介绍一个辉锑矿床中的柱状矿化富集段

介绍一个辉锑矿床中的柱状矿化富集段_追寻地质梦湖

李任章

（湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007）[1]

摘 要：湖南安化县某锑矿区Ⅰ组脉中存在着一个200余米直径，延深600多米的柱状矿化富集段。富集段出现在前寒武系板溪群五强溪组浅变质岩系中，位于雪峰隆起带北缘。区域马家溪、岳溪压性断裂与矿区中的一对扭性断裂及锑丰度高于地壳丰度93倍至186倍的五强溪组上段，正好构成了导、储、源的成矿有利组合。矿床属热动力构造改造层控型辉锑矿床。

关键词：辉锑矿；柱状富集段；基本地质特征；湖南安化

一、前言

湖南安化县某大型锑矿床有大小含（锑）矿断裂40余条，成群成组出现，按其出现位置可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组（图1）。本文侧重介绍的是矿区中一个仅200余米直径范围，延深大于600m的辉锑矿柱状矿化富集段，区内发现5～6条矿脉（图2）。这些矿脉，据系统采样及地质调查，其含矿性如表1所示。说明这两个中段是矿脉相对密集，品位较高的辉锑矿富集地段。

图1 锑矿地质图

1.地层界线及代号；2.含矿断层及编号；3.脉组断层及其编号；4.白钨矿矿化层；5.柱状矿化富集段及其推测延伸范围

图2 158中段开采地段矿脉分布图

表1 185、158中段矿体调查统计表

每一条矿脉，就是一条断裂构造，性质均为扭裂面，据断裂两侧岩层的移动方向及断裂相互的交接关系，说明是同一应力场作用的产物，其地应力分布及应力变形（图3），正好是一对有成生联系的扭裂面，控制着矿脉的分布。

图3 158中段开采地段断裂构造分布图

图示范围中的岩性，主要为Pt2bnw2-3中的凝灰质砂岩，矿脉即分布于其中。

工作已证实，这个柱状矿化富集段是很有价值的。该地段的主要特点是：受一对扭裂面控制；沿Pt2bnw2-3中的凝灰质砂岩富集；单个矿体成脉状，多个矿体则构成200余米直径范围柱状的矿化富集段。

二、柱状矿化富集段的区域生成环境

柱状矿化富集段的生成环境主要表现为：出现在区域主干断裂构造旁侧，受华夏、新华夏构造控制，有较丰富的矿液来源，产出在较古老地层中，而断裂构造又是占主导的控制因素。

区域主干断裂马家溪压性断裂、岳溪压性断裂[1]，分布在矿区北东及南西两侧，锑矿区即位于两条主干断裂之间，柱状矿化富集段即位于两条主干断裂之间的次级断裂中（图4）。这里必须指出的是，这种产生于主干断裂旁侧的次级断裂，它们之间有着明显的成生联系，主干断裂为压性结构面，次级断裂如F3、F9、F11，F13、F44等为扭性结构面。这种主次之间，正为创造了大小断裂配套、导矿和储矿具备的成矿有利条件。

图4 锑矿区外围地质略图

本区所处大地构造位置，为北东向雪峰隆起区的北缘偏西部位。矿区两侧的（马家溪、岳溪）两条主干断裂，其出现方位表现为华夏系构造，而当其南延时，却又切割中生代地层，具新华夏系构造特征[2]。结合区域中构造形迹的展布情况及矿区所处位置，认为新华夏系构造对矿区成矿起着主导作用。区域的主干断裂为华夏、新华夏系的主压性结构面，矿区中的成矿断裂即为与其配套的（同序次低等级）扭性结构面，它们可以用图3所示的地应力分布状态来解释。

矿区有较丰富的矿液来源：在南起溆浦县羊皮帽，北至安化县同心一带，长50km，宽7.5km的范围内，辉锑矿点即有20余处。更清楚的是，本矿区已发现的40余条断裂破碎带中，几乎都可以见到辉锑矿化，即便是未见矿化的断裂破碎带，据化学采样分析，也有近0.1%的含锑量，远高于一般岩石中的正常值。而其矿质来源，据矿田中9个硫同位素样品的资料，辉锑矿δ34S最低值为4.7‰，最高值为10.4‰，变化区间小于6，均为正位；32S/34S最低值为21.994，最高值为22.09，平均为22.043，为热液硫化物及远成热液硫化物的硫源，为内源硫。

三、柱状矿化富集段的基本地质特征

受一对有成生联系的扭裂面控制，与一定的岩性（层位）相关，矿物共生组合简单，围岩蚀变较弱，矿脉密集段的基本地质特征。

1.柱状矿化富集段的构造特征[3]

