劉光召，李家清，楊錦坤

（湖南省有色地質(zhì)勘查局245隊(duì)，湖南吉首 416007）

湖南省安化縣同心銻礦床地質(zhì)特征及成礦機(jī)制初探

劉光召，李家清，楊錦坤

（湖南省有色地質(zhì)勘查局245隊(duì)，湖南吉首 416007）

同心銻礦床產(chǎn)于新元古界板溪群五強(qiáng)溪組，變質(zhì)砂巖和板巖為礦體賦存的直接圍巖.五強(qiáng)溪組地層中銻豐度高，比克拉克值高出90～500倍，比區(qū)域背景值高出3～25倍，為礦源層.由主干斷裂派生而成的次級構(gòu)造——斷裂、裂隙、層間破碎帶和層間剝離，都是礦體賦存的場所，通過華夏系斷裂構(gòu)造改造、遷移而富集成礦.礦床受一定的地層控制，改造富集作用明顯，成礦物質(zhì)來自地殼上部礦源層.初步認(rèn)為同心銻礦為沉積-改造層控型礦床.

銻礦床；成礦機(jī)制；沉積-改造層控型；湖南省

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦區(qū)大地構(gòu)造位置屬揚(yáng)子地臺（Ⅰ）江南地軸（Ⅱ）之雪峰復(fù)背斜（Ⅲ），亦即雪峰弧形構(gòu)造帶之中段內(nèi)側(cè)，Ⅳ級構(gòu)造木榴復(fù)向斜縱貫全區(qū)，礦區(qū)近圍為Ⅴ級構(gòu)造岳溪向斜.區(qū)域構(gòu)造線呈北東向，屬華夏系構(gòu)造［1］.

區(qū)域地層簡單，沿岳溪復(fù)向斜，在岳溪-馬路口一帶，向斜軸部為第四系、石炭系、泥盆系，向斜兩翼均為新元古界板溪群五強(qiáng)溪組地層，寒武系、震旦系僅在局部出露.

礦區(qū)處于溆浦-安化銻鎢金成礦帶東段，即雪峰山鎢銻金成礦帶.

研究區(qū)未見巖漿巖體出露，僅在礦區(qū)東20 km處有大神山花崗巖體出露，分布面積38 km2，為一燕山期小巖體，呈橢圓形，以黑云母二長花崗巖為主.

礦床分布受華夏系壓扭性斷裂控制，呈線狀分布（圖1）.成礦層位以板溪群五強(qiáng)溪組為主.礦床類型以裂隙充填型為主.

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層有第四系、泥盆系、新元古界板溪群，分述如下.

1）第四系（Q）：分布在向斜軸部，為河流階地沉積，亞砂土、砂礫石及坡積物、殘積物.厚2～10 m.

圖1 同心銻礦近圍地質(zhì)略圖Fig.1 Geologic sketch map of the Tongxin antimony deposit and periphery

2）泥盆系（D）：分布在F1斷層下盤，區(qū)內(nèi)見中統(tǒng)棋梓橋組和上統(tǒng)佘田橋組.

佘田橋組（D3s）分布在廟后嶺山頂上，范圍很小，為灰紫色薄層泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖.可見厚15～30 m.

棋梓橋組（D2q）為灰白色—淺灰色薄—厚層角礫狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r.腕足類石燕化石常見.由于受構(gòu)造影響，在向斜軸部，沿F1斷層走向分布，常呈饅頭狀、橢球狀剝蝕殘留體.厚315 m.

3）板溪群五強(qiáng)溪組（Ptbnw）：為區(qū)內(nèi)主要地層，分布在F1上盤，與泥盆系地層為斷層接觸.出露中段與下段地層.

中段（Ptbnw2）分為上、下2層.第二層（Ptbnw2-2）為灰色、灰綠色厚層砂巖、粉砂巖，上部為薄層層紋狀細(xì)砂巖夾砂質(zhì)板巖、板巖.厚大于250 m.第一層（Ptbnw2-1）為灰白色、中厚—厚層中細(xì)粒石英砂巖、石英巖狀砂巖、石英巖.厚220～250 m.

