湖南省大義山獅形嶺錫礦床地質(zhì)特征及成因分析

信建華 蔣琛 蔣小菊

摘 要 湖南省大義山獅形嶺錫礦床位于大義山礦床中帶，產(chǎn)于大義山復(fù)式花崗巖體內(nèi)。在充分收集研究前人的工作基礎(chǔ)上經(jīng)自身實(shí)踐，本文研究了礦床基本地質(zhì)特征，并從控礦條件、包裹體測溫、同位素特征幾個(gè)方面對獅形嶺錫礦床的成因進(jìn)行了分析。分析顯示，該區(qū)北西向的基底斷裂為成礦物質(zhì)的運(yùn)移提供了通道，次一級的斷裂構(gòu)造控制了礦體的分布，氫氧同位素特征指示成礦流體主要為巖漿水，流體包裹體測溫成礦溫度為114-418℃，表明該礦床為中高溫巖漿氣水熱液充填礦床。

關(guān)鍵詞 大義山巖體；錫礦床；礦床地質(zhì)；礦床成因分析

中圖分類號：P611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Abstract： Hunan dayishan Shixingling tin mine is located in the middle zone of Dayishan deposit， produced in the complex granite of Dayishan. Based on the previous work， this paper studies the basic geological features of the ore deposit through its own practice， and analyzes the genesis of the Shixingling tin deposit from the aspects of ore control conditions， inclusion temperature measurement and isotopic characteristics. The north west of basement faults provides a channel for ore-forming material migration， second level fault controlled the orebody distribution of hydrogen and oxygen isotope characteristics indicate ore-forming fluid is mainly magmatic water， and fluid temperature ore-forming temperature is 114-418 ℃， which indicates that the deposit is of medium high temperature magmatic hydrothermal fluid filling deposit.

Keywords：Dayishan rock mass； tin deposit； ore deposit geology； genetic analysis of ore deposits

1 概述

大義山獅形嶺錫礦床經(jīng)普查定為中型礦床，位于南嶺緯向成礦構(gòu)造帶北緣，以北西向“大義山式斷裂”為主體（圖1），“大義山式斷裂” 實(shí)質(zhì)上是一北西向的張扭性斷裂帶，受基底斷裂——郴州—邵陽北西向走滑深斷裂控制，處在印支期南北向構(gòu)造顯著發(fā)育的區(qū)域內(nèi)，屬燕山期活動產(chǎn)物，具有繼承性發(fā)生發(fā)展的特征，礦體產(chǎn)在大義山復(fù)式巖體內(nèi)。

大義山巖體為燕山期復(fù)式花崗巖，出露面積228 km2，總體走向北西（330°），傾向北東、傾角20～56°，呈巖基產(chǎn)出。據(jù)巖石特征，大義山巖體可劃分為泥板田（J3NB）、湯市鋪（J2TS）、關(guān)口（J1GK）三個(gè)超單元。大義山復(fù)式花崗巖體屬典型的“S”型花崗巖，與錫成礦關(guān)系密切，以燕山早期晚階段成礦最佳，中侏羅世湯市鋪超單元是區(qū)內(nèi)錫礦主要成礦、賦礦巖體，其晚階段的介頭單元（J2J）出現(xiàn)巖體型錫礦。

區(qū)域內(nèi)以錫、鎢、銅、鉛、鋅、硅灰石、硼為主的礦產(chǎn)較豐富，以錫為主的多金屬礦床成因與花崗巖漿侵位、分異演化，熱液蝕變及構(gòu)造活動等因素直接相關(guān)。自巖體向圍巖，有W、Sn→Cu、Pb、Zn→Sb、As、B，由高溫—中溫—低溫的巖漿熱液成礦正向分帶序列的特征，其中錫多金屬礦床（點(diǎn)）大致呈東、中、西三個(gè)北西向帶展布。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)出露均為花崗巖，屬北西向大義山復(fù)式雜巖體的一部分。依巖石譜系單位劃分為晚侏羅世泥板田、中侏羅世湯市鋪兩個(gè)超單元見圖2。

