湖南新寧縣金家銻礦床地質(zhì)特征與找礦方向★

姜愛玲， 尚 磊， 劉桂云， 李建波

（國土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心， 河北 三河 065201）

湘中地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富[1]，以銻、金、鉛鋅、鎢、錳為主，煤、煤成氣、磷與石灰?guī)r次之。銻礦床（點(diǎn)）產(chǎn)地多達(dá)170余處，是湖南乃至全國最重要的銻礦密集區(qū)[1-2]，許多著名的銻礦床（比如錫礦山銻礦、龍山金銻礦、沃溪鎢銻金礦、渣滓溪鎢銻礦及板溪銻礦等）均產(chǎn)于本區(qū)[1]（見圖1）。其中金家銻礦是湘中銻礦密集區(qū)內(nèi)較為重要的礦床之一，該礦床位于湖南省新寧縣城40°方向直線距離37 km處，屬新寧縣回龍寺鎮(zhèn)管轄[3-4]。自20世紀(jì)80年代以來，湖南省內(nèi)多家礦業(yè)公司、地勘單位先后投入一定的工作量，對該礦床開展過預(yù)查、普查及資源儲量核實(shí)等工作[5]。截至2008年，查明金家銻礦資源量為10385 t[3]，礦床規(guī)模達(dá)到中型，目前已成為湘中地區(qū)較具經(jīng)濟(jì)價值的銻礦床[6]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

金家銻礦大地構(gòu)造位置地處北北東向公田—灰湯—新寧深大斷裂南東側(cè)、紫云山隆起帶北東端次級龍口復(fù)式背斜部位。龍口復(fù)式背斜軸向近南北、略向南傾伏，兩翼基本對稱。其核部地層由震旦系組成，兩翼依次為寒武與泥盆系[3-4，6]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)處于龍口復(fù)式背斜南傾伏端，出露地層由老至新主要有震旦系下統(tǒng)湘錳組（Z1x）、洪江組

圖1 湘中地區(qū)銻礦床分布示意簡圖[5]（據(jù)董譯繁，2015；略加修改）

（Z1h），上統(tǒng)金家洞組（Z2j）、留茶坡組（Z2l），寒武系下統(tǒng)（∈1）及泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組（D2t）[3-4，6]。其中，寒武系與震旦系為假整合接觸、泥盆系與寒武系為角度不整合接觸，其余均為整合接觸關(guān)系，現(xiàn)簡述如下[3-4，6]。

2.1.1 震旦系下統(tǒng)（Z1）

分布于礦區(qū)中北部。

湘錳組（Z1x）：深灰、灰黑色板巖，含炭質(zhì)板巖，灰白、深灰色中至巨厚層狀細(xì)至粉晶白云巖，夾灰色絹云母板巖、粉砂質(zhì)板巖及細(xì)粒長石石英砂巖。厚度大于40 m。

洪江組（Z1h）：灰綠色-黃綠色中層狀含礫砂質(zhì)板巖，砂礫含量約10%，粒徑0.05～1.00 cm。厚度2.31 m。

2.1.2 震旦系上統(tǒng)（Z2）

分布于礦區(qū)中北部。

金家洞組（Z2j）：為區(qū)內(nèi)主要賦銻礦地層。頂部為灰黑色-黑色中至薄層條帶紋狀砂質(zhì)板巖，上部為灰至深灰色中-厚層、巨厚層狀細(xì)晶云巖夾灰白色、淺灰色中至厚板巖，砂質(zhì)板巖；下部為淺灰色中至厚層狀板巖、砂質(zhì)板巖，夾淺灰色、灰色中至厚層狀細(xì)晶白云巖。厚度63 m。

留茶坡組（Z2l）：為區(qū)內(nèi)次要賦礦地層?；液谏?、深灰色、灰白色厚層狀-塊狀硅質(zhì)巖。下部為黑色、灰黑色中層硅質(zhì)巖。厚度33.3 m。

2.1.3 寒武系下統(tǒng)（∈1）

礦區(qū)內(nèi)可分為三段。

寒武系下統(tǒng)上段（∈13）：灰、深灰色厚層狀長石石英砂巖，夾黑色板巖或條帶狀板巖，底部為深灰色細(xì)粒石英砂巖。厚度大于30 m。

寒武系下統(tǒng)中段（∈12）：灰黑色條帶、條紋狀含粉砂質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖。厚度約50 m。

