湖南讓家溪銻礦床地質(zhì)特征及找礦遠(yuǎn)景

劉大勇，彭橋梁，王德恭

(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì)，湖南 婁底 417000)

讓家溪銻礦位于懷化市溆浦縣城北東40 km處，地處雪峰山弧形銻金鎢成礦構(gòu)造帶中段，該成礦帶總體呈北東向展布，長約30 km，寬2～8 km，面積約200 km2，目前已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)地有40余處，其中大型礦床有渣滓溪銻鎢礦，中型礦床有同心銻礦、觀音堂銻礦、曾家溪鎢銻礦。近幾十年來，圍繞雪峰山弧形成礦構(gòu)造帶開展了眾多的勘查找礦和研究工作，取得了較好找礦成果，積累了豐富的資料。通過近幾年的勘查工作，讓家溪銻礦床規(guī)模已達(dá)中型，但礦床地質(zhì)特征、成礦模式等尚未有詳細(xì)報(bào)道。本文在總結(jié)以往勘查工作的基礎(chǔ)上，參考學(xué)者、同行在該區(qū)域取得的最新研究成果，進(jìn)一步總結(jié)了礦床地質(zhì)特征和控礦規(guī)律，結(jié)合最新勘查成果，提出找礦靶區(qū)，為下一步勘查開發(fā)工作部署提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

讓家溪銻礦大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子地塊與華南地塊過渡帶的江南臺(tái)隆之西南段的雪峰山弧形構(gòu)造帶中，主要構(gòu)造線方向由北東向轉(zhuǎn)變成近東西向拐彎部位內(nèi)緣(圖1)。

1—第四系；2—白堊系-第三系；3—上三疊-侏羅系；4—泥盆系-中三疊統(tǒng)；5—震旦-志留系；6—板溪群；7—冷家溪群；8—巖漿 巖；9—斷裂；10—地質(zhì)界線；11—大型礦床；12—中型礦床；13—小型礦床；14—金礦；15—銻礦；16—鎢礦；17—礦區(qū)范圍圖1 讓家溪礦區(qū)區(qū)域地質(zhì)簡圖Fig.1 Regional geological sketch map of Rangjiaxi mining area

區(qū)域出露地層主要有板溪群、震旦系、寒武系，次為泥盆系、奧陶系、石炭系及二疊系。

區(qū)域構(gòu)造以斷裂發(fā)育為主，根據(jù)斷裂走向可分為北北東向、北東向、北東東向、北西向和近東西向五組，以北東向最為發(fā)育。

區(qū)域內(nèi)僅于奎溪坪寒武系中見少量云煌斑巖脈，走向北西，長100～200 m，寬0.5～4.0 m。全省1∶50萬重力異常和航磁異常顯示本區(qū)深部有隱伏巖體。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2.1 地層

礦區(qū)出露地層有晚元古界板溪群，南華紀(jì)江口組、洪江組，震旦紀(jì)金家洞組、留茶坡組，寒武紀(jì)米糧坡組、小煙溪組(圖2)，其中震旦紀(jì)留茶坡組和寒武紀(jì)小煙溪組為賦礦地層。

1—晚寒武世米糧坡組；2—早寒武世小煙溪組；3—晚震旦世留茶坡組；4—早震旦世金家洞組；5—晚南華世洪江組； 6—板溪群五強(qiáng)溪組；7—地質(zhì)界線；8—斷裂；9—礦脈及其編號(hào)；10—倒轉(zhuǎn)背斜及編號(hào)；11—倒轉(zhuǎn)向斜及編號(hào)； 12—勘探線及編號(hào)；13—見孔鉆孔；14—未見礦鉆孔圖2 讓家溪礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig.2 Geological sketch map of Rangjiaxi mining area

留茶坡組呈北西向展布分布于礦區(qū)中部和南部，主要為灰黑色中厚層硅質(zhì)巖夾薄層黑色硅質(zhì)板巖，局部見白云巖夾層或透鏡體，頂部黑色硅質(zhì)板巖明顯增多，撓曲和層間破碎帶發(fā)育。小煙溪組在礦區(qū)中部大面積出露，下部為黑色薄層硅化炭質(zhì)板巖，局部夾少量薄層硅質(zhì)巖；上部為黑色薄層硅質(zhì)板巖，含有少量黃鐵礦團(tuán)塊及結(jié)核。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造總體呈北東向展布，由軸向北東的復(fù)式褶皺及北東向斷裂構(gòu)成礦區(qū)構(gòu)造格局，褶皺往往被斷裂破壞，形態(tài)不完整。

