湖南臨武縣鐵砂坪礦區(qū)錫多金屬礦礦床地質(zhì)特征及找礦前景淺析

黎 原, 黎傳標(biāo), 陳長(zhǎng)江, 霍 然, 嚴(yán)富貴, 周 雙, 肖 林, 田軍委

(湖南省湘南地質(zhì)勘察院,湖南 郴州 423000)

湖南臨武縣鐵砂坪礦區(qū)錫多金屬礦礦床地質(zhì)特征及找礦前景淺析

黎 原, 黎傳標(biāo), 陳長(zhǎng)江, 霍 然, 嚴(yán)富貴, 周 雙, 肖 林, 田軍委

(湖南省湘南地質(zhì)勘察院,湖南 郴州 423000)

湖南臨武縣鐵砂坪礦區(qū)錫多金屬礦位于湖南著名的香花嶺礦田的北東部。通過對(duì)礦區(qū)地層、巖漿巖、構(gòu)造、蝕變、礦化等資料的分析、研究,認(rèn)為礦區(qū)是錫、鎢、鉛、鋅、鈹多種有用組分富集地段,礦床類型多,找礦潛力大。論述鐵砂坪礦區(qū)錫多金屬礦礦床地質(zhì)特征、礦床類型、礦床成因,初步分析其找礦前景,研究其礦床成礦地質(zhì)規(guī)律,此對(duì)香花嶺礦田外圍的深邊部尋找錫多金屬礦有重要的指導(dǎo)意義。

錫多金屬礦;礦床類型;找礦前景

香花嶺礦田集有色、稀有礦床于一身,與東坡礦田、芙蓉礦田、白云仙礦田和瑤崗仙礦田同為南嶺有色金屬成礦帶的重要組成部分。香花嶺礦田區(qū)內(nèi)礦床類型多,礦種復(fù)雜,主要有:斷裂(裂隙)熱液充填交代型錫鉛鋅礦床;矽卡巖型錫石硫化物礦床;中高溫?zé)嵋航淮桶祖u礦床;斑巖脈型錫鉛鋅銀礦床;矽卡巖化底礫巖型錫礦床;裂隙充填石英脈型黑鎢礦床;云英巖化花崗巖型鈮鉭礦床;細(xì)晶巖脈型鈮鉭礦床;氣化高溫?zé)嵋盒蜅l紋巖鈹?shù)V床等。鐵砂坪礦區(qū)錫多金屬礦位于香花嶺礦田的北東部,是極其重要的成礦地段,研究其礦床成礦地質(zhì)特征,分析其找礦前景,對(duì)香花嶺礦田深部和外圍找礦有重要的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

大地構(gòu)造位置位于湘東南加里東隆起帶和湘中、湘南印支拗陷帶的銜接部位,香花嶺礦田北東部[1](圖1)。

本區(qū)地層從下古生界寒武系到上古生界泥盆系、石炭系、二疊系及中、新生界的三疊系、侏羅系、白堊系、第四系均有出露。其中以古生代地層發(fā)育,分布較廣,且多與成礦關(guān)系密切,特別是泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組和泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組是本區(qū)內(nèi)主要賦礦層位。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈且具有多期性,構(gòu)造形跡具多樣性和復(fù)雜性等特點(diǎn)。構(gòu)造總體上以近南北向通天廟短軸背斜為主體,兩側(cè)發(fā)育南北向壓性斷層和北北東向緊閉復(fù)雜線形褶皺為輔的構(gòu)造格架。穹窿內(nèi)發(fā)育著眾多斷裂構(gòu)造,大部分具控巖、控礦特性,其中以一組張剪性共軛斷層為主斷裂,其它斷裂多為次級(jí)或派生構(gòu)造。共軛斷層中,一組為NE走向,主要代表有溪澗沖斷層F1、南風(fēng)腳斷層F101、長(zhǎng)沖斷層F102和F103等,其走向上延長(zhǎng)幾千米至十幾千米;另一組為NW走向,主要代表有鐵砂坪斷層F2、子母山斷層F3。這組共軛斷層控制了香花嶺礦田內(nèi)十幾個(gè)礦床的分布。

