錫礦山銻礦田Ⅳ號(hào)礦體控礦因素分析

唐代文，韋俊杰，趙志堅(jiān)，鄒利群，肖亮明

摘 要 錫礦山銻礦田位于多組構(gòu)造體系的復(fù)合部位，是世界級(jí)超大型銻礦床，歷經(jīng)120余年的開(kāi)采，保有資源量日益減少。近年來(lái)，在棋梓橋組地層中，發(fā)現(xiàn)了Ⅳ號(hào)礦體，探獲資源量達(dá)到中型，遠(yuǎn)景資源量尚未查清。為指導(dǎo)礦田深邊部找礦工作，通過(guò)野外觀察、地質(zhì)編錄，討論Ⅳ號(hào)礦體的控礦因素，發(fā)現(xiàn)礦體的形成受巖相古地理、地層、構(gòu)造聯(lián)合控制，其中構(gòu)造是控制礦體的主導(dǎo)因素。

關(guān)鍵詞 錫礦山銻礦田;棋梓橋組;Ⅳ號(hào)礦體;控礦因素;構(gòu)造

中圖分類號(hào)：P612 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Analysis on Ore Controlling Factors of No.Ⅳ Orebody in Xikuangshan Antimony Ore Field

Tang Daiwen1 ， Wei Junjie1 ， Zhao Zhijian1 ， Zou Liqun2 ， Xiao Liangming2

（1.The Second Team of Hunan Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau， Xiangtan Hunan 411101;

2.Hsikwangshan Twinkling Star Co.，Ltd， Lengshuijiang Hunan 417500）

Abstract： Xikuangshan antimony ore field is located in the compound position of multiple tectonic systems， which is a world-class super-large antimony deposit. After more than 120 years of mining， the retained resources are decreasing. In recent years， No.Ⅳ? ore body has been discovered in Qiziqiao Formation， and the prospecting resources have reached medium size， but the prospective resources have not been found out yet. In order to guide the prospecting work in the deep edge of the ore field， the ore-controlling factors of No.Ⅳ? ore body were discussed through field observation and geological cataloging. It is shown that the formation of orebody is controlled jointly by lithofacies palaeogeography， stratum and structure， among which structure is the dominant factor.

Keywords： Xikuangshan antimony ore field; Qiziqiao formation; ore body No. Ⅳ; ore controlling factors; structure

錫礦山銻礦是世界級(jí)超大型銻礦床，素有“世界銻都”的美稱，自1897年開(kāi)采以來(lái)，保有資源量日趨減少，為延續(xù)礦山生產(chǎn)，尋找接替資源迫刻不容緩[1-2]。近年來(lái)，在礦田范圍內(nèi)實(shí)施了中央和省級(jí)財(cái)政地勘項(xiàng)目，但研究的重點(diǎn)停留在淺部，認(rèn)為F75斷層是控礦構(gòu)造，與其下盤(pán)的次級(jí)斷裂控制銻礦的產(chǎn)出[1]，但是人們對(duì)斷裂深部的特征及控礦關(guān)系未作研究。同時(shí)，對(duì)F75下盤(pán)順斷層產(chǎn)出而不受層位控制的礦體統(tǒng)稱為“帶狀礦體”[2]。近年來(lái)，在棋梓橋組地層中，發(fā)現(xiàn)了Ⅳ號(hào)礦體，建立了構(gòu)造分層控礦模式[3]。由于控礦因素認(rèn)識(shí)不足，導(dǎo)致鉆孔效果欠佳，礦田深邊部找礦工作緩慢。通過(guò)加強(qiáng)Ⅳ號(hào)礦體控礦因素研究，圈定找礦遠(yuǎn)景區(qū)，然后施工鉆孔成功驗(yàn)證，取得了找礦突破。

本文以鉆孔揭露的礦體為研究對(duì)象，通過(guò)野外觀察、地質(zhì)編錄，討論Ⅳ號(hào)礦體的控礦因素，對(duì)明確礦田深邊部找礦方向具有重要意義。

1 區(qū)域地質(zhì)

錫礦山銻礦田位于雪峰山、白馬山—龍山和溈山隆起帶環(huán)繞的漣源盆地中部，城步—桃江斷裂與新化—漣源斷裂交匯部位（見(jiàn)圖1）。盆地內(nèi)分布古生界泥盆系以來(lái)的地層，周邊隆起出露元古界板溪群（Ptbn）—志留系（S）。構(gòu)造分為基底和蓋層構(gòu)造：基底由中、晚元古代和早古生代（亞綠片巖相）變質(zhì)巖組成，蓋層由晚古生代至中三疊世（湖南）未變質(zhì)地層組成，基底構(gòu)造由NE、NW向斷裂構(gòu)成骨架。超殼斷裂有北東向城步—桃江、寧鄉(xiāng)—新寧，北西向新化—漣源斷裂帶，次級(jí)區(qū)域性斷裂在盆地內(nèi)呈NE向、NW向近等距離分布[4]。巖漿巖出露于盆地周緣隆起帶上，有加里東期、印支期、燕山期花崗巖體或復(fù)式巖體，與成礦關(guān)系密切的為燕山期晚期巖體，巖體距礦田30～50 km[5]。

