渣滓溪锑矿构造地球化学特征及其找矿意义

渣滓溪锑矿构造地球化学特征及其找矿意义_追寻地质梦湖

鲍振襄，覃志平

（湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007）[1]

摘 要：渣滓溪大型锑矿成群成组出现在矿区主要断层F3上盘，但对其成矿作用与含矿性了解甚少。通过以F3断层为主要对象的构造地球化学测量和土壤中汞气测量结果发现：Sb异常主要发育在F3断层上盘及其北西段，As异常见于下盘，故矿床内矿脉在空间上都赋存在其上盘，局部在断裂带宽大部位的深部还见到锑矿体，说明F3断层既是控矿断层也兼具容矿断层性质，其北西段是新一轮找矿的靶区。对于受断裂构造控制的陡倾斜脉状矿体来说，应用构造地球化学与土壤中汞气测量相结合的方法，既可确定断裂构造的存在和评价其含矿性，又可相互验证，提高找矿效果。

关键词：锑矿；地质地球化学特征；化探异常扼断解释；湘西渣滓溪

渣滓溪锑矿是本队近年来探明的一处大型锑矿床。为继续扩大找矿领域，根据矿床控矿特征，开展了以F3断裂构造为主要对象的构造地球化学找矿工作。经初步实践检验，获得了较好的地质效果。

1 区域及矿区地质背景

渣滓溪锑矿带位于湘西钨锑金矿带中段的西南侧，西南起自溆浦羊皮帽，经安化渣滓溪北到马路口，长约50km。已发现锑金矿床（点）20余处。

矿床主要赋存于新元古界板溪群五强溪组，系一套厚大的、具有复理石建造特征的浅海相沉积岩、火山碎屑岩系。矿区位于马家溪（F2）、岳溪（F1）两条平行的NE—NEE向斜冲断裂所夹持的上升断块内。已发现50余条横向的陡倾斜张剪性断裂带。该类断裂基本上就是锑的矿化蚀变（硅化）带。其主要成矿特征是：成矿作用发生在具有成因联系的一对张剪复合断裂带内，矿体（脉）成群成组出现，成带分布，并具有强烈的方向性[1]。此外，矿区内还发现同层位的厚大的白钨矿化。

矿区内所有矿脉均产于F3断裂上盘（图1），且矿脉（断裂）距F3愈近愈发育，渐远渐稀疏。F3断裂为横贯矿区的1条重要控矿断裂，断裂长约2800m，但出露甚差。该断裂一般宽1～2m，倾角50°～80°，片理化强烈，破碎带内还见有构造透镜体。但在相当长的时间内仅作为“导矿构造”看待，而忽略其含矿性。后经深部钻探工程探查，在紧临矿脉地段，于其产状变缓部位，存在厚大的锑矿体。然对整个断裂的含矿性了解甚少。因此，评价F3断裂的含矿性，发现新的有望找矿地段，便是构造地球化学填图的一项重要任务，也是扩大矿床找矿领域的重要途径。

图1 渣滓溪锑矿区域地质略图

∈.寒武系；Z.震旦系；Ptbnw.板溪群五强溪组

2 地层、构造、地球化学特征

本区位于雪峰古岛弧中段，发育着元古界活动型火山陆源碎屑沉积建造，成矿物质的初始来源可能与新元古代海底火山（热泉）喷溢沉积作用有关[2]。据区域五强溪组微量元素统计结果（表l），其W、Sb、As平均含量分别为上部大陆地壳平均值（泰勒等，1985）的1.6倍、110倍和20倍。区域主干断裂F1、F2的W、Sb、As平均含量分别为上部大陆地壳平均值的1.9倍、2.6倍，93倍、530倍和100倍、172倍，分别高于上述区域地层7.2倍、3.3倍和7.2倍。矿区地层中W、Sb、As平均含量为上部大陆地壳平均值的3.9倍、139倍和15.7倍；另外，尚含微量元素Zn111.99×10-6，Hg385×10-6，分别为上部大陆地壳平均值的1.7倍和4.9倍，Cu含量（25.01×10-6）与上部大陆地壳平均值相当。