1)褶皺

褶皺構(gòu)造主要表現(xiàn)為復(fù)式背斜，共2個(gè)向斜及2個(gè)背斜相間出現(xiàn)，褶皺軸向北東-南西展布，各褶皺軸之間間距200～1 000 m，地層總體傾向南東。其中在②號(hào)背斜核部及南東翼，礦脈銻礦化較強(qiáng)。礦區(qū)地層傾向120°～180°，傾角25°～60°。

②號(hào)背斜軸部位于①號(hào)向斜南側(cè)，距①號(hào)向斜軸200 m左右，長度大于5 km，軸向北東，軸面傾向南西，傾角50°～80°。核部地層以寒武紀(jì)小煙溪組為主，局部為震旦紀(jì)留茶坡組，深部為南華紀(jì)江口組、洪江組或震旦紀(jì)金家洞組。兩翼地層依次為震旦紀(jì)留茶坡組、寒武紀(jì)小煙溪組。南東翼地層正常，傾向南東，傾角30°～60°；北西翼地層倒轉(zhuǎn)(①號(hào)向斜的南東翼)，傾向南東，傾角52°左右。

2)斷裂

礦床內(nèi)曾家溪斷裂和馬家溪斷裂縱貫礦區(qū)，為礦區(qū)導(dǎo)礦構(gòu)造，發(fā)育于其旁側(cè)的北東向次級(jí)斷裂為主要的容礦構(gòu)造。

曾家溪斷裂走向北東，傾向北西，傾角65°～87°[2]，斷距約375 m，斷裂破碎帶寬一般1.5～4.5 m，帶中構(gòu)造角礫成分主要為黑色頁巖、泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖，角礫大小2～30 mm，泥質(zhì)膠結(jié)，斷裂上盤巖層揉皺擠壓強(qiáng)烈，為逆沖斷裂。馬家溪斷裂走向北東，傾向南東，局部傾向北西，傾角60°～80°，斷距大于300 m，斷裂破碎帶寬1.5～13.0 m，帶內(nèi)巖石破碎，局部見角礫巖、構(gòu)造透鏡體、斷裂泥及糜棱巖等，劈理及片理密集，斷裂帶內(nèi)存在平行于主構(gòu)造面的節(jié)理裂隙，根據(jù)擦痕、階步及破碎帶內(nèi)斷層角礫巖判斷，斷裂為多期壓扭性斷裂。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦脈(體)特征

礦區(qū)目前發(fā)現(xiàn)1#、1-1#、1-2#和2#等4條礦脈，礦體呈細(xì)脈狀、透鏡狀產(chǎn)于曾家溪斷裂與馬家溪斷裂之間斷裂破碎帶中。1#礦脈為礦區(qū)最主要礦脈，分布于礦區(qū)中部位置，1-1#、1-2#礦脈位于1#礦脈南側(cè)，與1#礦脈近平行展布，相距12～70 m，一起形成礦脈組。2#礦脈位于礦脈組的北西邊，與礦脈組呈小角度相交。含礦破碎帶主要由輝銻礦、碎裂化炭質(zhì)板巖、碎裂化硅質(zhì)巖及石英團(tuán)塊、石英脈等組成，褐鐵礦化明顯，輝銻礦呈平行細(xì)脈狀、網(wǎng)脈狀、浸染狀分布于斷裂破碎帶中。破碎帶與圍巖界線清晰，界面不平直，局部見擦痕。各礦脈特征如下(表1)：

1#礦脈為礦區(qū)的主礦脈，走向北東，傾向南東，平均傾角60°，走向長大于2 900 m，控制傾向斜深370 m，礦體厚0.15～2.40 m，平均厚度1.08 m，Sb品位0～17.54%，平均2.49%。