从图3中可以看出，它们是一对与华夏、新华夏系构造配套的同序次低等级扭性结构面，它们本身也是工业矿体，这对扭裂面具有如下特征。

（1）结构面扭性特征明显：结构面两侧岩层各自遵循其固有的移动方向；结构面相对平直光滑；裂隙带较紧闭，裂隙带中片理化作用较强；裂隙面上可见到水平擦痕；当主裂隙面不清晰时，常为一组同向平行裂隙所代替；裂隙面产出倾角较陡，局部成弧形反向倾斜。

（2）扭裂面可按力学性质分组，如图2、图3所示，1、9号脉为一组，其走向为近110°～330°；11、13、19号脉为另一组，其走向为150°～330°。两组扭裂面发育程度不一样，未形成网格状构造。

（3）扭裂面的走向长度不大，断距小，而延深则较大。矿区中地表最大走向长度为740m，一般为200～300m，水平断距小于30m，而延深经工程证实大于750m，且仍有继续向下延深之势。

扭裂面在其走向最大长度范围内，并非任何地段两组都同时发育，两组扭裂面同时发育的地段，即是柱状矿化富集段形成的最有利条件。

（4）扭裂面中，局部可见张性角砾岩，说明扭裂面部分的兼有张性特征，这种特征的出现，是与其产出方位接近区域应力场中的张性变形轴有关。如图1中的5、6、52、53号断裂就表现为较典型的追踪张裂面。扭裂面中的这种特征，对矿区中矿化的富集亦具有一定的控制作用。

2.柱状矿化富集段的岩性特征

矿区出露地层为元古宇板溪群五强溪组沉积、火山 沉积浅变质岩系，兹分述如下。

（1）五强溪组上段，自上而下为：①第五层（Pt2bnw2-5）：灰色、薄—中厚层状凝灰岩夹条带状层凝灰岩及数层状细砂岩。上部与寒武系断层接触，全层厚度大于200m。②第四层（Pt2bnw2-4）：上部为灰色薄层条带状凝灰岩夹少量细砂岩。下部为凝灰岩、板岩夹凝灰质细砂岩。层中的细砂岩微细裂隙发育，裂隙中常见白钨矿细脉充填。本层顶部有一层较稳定的“硅质”凝灰岩，以致密坚硬，似燧石层为特征，厚2～7m，与上覆地层分界。全层厚140m。③第三层（Pt2bnw2-3）：以条带状凝灰质细砂岩为主；夹有部分凝灰岩、粉砂岩及杂砂岩。本层是矿区中辉锑矿赋存的主要层位。层中并断续可见1～5层不稳定的、厚为数十厘米的石英砾岩夹层。全层厚140m。④第二层（Pt2bnw2-2）：为条带状凝灰质板岩，局部为凝灰质粉砂岩，本层顶部有一层相对稳定的凝灰岩，厚1～4m。全层厚73m。⑤第一层（Pt2bnw2-1）：为灰白色中—粗粒厚层状长石石英砂岩、杂砂岩或凝灰质砂岩夹部分薄层条带状凝灰质板岩，部分砂岩已变质成石英岩。全层厚46m。

除Pt2bnw2-3为矿区中的主要含矿层外，Pt2bnw2-2与Pt2bnw2-4中亦见有工业矿体。

（2）五强溪组下段：出露不全，暂分八层。第八层（Pt2bnw1-8）：上部为灰色中厚至厚层状细砂岩夹薄层条带层状凝灰岩，下部为灰色中厚至厚层状凝灰岩。全层厚68m。第七层至第一层矿区内未有出露。

矿区中柱状矿化富集段与岩性相关（受层位控制）的特点是十分明显的。矿化主要产出在以凝灰质砂岩为主的Pt2bnw2-3中。有类似岩性的Pt2bnw2-4与Pt2bnw2-2等层位中，亦可见矿化。

有关元素在各地层中的分配，据矿区3453件样品测定，算术平均计算结果如表2所示。

表2 板溪群五强溪组微量元素含量表

表2说明矿区有关地层中，锑元素的丰度普遍是地壳丰度的93～186倍，地层本身有可能为辉锑矿床的形成提供较丰富的物质来源。

另据矿区中主要岩石类型化学分析，如表3所示。

表3 五强溪组主要岩石化学全分析结果表

从表3可见各岩性化学成分数值与砂岩及黏土岩类岩石克拉克值比较，砂岩中Si O2含量偏低， Al2O3含量偏高，Mg O、Ca O含量偏低，Na2O、K2O含量偏高；黏土岩类中Si O2含量偏高，Mg O、Ca O含量偏低。其他成分无明显高低变化，说明矿区成矿与围岩的化学性质关系较小，更重要的是其物理性质。岩石中的惰性组分相对偏高，活动性组分如Mg O、Ca O相对偏低，其中K2O、Na2O含量虽相对偏高，但蚀变岩石中未见明显的碱质交代现象。

