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锡矿山锑矿田Ⅳ号矿体控矿因素分析

摘要：摘要锡矿山锑矿田位于多组构造体系的复合部位，是世界级超大型锑矿床，历经120余年的开采，保有资源量日益减少。近年来，在棋梓桥组地层中，发现了Ⅳ号矿体，探获资源量达到中型，远景资源量尚未查清。为指导矿田深边部找矿工作，通过野外观察、地质编录，讨论Ⅳ号矿

　　摘要锡矿山锑矿田位于多组构造体系的复合部位，是世界级超大型锑矿床，历经120余年的开采，保有资源量日益减少。近年来，在棋梓桥组地层中，发现了Ⅳ号矿体，探获资源量达到中型，远景资源量尚未查清。为指导矿田深边部找矿工作，通过野外观察、地质编录，讨论Ⅳ号矿体的控矿因素，发现矿体的形成受岩相古地理、地层、构造联合控制，其中构造是控制矿体的主导因素。

　　关键词锡矿山锑矿田;棋梓桥组;Ⅳ号矿体;控矿因素;构造

　　錫矿山锑矿是世界级超大型锑矿床，素有“世界锑都”的美称，自1897年开采以来，保有资源量日趋减少，为延续矿山生产，寻找接替资源迫刻不容缓[1-2]。近年来，在矿田范围内实施了中央和省级财政地勘项目，但研究的重点停留在浅部，认为F75断层是控矿构造，与其下盘的次级断裂控制锑矿的产出[1]，但是人们对断裂深部的特征及控矿关系未作研究。同时，对F75下盘顺断层产出而不受层位控制的矿体统称为“带状矿体”[2]。近年来，在棋梓桥组地层中，发现了Ⅳ号矿体，建立了构造分层控矿模式[3]。由于控矿因素认识不足，导致钻孔效果欠佳，矿田深边部找矿工作缓慢。通过加强Ⅳ号矿体控矿因素研究，圈定找矿远景区，然后施工钻孔成功验证，取得了找矿突破。

　　本文以钻孔揭露的矿体为研究对象，通过野外观察、地质编录，讨论Ⅳ号矿体的控矿因素，对明确矿田深边部找矿方向具有重要意义。

　　1 区域地质

　　锡矿山锑矿田位于雪峰山、白马山—龙山和沩山隆起带环绕的涟源盆地中部，城步—桃江断裂与新化—涟源断裂交汇部位(见图1)。盆地内分布古生界泥盆系以来的地层，周边隆起出露元古界板溪群(Ptbn)—志留系(S)。构造分为基底和盖层构造：基底由中、晚元古代和早古生代(亚绿片岩相)变质岩组成，盖层由晚古生代至中三叠世(湖南)未变质地层组成，基底构造由NE、NW向断裂构成骨架。超壳断裂有北东向城步—桃江、宁乡—新宁，北西向新化—涟源断裂带，次级区域性断裂在盆地内呈NE向、NW向近等距离分布[4]。岩浆岩出露于盆地周缘隆起带上，有加里东期、印支期、燕山期花岗岩体或复式岩体，与成矿关系密切的为燕山期晚期岩体，岩体距矿田30～50 km[5]。

　　2 矿田地质

　　2.1 地层

　　赋矿地层为上泥盆统佘田桥组灰岩段(D3s2)及中泥盆统棋梓桥组(D2q)，D3s2厚约220 m[6]，分为4个岩性段，28个岩性层;D2q厚约766.10 m，分上下两段，上段上部为深灰色厚至巨厚层状微晶灰岩和生物碎屑灰岩，下部夹白云质灰岩和少量白云岩，下段为深灰、黄灰色页岩、泥灰岩夹灰岩透镜体[7]。