1-1#礦脈位于1#礦脈上盤，與1#礦脈近于平行，走向北東，傾向南東，傾角57°左右，走向長度1 420 m，控制傾向斜深360 m，礦體厚0.17～4.60 m，平均厚度1.55 m，Sb品位0～10.38%，平均1.13%。

1-2#礦脈位于1-1號(hào)礦脈上盤，走向北東，傾向南東，傾角61°左右，走向長度1 350 m，控制傾向斜深300 m，礦體厚0.04～3.32 m，平均厚度2.23 m，Sb品位0～4.71%，平均0.95%。

2#礦脈位于礦區(qū)西北邊，走向北東東，傾向南南東，平均傾角55°，走向長2 700 m，控制傾向斜深430 m，礦體厚0.50～5.80 m，平均1.84 m，Sb品位0～0.66%，平均0.14%。

表1 讓家溪礦區(qū)主要礦脈特征一覽表

3.2 礦石特征

礦石自然類型為原生礦石。礦石結(jié)構(gòu)以自形晶、半自形晶結(jié)構(gòu)為主，包含結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)次之，構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造，另有細(xì)脈狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、蜂窩狀構(gòu)造。

礦石中金屬礦物成分以輝銻礦為主，次為黃鐵礦、閃鋅礦等。非金屬礦物主要為石英，次為方解石、重晶石、炭泥質(zhì)物、螢石、絹云母等。

3.3 圍巖蝕變

礦脈周邊圍巖蝕變較強(qiáng)，主要分布于含礦破碎帶內(nèi)及其兩側(cè)，蝕變寬度不一，蝕變類型主要為硅化，黃鐵礦化，其次為退色化及碳酸鹽化。圍巖蝕變范圍小，近礦圍巖蝕變限于礦體兩側(cè)，另外有與區(qū)域變質(zhì)作用相關(guān)的石英巖化、綠泥石化等蝕變現(xiàn)象，多見于巖層的構(gòu)造裂隙中。其中硅化與銻礦化關(guān)系密切，表現(xiàn)為次生石英的增多增大或呈石英細(xì)脈產(chǎn)出。黃鐵礦呈細(xì)小立方體星點(diǎn)狀散布于圍巖中。

4 控礦因素

銻礦賦存于斷裂破碎帶中，為脈狀充填型銻礦床，其礦化富集成礦與地層巖性、構(gòu)造等因素密切相關(guān)。

4.1 地層巖性

讓家溪銻礦成礦元素富集與地層巖性關(guān)系密切。震旦系留茶坡組和寒武系小煙溪組其總厚度大于2 000 m，為銻礦的賦礦地層，地層中銻平均含量達(dá)7.96%，為克拉克值的40倍，為銻礦的形成提供了豐富的物質(zhì)來源。根據(jù)最新勘查找礦成礦，當(dāng)銻礦體產(chǎn)于留茶坡組硅質(zhì)巖時(shí)，銻礦化富集更為明顯(表2)：留茶坡組硅質(zhì)巖化學(xué)性質(zhì)不活潑，流經(jīng)該地層的熱液在成礦過程中以充填作用為主；其次，留茶坡組硅質(zhì)巖受應(yīng)力變形過程中容易形成斷裂，斷裂空間較大，有利于成礦物質(zhì)富集及存儲(chǔ)，而小煙溪組炭質(zhì)板巖孔板巖受應(yīng)力變形過程中形成的斷裂空間小，不利于成礦物質(zhì)的流動(dòng)與富集[3-4]。