圖1 香花嶺礦田地質(zhì)略圖Fig.1 Geological scheme of Xianghualing ore field1.喜山構(gòu)造層;2.燕山構(gòu)造層;3.海西印支構(gòu)造層;4.加里東構(gòu)造層;5.燕山期花崗巖;6.花崗斑巖;7.鈮鉭礦床;8鈹?shù)V床;9.鎢礦床;10.錫礦床;11.鉛鋅礦床;12.銅礦床;13.砂錫礦床;14.逆斷層;15.正斷層;16.平移斷層;17.性質(zhì)不明斷層;18.推測(cè)斷層;19.礦區(qū)位置。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,巖漿巖分布廣泛,地表分布大小巖體(脈)30多個(gè)(條),從而形成了香花嶺巖體群。除癩子嶺、尖峰嶺巖體、通天廟巖體較大外,多以小巖株、巖豆?fàn)町a(chǎn)出,部分呈脈狀。巖體多沿穹窿內(nèi)發(fā)育的斷裂構(gòu)造充填,或沿其交匯部位侵入。成巖時(shí)間為燕山早、中期,形成的巖性主要為黑云母花崗巖、花崗斑巖、石英斑巖,次有細(xì)晶巖、云英巖、煌斑巖等。巖性特點(diǎn)為富硅、富堿、貧CaO和MgO、高F,富含Pb、Zn、Sn、W等多種成礦元素的與成礦關(guān)系密切的陸殼重熔型花崗巖。具有同期多次侵入特點(diǎn),早期形成黑云母花崗巖主體,第二次形成細(xì)粒狀花崗巖補(bǔ)體,第三次為巖脈和巖墻侵入,并切穿主巖體,侵入到圍巖中。部分巖體中巖石的蝕變或自變質(zhì)作用強(qiáng)烈,形成自下而上的黑云母花崗巖(原巖)→鉀化花崗巖→鈉化花崗巖(產(chǎn)Nb、Ta礦)→云英巖化花崗巖或云英巖(有Sn、W、Nb、Ta礦)的蝕變分帶。而大部分后階段形成的巖脈或小巖體中均產(chǎn)有一定規(guī)模的錫鉛鋅銀或鈮鉭礦床,其錫(鉛鋅銀)礦化隨云英巖化作用而加強(qiáng)。根據(jù)重力、航磁資料及有關(guān)地質(zhì)資料證實(shí),在香花嶺穹窿區(qū)內(nèi),隱伏著一個(gè)與地表各巖體相聯(lián)的花崗巖巖體。礦田內(nèi)的巖體分布有“一基多帶,一帶多峰,一峰多枝,一枝多脈”的分布特點(diǎn)[2],從而影響到本區(qū)內(nèi)各類礦床的形成及產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)變質(zhì)作用主要有區(qū)域變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用、接觸變質(zhì)作用、熱液變質(zhì)作用等四類。其中動(dòng)力變質(zhì)作用產(chǎn)生于斷裂帶或斷層中,形成了一套動(dòng)力變質(zhì)巖,呈條帶狀分布;而接觸變質(zhì)作用發(fā)育在花崗巖體接觸帶處,因圍巖性質(zhì)不同而形成角巖、簡(jiǎn)單矽卡巖及條紋巖(云母螢石巖);熱液變質(zhì)作用主要表現(xiàn)為巖漿高溫氣化熱液蝕變形成的黃玉云英巖、黃玉螢石云英巖、鋰云母云英巖等。動(dòng)力變質(zhì)巖中產(chǎn)有巖漿熱液充填交代型錫鉛鋅礦體,簡(jiǎn)單矽卡巖及條紋巖中產(chǎn)有矽卡巖型錫(鎢)礦體,熱液蝕變巖石中產(chǎn)有云英巖型的錫(鎢)鉛鋅、鈮鉭礦體。

圍巖蝕變圍繞巖體形成蝕變?nèi)?。從巖體內(nèi)向外,依次形成鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、云英巖化、矽卡巖化(條紋巖化、角巖化)、硅化、螢石化、方解石化、綠泥石化等。其中鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化指示巖漿巖與成礦關(guān)系密切,且鈉長(zhǎng)石化常伴生Nb、Ta礦化,云英巖化中常伴生有W、Sn及Pb、Zn、Ag礦化,矽卡巖化(條紋巖化)中伴生有Sn、W(Be)礦化,而螢石化及碳酸鹽化中常有Pb、Zn、Ag礦化伴生。當(dāng)上述蝕變有兩種或多種疊加時(shí),常形成大規(guī)模的錫鉛鋅或鉛鋅銀礦體。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)位于通天廟短軸背斜北緣東翼,癩子嶺巖體南東部(圖2)。

圖2 鐵砂坪礦區(qū)地質(zhì)略圖Fig.2 Geological scheme of Tieshaping mining area1.泥盆系上統(tǒng)佘田橋組;2.泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組;3.泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組;4.寒武系下統(tǒng)香楠組;5.花崗斑巖;6.矽卡巖;7.不整合地質(zhì)界線;8.正斷層及編號(hào);9.逆斷層及編號(hào);10.性質(zhì)不明斷層及編號(hào);11.礦帶編號(hào);12.礦脈及編號(hào);13.平硐及編號(hào);14.勘探線及編號(hào)。

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

2.1.1 地層

礦區(qū)出露的地層由老到新有:寒武系下統(tǒng)香楠組(∈1x),泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組、棋梓橋組,泥盆系上統(tǒng)佘田橋組[3]。以泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組砂巖、棋梓橋組碳酸鹽沉積巖為主。

