湖北省郧西县西部地区锑矿地质特征及成矿规律

陈 婕，吴康生，徐泽秀，温礼琴，刘 杰，杨 潇

(湖北省鄂西北地质矿产调查所，湖北襄阳 441002)

湖北省郧西县西部地区锑矿地质特征及成矿规律

陈 婕，吴康生，徐泽秀，温礼琴，刘 杰，杨 潇

(湖北省鄂西北地质矿产调查所，湖北襄阳 441002)

湖北省郧西县西部地区锑矿床 (点)产于上古生界泥盆系地层中，成矿受地层和构造双重制约。老寺厂—汪家场复式背斜为矿带控矿构造，复式背斜中的次一级背斜为矿床控矿构造。背斜中的断裂为矿体控矿构造。锑、金 (卡林型)矿床 (点)从西向东，有金—金锑—锑的分带规律。在铁山组中从上到下，为金—金锑—锑的分带性。成矿时代为燕山期。

锑矿;金锑矿;成矿规律;成矿模式

0 引言

湖北省郧西县西部地区分布着大面积的上古生界地层，在其中已发现有11个金、锑矿床(点)。其中锑矿4处，金锑矿3处，金矿4处。笔者在进行该区锑矿资源潜力评价项目时，通过对已有资料的综合分析，总结该区锑矿地质特征和成矿规律，在此基础上建立成矿模式并提出找矿方向的建议。

1 成矿地质背景

郧西县西部地区位于南秦岭印支褶皱带镇旬盆地的东部边缘。属陕西旬阳公馆汞锑矿带的东延部分。

1.1 地层

区内出露地层［1］主要为下古生界志留系下—中统上津组，上古生界泥盆系西岔河组(D1x)、公馆组(D1－2g)、石家沟组(D2s)、大枫沟组(D2d)、古道岭组(D2－3g)、星红铺组(D3x)、铁山组(D3t)，石炭系袁家沟组(C1y)、四峡口组(C1－2s)、羊山组(C2y)，二叠系水峡口组(P1s)(见图1)。泥盆系公馆组(D1－2g)、大枫沟组(D2d)、铁山组(D3t)为区内锑矿的赋存层位。铁山组(D3t)还是区内金矿的赋存层位。

1.2 构造

1.2.1 褶皱构造

该区主要褶皱构造为老寺厂—汪家场复式背斜。背斜北翼最新地层为二叠系水峡口组，南翼最新地层为石炭系四峡口组。背斜核部出露地层为泥盆系公馆组，岩层走向为近东西向。褶皱形态为向北倒转、向南倾斜的斜歪褶皱。北翼岩层倾角较陡或倒转，倾角一般＞70°。南翼较缓，倾角一般30°～50°。老寺厂—汪家场复式背斜向东扬起，向西倾伏。

老寺厂—汪家场复式背斜中由若干个次一级的背、向斜组成。如罗家山、张家沟、二天门、东沟脑、周公山、尤家沟等。次一级背斜核部东部多为公馆组，西部多为铁山组或星红铺组。次一级向斜核部西部多为石炭系袁家沟组，部分为四峡口组。这些次一级的背斜构造多为北翼陡、南翼缓不对称的斜歪褶皱或倒转褶皱。

1.2.2 断裂构造

区内断裂构造较发育，较大的断裂构造主要有北西向、北东向和近东西向三组。

(1)北西断裂组 有黑龙洞—祝家老屋坊平移正断层(F11)和三岔河—土地岭正断层(F43)。

(2)北东向断裂组 有徐家院—郧西大梁断层(F14)，阴坡褊子—朱家坡断层(F25)。

(3)东西向断裂组 区内较大的东西向断层有后峡断裂和一天门断裂。

①后峡断裂带(F6):经湖北口—红岩—后峡，长30 km，呈NEE－SWW向展布，由后峡和艾家老庄两条断层组成。

②一天门断裂带:西自安家沟经一天门、汪家场。由一系列平行断层构成。

区内锑、金矿分布于后峡断裂带的南侧，成矿与此断层有一定的关系。即靠近者矿化强度强，远离则无矿床产出。

1.3 地球化学特征

为反映该区地球化学特征，根据1∶5万分散流资料统计区内各地层分区元素丰度，将泥盆系各地层元素丰度和不同岩性元素丰度与公馆地区进行对比。

图1 郧西县西部地区锑矿地质构造图Fig.1 Geological structure map of stibium deposit at west of Yunxi