表2 鉆孔中礦化情況與圍巖關(guān)系表

4.2 構(gòu)造條件

1)斷裂

礦區(qū)處于雪峰弧形成礦帶中段南東邊緣，通道—安化深大斷裂與郴州—邵陽深大斷裂交匯處近北側(cè)，馬家溪斷裂的北側(cè)，構(gòu)造變形強(qiáng)烈，銻礦與斷裂密切相關(guān)。馬家溪斷裂為區(qū)域性導(dǎo)礦構(gòu)造，全長約65 km，是雪峰弧形構(gòu)造帶內(nèi)的一條重要的導(dǎo)礦、控礦構(gòu)造，為礦液活動(dòng)提供了運(yùn)移通道和沉積場(chǎng)所，控制了區(qū)域礦床的生成與展布。斷裂旁側(cè)次級(jí)斷裂發(fā)育，分支復(fù)合頻繁，成帶成群出現(xiàn)，次級(jí)北東向、北西向斷裂及層間斷裂破碎帶具封閉性質(zhì)，是成礦溶液遷移和儲(chǔ)存的良好部位，它控制了礦脈的產(chǎn)出，為主要容礦構(gòu)造[5]。斷裂構(gòu)造不僅控制著礦脈的空間展布，而且控制著礦脈的形態(tài)、產(chǎn)狀及規(guī)模[6-9]。

2)褶皺

礦區(qū)褶皺是由一系列軸面傾向南東向斜—背斜組合而成，褶皺軸走向北東，與礦脈走向小角度相交。背斜軸部及附近往往密集分布軸面劈理，成礦物質(zhì)存儲(chǔ)空間大，而向斜軸部往往空間緊閉，不利于成礦物質(zhì)存儲(chǔ)。礦床內(nèi)背斜北西翼倒轉(zhuǎn)，南東翼正常，礦脈位于背斜軸部或者軸部附近正常翼(南東翼)時(shí)，銻礦較為富集(圖3)：如124勘探線上，礦脈在背斜核部附近南東翼，勘查施工的兩個(gè)鉆孔中見6條礦脈，有5處見銻礦體(厚度0.15～1.00 m，Sb品位0.64%～17.57%)；128勘探線上，礦脈同樣位于背斜核部附近南東翼，勘查施工的一個(gè)鉆孔見5條礦脈，有4處見銻礦體(厚度0.25～2.20 m，Sb品位0.89%～1.87%)；120勘探線上，雖然礦脈圍巖是有利于成礦物質(zhì)富集的震旦紀(jì)留茶坡組硅質(zhì)巖，但礦脈所處構(gòu)造位置位于背斜北西翼(倒轉(zhuǎn)翼)，未見輝銻礦。

4.3 找礦標(biāo)志

1)地層：地層是礦化載體，圍巖為小煙溪組硅質(zhì)板巖或留茶坡組硅質(zhì)巖時(shí)，銻礦化富集明顯，礦化最好。因此，小煙溪組硅質(zhì)板巖或留茶坡組硅質(zhì)巖是賦礦的有利層位。

1—早寒武世小煙溪組；2—晚震旦世留茶坡組；3—早震旦世金家洞組；4—晚南華世洪江組；5—地質(zhì)界線； 6—礦體；7—礦脈及其編號(hào)；8—鉆孔圖3 讓家溪礦區(qū)120、124、128線地質(zhì)剖面圖Fig.3 Geological profile of No.120，124，and 128 in Rangjiaxi mining area

2)斷裂：礦脈的產(chǎn)出嚴(yán)格受斷裂控制，北東東—北東向斷裂是區(qū)內(nèi)主要容礦構(gòu)造，斷裂產(chǎn)狀發(fā)生彎折的地段及不同方向斷裂交匯部位是成礦有利部位，特別是在兩組斷裂交叉部位、斷裂分支復(fù)合部位、局部引張部位及構(gòu)造帶產(chǎn)狀轉(zhuǎn)折部位，成為礦化富集的有利地段，常出現(xiàn)厚大的、品位較富的礦體。

3)圍巖蝕變：根據(jù)已知礦脈的圍巖蝕變帶特征和強(qiáng)度來看，礦化越強(qiáng)的地段，硅化、黃鐵礦化越強(qiáng)。因此，沿?cái)嗔逊植嫉墓杌?、黃鐵礦化等現(xiàn)象是找礦的圍巖蝕變標(biāo)志。

4)地球化學(xué)異常：銻、鎢、砷、鉬等元素的水系沉積物異常分布是該類礦床有利的地球化學(xué)異常標(biāo)志，對(duì)在礦區(qū)近外圍地表尋找同類型礦床有著較好的指導(dǎo)意義。