寒武系下統(tǒng)下段（∈11）：為區(qū)內(nèi)次要賦礦地層。巖性為互層狀的炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖及硅質(zhì)巖。底部夾薄層磷塊巖或含磷砂巖，厚60 m。

2.1.4 泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組（D2t）

分布于礦區(qū)東南角。

上部為紫紅色石英砂巖、石英粉砂巖、粉砂巖，夾紫紅色含豆?fàn)畛噼F礦粉砂巖。

下部為灰白色、深灰色、黃灰色中至厚層狀石英砂巖、含礫砂巖、粉砂巖。

底部為石英砂巖或含礫砂巖。厚度＞100 m。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

2.2.1 褶皺

礦區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造較簡單，龍口復(fù)式背斜往南傾伏基本消失。區(qū)內(nèi)總體為一個傾向南東的單斜，地層傾向150°左右，傾角25°～50°。但在深部靠近龍口復(fù)式背斜南傾伏端西翼處，地層大部分傾向南西，傾向 230°～280°，傾角 35°～55°[3-4，6]。

2.2.2 斷裂

斷裂構(gòu)造發(fā)育，礦井內(nèi)及南西外側(cè)發(fā)育有一組大致相互平行的北東向斷裂，共有6條（F1-F6），單條斷層間距20～280 m大小不等，地表走向長350～750 m左右，傾向北西，傾角50°～85°，其中，礦界南東外側(cè)（深部延伸在礦界內(nèi)）的斷裂F1及礦界內(nèi)的斷裂F6與銻礦化關(guān)系較為密切[3-4，6]。

2.3 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變以硅化、黃鐵礦化為主，石墨化與絹云母化次之。其中與銻礦化關(guān)系較為密切的圍巖蝕變?yōu)楣杌?，其與銻礦化呈正相關(guān)關(guān)系。硅化強(qiáng)則礦化好，硅化常與輝銻礦脈相伴出現(xiàn)，且一般銻礦體頂板蝕變較弱，硅化范圍較?。坏装逦g變較強(qiáng)，硅化范圍亦較大[3-4，6]。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦床特征

目前，在金家銻礦床揭露的銻礦脈僅1條，編號為I。I號銻礦脈產(chǎn)于北東向斷裂F1中并嚴(yán)格受其控制，賦礦圍巖為震旦系上統(tǒng)與寒武系下統(tǒng)（見圖2）。I號銻礦脈，總體走向北東，傾向310°～330°，傾角60°。其地表出露于礦床南西段之南東界外，分布標(biāo)高為680～400m，全長750m，其中在礦區(qū)內(nèi)約370 m，剩余部分往南西延伸出區(qū)外[3-4，6]。

圖2 湖南新寧金家銻礦床地質(zhì)簡圖[6]（據(jù)康亞龍，2013；略加修改）

3.2 礦體特征

金家銻礦床于I號礦脈中圈出兩個銻礦體，編號為I1與I2礦體。I1號礦體產(chǎn)于銻礦化帶南西段，I2號礦體則貫穿于整個礦體。I1號與I2號兩個礦體基本平行展布，分支復(fù)合。I1號礦體位于I2號礦體之上，兩者同屬F1斷裂的分支，在走向上自北東往南西分支或側(cè)列?，F(xiàn)將兩個礦體特征分述如下[3-4，6]。

3.2.1 I1號礦體

位于I號礦脈含銻硅化帶南西段。礦體呈不規(guī)則脈狀產(chǎn)出，走向40°，傾向北西，傾角60°。礦體地表控制走向長180 m，控制傾斜延深68 m，礦體厚0.80～1.30 m，平均厚 1.00 m；Sb品位 w（Sb）=1.22%～2.87%，平均品位（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為2.16%。經(jīng)多條不等距中段工程揭露，控制礦體走向長15～120 m，總體長160 m，控制傾斜延深近100 m，礦體厚0.75～2.10 m，平均厚度為1.19 m，厚度變化系數(shù)為26%；Sb品位w（Sb）=0.49%～22.20%，平均品位（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為7.49%，品位變化系數(shù)為77%[3-4]。

3.2.2 I2號礦體

位于I號礦脈含銻硅化帶中段及北東段。礦體呈不規(guī)則脈狀產(chǎn)出，總體走向40°～45°，傾向北西，傾角42°～72°不等，一般60°左右。礦體地表控制走向長220 m，控制傾斜延深400 m，礦體厚0.80～1.26 m，平均厚 0.92 m；Sb品位 w（Sb）=1.58%～4.06%，平均品位（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為2.47%[3-4]。