此外，微量元素统计结果还表明。区域地层中Sb在火山沉积岩中离散度（25.3）比正常沉积岩离散度（4.4）要大；尤其是矿区地层离散度达93，F1、F2断裂离散度达229。

以上不难看出，本区赋矿地层是以富含W、Sb、As为特征，并可作为含矿建造尤其是含Sb建造的地球化学标志；其中以富含火山物质的沉积岩层更有利于锑矿化的发生；区域断裂构造F1、F2为矿带主要控矿（导矿）构造，尤其是F2断裂与区域成矿联系更直接。

表1 地层构造主要微量元素统计

3 F3断裂原生晕测量结果及其推断解释

3.1 元素相关分析

根据测区内620件样品相关分析结果，成矿元素组合单一，主要成矿元素Sb与其他亲硫元素关系不够明显，仅与As的相关程度略高（表2）。另在区域断裂F1、F2微量元素中Sb、As相关系数则分别为0.68和0.30，二者均为程度不等的正相关关系。

表2 微量元素相关关系分析结果

由表2可以看出，本区成矿元素Sb和As、Hg等亲硫元素在成因上有一定的联系。据钻孔原生晕资料分析，As主要富集在断裂构造下盘，Sb富集在上盘。在其控矿断裂（F3）下盘，Sb与As呈反消长关系（γ=-0.068）。

3.2 异常推断解释

测区内异常形态呈线（带）状展布，异常轴向与矿脉走向基本一致（图2）。其中Sb异常多集中在F101断裂北东侧和F3断裂北西侧，其他元素异常也受此二断裂的控制。由于区内元素组合较简单，所以各元素之间吻合度较差，除Sb、As异常具有明显的分带现象外，其余元素均不明显。异常强度随蚀变带及构造破碎带变化而异，当构造破碎带和蚀变带强烈时，Sb、As异常强度相对增高；当断裂构造相交时，Sb、As异常强度也相对增大。在平面上异常具有分支复合、尖灭再现特征，其面金属量与破碎带宽度一般呈正比关系。在剖面上，当断裂裂隙构造发育时，异常呈锯齿状跳跃式变化。此外，岩性对异常强度也有一定影响，在凝灰质粉砂岩、凝灰质细砂岩中异常比较发育，而在岩性单一的沉积岩中异常则不发育。

图2 渣滓溪锑矿F3北段化探综合平面图

Ptbnw1.板溪群五强溪组第一段；Ptbnw2.板溪群五强组溪组第二段；

1.原生晕推测断层；2.汞气测量推测断层；3.壤中汞气异常；

4.锑异常；5.砷异常；6.地层界线

测区内共获得异常5个，其中3个异常经初步评价为矿致异常。

I号异常位于测区东南F3断裂两侧，元素组合为Sb、As和Zn，异常沿F3断裂呈NWW向展布。按异常组合对矿体进行的回归分析推测，该异常为锑矿体的前缘晕，相当于13勘探线300m标高位置，故推测在此异常下部标高92～104m之间可能存在工业矿体；同时壤中汞气测量结果亦存在与之相吻合的Ⅰ号异常。经钻探验证结果，在17-ZKl孔见到锑矿化；在25-ZK1孔的F3断裂带内，见到含Sb3.4%、厚0.68m的矿体。

表3 测区异常特征值

注：括号内为次要组合元素。

Ⅱ号异常为Sb、As和Zb、Hg的综合异常。其中Sb含量峰值高达500×10-6，为峰值最高的异常。异常连续性好，强度大。经初步检查，异常为断裂破碎带所引起，其轴向与断裂带一致，根据异常轴向与断裂带产状分析，该断裂带应为F101断裂，异常产在F101断裂及其次级断裂交会处。经相关分析，该异常特征与矿区V43矿脉相近；再经回归分析并结合壤中汞气测量成果，推断在标高380m以下可能存在工业矿体。