泥板田超單元，是晚侏羅世侵入的斑狀黑云母二長花崗巖，以基質(zhì)較細(xì)（微細(xì)—中細(xì)粒）、富含電氣石為特征。

泥板田超單元，自早至晚分別為：

①墨煙瑤（J3M）細(xì)-微粒少斑狀二長花崗巖

②下螺形（J3X） 中細(xì)粒斑狀二云二長花崗巖

中侏羅世湯市鋪超單元，自早至晚分別為：

①小恒單元（J2X）細(xì)（微細(xì)）粒斑狀黑云母二長花崗巖；

②巖前單元（J2Y）中粗粒多（巨）斑狀黑云母二長花崗巖；

③道士仙單元（J2D）（粗）中粒斑狀黑云母二長花崗巖；

④杉樹排單元（J2SH）細(xì)粒斑狀黑云母二長花崗巖；

⑤介頭單元（J2J） 細(xì)粒（少斑）二云母二長花崗巖。

2.2礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以北東向次級斷裂為主，其次發(fā)育北西向斷裂和不同方向的節(jié)理裂隙，控制了礦脈的展布（圖2）；所以可見區(qū)內(nèi)錫礦脈的自然分級較明顯，以北東向礦脈為主，其次為北西向，分別組成一個(gè)礦脈帶。

礦脈組容礦斷裂、裂隙具有面平直、光滑和陡傾斜（傾角60-85° ）、方向穩(wěn)定、延伸長，以及同組裂隙疏密相間、大致等距發(fā)育的特點(diǎn)。

容礦裂隙切割燕山期成礦花崗巖體，證明容礦裂隙是在巖體侵位之后、脈體充填之前的短暫時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的成礦期構(gòu)造[12]。

2.3礦床特征

2.3.1礦脈特征

區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)并編號錫礦脈有17條（圖2），均為云英巖脈型，受相應(yīng)的含礦斷裂控制，除13、14、15、16號礦脈呈北西向展布外，其它13條礦脈均走向北東，彼此近于平行，成帶成組、集中產(chǎn)出。各礦脈組成大致相同，主要由2～4條云英巖薄～大脈（脈幅10～120cm）、透鏡狀～細(xì)脈狀石英脈等組成，且礦脈中的云英巖脈具有復(fù)合膨縮、尖滅再現(xiàn)等特征。

依礦脈分布和礦化強(qiáng)度大致分為獅形嶺地段、南風(fēng)凹地段及曹家沖地段三個(gè)礦化集中地段，且以獅形嶺和南風(fēng)凹地段礦脈最集中，礦化最好。獅形嶺有5條礦脈，礦脈長820-1060m，厚0.30-0.77m，Sn品位0.1-2.5（10-2）；南風(fēng)凹8條礦脈，礦脈長560-1180m，厚0.40-4.5m，Sn品位0.1-12.4（10-2）；曹家沖4條礦脈，礦脈長270-2300m，厚0.40-2.0m，Sn品位0.13-1.67（10-2）。

礦區(qū)內(nèi)云英巖脈型錫礦體的賦存、產(chǎn)出、控礦構(gòu)造及含礦變化等方面具共性：礦脈的賦存和產(chǎn)出完全受控于“大義山式低次序張剪性斷裂”；同方向（組）礦脈群的規(guī)模、產(chǎn)狀和含礦性都十分相似，而區(qū)內(nèi)所有礦脈的構(gòu)成和含礦變化也基本相同，其特點(diǎn)是：

1.礦脈均由云英巖脈及兩側(cè)的蝕變花崗巖組成，云英巖脈是含錫礦化主體，而每條含礦云英巖脈中心總存在一條平整裂面，即鏡面，硫化物、電氣石等往往沿鏡面富集形成微細(xì)脈或條帶，錫石、黑鎢礦伴隨這些礦物偶富集形成細(xì)脈，大部分呈星點(diǎn)或浸染分布。