(1)泥盆系各地层组元素丰度(10－6)特征(表1)。从表1中可以看出两地区微量元素丰度除Hg本区丰度低于公馆地区外，其它元素基本相似。Sb元素本区古道岭组及大枫沟组中高于公馆地区。

(2)不同岩性单元微量元素丰度(10－6)见列表2。从表2可以看出:

①Hg含量最为稳定，含量均在 0.02×10－6，低于克拉克值。②Sb除铁山组接近克拉克值外，其余大部分地层中均高于克拉克值。浓集系数变化在2～25之间，一般6～7，尤其是大枫沟组、古道岭组底部碳酸盐岩中 Sb 含量分别为 408.3 ×10－6及 122.9 ×10－6，浓集系数达数百。③As含量变化较大，自下而上浓集系数变化范围为西岔河组—公馆组2.3～6.4，石家沟组—星红铺组0.07～2.8;袁家沟组—羊山组3.2～10.2，平均为8～9。④Ag较为特殊，整个地区都高于克拉克值。

(3)微量元素横向上丰度(10－6)变化。从西向东选择四峡口—茅家沟等8处，进行微量元素对比(表3)可知，由西向东Au、Pb、Cu东西高，中部低;Hg元素含量西部高于东部;Sb元素含量变化较大，周公山茅家沟最高，而西端低于东部;Zn含量接近背景值。

从上述地球化学数据特征值分析:①初步可以认为泥盆系大枫沟组、古道岭组中的碳酸盐岩锑元素的丰度值最高，可构成区域成矿的矿源层。②本区汞元素低于公馆地区，锑元素却明显高于公馆地区，体现了公馆地区锑矿为汞锑矿床类型，而本区为金锑和单一锑矿类型。③本区从西向东元素变化特征西部Hg、Au高，东部低，反映成矿的分带性，西部以Au为主，东部以锑为主的分带规律。

表1 本区泥盆系各地层与公馆地区微量元素丰度对比表Table 1 The comparison table of each trace element abundances between the Devonian stratum and Gongguan area

表2 区内不同岩性单元微量元素丰度表Table 2 The table of different lithologic unit trace element abundance in this area

表3 区内自西向东微量元素丰度表Table 3 The table of trace element abundance from west to east in this area

2 矿床地质特征

区内西部分布有金矿点(床)，如水田、黄家槽等;中部分布有金锑矿点(床)如天台、黄家沟、二天门等;东部分布有锑矿点(床)，如周公山、高桥坡、茅家沟、严家沟等(图1)。为说明区内锑矿床的地质特征，仅将高桥坡锑矿和天台金锑矿作简要介绍。

2.1 高桥坡锑矿

矿区位于老寺厂—汪家场复式背斜中次一级背斜—尤家沟背斜的西部倾伏端。矿体主要受断裂和褶皱控制。共圈出锑矿体2个，锑金属储量4 489 t。

2.1.1 含矿地层

矿区出露的地层有公馆组(D1－2g)、石家沟组(D2s)、大枫沟组(D2d)。见图1。

公馆组(D1－2g)，分布于矿区东南部谷沟中，产状平缓，地表见仅为公馆组的上部或顶部岩层。岩性为灰色厚层状、块状细晶白云岩夹薄层泥质白云岩，生物碎屑白云岩，局部见锑矿化。未见底。

石家沟组(D2s)，出露于矿区南部谷沟中，大部分被第四系覆盖，产状平缓。主要岩性为灰黑色粉砂质粘板岩，灰黑色白云质粉砂质页岩、灰色中—厚层粉晶白云岩。裂隙发育，见充填有石英脉，局部见辉锑矿化。厚度134.2 m。

