渣滓溪锑矿地质特征及成因探讨

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渣滓溪锑矿地质特征及成因探讨毛红光(湖南省地质矿产勘查开发局四一八队湖南娄底 417000)摘要渣滓溪锑矿位于雪峰隆起中段,主要赋存于板溪群五强溪组的一套火山沉积浅变质岩系中,矿脉(体)成群成组出现。

本文对矿床地质进行了概述,对其成因进行了论述,其矿床成因类型为:中—低温热液矿床。

关键词渣滓溪锑矿、地质特征、成因渣滓溪锑矿床是湖南省地质矿产勘查开发局四一八队于2008~2010年评价的一个中型锑矿床。

该矿床自1906年开采至今,现采矿最大深度达540m,截止2007年,矿山保有资源储量十分有限,属湖南省资源严重危机矿山。

所以在该区开展地质研究与生产勘探工作,具较强的现实意义和实用价值。

1地质特征渣滓溪锑矿床处于扬子准地台雪峰山弧形构造带中段与郴州—邵阳北西向基底构造岩浆岩带的交汇部位,构造线由北东向变换为近东西向的转弯内缘处。

区域出露地层主要有板溪群、次为震旦系、寒武系和泥盆系,亦见零星分布的奥陶系、石炭系及二叠系。

其中板溪群为区域内主要赋矿地层,次为震旦系及寒武系。

与锑成矿最密切相关的地层为板溪群五强溪组(Ptbnw),为一套浅海相复理石建造的浅变质碎屑岩及火山碎屑沉积岩。

本区域经历了从雪峰至燕山运动等多期次构造活动,形成了以断裂为主,褶皱为次的基本构造格架。

区域构造线总体呈北东向展布(图1),由一系列短轴复式背、向斜及逆、冲断层组成,具有典型的断块式构造特征(图2),其抬升断块内北东向、北西向及近东西向次级构造发育,尤以断裂醒目。

断裂有北北东向、北东向、北东东向、北西向和近东西向五组,其中以北东向最为发育。

渣滓溪锑矿即处于区域性北东向岳溪断层(F1)和马家溪断层(F2)所夹持的上升地块内,两断层起着区域性导矿作用。

1.1 含矿层区内出露地层为板溪群五强溪组,为一套浅变质沉积—碎屑岩和火山碎屑岩组成的复杂,根据岩石组合特征,可分为两个岩性段:(1)五强溪组第一段(Ptbnw1)①第三层(Ptbnw1-3):由厚层状杂砂岩和底部石英岩状砂岩组成,其中夹少量凝灰岩,厚86.46m。

分布于矿区西北部七玉冲北侧。

②第四层(Ptbnw1-4):下部由粉砂质板岩夹厚层状条带状杂砂岩组成;上部为纹层状板岩,厚81.16m。

分布于矿区西北部七玉冲一带。

③第五、六层(Ptbnw1-(5+6)):下部由杂砂岩、凝灰质砂岩组成,其中夹不稳定的石英岩状砂岩;上部为凝灰质粉砂岩。

全层夹凝灰质板岩,厚137.37~142.17m。

分布于矿区西北部七玉冲南侧。

④第七层(Ptbnw1-7):底部为石英岩状砂岩;下部、中部及上部由杂砂岩、凝灰质砂岩组成,其中中部和下部夹凝灰质粉砂岩和凝灰质板岩;顶部为凝灰质粉砂岩或凝灰质板岩,厚242.22~270.81m。

分布于矿区北部。

(2)五强溪组第二段(Ptbnw2)①第一层(Ptbnw2-1):下部为石英岩状砂岩(局部为石英砂岩);中部及上部为杂砂岩,其中夹凝灰质板岩;顶部为石英岩状砂岩(局部为石英砂岩),厚48.05~136.40m。

分布于矿区中部砂湾至大湾。

②第二层(Ptbnw2-2):主要由条带状凝灰质板岩组成,中上部夹一层稳定的凝灰岩;全层中,尤其中部夹凝灰质粉砂岩和少量凝灰质砂岩,厚104.75~131.72m。