寒武系下統(tǒng)香楠組(∈1x):分布在礦區(qū)西南角,巖性為灰綠色厚層狀淺變質(zhì)石英砂巖,絹云母石英砂巖,長(zhǎng)石石英砂巖及砂質(zhì)板巖、黑色炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖、千枚巖等。

泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組(D2t):分布于F2斷層以南,厚度 200～590 m,巖性為淺紅色灰白色細(xì)粒石英砂巖、含礫砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖。為錫鎢鉛鋅礦體的賦礦圍巖。

泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組(D2q):大面積出露于礦區(qū)北部,巖性主要為青灰色、淺灰色泥灰?guī)r、深灰色—灰黑色白云巖,含黃鐵礦、磁黃鐵礦、錫石、鉛鋅礦化。為錫鎢鉛鋅礦體的賦礦圍巖。

泥盆系上統(tǒng)佘田橋組(D3s):分布于大沖一帶,下部為灰—灰黑色泥質(zhì)灰?guī)r夾泥灰?guī)r、炭質(zhì)頁(yè)巖,底部有數(shù)米厚的薄層硅質(zhì)巖或硅質(zhì)頁(yè)巖。上部為灰—灰黑中厚層灰?guī)r。

2.1.2 構(gòu)造

(1) 褶皺構(gòu)造。礦區(qū)位于通天廟短軸背斜北緣東翼,總體為傾向北東的單斜構(gòu)造,傾角20°～60°,但由于巖體的侵入巖石形成局部褶曲。

(2) 斷裂構(gòu)造。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷裂為主,按其走向可分為北東向、北北東向和北西向三組。

斷裂構(gòu)造一般為本區(qū)導(dǎo)礦或儲(chǔ)礦構(gòu)造。下面將幾條主要斷層情況介紹如下:

F2為區(qū)域性斷層,長(zhǎng)1 580 m。走向315°,傾向45°,傾角25°～55°。為張扭性正斷層。沿?cái)鄬訋嗬m(xù)有透鏡狀錫石硫化物礦體和含鈹條紋巖分布。該斷層及其次級(jí)構(gòu)造控制了礦區(qū)的錫多金屬礦的分布。

F202位于八一電站—爛石殼一線,長(zhǎng)1 200 m。走向北東55°～75°,傾向南東,傾角48°～57°。此斷層屬于張扭性正斷層充填錫石黃玉石英脈,交匯處形成小富礦包。39、46號(hào)礦體即賦存在該斷層及上下盤。

F203分布在螞蝗沖一帶,長(zhǎng)1 200 m,走向北東45°～65°,傾向南東,傾角50°～65°。破碎帶寬0.15～2.5 m。沿?cái)鄬訋嗬m(xù)可見鉛鋅、錫礦化,屬?gòu)埮ば哉龜鄬印?/p>

F206位于五里山,破碎帶長(zhǎng)790 m,寬10～70 cm。斷面產(chǎn)狀總體走向北東47°,傾向南東,傾角87°;其北東段傾向北西,傾角30°～81°。 126、128、129號(hào)礦體賦存在該斷裂帶內(nèi)。

F208位于五里山,長(zhǎng)820 m,寬0.1～1.5 m。斷層總體走向北東50°,傾向北西,傾角35°～63°。有錫礦體充填在此斷裂帶內(nèi)。

F52位于礦區(qū)北部,走向北東,地表見有鉛鋅礦和老窿分布,八二礦和大沖聯(lián)辦礦即開采賦存于F52斷層的錫鉛鋅礦體。

2.1.3 巖漿巖

(1) 癩子嶺巖體(隱伏巖體)。癩子嶺巖體(隱伏巖體)位于礦區(qū)北面,經(jīng)鉆孔系統(tǒng)控制證實(shí),巖體隱伏于地表以下250～450 m深處,與跳馬澗組砂巖或棋梓橋組灰?guī)r呈侵入接觸關(guān)系。頂部界面標(biāo)高71～505 m。經(jīng)測(cè)定成巖年齡為168 Ma,屬燕山早期第二階段灰白色細(xì)—中粒黑云母花崗巖。

巖石化學(xué)成分具富硅弱堿性鋁過飽和、低Na2O[K/(K+Na)為0.52],相當(dāng)于“S”型花崗巖的比值,同時(shí)富含W、Sn、Nb、Ta、F等成礦元素和揮發(fā)組分。

另外,從全巖稀土特征來看稀土總量特高(∑REE=489×10-6),∑Ce/∑y=1.227,重稀土顯著富集。說明在相對(duì)富堿介質(zhì)中,重稀土遷移能力高于輕稀土。巖漿分異程度較高,較晚期階段具有富含揮發(fā)分和相對(duì)富堿的特點(diǎn),同時(shí)亦富含W、Sn、Nb、Ta等成礦元素,可作為成礦巖體的一個(gè)重要標(biāo)志。