3.3 礦石礦物成分、化學(xué)成分

礦石礦物成分：金家銻礦礦石礦物成分較簡單，主要金屬礦物有輝銻礦、黃鐵礦，偶見方鉛礦與輝銻礦呈脈狀及不規(guī)則狀或浸染狀充填于巖石裂隙中或散布于巖石中；脈石礦物則以石英和黏土礦物為主。含銻石英脈沿破碎帶長軸方向充填是礦區(qū)坑道中所見輝銻礦的主要賦存狀態(tài)之一[3-4，6]。

礦石化學(xué)成分：金家銻礦礦石化學(xué)成分簡單，有用組分Sb品位 w（Sb）=0.48%～22.2%，平均品位（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為7.22%；其他有益有害成分極低[3-4]。據(jù)原勘查資料中不同礦石類型的5個礦石化學(xué)樣品結(jié)果反映，礦石中含 w（Zn）=0～0.05%、w（Pb）=0～0.02%、w（As）=0～0.001%。由金家銻礦礦石化學(xué)成分組合分析結(jié)果（見表 1）可知，礦石中 w（Zn）=0.03%、w（Pb）=0.03%、w（As）=0.01%、w（Au）=0.8g/t、w（Ag）＜5g/t[3-4]。

3.4 礦石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石類型：按結(jié)構(gòu)構(gòu)造可劃分為浸染狀礦石、塊狀礦石；按礦石圍巖組成可劃分為石英脈型銻礦石、硅化巖型銻礦石、角礫巖型銻礦石，以及白云巖砂巖型、粉砂巖型砂質(zhì)板巖、板巖型等礦石[3-4，6]。

表1 金家銻礦礦石化學(xué)成分組合分析結(jié)果表 %

礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造：礦石結(jié)構(gòu)以輝銻礦呈他形粒狀結(jié)構(gòu)、柱狀結(jié)構(gòu)為主，次為不等粒鑲嵌結(jié)構(gòu)、針狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造以致密塊狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造為主，浸染狀、囊狀構(gòu)造次之，少量角礫狀構(gòu)造[3-4，6]。

4 礦床地球化學(xué)特征

據(jù)研究（康亞龍，2013），金家銻礦7件礦石的稀土元素總量（ΣREE質(zhì)量分?jǐn)?shù)）變化于151.21×10-6～212.41×10-6之間，平均值為 180.52×10-6[6]。輕稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)（LREE）平均值為129.15×10-6；重稀土質(zhì)量分?jǐn)?shù)（HREE）平均值為19.03×10-6；輕重稀土比[m（LREE）/m（HREE）]平均值為 16.89，遠(yuǎn)大于 1，輕稀土強(qiáng)烈富集，重稀土嚴(yán)重虧損[6-7]。銪異常δEu平均值為0.62，表現(xiàn)出明顯中等銪異常；鈰異常δCe平均值為0.91，屬鈰弱異常型[7]。此外，礦區(qū)Rb、U和Th等大離子親石元素含量相對較高，而虧損Nb、Ta及Ti等高場強(qiáng)元素[6]。

通過康亞龍（2013）對金家銻礦的16件礦石樣品中黃鐵礦單礦物做鉛同位素分析可知[6，8]，206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 分別變化在 18.032～18.391，15.403～15.495 和 38.025～38.215 之間，均值分別為18.1645，15.449和38.116，表明金家銻礦床黃鐵礦具有相對穩(wěn)定的鉛同位素組成，且其鉛主要來源于深源[6，8-9]。

康亞龍（2013）在研究中測得金家銻礦床4件礦石中方解石流體包裹體成分、均一溫度和鹽度特征表明[6，8，10-11]：

1）流體包裹體主要為氣液兩相包裹體，氣液比變化范圍在5%～20%之間；

2）包裹體氣相成分主要是 H2、CH4、CO2與 H2O，其中H2O、CO2相對較多，說明成礦流體為富含CO2的熱水溶液；富含CH4和CO2，表明成礦環(huán)境為還原環(huán)境；

3）金家銻礦的 m（Na+）/m（K+）平均值為 1.1925，稍大于1，說明金家銻礦成礦流體不具明顯巖漿熱液特征；m（F-）/m（Cl-）平均值為 0.82，稍小于 1，表明金家銻礦成礦流體有大氣降水的加入；