分布于矿区中部砂湾至石板冲。

③第三层(Ptbnw2-3):该层为矿区白钨矿赋矿层位,也是锑矿主要赋矿层位之一。

下部由石英砂岩、长石石英砂岩、纹层状凝灰质板岩、凝灰质板岩、凝灰质砂岩及杂砂岩组成,见3~5层纹层状凝灰质板岩,以稳定的一层纹层状凝灰质板岩为中上部与下部的分界层,含白钨矿化层1~3层;中上部由中厚层状石英砂岩夹凝灰质砂岩、凝灰质板岩、砂质板岩及少量条带状砂质板岩组成,其石英砂岩及凝灰质砂岩中见白钨矿(化)层共23层。

局部凝灰质板岩中见白钨矿化,厚75.37~401.54m。

分布于矿区中部砂湾至石板冲。

④第四层(Ptbnw2-4):底部为板岩、凝灰质板岩;下部为层凝灰岩,其中夹一层稳定的凝灰岩;上部由纹层状或条带状凝灰质板岩组成,其中夹凝灰质粉砂岩;全层夹少量凝灰质砂岩,厚239.88~409.64m。

分布于矿区南东部。

五强溪组第二段的第一、二、三层往深部凝灰质砂岩、凝灰质粉砂岩、石英砂岩等硬脆的岩石单层具变厚的趋势。

1.2 控矿构造F3为矿区主要控矿断裂,总体呈295°走向展布于矿区南部,走向长2600m,倾向北东,倾角为52~80°,断层破碎带宽0.63~20.70m,一般1.5~4m,由碎裂化岩、糜棱岩、构造角砾岩、构造透镜体、石英脉、辉锑矿及断层泥等组成,辉锑矿主要分布于断裂破碎带上部,下部一般表现为辉锑矿化;具硅化、黄铁矿化,带内岩石扭曲、片理化强烈,平行于主构造面之次级构造裂面发育,主构造面有厚3~15mm的断层泥分布,近次级构造面则断续出现断层泥,断裂面上陡下缓呈舒缓波状延展,水平及垂直断距均为80m左右。

其下盘围岩中层间石英脉发育,而上盘围岩中辉锑矿脉发育。

该断层属压扭性断层,具多期活动特征,是矿区的一条重要的导矿和储矿构造,控制了矿床的分布。

1.3 变质作用矿区的变质作用主要为区域浅变质作用,使原沉积的泥质岩石、碎屑岩变质成板岩、凝灰质板岩、绢云板岩、粉砂—砂质板岩、变质粉砂岩、变质凝灰质砂岩、变质长石石英砂岩等。

岩石中部分矿物成分呈定向排列,岩石具变余泥状、变余砂状显微鳞片变晶结构与变余层状、条带状、板状构造。

1.4 地球化学特征在钻孔中采集岩石光谱样3531件,分析了Sb、As、W、Cu、Hg等元素的含量。

根据矿区3531件岩石样品光谱分析统计,五强溪组地层中Sb、As、W含量分别是克拉克值的139倍、13.1倍、5.2倍(表1、表2)。

表1 渣滓溪锑矿区五强溪组岩石地球化学特征表表2 渣滓溪锑矿区地层中主要微量元素丰度值表2 矿体特征矿区有编号的矿脉计77条,其中见工业矿体的有47条,按与F3距离分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ脉组,以Ⅰ脉组含矿最佳、Ⅱ脉组次之、Ⅲ脉组含矿性较差。

其中矿床规模较大的主要有Ⅰ脉组的1、9、13、19、20、Ⅱ脉组的40、43号矿脉。

9号矿脉:为Ⅰ脉组中之王牌。

地表长804m,出露最高标高504m,控制最低标高为-520m,钻孔揭露矿体厚2.92m,锑品位15.00×10-2。

有2个矿体,其中主矿体走向285~315°,倾向北东,倾角50~78°,平均倾角62°。

矿体走向长210~545m,倾斜延深1020m,矿体走向长与倾向延深之比为1:1.9,矿体厚度0.05~5.14m,平均1.24m,厚度变化系数101%,不稳定。

锑品位0.20~58.00×10-2,平均6.92×10-2,品位变化系数101%,矿化较均匀。

矿体形态以脉状、透镜状为主,具有明显的分枝复合特征,矿化连续性大多较好,含矿系数0.88,无矿段长0.7~30m。

矿体总体具有由北西浅部向南东深部侧伏的特点,矿体顶界侧伏角50°左右,底界70°左右。

矿体具膨胀、收缩现象,品位则呈跳跃式变化,似无规律可循;43号矿脉:为Ⅱ脉组储量最多,规模最大的一条矿脉。

地表走向长744m,出露最高标高603m,最低控制标高-381m,钻孔揭露矿体厚1.55m,锑品位7.64×10-2。

见矿体2个,主要矿体走向290~320°,110中段以上,总体倾向北东,110中段以下,矿体产状变陡至直立或倾向南西,倾角63~87°,平均79°,矿体走向长120~350m,倾斜延深822m,矿体走向长与倾向延深之比为1:2.3。