(2) 花崗斑巖。花崗斑巖呈巖墻產(chǎn)于礦區(qū)北東角,走向近東西,系燕山早期第三次侵入體,充填于東西斷層中,呈不規(guī)則脈狀產(chǎn)出。巖石中成礦元素W、Sn、Bi含量分別高于維氏酸性巖的6倍、5倍、400倍。

2.1.4 圍巖蝕變

本區(qū)蝕變有角巖化、矽卡巖化、云英巖化、黃玉化、螢石化、電氣石化、金云母化、綠泥石化、硅化和大理巖化;碎屑巖地層分布區(qū)以角巖化、硅化為主,黃玉化、螢石化、硅化與錫礦化關(guān)系密切;碳酸鹽巖地層分布區(qū)以矽卡巖化、硅化為主,金云母化、電氣石化、螢石化、綠泥石化與錫礦化關(guān)系密切;蝕變一般沿?cái)嗔鸭皟蓚?cè)分布。

2.2 礦帶(體)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)礦體一般呈陡傾斜脈狀、網(wǎng)脈狀、細(xì)脈帶狀產(chǎn)出(圖3)。分別受F2、F203、F202、F206、F208等斷裂以及次級(jí)裂隙控制。根據(jù)礦體與構(gòu)造的空間關(guān)系、礦種的不同,全區(qū)共劃分出5條礦帶、137個(gè)錫礦體、13個(gè)鉛鋅礦體、6個(gè)鎢礦體,為一中型錫多金屬礦床,除少量礦體岀露地表外,絕大部分為隱伏礦體。岀露標(biāo)高795～118 m。一般礦體埋藏標(biāo)高300～400 m。

2.2.1 礦帶特征

Ⅰ礦帶 錫多金屬礦體受F203、F243斷層及其次級(jí)裂隙控制,礦帶長(zhǎng)700 m,寬80～150 m。礦體走向北東,傾向141°～170°,傾角57°～65°。Sn平均品位0.675%。

Ⅱ礦帶 分布在F202斷層以南,錫多金屬礦體受F202、F203斷層及其次級(jí)裂隙控制。礦帶長(zhǎng)1 000 m,寬250～450 m。礦體走向北東,傾向121°～152°,傾角47°～65°。Sn平均品位0.435%。

Ⅲ礦帶 位于F202斷層下盤與F2斷層下盤之間,錫多金屬礦體受F202斷層及其次級(jí)構(gòu)造控制。礦帶長(zhǎng)2 500 m,寬100～150 m。Sn平均品位0.564%。

Ⅳ礦帶 分布在碳酸鹽巖中,錫石—硫化物型礦體受F2、F9等斷層控制。礦帶長(zhǎng)2 500 m,寬500 m。礦體走向北西—南東,或近東西向,傾向24°～37°,傾角27°～45°。Sn平均品位0.391%。

其中F2、F9等斷層及次級(jí)構(gòu)造中發(fā)育含錫鈹條紋巖。

圖3 鐵砂坪礦區(qū)8號(hào)線剖面示意圖Fig.3 Profile diagram of Line 8 in Tieshaping mining area1.泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組;2.燕山早期第二階段花崗巖;3.礦體及編號(hào);4.鉆孔位置及編號(hào);5.斷層及編號(hào);6.平硐及編號(hào)。

Ⅴ礦帶 位于五里山一帶,為受F201、F206、F208、F210等斷層控制的錫多金屬礦。為礦區(qū)規(guī)模最大的礦帶,礦帶長(zhǎng)約1 500 m,寬600 m。礦體產(chǎn)狀與控礦斷層產(chǎn)狀基本一致,礦體沿?cái)鄬訋С涮畛拭}狀、透鏡狀產(chǎn)出。Sn平均品位0.513%。

同時(shí)在跳馬澗組砂巖底部與寒武系呈角度不整合接觸的矽卡巖化底礫巖帶中發(fā)育蝕變底礫巖型錫礦床。

4.3 播種 5月下旬—6月上中旬播種。用種4 500～6 000 g/hm2。播種方式主要為條播和撒播。應(yīng)適當(dāng)淺播，播深1～3 cm，以防止大雨或澆水后悶種。

2.2.2 主礦體特征

9號(hào)礦體 位于螞蝗沖跳馬澗組石英巖中,地表和深部有多個(gè)工程控制。礦體走向北東,傾向南東,傾角54°～65°。礦體走向長(zhǎng)350 m,延伸383 m,平均厚度2.34 m。礦體Sn平均品位0.292%,單樣最高品位3.300%。