2.區(qū)內(nèi)含錫云英巖脈的產(chǎn)狀均比較穩(wěn)定，雖然單脈中錫礦化主要集中于脈中心部位，存在礦化不均勻現(xiàn)象，但所有礦脈沿走向和傾向的含礦率變化不大；目前還沒有控制到區(qū)內(nèi)主要礦脈的最低含礦標(biāo)高。

3.云英巖脈之所以偶爾出現(xiàn)礦化富集地段，一則是控礦構(gòu)造多期活動疊加，最主要原因是J2J單元礦源巖體與脈型礦體交匯部位往往出現(xiàn)富礦。

2.3.2礦石特征

（1）礦石自然類型

礦石自然類型均為原生礦石。

1、按照礦石構(gòu)造劃分，相應(yīng)分為：浸染狀錫礦石，塊狀錫礦石，角礫狀錫礦石，脈狀錫礦石等。

2、按照礦石的礦物組成劃分，可分為：石英—云母—錫石礦石，石英—電氣石—黃玉—錫石礦石，石英—（長石）絹云母—黃玉—錫石礦石等。

3、按照伴（共）生有用組分劃分，可分為：錫礦石，錫銅礦石，鎢錫礦石等等。

（2） 礦物成分

金屬礦物主要有錫石、毒砂、黃鐵礦、黃銅礦、黑鎢礦、黝銅礦等；非金屬礦物主要有石英、云母、電氣石、黃玉。

主要礦物特征為：

錫石：棕紅、棕褐色，多呈他形粒狀，粒徑0.13～3 mm，局部富礦包（囊）及個(gè)別脈型礦石中達(dá)10 mm以上。錫石產(chǎn)于石英、黃玉等間隙或包于石英晶粒中，呈星點(diǎn)狀、浸染狀分布。

2.3.3礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有變余花崗結(jié)構(gòu)、鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、鱗片粒柱變晶結(jié)構(gòu)、粒柱變晶結(jié)構(gòu)。變余花崗結(jié)構(gòu)多在礦體邊緣和夾塊中、礦化略弱，品位較低。粒柱變晶結(jié)構(gòu)、柱纖變晶結(jié)構(gòu)位于礦脈中心和礦化極強(qiáng)的團(tuán)塊中，往往是富礦包產(chǎn)出部位。

礦石構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造

2.3.4 圍巖蝕變

巖漿期后氣—液蝕變主要沿成礦斷裂帶或劈理（節(jié)理）帶線狀分布，與錫多金屬成礦有關(guān)的主要有云英巖化、電英巖化、硅化，次為鈉長石化、電氣石化及多種硫化物化。當(dāng)碎裂巖帶內(nèi)出現(xiàn)云英巖化、電英巖化、鈉長石化、電氣石化與硅化等蝕變組合時(shí)，往往是錫多金屬礦化的集中地帶，多種硫化物化疊加部位礦化富集。

3 礦床成因分析

3.1 控礦地質(zhì)條件

3.1.1巖漿巖條件

大義山巖體為燕山期多期次多階段侵位形成的復(fù)式巖體，屬鋁過飽和偏酸性花崗巖類。

礦區(qū)內(nèi)主要由湯市鋪超單元巖體構(gòu)成。湯市鋪超單元微量元素Sn、W、Bi、As及B含量總體較高，分別是維氏值的4～18倍、8～18倍、196～750倍、18～53倍及1～8倍，且由J2—J3有逐漸增高趨勢，最晚的J2J中Sn、F、As含量分別達(dá)300×10-6、12133×10-6、191×10-6 。 巖體中豐富的Sn含量為錫礦床的形成提供了充足的物源。

云英巖脈型錫礦的分布對巖漿巖無明顯選擇性，但其成礦明顯與分異程度較高的晚期單元花崗巖有關(guān)，一般分布于臨近介頭單元的不同單元花崗巖中，尤以小恒單元（J2X）及巖前單元（J2Y）為主。介頭單元（J2J）細(xì)粒少斑狀二云母二長花崗巖為蝕變花崗巖型錫礦的成礦母巖。