Ⅲ号异常位于Ⅰ、Ⅱ号之间，推测的F3断裂经过处的西侧分枝断裂部位，长约600m。各元素异常之间互相穿插，具有分支复合现象。元素组合为Sb、As和Zn、Hg。推测该异常为F3断裂与F101断裂复合部位所引起。其异常强度随着断裂强度而改变。结合壤中汞气测量及地质产状特征，推测为矿致异常。

3.3 评价F3断裂构造含矿性的化探依据

本区确定断裂产状的依据是建立在已知地质地球化学特征的概率统计方法上，从中寻找地球化学元素在断裂中的分布规律。通过19条断裂（矿脉）统计，发现As异常在断裂（矿脉）下盘发育，Sb异常则在断裂（矿脉）上盘发育，其他元素分带则不明显。故矿床内所有矿脉在空间上也都赋存于矿区主要控矿断裂上盘构造部位。

区内异常形态多为线（带）状，异常轴向与断裂（矿脉）走向一致。分别为280°～290°和320°～330°两组，异常强度自西向东增强。F3断裂从Ⅰ号异常起，向西强度减弱，原因是受一系列层间断裂，其应力随之减弱（释放）一部分；然后在Ⅱ号异常将X型节理改造成X型断裂后，异常又随之增高。

由地质力学可知，断裂构造在走向上的偏转部位，往往是应力相对集中的部位，同时也是矿化最为富集的部位。对本区而言，矿致异常分布在断裂构造的弧形转折部位，且其弧形（度）弯曲愈大，异常分布面积也愈大，但强度相对较弱，峰值也不明显。反之，弯曲（度）越小，面积越小，峰值明显，强度增大。据此推测Ⅱ、Ⅲ号异常是矿化富集最为有利的地段，今后应加强研究并进行深部验证工作。

4 壤中汞气测量

此项工作是在试验成果的基础上，为配合原生晕工作进行异常验证而开展的。

4.1 工作方法

利用金汞齐原理，先将壤中汞气抽至金丝管预富集，然后在800℃高温下脱附，由测汞仪测定。使用的仪器是江苏南通县电子仪器厂生产GX-3型原子吸收测汞仪，检测限为0.02（×10-9）。

4.2 工作成果及汞气异常推断解释

经数据处理后，共获得大小异常ll个。其异常形态与原生晕相似，呈线状或带状展布，但汞气异常的连续性更好，异常轴向与构造线（矿脉）走向更为接近一致。如图2所示，测区内汞气异常呈现南东收敛、北西张开的帚状构造分布特点，因此，在总体上更能反映渣滓溪锑矿形成柱状矿化富密集段的有利构造格局。其中1号异常反映了矿区较高一级断裂F3走向及分支复合部位的展布形态。5、3、6号异常则反映了次级层间断裂（滑动）带的走向线。4号异常是F3断裂上盘属于V1脉组短小的含矿破碎带的分布；西部的2号异常则反映了区域NEE向的断裂在内的展布形态。

4.2.1 汞气异常的地质特征

区内各级次的断裂构造不但控制着锑矿的成矿作用与富集特点，同时对元素的迁移亦具有重要作用。当地下汞源（含硫化合物）存在时，汞气或与其相关元素便沿断裂、裂隙运移至地表并赋存其间。如果含汞硫化物在地下以液体状态存在时，汞以氯的络合物形式被地下水渗流、携带，并沿着断裂裂隙及岩石孔隙上升至地表，从而形成汞晕。

本区与成矿作用或空间上及成矿作用有关的断裂中，汞气运移形式具有上述两种方式。这类断裂上方汞气异常强度大，清晰度高，形态也简单。由于汞晕常沿断裂构造展布，因此其宽度不大，一般仅数米至数十米，仅在两组断裂交会处异常略为变宽。而断裂构造的产状，并不影响异常正确反映断裂构造的位置。

测区内在1号异常带东段的1、3、5线，于F3断裂带上方分别出现25.42ng、24.25ng、23.75ng汞含量，为背景值的100余倍。往西F3断裂经分枝后，每通过1条层间断裂，应力相应递减，和原生晕一样，汞气异常也随之减弱，7线以西出现1.13ng、1.36ng的低异常值。然而在断裂交会处又出现了最高含量的汞异常，如7线63ng，与F2断裂交会处的5线出现37.5ng等。另外，2号异常出现10.58ng、11.80ng、11.52ng、17.33ng的高含量，显然是区域F2断裂带所引起。