18號(hào)礦體 受F243斷裂控制。地表和深部有多個(gè)工程控制。礦體走向北東,傾向南東,傾角53°～75°。礦體走向長(zhǎng)515 m,最大延伸400 m,平均厚度2.29 m。礦體Sn平均品位0.485%,單樣最高品位2.570%。

108號(hào)礦體 位于八一水庫(kù)北側(cè)山坡上,地表和深部有多個(gè)工程控制,礦體受F2斷裂的次級(jí)裂隙控制,呈透鏡狀、網(wǎng)脈狀產(chǎn)出。礦體走向近東西,礦體走向長(zhǎng)744 m,延伸75～260 m。深部在鉆孔中,礦體厚達(dá)10余米,發(fā)育含錫鈹條紋巖,礦體Sn平均品位0.360%,單樣最高品位1.36%。

125號(hào)礦體 礦體位于五里山南坡、爛石殼一帶,受F212斷裂控制。走向北東,傾向北西,傾角72°。礦體走向長(zhǎng)853 m,傾向延伸數(shù)百米,單工程厚度1.02～4.76 m,礦體Sn平均品位0.996%。

2.3 礦石特征

2.3.1 礦石物質(zhì)組成

礦石中的金屬礦物主要為錫石、磁鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鎢礦、黑鎢礦,次有輝銀礦、黃銅礦、毒砂、磁黃鐵礦、鐵閃鋅礦等,主要脈石礦物有石英、黃玉、螢石、陽(yáng)起石、透閃石、白云石、電氣石、金云母、水云母等。

2.3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)常見的有自形、半自形結(jié)構(gòu),他形粒狀結(jié)構(gòu),交代殘余結(jié)構(gòu),乳濁結(jié)構(gòu),放射狀結(jié)構(gòu),包含結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造常見的有塊狀構(gòu)造,浸染狀構(gòu)造,網(wǎng)脈狀構(gòu)造,條帶狀構(gòu)造,角礫狀構(gòu)造。

2.3.3 礦石類型

礦石自然類型:按結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可劃分為浸染狀礦石、條帶狀礦石及塊狀礦石;按礦石中主要有用組分可分為硫化物型錫礦石、硫化物型錫鉛鋅礦石、硫化物型鉛鋅礦石、石英脈型黑鎢礦石、石英脈型錫礦石、硫化物型白鎢礦石。

2.4 礦床類型

礦區(qū)礦床類型主要有:斷裂(裂隙)熱液充填交代型錫鉛鋅礦床、中高溫?zé)嵋航淮桶祖u礦床、矽卡巖型錫石硫化物礦床、蝕變底礫巖型錫礦床、裂隙充填石英脈型黑鎢礦床。

2.4.1 斷裂(裂隙)熱液充填交代型錫鉛鋅礦床

為鐵砂坪礦區(qū)主要礦床類型,也是主要開采對(duì)象,區(qū)域性的F101、F2主干斷裂及其派生斷裂系統(tǒng)中或者層間破碎帶內(nèi)廣泛存在此類型礦床。礦體明顯受斷裂或?qū)娱g破碎帶構(gòu)造控制,多呈板脈狀、透鏡狀、似層狀、囊狀產(chǎn)出。

該類礦床礦石類型沿?cái)鄬幼韵露隙嗑哂蟹謳卣?下部(深部)為錫礦體,中部為錫鉛鋅或鉛鋅錫礦體,上部(淺部)為鉛鋅礦體。

2.4.2 中高溫?zé)嵋航淮桶祖u礦床

主要分布在白沙巖、水消窿和順發(fā)一帶。礦體產(chǎn)于花崗巖體周邊及接觸帶近圍的斷裂構(gòu)造帶、層間破碎帶中。礦體形態(tài)受斷裂構(gòu)造控制,多呈脈狀或不規(guī)則狀。礦體往往在斷裂交匯部位變富變大。與云英巖化、矽卡巖化(角巖化)、云母螢石化、螢石化、方解石、硅化關(guān)系密切。

2.4.3 矽卡巖型錫石(鎢)硫化物礦床

分布于白沙巖西北部、癩子嶺巖體西南接觸帶上,沿香花嶺礦田主要控巖控礦斷裂 F2分布。礦體賦存于泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組碎屑巖與棋梓橋組碳酸鹽巖過渡層中,形成似層狀、透鏡體狀的矽卡巖礦體,目前控制礦體長(zhǎng)近數(shù)百米。

2.4.4 蝕變底礫巖型錫礦床

在荷葉沖—五里山—茶里巖一帶分布此類型礦產(chǎn)。礦體產(chǎn)于跳馬澗組砂巖底部與寒武系香楠組呈角度不整合接觸的矽卡巖化底礫巖帶中。礦體呈層狀、似層狀,礦體產(chǎn)狀同底礫巖帶產(chǎn)狀一致,礦體形態(tài)隨底礫巖層同步膨脹收縮,礦化在近巖體隆起部位和構(gòu)造裂隙發(fā)育部位富集。

