錫礦床地質特征與控礦因素分析

張志斌，孫立強

（內蒙古赤峰地質礦產勘查開發(fā)有限責任公司，內蒙古 赤峰 024005）

通過對錫礦礦石地質特征及結合巖相古地理、物質來源、構造等方面對礦床成因及找礦標志進行總結，有助于更好地發(fā)現(xiàn)和開采地區(qū)礦產，提升地區(qū)的錫礦產量，為地區(qū)的經濟效益提升提供幫助。

1 區(qū)域地質背景

該錫礦位于內蒙古大興安嶺地區(qū)的花崗巖巖體中南段，呈現(xiàn)為北東高和南西低的綿延趨勢，礦體為脈狀[1]。礦石金屬礦物的成分復雜，屬于錫、鉬、銅、鋅及稀有元素銣的共生組合，當前礦區(qū)的主要開采礦產業(yè)為鐵礦、錫礦和鎢礦等，內蒙古地區(qū)錫礦的礦床形成和花崗巖巖體、韌性剪切帶有關，礦床性質為中高溫巖漿熱液型錫礦。

礦區(qū)附近村鎮(zhèn)有完整的硬化水泥路，交通系統(tǒng)發(fā)達，來往方便度高，適合進行礦產開發(fā)工作。內蒙古地區(qū)的錫礦區(qū)位于富、賀、鐘有色金屬成礦帶中，該地區(qū)的開采歷史相當悠久，尤其是民采時間較長，早于新中國建國時期，因為過長的民采行為，該地區(qū)的地表附近有大量的小型采空區(qū)，這導致該地區(qū)的具體采空儲量無法統(tǒng)計，因礦已采光無法取樣且無從統(tǒng)計采空儲量。

礦區(qū)的巖漿巖分布面積較廣，巖漿活動頻繁，構造運動強烈，這造成該地區(qū)的地質構造非常復雜且多變，銅、鋅、鉛、銀異常強度高，且面積大，北部地區(qū)的銅金屬量異常面積較大。該地區(qū)的巖漿巖以漿混類型為主，礦區(qū)內的礦產有錫、銅、銀、鎢、金等多種，整體礦種較多、礦產豐富且分布廣泛，山脈沿巖體西、西南接觸帶東部方向分布有一些大、中型錫多金屬礦床，整體而言，區(qū)域的成礦條件比較優(yōu)秀，有較高的開采價值[2]。

2 礦區(qū)地質環(huán)境

該地區(qū)構造剝蝕低山丘陵區(qū)，位于區(qū)域地殼穩(wěn)定區(qū)內。在自然條件良好的情況下，山體的斜披非常穩(wěn)定，且地質災害的發(fā)育不強，現(xiàn)狀環(huán)境地質屬于良好狀態(tài)。在對原生錫礦進行地下開采過程中存在因為采空引發(fā)地面塌陷、崩塌和滑坡一類自然災害問題。

根據調查的結果，因為砂錫礦露天開采而引起采場邊坡、排土場及尾礦庫等崩塌的可能性較大，嚴重情況下甚至會出現(xiàn)滑坡及泥石流等危害因素較大的地質災害，同時當前的地理環(huán)境影響，開設露天采場，在排水上會對地區(qū)的自然生態(tài)帶來嚴重影響，出現(xiàn)巖溶地面塌陷等性質較惡劣的地質災害[3]。由于地質原因，如果選用露天開采將對大興安嶺地區(qū)的礦區(qū)地形地貌與土地產生較為嚴重的破壞。井下礦坑和露天采坑排水對含水層結構影響并不大，而礦坑水及選礦廢水有較高概率污染礦區(qū)及下游的地下水、地表水及村屯用水，對礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境以及地方住民帶來嚴重的情況。根據調查情況，礦區(qū)局部地段的地質環(huán)境影響問題比較突出，礦區(qū)環(huán)境的地質條件屬于中等類型。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 地層與成礦的關系

根據地層關系和過去對內蒙古地區(qū)的地質調查研究成果顯示，礦區(qū)內的出露地層有二疊系、侏羅系、白堊系及第四系。

寒武系，泥盆系和石炭系地層以殘留體形式出現(xiàn)的，規(guī)模較小，地區(qū)內的二疊系哲斯組地層中存在大理巖與花崗巖接觸部位矽卡巖化，是區(qū)內錫、鉛鋅礦的主要賦礦層[4]。

從巖石化學性質來看，地區(qū)的舊新次序為中二疊統(tǒng)大石寨組、哲斯組及零星出露的上二疊統(tǒng)林西組，大石寨組和哲斯組屬于主體含礦層位，因為晚二疊世抬升成陸以及多次構造運動的緣故，該礦區(qū)的內褶皺緊密度和復雜程度較高，在探采礦工程中可以發(fā)現(xiàn)少量的裂隙。