3.1.2 構(gòu)造條件

斷裂構(gòu)造是礦床形成的必備條件。邵陽-郴州北西展布的基底斷裂為巖漿氣水熱液的活動提供通道，是區(qū)內(nèi)的控礦構(gòu)造；低序次的斷裂、裂隙、劈理（帶）是礦床（體）形成的富集場所，為主要導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)脈狀錫礦體均產(chǎn)于區(qū)域性構(gòu)造派生的各方向組次級剪性（或先剪后張）斷裂、裂隙中。從而構(gòu)成了深斷裂控礦-區(qū)域性斷裂導(dǎo)（配）礦-次級斷裂容礦的構(gòu)造成礦配套系統(tǒng)[1]。不同方向構(gòu)造的交匯部位，是富礦的儲存場所。

3.2控礦物化條件

主要通過流體包裹體特征，分析控礦物化條件。針對所采區(qū)內(nèi)云英巖樣品，進(jìn)行包裹體切片觀察及測溫，測試礦物主要為石英，其次為螢石。所測石英包裹體樣61個(gè)，螢石包裹體樣6個(gè)。

3.2.1流體包裹體特征

石英中流體包裹體十分發(fā)育，40倍視域常可見上百個(gè)，粒度較大，一般8-16μm，類型簡單，以氣液兩相包裹體為主。見少量富氣包裹體及液態(tài)單相包裹體，以原生為主，少數(shù)次生包裹體以線狀面狀分布，且次生包裹體粒度小，一般1-4μm。

螢石中包裹體不太發(fā)育，40倍視域僅見數(shù)個(gè)，粒度一般，一般5-12μm，類型簡單，以氣液兩相為主。見少量液態(tài)單相包裹體，以原生為主，少數(shù)次生線狀分布，粒度極小，一般1-2μm。

電氣石中包裹體極不發(fā)育，偶見帶狀發(fā)育的液態(tài)單相、氣液兩相包裹體，粒度較小，一般2.5-10μm。

3.2.2 溫度條件

通過對流體包裹體進(jìn)行均一法測溫分析成礦溫度條件，其中主要對石英中原生氣液兩相包裹體進(jìn)行均一溫度測試，測試了361個(gè)樣品，測定結(jié)果用直方圖標(biāo)示，并用并用Excel“雙周期移動平均”方式進(jìn)行趨勢線描繪，見圖3。從圖可看出，（1）石英包裹體均-溫度為114-418℃，成礦為中高溫范圍。（2）石英包裹體均-溫度有兩個(gè)明顯的峰值，分別為154-174℃，294-344℃，反映了成礦的多階段性。

3.3 成礦物質(zhì)來源

主要從同位素特征分析成礦物質(zhì)來源，根據(jù)曾志方、鄒建林等（2008）對相鄰白沙子錫礦床同位素分析，兩區(qū)云英巖脈型錫礦均產(chǎn)于湯市鋪單元花崗巖中，且成礦地質(zhì)條件相同，據(jù)此推測礦區(qū)各同位素特征如下：

3.3.1硫同位素

云英巖脈型礦石δ34S值為-2.8‰～0.7‰，平均-0.6‰。礦床內(nèi)含硫礦物主要為黃鐵礦，未發(fā)現(xiàn)硫酸鹽礦物，表明成礦熱液沒有發(fā)生強(qiáng)烈的硫同位素分餾作用。從圍巖蝕變看，主要是云英巖化、綠泥石化、絹云母化等，反映成礦流體為酸性環(huán)境，而且從黃鐵礦的結(jié)晶世代分析，礦石中的黃鐵礦最主要的是同一期結(jié)晶形成的，說明硫同位素在硫化物不同期次之間的分餾作用也比較弱，所以上述硫化物中硫同位素組成可能非常接近成礦流體的硫同位素組成。上述硫同位素組成變化范圍小，組成穩(wěn)定，靠近零值，且不超過8‰，為典型的巖漿來源礦床?？烧J(rèn)為硫同位素主要來源于圍巖——湯市鋪超單元二長花崗巖。