矿体厚度0.07~2.13m,平均0.73m,厚度变化系数70%,较稳定。

锑品位0.27~47.32×10-2,平均15.16×10-2,品位变化系数94%,矿化较均匀。

矿化基本连续,含矿系数0.81,无矿段长1~25m。

矿体形态以脉状为主,矿脉分支处,矿体变厚变富,往深部矿体厚度有变厚趋势。

矿体形态多为脉状、薄板状,次为透镜状及串珠状、囊状,分支复合特征明显,往深部矿体总体具变厚的趋势。

锑矿体严格受断裂控制,与断裂产状基本一致。

矿脉产状呈有规律性的变化,在地表浅部,几乎所有矿脉产状均与F3相似,走向北西、倾向北东、倾角陡,但各脉组单条脉的产状,尤其是倾向、倾角的变化往深部较大。

总的趋势是:自F3至Ⅲ脉组,走向上略有向北西散开的趋势,倾向上,自F3往北东方向及由浅到深倾角变陡,Ⅱ脉组于-25中段倾角直立或反向倾斜(倾向南西),且均与F3靠近甚至相交之趋势(图3)。

由于矿脉产状往深部变陡,甚至反向,导致往深部3个脉组的宽度及单脉间距均逐渐变小。

3 控矿因素、矿床成因及找矿标志3.1控矿因素(1)地层控制因素:赋矿地层板溪群五强溪组为雪峰弧形构造带金锑钨矿成矿的重要矿源层,其上段的第一、二、三岩性层岩性组合为凝灰质砂岩、凝灰质板岩、砂质板岩夹杂砂岩等,岩层软硬相间,既易破裂形成有利矿质富集沉淀的构造空间,又有良好的隔挡性能。

当断裂构造穿过有利岩性地段—五强溪组第二段的第一、二、三岩性层时,锑矿化加强,部分矿体呈现顺地层倾向往南东侧伏的规律。

(2)构造控制因素:渣滓溪锑矿最大的特色就是成矿与断裂密切相关。

北东向岳溪(F1)与马家溪断裂(F2)是区域性导矿断裂,控制了渣滓溪锑矿带中矿床(点)的成生与展布,主要矿床(点)处于两断裂所夹持的抬升断块内。

断块内或导矿断裂旁侧的北西向断裂两盘或与区域性导矿断裂斜交的背斜倾伏部位,是区内矿床(点)的就位场所。

就渣滓溪锑矿而言,矿区的主要控矿构造是F3断裂。

所有容矿断裂均位于其上盘,并随着其与F3断裂距离的加大,断裂密度减少,锑矿化亦随之减弱。

F3上盘成群成带出现的NWW—NW向容矿断裂控制着锑矿脉的产出及其延伸,矿化富集区发育于靠近F3断裂上盘的构造裂隙相对密集地段,尤其构造裂隙的张裂部位及两组裂隙交会部位,锑矿化更为富集,往往形成沿倾向延伸较大的柱状矿体,其倾向延深是走向长的1.5~5倍。

区内构造活动不仅为矿液活动提供了通道和沉积场所,而且本身就是矿液活动和成矿物质活化、迁移的驱动力。

它导致了成矿作用的发生和矿床(体)的定位,对成矿起主导作用。

3.2矿床成因(1)成矿物质来源渣滓溪锑矿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晚元古代海底火山(热泉)喷溢—沉积作用有关。

区内赋矿地层均富含火山物质,且以渣滓溪锑矿区为中心,向东西两侧(外围),随着地层中火山物质成分的减少,矿化随之减弱以至消失。

区内锑矿床主要赋存于板溪群五强溪组一套富含火山碎屑物质的岩层内,总厚度1225.04m,根据矿区3531件岩石样品光谱分析统计,五强溪组地层中Sb、As、W含量分别是克拉克值的139倍、13.1倍、5.2倍。