另外，从异常特征可以看出，与成矿无关的异常虽然也有一定规模，但与含矿断裂相比，其规模与强度都小且弱，而且一般也无原生晕异常出现，如3、5、6号异常，汞含量仅1ng左右，最高8.8ng，仅为背景值的1.6～10.1倍，故属于非矿异常。

4.2.2 汞气异常的推断解释

1号异常走向与区内F3断裂的延伸方向一致，因此推断为F3断裂北西方向的延伸部位。其在1、3、5线出现汞的高含量，异常强度大，且在其上盘还出现2～3个高含量异常。故推断在该异常地段F3断裂含矿的可能性很大，这与原生晕测量结果所得出的认识是一致的，且已经被深部钻探工程所证实。

2号异常带的异常轴向与区域F3断裂构造线走向一致，表明该断裂为渣滓溪锑矿带最重要的区域控矿（导矿）构造，可以考虑直接在该断裂的某些有利部位找矿的可能性。

4号异常位于F3断裂上盘，走向与区内次级含矿断裂相近，异常多呈双蜂出现，且强度大，说明其产状较陡。在实地进行异常检查时，发现异常带内由辉锑矿化产生的锑华分布于硅化（石英脉）带中。因此推测该异常为有利于成矿富集的“入”字形构造部位的矿致异常。

5 找矿意义

（1）应用原生晕进行构造地球化学填图，是建立在已知矿床地质地球化学特征的基础上，结合数学地质分析，并辅以壤中汞气测量开展的。实践表明，该综合方法是探查控矿构造的一种有效方法和手续。它不但可以评价断裂构造的含矿性，还能初步确定断裂构造的大致产状和矿体的赋存部位，这些都已被深部钻探初步证实。

（2）岩石 构造地球化学填图结果表明，其一，原生晕特征可以作为评价断裂构造含矿性的依据。其二，佐证了渣滓溪锑矿的主要控矿断裂F3同时也是容矿断裂，其北西段是新一轮找矿的靶区。其三，Sb、As在断裂的上、下盘存在分带现象，并以此可以指示矿化的构造部位；Sb元素是寻找深部盲矿体的直接指示元素。此外，在区域断裂F2中，Sb-As存在较密切的正相关关系，结合湘西钨锑金矿带辉锑矿含金性的研究[3]，可以考虑在F2断裂及类似特征断裂的“锑中找金”工作。

（3）壤中汞气测量，是一种有效的化探找矿手段，通过此次小面积的初步尝试，收到了良好的效果。和原生晕一样，对于评价断裂构造的含矿性及其矿化特征，有一定的实用意义。

总之，对于严格受到断裂构造控制的陡倾斜交错脉状类型的渣滓溪锑矿的化探找矿工作而言，所发现的原生晕异常和壤中汞气异常大多沿断裂构造成带分布，未发现由地层本身引起的异常，从而表明在该矿盲矿体（脉）找矿与预测工作中，该方法具有十分重要的意义。同时，应用原生晕与壤中汞气测量相结合的方法，其方法本身除了可以指示断裂构造的存在和评价其含矿性外，还可相互验证，以提高异常找矿的可靠性，从而达到快速而准确地找矿目的。

参考文献

[1]鲍振襄，等.渣滓溪锑矿带地质特征及成矿条件探讨[J].湖南地质，1991，1（10）：25-32.

[2]鲍振襄.湖南西部层控锑矿床[J].矿床地质，1989，1（8）49-60.

[3]鲍振襄.湖南中西部钨锑砷金矿床中辉锑矿含金性的初步研究[J].贵金属地质，1992，3（1）：223-227.

[1]文章来源：《物探与化学》，1997年第3期。作者简介：鲍振襄（1933—），男，湖北襄阳人，高级工程师，从事金属矿床找矿勘探、综合研究。