2.4.5 裂隙充填石英脈型黑鎢礦床

屬高中溫?zé)嵋撼涮钚偷V床。此礦床類型目前主要在五里山—順興一帶,礦體主要產(chǎn)于近南北向、北東向的裂隙中,傾角一般55°～80°,圍巖為中泥盆統(tǒng)跳馬澗組與寒武系砂巖。礦脈主要表現(xiàn)為大脈狀的石英脈或分散為幾條細(xì)小而集中的石英脈,分支、復(fù)合、尖滅、側(cè)現(xiàn)等現(xiàn)象普遍。目前控制長(zhǎng)達(dá)100～500 m。

3 礦床成因及控礦因素探討

3.1 礦床成因

湘南地區(qū)重要礦田之一的香花嶺礦田為花崗巖錫鎢礦的高背景區(qū)(圖4),錫鎢礦成因主要與燕山早期花崗巖有關(guān)[4],花崗巖中成礦元素含量普遍較高,Sn 500×10-6、W 50×10-6、Bi 50×10-6、Cu 50×10-6、Pb 500×10-6、Zn 500×10-6,分別是維氏酸性巖的166倍、25倍、5 000倍、2.5倍、25倍、8倍。礦床的形成與此巖體關(guān)系密切。巖石學(xué)及地球化學(xué)特征表明,區(qū)內(nèi)巖漿起源于地殼物質(zhì)的重熔,而且花崗巖的分異演化程度很高,并富含W、Sn、Bi等成礦元素。癩子嶺燕山早期花崗巖具有高硅、富堿、富揮發(fā)分之特點(diǎn),表明其已具備產(chǎn)生液態(tài)分離作用的條件,由于巖漿中分異出的富含揮發(fā)分的流體能有效富集鎢、錫等成礦元素[5],因此花崗巖漿的分異作用是區(qū)內(nèi)錫多金屬礦富集成礦的重要原因。巖漿侵位到淺部后,巖漿及富含成礦物質(zhì)熱流體的上侵受構(gòu)造及裂隙的制約,如果在巖體頂部受蓋層的阻擋具有較好的圈閉條件時(shí),富含成礦物質(zhì)、堿質(zhì)及SiO2的流體富集在巖體頂部,在緩慢冷凝過程中,由于流體中堿質(zhì)及SiO2的進(jìn)一步富集,對(duì)較早形成的巖石進(jìn)行交代,發(fā)生鈉長(zhǎng)石化、云英巖化,從而形成殼層狀、透鏡狀鎢錫云英巖型礦床或產(chǎn)生鈉化形成含錫鈉化花崗巖,這類礦床是在熔體—流體共存體系中形成的,屬于巖漿—熱液過渡型礦床。如果上覆圍巖地層破碎帶發(fā)育、圈閉條件較差時(shí),圍巖蝕變及礦化受圍巖性質(zhì)影響。當(dāng)圍巖為碳酸鹽巖時(shí),由于滲漏條件較好,熱液中的堿質(zhì)及SiO2將與圍巖發(fā)生化學(xué)反應(yīng),使圍巖發(fā)生矽卡巖化,并形成矽卡巖型礦床。當(dāng)圍巖為碎屑巖或花崗質(zhì)巖石時(shí),含礦熱液沿構(gòu)造裂隙向上和向裂隙帶四周移動(dòng),并對(duì)圍巖進(jìn)行交代,發(fā)生螢石化、鋰云母化、硅化等,但流體與圍巖反應(yīng)相對(duì)較弱,此時(shí)溫度下降是成礦物質(zhì)沉淀的主要原因,主要形成硫化物錫鎢礦,與鉛鋅銅銀共生組成錫多金屬礦的脈狀礦體,除巖漿熱液外,斷裂產(chǎn)生的熱液對(duì)成礦也起重要作用,Sn除來源于巖漿熱液之外,還來源于地層,Cu、Pb、Zn、Ag則主要來源于地層[6]。而含礦熱液沿層間軟弱破碎帶遷移交代時(shí),則形成矽卡巖型錫石(鎢)硫化物礦床的似層狀礦體。巖漿熱液與斷裂產(chǎn)生的熱液共同作用,在跳馬澗組砂巖底部與寒武系下統(tǒng)香楠組呈角度不整合接觸的矽卡巖化底礫巖帶中,形成層狀、似層狀礦體。