下段（Ptbnw1）為砂巖、板巖段，分為上、下2部分，為主要含礦層位.上部為灰綠色中厚層—厚層砂巖、粉砂巖夾灰白色細(xì)粒石英巖狀砂巖，局部夾砂質(zhì)板巖.厚50～110 m.下部為灰綠色、淺灰色薄—中厚層白云質(zhì)板巖、砂質(zhì)板巖、粉砂巖.厚70～1000 m.因受F1切割，本段出露厚度在不同部位有較大的變化.

2.2 構(gòu)造

2.2.1 褶皺

岳溪向斜是礦區(qū)內(nèi)唯一的褶皺構(gòu)造，呈開闊的不對稱寬緩向斜，軸部為盆地，寬100～300 m，呈北東向展布，由第四系及零星泥盆系地層構(gòu)成.巖層平緩，兩翼為山嶺，多為向斜.板溪群五強(qiáng)溪組地層表現(xiàn)為走向40～70°，傾向南東，傾角60～75°，局部達(dá)80°左右的單斜地層.由于地層陡傾，局部出現(xiàn)傾向北西的反向現(xiàn)象，并非褶皺所致.

2.2.2 斷裂

礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，可劃分為Ⅰ級主干斷裂（導(dǎo)礦構(gòu)造）和Ⅱ級派生斷裂（成礦構(gòu)造）兩類［2］.

1）Ⅰ級主干斷裂——岳溪斷裂帶

斷裂帶在礦區(qū)內(nèi)由3條大致平行的斷層組成，走向50～70°，傾向南東，傾角68～74°，分布寬度達(dá)400 m左右，構(gòu)成礦區(qū)構(gòu)造格架.在地貌上形成階梯式構(gòu)造盆地，平面上呈現(xiàn)塊斷構(gòu)造.

F1：為主干斷裂，規(guī)模大，屬斜沖斷層.走向北東，往西轉(zhuǎn)為北東東，呈向南拱起的弧形，傾向南東，傾角70～75°.地表破碎帶出露寬度20～45 m，厚度18～30 m.上盤（南東）為板溪群五強(qiáng)溪組地層，下盤（北西）為泥盆系棋梓橋組.斷距在300 m以上.該斷層為區(qū)內(nèi)主要導(dǎo)礦構(gòu)造.

F2：為推測斷裂，屬F1北側(cè)之平行斷裂，水平間距130～150 m，性質(zhì)與F1相同.

F3：為推測斷裂，位于礦區(qū)北部，走向北東，傾向南東，傾角60～75°，屬正斷層.上盤為第四系，下盤為棋梓橋組灰?guī)r.

2）Ⅱ級派生斷裂——成礦斷裂

礦區(qū)出露成礦斷裂7條，自F1向東依次為V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7，分布寬度在碧丹溪以北為40～80 m，間距2～20 m；以南為100～200 m，間距50～60 m.大致平行展布，走向北東，傾向南東，傾角多在70°以上.斷面平整、光滑，具斜向擦痕，斷層泥常見，角礫普遍，為一組壓扭性斷裂.

這7條成礦斷裂在平面上構(gòu)成一北東收斂，向南撒開的帚狀構(gòu)造.在北部王家灣附近，收斂歸并于F1，在南部五房里以南的垃圾沖一帶分散、消失.各含礦斷裂特征見表1.

其中V3為位于F1上盤的一條含礦斷裂，破碎帶呈角礫狀，地表有氧化鐵質(zhì)物，斷面清晰、平直，有1～3 cm厚的斷層泥，黏性大，有石英脈充填.可見細(xì)粒黃鐵礦化.銻礦體呈角礫狀構(gòu)造.

V5為主要成礦斷裂，其規(guī)模與含礦性均居礦區(qū)首位.V5與V4相鄰近，水平間距為2～14 m，在深部局部有合并增厚情況.斷面清晰、平直、光滑，呈板狀，斜向擦痕常見，斷面上有小凹坑，斷層泥厚2～5 cm.破碎帶具片理化，呈角礫狀，常見硅化扁豆體及石英脈、銻礦體產(chǎn)出.礦體以塊狀為主，角礫狀次之.