4）成礦溶液的酸堿度接近中性的弱酸性，pH平均值為6.95；

5）金家銻礦成礦流體具有Na+-K+-Ca2+-Mg2+-Cl--SO42-體系特征，m（Na+）/[m（Ca2+）+m（Mg2+）]平均值為 0.0275，[m（K+）+m（Na+）]/[m（Ca2+）+m（Mg2+）]平均值為 0.0525，m（Ca2+）/m（Mg2+）平均值為 30.62，m（SO42-）/m（Cl-）平均值為 0.87，說明其成礦熱水應(yīng)是富鈉的硫酸鹽型熱鹵水；

6）金家銻礦流體包裹體形成的溫度在100～240℃之間，說明金家銻礦的成礦溫度屬于中低溫范圍；

7）金家銻礦流體包裹體的冰點(diǎn)（包裹體冷凍回溫后最后一塊冰融化的溫度）在-2.9～-1.2℃范圍內(nèi)變化，由此可確定該礦床的成礦流體鹽度范圍為2.07%～4.80%（主要為2.60%～3.80%），說明成礦流體鹽度較低?？傊?，由流體包裹體特征可以得出，金家銻礦屬于典型的中低溫?zé)嵋撼涮钚偷V床，其成礦流體為中低溫、低鹽度熱液。

5 找礦標(biāo)志與找礦方向

5.1 找礦標(biāo)志

5.1.1 地層標(biāo)志

震旦系上統(tǒng)金家洞組為區(qū)內(nèi)銻礦主要賦礦層位，巖性為炭質(zhì)板巖、板巖、砂質(zhì)板巖夾白云巖等；震旦系上統(tǒng)留茶坡組與寒武系下統(tǒng)下段為區(qū)內(nèi)銻礦次要賦礦層位，其巖性分別是厚層硅質(zhì)巖與互層狀的炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖及硅質(zhì)巖[12-15]。

5.1.2 構(gòu)造標(biāo)志

北東向區(qū)域性斷裂為區(qū)內(nèi)銻礦床的導(dǎo)礦、容礦和賦礦構(gòu)造，其對銻礦質(zhì)的活化、運(yùn)移與沉淀提供了通道與場所，地表表現(xiàn)為寬窄不同的硅化破碎帶及零散的銻礦化[12-15]。因此北東向區(qū)域性斷裂構(gòu)造破碎帶是銻礦形成的構(gòu)造標(biāo)志。

5.1.3 巖性標(biāo)志

構(gòu)造（層間）破碎帶、裂隙發(fā)育地段，是銻礦體賦存的有利部位，因此構(gòu)造硅質(zhì)巖、硅化破碎帶與次生石英巖是礦區(qū)重要的找銻標(biāo)志層[12-15]，在這些地段找尋發(fā)現(xiàn)銻礦化露頭的可能性較大。

5.1.4 蝕變標(biāo)志

礦區(qū)硅化與銻礦體關(guān)系較為密切，其對銻礦富集具有重要作用，硅化蝕變強(qiáng)的地段也往往是銻礦化增強(qiáng)的地段[12-15]。

5.2 找礦方向

1）震旦系上統(tǒng)金家洞組的炭質(zhì)板巖、板巖、砂質(zhì)板巖夾白云巖等為區(qū)內(nèi)銻礦主要的賦礦層位，可作為尋找該類礦床的直接目標(biāo)層；另外，震旦系上統(tǒng)留茶坡組的厚層硅質(zhì)巖與寒武系下統(tǒng)下段的互層狀的炭質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖及硅質(zhì)巖為區(qū)內(nèi)銻礦次要的賦礦層位，可作為尋找同類礦床的第二目標(biāo)層[12-15]。

2）區(qū)域主干構(gòu)造為深部成礦金屬流體提供通道與沉淀場所，在區(qū)內(nèi)主干構(gòu)造（比如深大斷裂或褶皺發(fā)育區(qū)）內(nèi)易形成礦帶或礦化帶[12]。因此，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注北東向正斷裂F1、F2的西南傾伏端及其東南側(cè)F3、F4與F6等斷裂帶的兩側(cè)。

6 結(jié)論

1）金家銻礦床嚴(yán)格受地層巖性與構(gòu)造控制，賦礦層位以震旦系上統(tǒng)金家洞組為主；主要賦礦巖性是炭質(zhì)板巖、板巖、砂質(zhì)板巖和硅質(zhì)巖，銻礦細(xì)脈常沿這些巖性的層間裂隙充填富集；圍巖蝕變以硅化較為常見，且與銻礦化具正相關(guān)關(guān)系。