3.2 控礦因素探討

礦床的形成與地層、構(gòu)造、巖漿巖關(guān)系密切,巖漿巖是內(nèi)因,有利的地層巖性和構(gòu)造發(fā)育是外因。

3.2.1 地層巖性與成礦關(guān)系

礦體主要賦存在跳馬澗組砂巖及棋梓橋組白云巖、灰?guī)r中。由于跳馬澗組巖性主要為砂巖、砂質(zhì)頁(yè)巖,砂巖性脆,在應(yīng)力作用下產(chǎn)生大量節(jié)理、裂隙,為巖漿期后礦液運(yùn)移和沉淀提供了有利場(chǎng)所,砂質(zhì)頁(yè)巖透水性差,能有效阻止礦液擴(kuò)散,因此在碎屑巖中形成裂隙充填型脈狀、網(wǎng)脈狀、細(xì)脈帶狀錫鉛鋅礦體;而棋梓橋組白云巖巖性活潑,在熱力作用下產(chǎn)生大理巖化,顆粒間孔隙增大,有利于礦液沉淀和交代作用的進(jìn)行,形成充填交代型的錫石—硫化物礦體。

3.2.2 構(gòu)造與成礦關(guān)系

北東向斷裂構(gòu)造是礦區(qū)主要控制構(gòu)造,它控制錫鉛鋅礦帶(體)規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀及空間位置,它既是礦液運(yùn)移通道,也是礦體的儲(chǔ)礦空間;接觸帶構(gòu)造控制了矽卡巖型的錫礦的分布;泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組與寒武系下統(tǒng)香楠組角度不整合接觸構(gòu)造控制了蝕變底礫巖型錫礦體的分布。

圖4 香花嶺礦田成礦模式圖Fig.4 Metallogenic model of Xianghualing ore field1.泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組;2.泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組;3.寒武系下統(tǒng)香楠組;4.花崗斑巖;5.燕山早期第二階段花崗巖;6.花崗巖;7.云英巖化;8.斷層及編號(hào);9.矽卡巖型錫礦;10.含鈹條紋巖;11.鈮鉭銣礦;12.錫鉛鋅礦;13.石英螢石白鎢礦;14.黑鎢礦石英脈。

3.2.3 巖漿巖與成礦關(guān)系

深部隱伏花崗巖(癩子嶺巖體)是本礦床的成礦母巖,富含W、Sn、Pb、Zn、Li、F等元素,一方面提供了大量的成礦物質(zhì),另一方面多次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和巖漿活動(dòng),使花崗巖中成礦元素活化,在有利的成礦部位沉淀,形成本礦床。

4 找礦標(biāo)志及找礦前景淺析

4.1 找礦標(biāo)志

圍巖蝕變標(biāo)志:碎屑巖地層分布區(qū)黃玉化、螢石化、硅化與錫鉛鋅礦化關(guān)系密切;碳酸鹽巖地層分布區(qū)金云母化、電氣石化、螢石化、綠泥石化與錫鉛鋅礦化關(guān)系密切;隱伏花崗巖頂部的云英巖化與鎢礦化關(guān)系密切。

鐵帽標(biāo)志:礦區(qū)內(nèi)受北東向斷裂控制的含磁鐵礦硫化物礦體,近地表磁鐵礦氧化為褐鐵礦,是良好的找礦標(biāo)志。

4.2 找礦前景淺析

礦區(qū)位于香花嶺礦田北東部,找礦區(qū)位好,礦床類型多,前期礦床控制程度低,找礦潛力大。

香花嶺礦田巖漿巖為燕山早中期淺源重熔型巖體,其巖石、巖石化學(xué)、微量元素以及礦化元素含量是典型的含錫花崗巖,為多期次復(fù)合巖體,且后次比前次礦化元素富集。據(jù)物探資料,香花嶺區(qū)已知的幾個(gè)巖體在深部為一大的花崗巖基,走向近南北,面積約400 km2,在隱伏部位有多處巖突,即所謂一基多帶、一帶多峰,從而控制了礦帶和礦床的分布。鐵砂坪礦區(qū)深部的隱伏花崗巖體為本礦床的形成提供礦源和熱動(dòng)力條件。

鐵砂坪礦區(qū)作為香花嶺礦田重要礦區(qū),位于通天廟穹窿構(gòu)造的北東部,F101斷裂北東延伸段、F2斷裂南東延伸段及其他相交部位,礦區(qū)發(fā)育不同方向的百余條礦脈,成礦條件十分有利。

上世紀(jì)80年代末,原湖南省地礦局湘南地質(zhì)隊(duì)在對(duì)鐵砂坪礦區(qū)進(jìn)行普查時(shí),由于資金問題,礦床控制程度低,勘查范圍和深度均不夠,主要礦體沿走向、傾斜方向均未封邊,許多礦體均是單工程控制;主要是針對(duì)斷裂(裂隙)熱液充填交代型錫礦的找礦,忽視了其他礦床類型找礦。近年來民采坑道在深部證實(shí)8、9、18、108號(hào)礦體在傾向上延伸達(dá)數(shù)百米,同時(shí)在五里山—順發(fā)一帶也發(fā)現(xiàn)了找礦潛力大的中高溫?zé)嵋航淮桶祖u礦床、蝕變底礫巖型錫礦床;在白沙巖發(fā)現(xiàn)了矽卡巖型含鈹錫石(鎢)硫化物礦床。大大豐富了礦區(qū)礦床類型。