2 礦田地質(zhì)

2.1 地層

賦礦地層為上泥盆統(tǒng)佘田橋組灰?guī)r段（D3s2）及中泥盆統(tǒng)棋梓橋組（D2q），D3s2厚約220 m[6]，分為4個(gè)巖性段，28個(gè)巖性層;D2q厚約766.10 m，分上下兩段，上段上部為深灰色厚至巨厚層狀微晶灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r，下部夾白云質(zhì)灰?guī)r和少量白云巖，下段為深灰、黃灰色頁(yè)巖、泥灰?guī)r夾灰?guī)r透鏡體[7]。

2.2 構(gòu)造

錫礦山復(fù)式“廂形”背斜為礦田一級(jí)構(gòu)造，軸向北東30°，向南北兩端傾伏，西翼為F75斷裂所切割，東翼分布煌斑巖脈。由北到南，稻草灣、老礦山、童家院、物華、飛水巖5個(gè)次級(jí)背斜構(gòu)造控制了已知的5個(gè)礦床（見(jiàn)圖2）。NNE向的F75是城步—桃江斷裂帶的重要組成部分，與其下盤(pán)發(fā)育的NE向次級(jí)斷裂共同控制了區(qū)內(nèi)銻礦床的空間定位。

2.3 巖漿巖

礦田東部有煌斑巖脈出露，走向NE10°～25°，長(zhǎng)超過(guò)10 km，寬2～4 m，傾角較陡，侵入深度大于500 m，侵位年齡大約為128 Ma[8]。

2.4 圍巖蝕變

主要有硅化，其次為碳酸鹽化、螢石化和黃鐵礦化。硅化分布于F75和NE向次級(jí)斷裂下盤(pán)，硅化的規(guī)模是成礦作用范圍。碳酸鹽化是含礦熱液流的尾端，螢石主要分布于頁(yè)巖裂隙及礦體中，黃鐵礦發(fā)育于深部的含礦巖系中。

3 礦體地質(zhì)

3.1 礦體特征

礦田內(nèi)劃分了Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ號(hào)礦體，Ⅳ號(hào)礦體受斷裂控制，呈脈狀穿層產(chǎn)出，賦存于飛水巖背斜南傾伏端F75、F36、F36支等控礦斷裂產(chǎn)狀變化及分支復(fù)合部位下盤(pán)的棋梓橋組（D2q）上部（見(jiàn)圖3）。

礦體分布于27～45線，賦存標(biāo)高110～

-624 m，走向長(zhǎng)度500 m，傾向延深200 m，厚度、品位變化大，厚度0.80～8.22 m，平均5 m;Sb平均品位2.5%～3.0 %，最小1.05 %，最大8.68 %。礦體呈脈狀、馕狀、透鏡狀順斷層產(chǎn)出，產(chǎn)狀與控礦斷裂一致，傾向西或北西，傾角20°～50°。輝銻礦多呈破碎裂隙網(wǎng)脈、穿層裂隙脈產(chǎn)出（見(jiàn)圖4和圖5）。

3.2 礦石特征

礦物成分較簡(jiǎn)單，礦石礦物為輝銻礦，脈石礦物為石英、方解石（見(jiàn)圖6）。輝銻礦以他形晶粒為主，其次為半自形或自形。石英主要是早期硅化形成以后與輝銻礦共生，常呈他形粒狀出現(xiàn)，或呈柱狀、梳狀半自形—自形晶。方解石呈粒狀、塊狀、細(xì)脈狀，與輝銻礦共生。

礦石具自形、半自形、他形粒狀結(jié)構(gòu)，交代結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、脈狀—網(wǎng)狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造等。

3.3 礦床成因

研究表明礦田輝銻礦和伴生脈石礦物中流體包裹體的均一溫度和鹽度表現(xiàn)出顯著差異，輝銻礦中的包裹體均化溫度為112～324 ℃，鹽度范圍廣泛，在0.2%～15.4 %NaCl當(dāng)量之間;脈石礦物的均化溫度較高（119 ℃～366 ℃），鹽度較低，為0.2%～4.2 %NaCl當(dāng)量。利用Hg-S同位素?cái)?shù)據(jù)，提出含礦熱液流體輸送的Sb，Hg和S主要來(lái)自基底變質(zhì)巖石。因此，礦田銻礦應(yīng)屬中溫?zé)嵋撼梢虻V床。