3.3.2 鉛同位素

云英巖脈型礦石206Pb/204Pb比值為18.5269～

18.6907，207Pb/204Pb比值為15.6121～15.6427，208Pb/204Pb比值為38.748～38.953。將同位素?cái)?shù)據(jù)投影到Doe等的鉛同位素構(gòu)造模式圖中（圖4）可以看出，鉛同位素?cái)?shù)據(jù)落在造山帶與上地殼之間，表明鉛的來源可能是巖漿來源的造山帶與地層中鉛相互作用的結(jié)果。

3.3.3 氫氧同位素特征

δD與δOV為測試值，云英巖脈型錫礦石δD為

-58‰～-54‰， δ18OV為11.4～14.9 ，經(jīng)均一溫度換算后δ18OH2O4.14‰～7.64‰。由圖5可見，成礦流體中水的氫、氧同位素組成投影點(diǎn)遠(yuǎn)離大氣降水線，位于巖漿水范圍，區(qū)內(nèi)成礦流體水主要為沸騰型巖漿水。

3.4 礦床成因分析

硫同位素指示錫礦石的硫來自花崗質(zhì)巖漿，結(jié)合區(qū)內(nèi)成礦特征表明，主要來源于湯市鋪超單元介頭單元。

鉛同位素說明礦石中的鉛源屬于造山帶類型，即幔源與殼源的混合來源。

北西向邵陽—郴州區(qū)域性控礦斷裂的左行剪切變形引發(fā)的構(gòu)造動力分異作用是促使巖漿上侵、分異演化的原動力，大義山巖體的北西向的展布形態(tài)及晚期成礦單元的分布特征充分說明了這一點(diǎn)?？氐V斷裂的剪切活動所產(chǎn)生的次級斷裂構(gòu)造成為脈狀錫礦脈的重要容礦構(gòu)造。

氫、氧同位素特征指示成礦流體主要為沸騰巖漿水。成礦溫度為114～418℃，屬中高溫范圍。

綜上所述：獅形嶺錫礦床屬于與大義山湯市鋪巖體的多期、多階段脈動侵位、演化有關(guān)，并受構(gòu)造控制的、以巖漿熱液為主的中高溫巖漿氣水熱液礦床。

4 結(jié)束語

4.1 獅形嶺錫礦床產(chǎn)在大義山復(fù)式巖體中侏羅世湯市鋪超單元巖體內(nèi)，云英巖脈是含錫礦化主體，最大礦脈長<2300 m，厚度1-7.7 m Sn品位0.2-12.4（10-2）。

4.2 花崗巖成礦專屬性明顯，湯市鋪超單元及晚期的介頭單元（J2J）與錫成礦關(guān)系密切，巖體中豐富的Sn含量為錫礦的形成提供充足的物源。

4.3 構(gòu)造控礦明顯，構(gòu)造以分級形式控礦，構(gòu)成了深斷裂控礦—區(qū)域性斷裂導(dǎo)（配）礦—次級斷裂容礦構(gòu)造成礦配套體系。

4.4 經(jīng)對礦體中主要礦物石英測溫分析，成礦溫度為114-418℃，屬中高溫范圍。氫氧同位素指示成礦流體水主要為沸騰型巖漿水；因此，獅形嶺錫礦床屬于中高溫巖漿氣水熱液交代—充填型礦床。

參考文獻(xiàn)/References

[1]湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘局.湖南省區(qū)域地質(zhì)志[M].1988.

[2] 伍光英.湘東南多金屬礦集區(qū)燕山期花崗巖類及其大規(guī)模成礦作用[J].中國地質(zhì)大學(xué)（北京）博士學(xué)位論文，2005.