　　2.2 构造

　　锡矿山复式“厢形”背斜为矿田一级构造，轴向北东30°，向南北两端倾伏，西翼为F75断裂所切割，东翼分布煌斑岩脉。由北到南，稻草湾、老矿山、童家院、物华、飞水岩5个次级背斜构造控制了已知的5个矿床(见图2)。NNE向的F75是城步—桃江断裂带的重要组成部分，与其下盘发育的NE向次级断裂共同控制了区内锑矿床的空间定位。

　　2.3 岩浆岩

　　矿田东部有煌斑岩脉出露，走向NE10°～25°，长超过10 km，宽2～4 m，倾角较陡，侵入深度大于500 m，侵位年龄大约为128 Ma[8]。

　　2.4 围岩蚀变

　　主要有硅化，其次为碳酸盐化、萤石化和黄铁矿化。硅化分布于F75和NE向次级断裂下盘，硅化的规模是成矿作用范围。碳酸盐化是含矿热液流的尾端，萤石主要分布于页岩裂隙及矿体中，黄铁矿发育于深部的含矿岩系中。

　　3 矿体地质

　　3.1 矿体特征

　　矿田内划分了Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ和Ⅳ号矿体，Ⅳ号矿体受断裂控制，呈脉状穿层产出，赋存于飞水岩背斜南倾伏端F75、F36、F36支等控矿断裂产状变化及分支复合部位下盘的棋梓桥组(D2q)上部(见图3)。

　　矿体分布于27～45线，赋存标高110～

　　-624 m，走向长度500 m，倾向延深200 m，厚度、品位变化大，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 %。矿体呈脉状、馕状、透镜状顺断层产出，产状与控矿断裂一致，倾向西或北西，倾角20°～50°。辉锑矿多呈破碎裂隙网脉、穿层裂隙脉产出(见图4和图5)。

　　3.2 矿石特征

　　矿物成分较简单，矿石矿物为辉锑矿，脉石矿物为石英、方解石(见图6)。辉锑矿以他形晶粒为主，其次为半自形或自形。石英主要是早期硅化形成以后与辉锑矿共生，常呈他形粒状出现，或呈柱状、梳状半自形—自形晶。方解石呈粒状、块状、细脉状，与辉锑矿共生。

　　矿石具自形、半自形、他形粒状结构，交代结构等;矿石构造有浸染状构造、脉状—网状构造、条带状构造等。

　　3.3 矿床成因

　　研究表明矿田辉锑矿和伴生脉石矿物中流体包裹体的均一温度和盐度表现出显著差异，辉锑矿中的包裹体均化温度为112～324 ℃，盐度范围广泛，在0.2%～15.4 %NaCl当量之间;脉石矿物的均化温度较高(119 ℃～366 ℃)，盐度较低，为0.2%～4.2 %NaCl当量。利用Hg-S同位素数据，提出含矿热液流体输送的Sb，Hg和S主要来自基底变质岩石。因此，矿田锑矿应属中温热液成因矿床。

　　4 控矿因素分析

　　矿体受构造、地层、岩相联合控制，其中构造是控制矿体的主导因素。

　　4.1 岩相古地理控制作用

　　棋梓桥期，区内海域是在前期沉积物填平的基础上沉积的。棋梓桥晚期由于基底断裂的差异性沉降，断裂带范围内为台间浅海沉积，其余地域相对抬升，为碳酸盐台地沉积[9]，导致本区逐渐出现了碳酸盐台地和台沟(见图7)。在空间上，台地和台沟呈北东向分布，台地边缘生物礁(滩)相控制了Ⅳ号矿体的产出。

　　棋梓桥期末，台沟继续加深，线状台沟与基底断裂保持空间上的一致性，决定了锑矿沿断裂产出。台沟中的深水还原环境为成矿金属元素的富集提供了有利条件;具有良好孔隙度和渗透性能的生物碎屑灰岩层，提供了有利的岩性组合;而台沟边缘的岩相过渡带，形成的地球物理地球化学障，有利于成矿物质的富集。