4.3 找礦方向

下步找礦重點(diǎn):一是“擴(kuò)邊探深”。提高礦床的控制程度,圍繞順發(fā)、五里山F202、F203、F206等北東向斷裂控制的錫鎢鉛鋅多金屬礦,對(duì)主要礦體沿走向、傾斜方向擴(kuò)邊探深,同時(shí)力爭(zhēng)發(fā)現(xiàn)新的平行礦體;二是繼續(xù)尋找賦存于中泥盆統(tǒng)跳馬澗組底部與寒武系不整合界面上蝕變底礫巖型錫礦床、中高溫?zé)嵋航淮桶祖u礦床;三是注重綜合找礦。在白沙巖、大沖尋找中矽卡巖型含鈹錫多金屬礦床,礦區(qū)北部廣泛發(fā)育含鈹錫條紋巖,它是一種特殊的矽卡巖,是在大量的氟和鈹?shù)膮⑴c下由花崗巖交待碳酸鹽巖形成的,受斷裂控制的條紋巖本身就是鈹?shù)V、錫礦。湘南地區(qū)條紋巖鈹?shù)V主要產(chǎn)于湖南臨武縣香花嶺多金屬礦田、湖南郴州市東坡礦田的柿竹園鎢錫鉬鉍多金屬礦區(qū)和湖南宜章縣長(zhǎng)城嶺礦田界牌嶺錫鈹多金屬礦區(qū)[7],以香花嶺多金屬礦田含鈹錫條紋巖最有名。過去找礦對(duì)含鈹錫條紋巖沒有重視,沒有評(píng)價(jià)鈹?shù)V體,鈹?shù)V選礦也沒有綜合回收,該類型的礦床綜合評(píng)價(jià)也是找礦、選礦方向之一。

[1] 湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所.1∶5萬香花嶺—臨武幅區(qū)域地質(zhì)報(bào)告[R].湘潭:湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所,1990.

[2] 湖南省有色地質(zhì)勘查局一總隊(duì).湖南郴州荷花坪—香花嶺錫多金屬礦評(píng)價(jià)[R].郴州:湖南省有色地質(zhì)勘查局一總隊(duì),2009.

[3] 湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局湘南地質(zhì)隊(duì).湖南省臨武縣鐵砂坪礦區(qū)錫礦詳細(xì)普查地質(zhì)報(bào)告[R].郴州:湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局湘南地質(zhì)隊(duì),1988.

[4] 陳湘立,金艷輝.湘南地區(qū)內(nèi)生錫礦床錫的賦存狀態(tài) [J].湖南地質(zhì),2003(4):46-49.

[5] 黎傳標(biāo).湖南桂東—汝城地區(qū)鎢錫多金屬礦床地質(zhì)特征及找礦前景[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2010(2):8-14.

[6] 肖光銘,杜海燕,伍廣宇.大東山錫田礦床地質(zhì)特征及礦床成因 [J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2005(2):73-79.

[7] 吳永駒.宜章縣界牌嶺條紋巖鈹?shù)V床特征及找礦意義 [J].湖南地質(zhì),1993(2):95-98.

(責(zé)任編輯:于繼紅)

Geological Characteristics and Prospecting Prospect of Tin PolymetallicDeposit in Tieshaping Mining Area at Linwu County,Hunan

LI Yuan, LI Chuanbiao, CHEN Changjiang, HUO Ran, YAN Fugui, ZHOU shuang, XIAO Lin, TIAN Junwei
(SouthernHunanInstituteofGeologyandSurvey,Chenzhou,Hunan423000)

Tin polymetallic deposit of Tieshaping mining area at Linwu County is located in the northeast Xianghualing ore field in Hunan.Based on the analysis of the data about strata,magmatic rocks,structure,alteration and mineralization,the mining area is considered as enrichment area of many useful components,such as tin,tungsten,lead,zinc and beryllium.There are many types of ore deposits and have a great ore prospecting potential in this mining area.The authors elaborate the geological characteristics,types,genesis of ore deposit and preliminarily analyse its prospecting prospect,in the meantime, the metallogenic geological regularity of ore deposit is studied which has important directive for looking for tin polymetallic deposit in depth and margin area of outer Xianghualing ore field.

tin polymetallic deposit; deposit type; prospecting prospect

2016-09-07;改回日期:2016-10-19

黎原(1990-),男,助理工程師,地質(zhì)礦產(chǎn)勘查專業(yè),從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作。E-mail:627259982@qq.com

P618.44

A

1671-1211(2017)02-0142-07

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.02.005

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20170317.0811.002.html 數(shù)字出版日期:2017-03-17 08:11