5)地表見輝銻礦化或銻的氧化物是找銻的直接標(biāo)志，另地表老窿等采礦遺跡也是間接找礦標(biāo)志。

5 找礦遠(yuǎn)景分析

5.1 找礦模型

讓家溪銻礦屬構(gòu)造破碎帶充填形成的中低溫?zé)嵋盒偷V床。根據(jù)以往區(qū)調(diào)資料，地層中As、Sb、W等元素的含量均明顯高于地殼豐度，礦床深部的隱伏巖體為成礦提供了熱能[4]，熱液在沿著斷裂通道上升過程中，萃取了板溪群及震旦系等老地層中的成礦元素，變成了含礦熱液[10]。當(dāng)熱液進(jìn)入留茶坡組硅質(zhì)巖地層時(shí)，因分支斷裂多，空間開闊，而頂?shù)椎貙訛榘鍘r，空間緊閉，這樣在留茶坡組和小煙溪組地層中形成了很好的成礦封閉空間，成礦物質(zhì)富集存儲(chǔ)形成礦體(圖4)。

1—早寒武世小煙溪組；2—晚震旦世留茶坡組； 3—新元古界—早震旦世；4—礦體圖4 讓家溪銻礦床成礦模式圖Fig.4 Metallogenic model diagram of Rangjiaxi antimony deposits

5.2 遠(yuǎn)景分析

讓家溪銻礦與渣滓溪銻(鎢)礦同處于雪峰弧形鎢銻金成礦構(gòu)造帶中段，馬家溪區(qū)域性斷裂北側(cè)，礦脈的產(chǎn)出受地層及巖性和構(gòu)造聯(lián)合控制。2013—2016年，湖南省地勘局四一八隊(duì)在讓家溪礦區(qū)開展地質(zhì)找礦工作，施工17個(gè)鉆孔，11個(gè)鉆孔見輝銻礦礦體，控制傾向延伸370 m，礦體厚度0.15～2.40 m，平均厚度1.08 m，銻品位0～17.54%，平均2.49%，新增(333+334)礦石量53.0萬t，銻金屬量4 583 t。1-1#、1-2#礦脈銻礦體未封邊探底，礦體在邊深部仍有較大的延伸空間，找礦潛力較大。

1#、1-1#、1-2#礦脈組與2號(hào)背斜軸部小角度斜交[11]，當(dāng)?shù)V脈向深部延伸時(shí)，對(duì)銻礦富集有利的留茶坡組地層與銻礦脈相交的部分呈現(xiàn)向南東側(cè)伏的特征(圖5)。因此，下一步施工可優(yōu)先考慮在136線施工1個(gè)深孔控制1-1#礦脈傾向延伸。

1—早寒武世小煙溪組；2—晚震旦世留茶坡組；3—早震旦世金家洞組；4—地質(zhì)界線；5—見礦體鉆孔；6—未見礦鉆孔； 7—礦體及邊界；8—推測(cè)礦體傾伏范圍；9—勘探線及編號(hào)；10—找礦遠(yuǎn)景區(qū)圖5 讓家溪銻礦床1-1#礦脈縱剖面圖Fig.5 Longitudinal profile of 1-1#vein in Rangjiaxi antimony deposits

6 結(jié)論

1)礦體的產(chǎn)出嚴(yán)格受北東東—北東向斷裂控制，礦脈產(chǎn)狀與斷裂產(chǎn)狀大致一致，讓家溪區(qū)域性斷裂為本礦床的導(dǎo)礦、容礦構(gòu)造。沿著斷裂分枝復(fù)合交匯部位或背斜軸部有充足的容礦空間，礦體更容易富集，礦石品位高，是成礦的有利部位。

2)銻礦化富集與地層、巖性關(guān)系密切。礦床賦存于震旦紀(jì)留茶坡組和寒武紀(jì)小煙溪組中，硅質(zhì)板巖和硅質(zhì)巖滲透性差，阻止礦液外滲，利于礦液從深部運(yùn)移至容礦空間中沉淀和富集。

3)經(jīng)過前期的普查工作，根據(jù)鉆孔控制情況，1-1#、1-2#礦脈往深部延伸銻品位有變富的趨勢(shì)，而深部尚未有鉆孔控制，深部有較大的延伸空間，尤其是1-1#礦脈136線深部找礦潛力較大，值得開展進(jìn)一步找礦驗(yàn)證工作。