表1 含礦斷裂特征統(tǒng)計(jì)表Table 1 Features of ore-host faults

V6為礦區(qū)內(nèi)產(chǎn)狀最陡局部反向的一條破碎帶，局部與地層產(chǎn)狀大體一致，表現(xiàn)出既斜切又聯(lián)合的特征.破碎帶清晰，呈平直—舒緩坡狀，光滑.南段石英脈發(fā)育，細(xì)粒浸染狀黃鐵礦普遍，片理化較強(qiáng)，斷層泥發(fā)育.銻礦體呈塊狀、浸染狀.

經(jīng)鉆孔證實(shí)，在7條含礦斷裂之間尚有平行的盲含礦斷裂、裂隙存在，大部分具有銻礦化或礦體.

礦區(qū)斷裂、節(jié)理較發(fā)育，在帚狀構(gòu)造部位，裂隙、節(jié)理尤為發(fā)育，多以北東向剪切節(jié)理為主（見圖2）.

3 地球化學(xué)特征

地表探槽中及部分觀察點(diǎn)均采集了原生暈樣品，在礦脈集中部位的同心-王家灣一帶，以30～70 m間距系統(tǒng)采樣，樣品間距為5 m.大量分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明：主要成礦元素的背景值Sb 35×10-6、As 25×10-6、W 2×10-6、Zn 15×10-6、Cu 35×10-6.各類巖石中原生暈含量（據(jù)地表資料統(tǒng)計(jì)）見表2.

表2 各類巖石中原生暈含量Table 2 Element contents in the primary halos of different rocks

圖2 同心銻礦地質(zhì)圖Fig.2 Geologic map of the Tongxin antimony deposit

變質(zhì)砂巖含Sb最高，平均達(dá)243×10-6，相關(guān)的Cu、Zn、W等元素亦高.其次是砂質(zhì)板巖，平均為135× 10-6，變質(zhì)石英砂巖為108×10-6.泥盆系棋梓橋組白云巖、灰?guī)r較低，平均分別為12×10-6、20×10-6.這與地表礦脈分布完全一致.

礦脈中，成礦元素豐度高，Sb＞1000×10-6，As＞20× 10-6，Zn＞35×10-6，Cu＞24×10-6.礦脈、礦體及蝕變圍巖中地球化學(xué)特征（據(jù)坑道）見表3.

表3 礦脈、礦體及蝕變圍巖中地球化學(xué)特征Table 3 Geochemistry of orebodies and wallrocks

岳溪斜沖斷層（F1）為礦區(qū)主要導(dǎo)礦構(gòu)造，據(jù)鉆孔巖芯采樣分析結(jié)果（表4），F(xiàn)1與含礦斷裂相近，成礦元素豐度高.說明F1與含礦斷裂（礦脈）在地球化學(xué)特征上具有一致性，成礦物質(zhì)是通過F1運(yùn)移并富集在含礦斷裂、裂隙構(gòu)造中.鉆孔中，以5 m間距系統(tǒng)作原生暈取樣，在主要含礦部位，成礦元素豐度高，Sb＞200×10-6，在礦脈及其頂?shù)装鍑鷰r中Sb＞500×10-6（圖3）.

表4 F1斷層地球化學(xué)特征Table 4 Geochemistry along F1 fault

4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖蝕變主要有硅化、褪色化.

1）硅化：與礦化關(guān)系密切，在硅化強(qiáng)烈部位，形成硅化扁豆體，巖石致密堅(jiān)硬，常伴隨銻礦體產(chǎn)出.凡硅化增強(qiáng)部位，多是礦化增強(qiáng)部位.

2）褪色化：分布于礦脈兩側(cè)圍巖中，與礦化關(guān)系密切，與銻礦體產(chǎn)出部位一致，裂隙發(fā)育，常形成細(xì)脈浸染狀銻礦體.

5 礦體地質(zhì)

5.1 礦脈分布及品位變化特征

1 號脈（V1）：臨近F1的一條礦脈，走向25～30°，傾向115～120°，傾角70°左右.Sb品位3.99%～4.99%，加權(quán)平均品位4.35%.推測礦體長度100 m，傾斜延深260 m.