當前推測該地區(qū)的成礦原因是因為蒙古～鄂霍茨克洋在中生代晚侏羅世時期發(fā)生閉合，由此引發(fā)碰撞后伸展作用，讓礦區(qū)的地殼進入伸展～減薄的狀態(tài)，同時因為地幔上涌，底侵作用產生，上部地殼出現(xiàn)了部分熔融，形成花崗質巖漿，而巖漿又在上升期間定位、分異演化，造成了Fe、Sn逐漸在硅酸鹽殘漿中聚集，并在巖漿演化時發(fā)生了高溫氣液成礦流體和硅酸鹽殘漿之間的液態(tài)分離，分離的成礦流體從斷裂處侵入到哲斯組鈣質地層，與地層中的鈣質砂巖等巖石產生接觸，并進一步發(fā)生交代作用，促使地層出現(xiàn)了角巖化和矽卡巖化，形成了矽卡巖型鐵錫礦床。因為形成礦物質主要來自于巖漿熱液，錫元素在與熱液間易發(fā)生交代作用，從而促進有用礦物沉淀和富集，所以錫石物質來源于山脈花崗巖巖體內外接觸帶中錫石硫化物礦床、含錫矽卡巖、含錫云英巖等各種原生脈礦以及石英巖副礦物的微量錫石經風化作用形成礦床。

因此推斷與成礦有直接關系的花崗巖巖體的埋藏深度不會太大，據礦石中礦物組成如石榴子石、石英、磁黃鐵礦、黃銅礦等推斷為高－中溫熱液礦床，主要礦石礦物、脈石礦物種類詳見表1。

表1 原生錫石礦石礦物成份一覽表

3.2 找礦標志

巖體與圍巖接觸帶及附近有利于成礦物質的富集，矽卡巖化作用與礦床形成關系密切，是控制礦體形態(tài)，規(guī)模及鐵錫富集程度的主要因素，可作為尋找礦床的主要標志，分析認為，鉀長花崗巖體的外接觸帶是矽卡巖的主要發(fā)育帶，這讓矽卡巖沿傾向出現(xiàn)了帶有膨縮現(xiàn)象的不規(guī)則分布狀態(tài)，這種分布和地層產狀基本一致，該礦區(qū)的矽卡巖整體呈似層狀和透鏡狀，層控礦床特征比較明顯。總結而言，該地區(qū)的找礦標志包括礦層露頭標志、錫礦轉石標志、地層標志、地層標志和重砂異常五類，礦層露頭標志是因為原生錫礦層矽卡巖、錫石硫化物礦床地表往往有大小不等的鐵帽露頭或褐鐵礦轉石，風化后常見流失孔。且與圍巖界線清晰，巖石中可見硫化物細脈，是直接找礦標志。錫礦轉石標志指錫礦經熱液成礦時出現(xiàn)矽卡巖化、大理巖化、硅化、云英巖化、黃鐵礦化、褐鐵礦化、絹云母化、綠泥石化等化學反應，是近礦的重要找礦標志。地層標志指成礦花崗巖巖體，尤其是同源晚期階段的淺成富堿性巖體對成礦有利，次級構造突起、石英巖突起往往是礦床定位的有利場所。中、上泥盆統(tǒng)不純碳酸鹽巖及不同巖性界面是有利賦礦層位及巖石組合。與上、下地層巖性差異較大，可作為明顯的地層標志。磁場物理標志指測區(qū)磁異常主要沿山脈復式巖體的內、外接觸蝕變帶，以及復式巖體內不同期次的巖體間的接觸帶、相變帶，呈串珠狀、帶狀、面狀展布，受巖體接觸蝕變帶和斷裂構造破碎帶雙重控制，反映磁性地質體，成因上與巖漿侵入活動的一系裂蝕變礦化有關。磁異常規(guī)模大、濃集中心明顯，是礦床的間接找礦標志[5]。特別是大片磁異常中的高強度磁異?？赡苤苯又甘镜V體存在。重砂異常是因為長期的風化剝蝕和切割，礦區(qū)基巖的出露狀況較好，礦床在地表有明顯的裸露部分，礦體及礦化蝕變帶經風化可形成錫石及其伴生重礦物的重砂異常，因此重砂異?？勺鳛榈V區(qū)錫礦床找礦預測標志之一。

4 結論

綜合而言，該地區(qū)的地層為形成錫礦體提供了良好的容礦空間，同時斷裂構造和巖漿侵入接觸構造和層間破碎帶為含礦熱液運移和沉淀提供了良好通道和場所，使得成礦作用更加充分；巖漿活動為鐵錫礦體的形成提供了充足的物質和能量來源，結合這些特點進行礦產開采，有助于減少不必要的資源浪費，實現(xiàn)開采效益的最大化。