另外，则是矿区内未见岩浆岩的活动，仅在矿区南西2.5千米处，见厚为一至数米的基性岩脉产出，但与矿床的形成无明显的生成联系，矿区找不出成矿与岩浆岩有关的直接标志。

3.柱状矿化富集段的矿化产出特征

本矿区是较典型的裂隙充填型脉状辉锑矿床，受断裂构造控制。

（1）矿脉主要沿矿区中的两组扭裂面充填，其矿体长短、大小、胀缩，均随裂隙面的变化而变化。

（2）矿化主要富集在构造裂隙组相对密集的地段。这些裂隙组并有多个交会点，裂隙密度在横向上每200m可达5～7条，沿走向200m长度范围内可达5～6个交会点。

（3）矿化富集段中的矿脉，一般矿化较强，但仍有主次之分，若干条矿脉中，以2～3条相对稳定。

（4）柱状矿化富集段，有一定的侧伏方向。据现有资料，综合矿区成矿地质特征，以158中段1、9号矿脉的平均产状及该中段地左（Pt2bnw2-3）的平均产状计算，其侧伏方向为90°，侧伏倾角为40°。

（5）半盲脉的表征：如图2、图3所示，即是本文论述的柱状矿化富集段的核心部位。已经坑道揭露，其所处高程为158m及185m，相应矿脉在地表所处高程为350～400m，出露并不完整，而在222m高程（中段）才较完整。这种现象说明柱状矿化富集有半盲脉的表征。

4.柱状矿化富集段的矿物特征

（1）矿物组合：十分简单，主要为辉锑矿-石英组合，局部虽可见白钨矿-石英组合及辉锑矿-白钨矿-石英的混合型组合，但未能形成工业矿体。

（2）主要矿物特征。

辉锑矿：铅灰色，主要为他形粒状，次为柱状晶体，一般粒径0.1～0.2mm，少数柱状晶体长轴可达10余毫米。辉锑矿一般充填于石英脉石颗粒间或破碎围岩角砾空隙中，并交代（弱交代）石英脉。

石英：白—灰白色，为粒状晶体或柱状晶体。

辉锑矿石主要为细脉状矿石、块状矿石、角砾状矿石。

辉锑矿石中，据34个组合分析样品分析结果及5个单矿物分析结果，见表4、表5。

表4 辉锑矿石组合分析结果表

表5 辉锑单矿物分析结果表

表4、表5说明，辉锑矿石是极为纯净的辉锑矿石，较易于冶炼高纯度锑金属，使用矿山土法，也可获得99.9%的锑金属。

矿物中，据辉锑矿中的石英包裹体成分测定，如表6所示。

表6 石英包裹体成分测定结果

表6中石英包裹体的Ca、Na、Cl、F含量低于海水，K、Na、Mg、Ca近于雨水，CH4高于一般岩浆矿床，表明成矿溶液具有雨水渗入特征。

辉锑矿及其伴生石英的形成温度，据爆裂法测温资料，辉锑矿形成于130～290℃之间，与其伴生的石英形成于245～303℃之间。石英生成在前，辉锑矿生成在后，均在中低温条件下生成。

围岩蚀变简单，主要为硅化，次为褪色化或方解石化，不论何种蚀变，均很少超出断裂破碎带的矿化范围。辉锑矿化的产出主要与硅化相关。

四、结论

（1）矿床控制的基本形式是断裂构造加地层（岩性），并以断裂构造控矿为主。构造为华夏、新华夏的压、扭性构造形迹，区域大小配套，并形成了导矿、配矿、储矿兼备的成矿构造系统。矿区地层锑丰度高，矿化虽有多层性，但主赋矿层位仍为Pt2bnw2-3的火山 沉积相岩石。

（2）矿区成矿无明显的岩浆活动特征。结合区域热动力变质作用形成的一套浅变质岩系，锑丰度高，围岩蚀变、矿物成分组合单一等特征，矿区矿床应为热动力构造改造层控型辉锑矿床。成矿物质经热动力活化后，在近中性环境中石英、辉锑矿随温度下降分别沉淀析出，以下式表示：

（3）矿区中柱状矿化富集段的存在及研究，对矿区内类似脉状辉锑矿床的找矿和外围远景地段的找矿评价工作，具有十分重要的意义。同时也可为矿山生产开发提供富而集中的采矿地段的资料。

参考文献

[1]湖南有色金属地质勘探二四五队.湖南省安化县渣滓溪锑矿区外围普查地质报告[R].1984.

[2]李四光.地质力学概论[M].北京：地质出版社，1973.

[3]湖南有色金属地质勘探二四五队.湖南省安化县渣滓溪矿区评价地质报告[R].1984.

[1]文章来源：《矿产与地质》，1987年第4期。作者简介：李任章（1936—），男，广东恭城人，工程师，主要从事矿产地质勘查管理工作。