合地質(zhì)研究工作。