4 控礦因素分析

礦體受構(gòu)造、地層、巖相聯(lián)合控制，其中構(gòu)造是控制礦體的主導(dǎo)因素。

4.1 巖相古地理控制作用

棋梓橋期，區(qū)內(nèi)海域是在前期沉積物填平的基礎(chǔ)上沉積的。棋梓橋晚期由于基底斷裂的差異性沉降，斷裂帶范圍內(nèi)為臺(tái)間淺海沉積，其余地域相對(duì)抬升，為碳酸鹽臺(tái)地沉積[9]，導(dǎo)致本區(qū)逐漸出現(xiàn)了碳酸鹽臺(tái)地和臺(tái)溝（見(jiàn)圖7）。在空間上，臺(tái)地和臺(tái)溝呈北東向分布，臺(tái)地邊緣生物礁（灘）相控制了Ⅳ號(hào)礦體的產(chǎn)出。

棋梓橋期末，臺(tái)溝繼續(xù)加深，線狀臺(tái)溝與基底斷裂保持空間上的一致性，決定了銻礦沿?cái)嗔旬a(chǎn)出。臺(tái)溝中的深水還原環(huán)境為成礦金屬元素的富集提供了有利條件;具有良好孔隙度和滲透性能的生物碎屑灰?guī)r層，提供了有利的巖性組合;而臺(tái)溝邊緣的巖相過(guò)渡帶，形成的地球物理地球化學(xué)障，有利于成礦物質(zhì)的富集。

4.2 層位控制作用

棋梓橋組局部地段為生物碎屑灰?guī)r時(shí)，巖性差異較大，屬化學(xué)性質(zhì)活潑的易溶交代巖類，是Ⅳ號(hào)礦體的賦礦圍巖。在地下水長(zhǎng)時(shí)間的溶解、侵蝕作用下，生物碎屑灰?guī)r易形成古巖溶、古裂隙等，后期又成為熱液運(yùn)移的通道和沉淀富集場(chǎng)所。同時(shí)在構(gòu)造作用下，生物碎屑灰?guī)r易破碎形成次級(jí)節(jié)理、裂隙，進(jìn)一步形成有利容礦空間。

在含礦熱液侵位上升過(guò)程中，能量經(jīng)過(guò)多次釋放，物理化學(xué)條件發(fā)生巨大變化，溫度、壓力、pH顯著降低，無(wú)法穿過(guò)礦體屏蔽層，即D3s3和D3x1的鈣質(zhì)頁(yè)巖[10]，屏蔽層組成的地球物理地球化學(xué)障，使含礦熱液在其下部聚集沉淀。

4.3 構(gòu)造控制作用

4.3.1 褶皺

以往認(rèn)為飛水巖背斜西翼在39線被控礦斷裂斷失，通過(guò)近年工作發(fā)現(xiàn)，背斜西翼受后期NWW向橫斷裂F111和F112影響，未被斷失，背斜西翼保存完好，整體呈地塹式往南西方向斜落，發(fā)育次級(jí)小隆起，是Ⅳ號(hào)礦體有利賦存部位。

4.3.2 斷裂

礦田內(nèi)棋梓橋組整體為地層斷塊受NNE向和NE向斷裂帶所夾持，Ⅳ號(hào)礦體產(chǎn)于該地層斷塊帶內(nèi)。在斷裂帶產(chǎn)狀變化，局部由緊閉轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)闊形態(tài)，趨于復(fù)合成一條構(gòu)造破碎帶時(shí)（見(jiàn)圖8），受斷層影響，礦體屏蔽層D3s3和D3x1往深部滑脫，同時(shí)具備有利的巖性組合條件下，易形成富厚的Ⅳ號(hào)工業(yè)礦體。

城步—桃江多期次活動(dòng)斷裂帶和區(qū)域性深斷裂構(gòu)造構(gòu)成的熱水運(yùn)移系統(tǒng)，有利于深部流體向上遷移，能溝通基底和蓋層之間的物質(zhì)和能量交換[11]，使蓋層系統(tǒng)與基底含礦承壓熱水建立水力聯(lián)系，導(dǎo)致攜帶巨量礦質(zhì)的含礦熱水發(fā)生大規(guī)模向上運(yùn)移。在斷裂帶下盤(pán)上升上盤(pán)下降的同時(shí)，下盤(pán)的上升便起到了“抽氣泵”作用，引起礦液上涌成礦[12]。

5 結(jié)論

（1）棋梓橋組不純灰?guī)r，提供了有利的巖性組合，有利于成礦物質(zhì)的富集。

（2）棋梓橋組地層屬化學(xué)性質(zhì)活潑的易溶交代巖類，易形成古巖溶、古裂隙等，同時(shí)成為熱液運(yùn)移的通道和沉淀富集場(chǎng)所，為有利的找礦層位。

（3）城步—桃江斷裂帶的多期次活動(dòng)，早期控相，后期控礦。

（4）F75和F36等控礦斷裂破碎強(qiáng)度增大、分支復(fù)合及產(chǎn)狀變化部位，控制Ⅳ號(hào)礦體的產(chǎn)出。

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