2 號脈（V2）：距V1脈5～11 m.走向30～40°，傾向120～130°，傾角70～86°.Sb品位3.51%～3.75%，加權(quán)平均品位3.62%，含礦系數(shù)0.5.據(jù)鉆孔揭示，礦體厚0.47～0.49 m，平均厚0.48 m，Sb品位4.35%～7.91%，加權(quán)平均品位6.09%.推測礦體長度100 m，傾斜延深280 m.

3 號脈（V3）：距V2脈6～14 m.走向20～37°，傾向110～127°，傾角60～72°.Sb品位3.65%～11.28%，加權(quán)平均品位7.94%，含礦系數(shù)0.6.據(jù)鉆孔揭示，礦體厚0.24 m，Sb品位3.66%.推測礦體長度100 m，傾斜延深60 m.

4 號脈（V4）：距V3脈3～11 m.走向30～40°，傾向120～130°，傾角62～76°.Sb品位4.07%～35.79%，加權(quán)平均品位17.27%，含礦系數(shù)0.6.據(jù)鉆孔揭示，礦體厚0.19～0.60 m，平均厚0.40 m，Sb品位2.53%～3.39%，加權(quán)平均品位2.74%.推測礦體走向長度100 m，傾斜延深280 m.

圖3 鉆孔原生暈銻含量變化曲線圖Fig.3 Curves of antimony contents in the drill hole primary halo

5 號脈（V5）：礦區(qū)主要礦脈，規(guī)模最大，距V4脈2～6 m.走向38～46°，傾向128～136°，傾角61～75°.Sb品位3.43%～8.37%，加權(quán)平均品位5.5%，含礦系數(shù)0.73.局部地段見有不規(guī)則之脈石英，含金0.06×10-6～0.13×10-6.據(jù)鉆孔揭示，礦體厚0.14～4.47 m，平均厚1.66 m，Sb品位2.59%～12.63%，加權(quán)平均品位5.98%.推測礦體長度200 m，傾斜延深280 m.

6 號脈（V6）：距V5脈3～15 m.走向30～50°，傾向300～320°或120～140°，傾角74～88°，地表傾向以北西為主，深部逐漸轉(zhuǎn)為南東.Sb品位5.29%～27.5%，加權(quán)平均品位17.59%，含礦系數(shù)0.5.推測深度70 m.

7 號脈（V7）：緊靠V6脈，為一緩傾斜礦脈.走向12～32°，傾向105°，傾角24～40°.Sb品位12.02%.經(jīng)鉆孔揭示，礦體厚0.10 m，Sb品位15.6%.推測深度140 m.

從礦區(qū)民窿開采情況看，礦體在不同中段，品位、厚度、長度均有一定變化，據(jù)V2、V3、V4、V5、V6、V7脈（礦體）地表各組樣品統(tǒng)計(jì)，厚度變化系數(shù)47%～69%，品位變化系數(shù)73%～133%，表明各脈的厚度、品位均變化較大.

在碧丹溪以南，仍有含礦破碎帶分布，但礦化較弱，未發(fā)現(xiàn)銻礦體.F1下盤之棋梓橋組灰?guī)r中尚未發(fā)現(xiàn)銻礦化.

5.2 礦石組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及類型

礦石組分單一，輝銻礦為唯一具有工業(yè)價(jià)值的金屬礦物，局部見浸染狀黃鐵礦.在F1破碎帶中，黃鐵礦普遍.

輝銻礦較純.據(jù)單礦物分析，含其他有益、有害組分均甚微（見表5），屬易采易選礦石.

表5 粗晶銻礦石單礦物中有益、有害組分含量Table 5 Composition of the Sb ore

脈石礦物為石英，分布較少，局部見方解石、白云石細(xì)脈，為晚期產(chǎn)物.

輝銻礦以細(xì)粒塊狀、角礫狀為主，部分為粗晶柱狀，礦物晶體長度達(dá)20～60 mm.礦石結(jié)構(gòu)為半自形—他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，膠結(jié)結(jié)構(gòu).礦石構(gòu)造為細(xì)晶塊狀構(gòu)造、粗晶塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造等，以角礫狀構(gòu)造常見為特征.