2）金家銻礦床輕重稀土比[m（LREE）/m（HRE E）]平均值為16.89，遠(yuǎn)大于1，輕稀土強(qiáng)烈富集，重稀土嚴(yán)重虧損；微量元素中Rb、U和Th等大離子親石元素含量相對較高，而虧損Nb、Ta及Ti等高場強(qiáng)元素。

3）金家銻礦床黃鐵礦單礦物鉛同位素206Pb/204Pb平均值為18.1645，207Pb/204Pb平均值為15.449，208Pb/204Pb平均值為38.116，表明該礦床具有相對穩(wěn)定的鉛同位素組成，且其鉛主要來源于深源。

4）金家銻礦床方解石流體包裹體主要為氣液兩相包裹體，液相成分陽離子主要是 K+、Na+、Mg2+、Li＋、Ca2+，陰離子主要是 F-、Cl-、HCO3-、SO42-，氣相成分則以 H2、CH4、CO2與 H2O 為主，成礦流體具有 Na+-K+-Ca2+-Mg2+-Cl--SO42-體系特征，均一溫度范圍為100～240℃，鹽度范圍主要為2.60%～3.80%，說明金家銻礦屬于典型的中低溫?zé)嵋撼涮钚弯R礦床，其成礦流體為中低溫、低鹽度熱液。

5）文中總結(jié)的找礦標(biāo)志可為今后尋找同類型銻礦床作參考研究，其中最直接的找礦標(biāo)志是構(gòu)造硅質(zhì)巖、硅化破碎帶及次生石英巖。

[1]胡雄偉，裴榮富，史明魁.湘中地區(qū)中生代地溫場及銻礦分布[J].礦床地質(zhì)，1995，14（3）：220-227.

[2]付山嶺，胡瑞忠，陳佑緯，等.湘中龍山大型金銻礦床成礦時代研究—黃鐵礦Re-Os和鋯石U-Th/He定年[J].巖石學(xué)報，2016，32（11）：3507-3517.

[3]湖南省新寧縣回龍鎮(zhèn)金家銻礦資源儲量核實(shí)報告[R].長沙：湖南華中礦業(yè)有限公司，2009.

[4]湖南新龍礦業(yè)有限責(zé)任公司收購湖南新寧縣龍口礦業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司可行性研究報告[R].懷化：懷化湘西金礦設(shè)計科研有限公司，2013.

[5]董譯繁.湖南新寧回水灣銻礦床地質(zhì)特征及成礦作用研究[D].西安：長安大學(xué)，2015.

[6]康亞龍.湖南新寧金家銻礦床地質(zhì)-地球化學(xué)特征[J].地質(zhì)找礦論叢，2013，28（1）：78-83.

[7]李建領(lǐng)，鄭明泓，李紅超，等.河南土地廟溝鉛鋅礦床地質(zhì)地球化學(xué)特征[J].礦產(chǎn)勘查，2017，8（4）：599-605.

[8]鄧偉.西秦嶺大橋金礦床地球化學(xué)特征及成因分析[J].甘肅科技，2017，33（16）：16-19.

[9]薛靜，戴塔根，付松武.廣西武宣縣盤龍鉛鋅礦礦床成礦地球化學(xué)特征[J].中國有色金屬學(xué)報，2012，22（2）：533-544.

[10]翟建平，徐光平，胡凱.棲霞金礦礦物、流體和同位素特征及意義[J].礦床地質(zhì)，1998，17（4）：307-312.

[11]胡偉華，邱介玲、程鑫，等.棲霞市馬家窯金礦床成礦流體地球化學(xué)特征[J].山東國土資源，2008，24（1）：26-29.

[12]朱華平，周邦國、范文玉，等.四川會東麥地鉛鋅銅礦地質(zhì)特征與找礦方向[J].四川地質(zhì)學(xué)報，2012，32（2）：172-175.

[13]劉懿偉，張玉輝，康喜逢.甘肅省加木龍溝金礦地質(zhì)特征與找礦方向[J].甘肅地質(zhì)，2017，26（3）：24-31.

[14]蔣佑民.淺析高桂山-舜皇山地區(qū)找礦遠(yuǎn)景[J].國土資源導(dǎo)刊，2008（1）：41-43.

[15]溫森坡，劉國印，喬保龍，等.嵩縣紙房鉬礦床地質(zhì)特征與找礦方向[J].礦產(chǎn)與地質(zhì)，2008，22（2）：121-124.