　　4.2 层位控制作用

　　棋梓桥组局部地段为生物碎屑灰岩时，岩性差异较大，属化学性质活泼的易溶交代岩类，是Ⅳ号矿体的赋矿围岩。在地下水长时间的溶解、侵蚀作用下，生物碎屑灰岩易形成古岩溶、古裂隙等，后期又成为热液运移的通道和沉淀富集场所。同时在构造作用下，生物碎屑灰岩易破碎形成次级节理、裂隙，进一步形成有利容矿空间。

　　在含矿热液侵位上升过程中，能量经过多次释放，物理化学条件发生巨大变化，温度、压力、pH显著降低，无法穿过矿体屏蔽层，即D3s3和D3x1的钙质页岩[10]，屏蔽层组成的地球物理地球化学障，使含矿热液在其下部聚集沉淀。

　　4.3 构造控制作用

　　4.3.1 褶皱

　　以往认为飞水巖背斜西翼在39线被控矿断裂断失，通过近年工作发现，背斜西翼受后期NWW向横断裂F111和F112影响，未被断失，背斜西翼保存完好，整体呈地堑式往南西方向斜落，发育次级小隆起，是Ⅳ号矿体有利赋存部位。

　　4.3.2 断裂

　　矿田内棋梓桥组整体为地层断块受NNE向和NE向断裂带所夹持，Ⅳ号矿体产于该地层断块带内。在断裂带产状变化，局部由紧闭转变为开阔形态，趋于复合成一条构造破碎带时(见图8)，受断层影响，矿体屏蔽层D3s3和D3x1往深部滑脱，同时具备有利的岩性组合条件下，易形成富厚的Ⅳ号工业矿体。

　　城步—桃江多期次活动断裂带和区域性深断裂构造构成的热水运移系统，有利于深部流体向上迁移，能沟通基底和盖层之间的物质和能量交换[11]，使盖层系统与基底含矿承压热水建立水力联系，导致携带巨量矿质的含矿热水发生大规模向上运移。在断裂带下盘上升上盘下降的同时，下盘的上升便起到了“抽气泵”作用，引起矿液上涌成矿[12]。

　　5 结论

　　(1)棋梓桥组不纯灰岩，提供了有利的岩性组合，有利于成矿物质的富集。

　　(2)棋梓桥组地层属化学性质活泼的易溶交代岩类，易形成古岩溶、古裂隙等，同时成为热液运移的通道和沉淀富集场所，为有利的找矿层位。

　　(3)城步—桃江断裂带的多期次活动，早期控相，后期控矿。

　　(4)F75和F36等控矿断裂破碎强度增大、分支复合及产状变化部位，控制Ⅳ号矿体的产出。

　　参考文献/References

　　[1] 赵志坚，王振兴，唐代文，等. 锡矿山锑矿F75断层特征与成矿关系的探讨[J]. 世界有色金属， 2019(13)： 204， 206.

　　[2] 谌锡霖，罗自立，廖洪震，等. 锡矿山锑矿田矿床构式的新认识及其西部大断层下盘带状矿体找矿远景[J]. 地质与勘探， 1978， 14(6)： 9-18.

　　[3] 唐代文，谭梦林，韦俊杰. 浅谈锡矿山锑矿田深部控矿地质条件及找矿方向[J]. 世界有色金属， 2017(20)： 115-118.

　　[4] 陶琰，高振敏，金景福，等. 湘中锡矿山式锑矿成矿地质条件分析[J]. 地质科学， 2002， 37(2)： 184-195， 242.

　　[5] 贺建湘，肖亮明，邹利群，等. 湘中锡矿山锑矿控矿特征与成矿预测[J]. 矿产与地质， 2014， 28(6)： 707-712.

　　[6] 赵志坚，雷洁. 浅谈锡矿山锑矿成矿特征及找矿方向[J]. 国土资源导刊， 2013， 10(7)： 90-91.