礦石類型主要為塊狀輝銻礦礦石和角礫狀輝銻礦礦石，其次還有細(xì)脈浸染狀石英輝銻礦礦石、細(xì)脈狀輝銻礦礦石.

礦物生成順序?yàn)椋菏ⅰ浇馐x銻礦→方解石-白云石→輝銻礦.

5.3 礦脈地表出露特征

礦區(qū)所有含礦斷裂，地表都有氧化帶，其表現(xiàn)為：

1）似鐵帽，沿含礦斷裂、含礦裂隙呈線狀分布，規(guī)模與含礦斷裂、含礦裂隙基本一致，均為硫化礦物經(jīng)氧化后生成，可見少量氧化銻礦石或銻華產(chǎn)出；

2）硅化體，沿含礦破碎帶呈線狀分布，形成含礦石英脈和石英脈帶，輝銻礦即充填于石英脈兩側(cè)或裂隙中，形成塊狀、細(xì)脈浸染狀、角礫狀輝銻礦礦石；

3）褪色化帶，沿礦脈兩側(cè)近似平行分布，寬度1～3 m，圍巖顏色由灰綠色蝕變?yōu)榛野咨?，具較強(qiáng)硅化，并伴隨浸染狀黃鐵礦化.

5.4 圍巖巖石化學(xué)成分特征

幾條主要礦脈圍巖巖石化學(xué)分析結(jié)果見表6.

5.5 礦床富集規(guī)律

1）礦床受帚狀構(gòu)造控制，礦體聚集在帚狀構(gòu)造之收斂部位.

2）礦脈或礦體在走向上往往呈尖滅再現(xiàn)的規(guī)律，沿傾斜方向則出現(xiàn)分支復(fù)合現(xiàn)象及平行盲礦脈（礦體）.

3）富礦體常常伴隨硅化體產(chǎn)出.

4）在帚狀構(gòu)造的收斂端形成一個(gè)長300m，寬40m，延伸400m以上的柱狀（板狀）富集段.經(jīng)鉆孔證實(shí)，主要礦脈延伸穩(wěn)定.

5）礦體向深部增厚變富，且延深大于延長3倍以上（一般長100 m，延深大于400 m）.

表6 圍巖巖石化學(xué)成分表Table 6 Chemical composition of the wallrocks

6）礦床賦存在Ptbnw1中，賦礦巖性為白云質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖.

6 礦床成因

6.1 地層巖性的控礦因素

板溪群五強(qiáng)溪組下段（Ptbnw1）為礦區(qū)主要成礦層位，以白云質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖為礦體賦存的直接圍巖.由主要礦脈圍巖巖石化學(xué)分析結(jié)果（表6）可知：巖石SiO2＞57.30%，Al2O3＞3.93%.

賦礦巖性白云質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖銻豐度分別達(dá)135×10-6和243×10-6，高出區(qū)域背景值3～7倍.可見板溪群五強(qiáng)溪組下段地層為礦區(qū)銻礦床的形成提供了豐富的物質(zhì)來源，即為礦源層［3］.

6.2 改造富集作用

礦源層的成礦物質(zhì)是通過華夏系斷裂構(gòu)造改造、遷移而富集成礦的，是銻礦床形成的重要條件.

礦區(qū)主要控礦斷裂岳溪斜沖斷層（F1），經(jīng)深部3個(gè)鉆孔控制，厚20.5～31 m.以5 m間距采光譜樣21個(gè)，分析結(jié)果如下（×10-6）：Ba 378.6、Be 5、As 74.8、B 300.7、Hg＜20、P＞1000、Sb 110.5、Ge 1.5、Au＜1、Pb 14.7、Sn 3.9、Mn 501、Ga 3.5、W 12.1、Ti＞1028、Cr29、In＜1、Ni 52.9、Bi＜5、Nb＜20、Mo 6.4、V 106.2、Li＜20、Y 50、Cd 10、Cu 141、Zr＜71、Yb＜20、La＜200、Zn 239、Ag 0.3、Co 3.9、Sr 50.

在斷裂破碎帶中，Sb、W、As、Cu、Pb、Zn等元素含量均高，其含量與含礦斷裂破碎帶相近.金屬硫化物以細(xì)脈浸染狀的黃鐵礦最普遍.

據(jù)礦區(qū)6條礦脈統(tǒng)計(jì)，成礦元素豐度（×10-6）為：Sb＞1000、As 20、Cu 30、Pb 10、W 20、Zn 38.銻的豐度極高，其他元素亦比背景值高出2～3倍.凡在斷裂破碎帶上采樣Sb＞1000×10-6的部位，其下部均有銻礦化或礦體存在.

含礦斷裂上盤As/Sb普遍小于1，即Sb＞As，Sb豐度高，為成礦有利部位；而下盤則相反，成礦不利（見表7）：

表7 含礦斷裂上、下盤As/Sb比值統(tǒng)計(jì)表Table 7 The As/Sb ratios in both sides of faults

斷裂帶是線形活動帶，其中的斷塊在受到一組密集的高角度沖斷層錯(cuò)動的過程中，產(chǎn)生強(qiáng)大的旋扭力，隨之釋放出巨大的熱能，使各種地下水變?yōu)闊崛芤海瑥亩沟貙又械某傻V元素處于活化狀態(tài)，加快遷移.斷裂破碎帶這一松散、開放系統(tǒng)，就成了良好的遷移通道，而斷裂旁側(cè)的次級斷裂、裂隙，則成了礦液聚積的場所.

6.3 成礦溫度

據(jù)包裹體測溫資料，石英為310～366℃，平均為342℃；輝銻礦為200～283℃，平均為258℃（見表8）.屬中溫?zé)嵋盒偷V床.

表8 包裹體測溫結(jié)果統(tǒng)計(jì)表Table 8 Temperatures by inclusion testing

6.4 硫同位素特征

據(jù)硫同位素測定結(jié)果，δ34S為0.2‰～2.4‰，均為正值（見表9），離差為2.2，為熱液硫化物硫源，即內(nèi)源硫.

表9 硫同位素測定成果Table 9 The S isotop result

綜上所述，銻礦床（礦體）的形成受一定的地層巖性控制，改造富集作用明顯，成礦物質(zhì)來自地殼上部礦源層.因此，礦床成因應(yīng)屬沉積-改造層控型銻礦床.

［1］劉敘耀.渣滓溪銻礦外圍成礦地質(zhì)條件淺析［J］.湖南有色金屬地質(zhì), 1984（1）:8—9.

［2］張養(yǎng)甫.渣滓溪銻礦床分級構(gòu)造控礦模式探討［J］.湖南有色金屬地質(zhì),1992（3）:5—6.

［3］陳炳金.溆浦渣滓溪層控型白鎢礦床成因雛議［J］.湖南冶金地質(zhì), 1982（1）:10—12.

PRELIMINARY STUDY ON THE GEOLOGY AND METALLOGENESIS OF THE TONGXIN ANTIMONY DEPOSIT IN HUNAN PROVINCE

LIU Guang-zhao,LI Jia-qing,YANG Jin-kun

（No.245 Brigade,Hunan Bureau of Nonferrous Metallic Geologic Exploration,Jishou 416007,Hunan Province,China）

The Tongxin antimony deposit in Anhua County,Hunan Province occurs in the metamorphic sandstone and slate of Wuqiangxi Formation of Neoproterozoic Banxi Group.The Wuqiangxi Formation serves as the source bed,with high Sb abundance,which is 90 to 500 times more than the Clarke value and 3 to 25 times more than the regional background.The secondary structures of the major fault are the hosts of orebodies.The ore is controlled by strata,and reformed by the Cathaysian structural system,then formed with migration and concentration.The ore-forming material is derived from upper crust.Thedepositbelongsgeneticallytosedimentaryreconstructedstrataboundtypes.

antimony deposit;metallogenic mechanism;sedimentary reconstructed stratabound type;Hunan Province

1671-1947（2014）02-0164-06

P618.66

A

2012－05－ 21；

2012-09-03.編輯：周麗、張哲．

劉光召（1963—），男，高級地質(zhì)工程師，主要從事技術(shù)管理、地質(zhì)找礦與勘探工作，通信地址湖南省吉首市人民南路69號，E-mail//liu245542@163.com