大枫沟组(D2d)，出露于矿区北部和西南部，可分上下两段:

下段(D2d1) 主要岩性为粉砂质粘板岩、厚层状细粒石英砂岩、粉砂质粘板岩夹钙质砂岩，厚层状白云质细粒石英砂岩。厚度130.9 m。

上段(D2d2) 分布于矿区北部，产状倒转，是矿区主要赋矿层位。主要岩性为厚层粉晶白云岩夹薄层粉晶白云岩、粉砂质粉晶白云岩，顶部薄层灰岩与薄层粉砂岩互层。该段厚＞275.0 m。

2.1.2 矿区构造

矿区构造由公馆组、石家沟组为核的尤家沟倒转背斜和近南北向横断层(F1)构成矿区内基本构造格架(图2)。

尤家沟背斜:核部地层为下泥盆统公馆组，翼部为中泥盆统石家沟组和大枫沟组。转折端位于矿区中部，轴面走向近东西向，向北倒转，倾角在10°～45°，北翼地层倒转，倾角在60°～80°。

2.1.3 矿体特征

含辉锑矿石英脉沿F1断层充填，富集者构成矿体。矿区内共圈定两个矿体(HsbⅠ、HsbⅡ)。

HsbⅠ:含矿体地表延伸920 m，呈脉状产出，在4～8线之间出现分枝复合现象。矿化十分不均匀，含锑品位最高可达46.7%，最低＜0.5%，矿化较好地段平均在5%以上。含矿体有向南倾伏、向北仰起现象。含矿体矿物主要由石英以及少量辉锑矿、绢云母等组成。含矿体与围岩界线以断层接触。

HsbⅡ:是HsbⅠ含矿体的一条分支脉体，同属F1断层控制，在地表构成树枝状。HsbⅡ地表控制长度98 m，呈脉状，地表 HsbⅡ厚度不稳定，在 0.55～2.41 m之间变化。平均厚度 1.36 m，平均品位3.48%。矿化连续，但矿化强度不均匀。

图2 高桥坡矿区地质平面图Fig.2 Geological map of Gaoqiaopo stibium deposit

2.1.4 矿石物质成分

矿石有用矿物:辉锑矿、锑华、黄锑矿、黄锑华。

脉石矿物:主要石英，次要白云石、绢云母、水云母、黑云母。

其它矿物:黄铁矿、黄铜矿、白铁矿、绿泥石、电气石。

矿石化学成分:有用组分为Sb，其它微量元素含有 Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ag、Au 等。

2.1.5 矿石结构、构造

矿石结构主要为不等粒状结构、他形粒状结构、半自形结构。局部有碎裂状结构。

矿石构造主要有条带状、浸染状、细脉状浸染状结构。其次为块状及星散状构造等。

矿床成因与邻区陕西公馆汞锑矿床相似，即属于低温热液充填型锑矿床。

2.2 天台金锑矿

矿区位于老寺厂—汪家场复式背斜的北部次一级罗家山背斜的东部倾伏部位。

2.2.1 矿区地层及岩性

矿区出露地层为泥盆系上统铁山组和石炭系袁家沟组。铁山组为含矿地层。

2.2.2 矿区构造

矿区构造主要为罗家山背斜的东部倾伏部位和一些断裂构造。

罗家山背斜核部为铁山组，两翼为石炭系袁家沟组，构成矿区主体控矿构造。总体走向近东西向，倾向南，为轴面向南倾斜的倒转背斜构造。背斜向东倾伏。矿体主要产于背斜两翼。

断裂构造:矿区断裂构造是Au、Sb元素富集成矿的必要场所。按其展布方向可分为东西向、北东向、北西向三组。其规模较大者为近东西向断裂，一般延伸达1.8 km，北东、北西向规模较小。

近东西向断层:发育在背斜的正常翼(即南翼)。多沿铁山组的上段泥质岩与灰岩夹钙质页岩间发生。断裂带长度 ＞2 km。倾向170°～195°，倾角42°～52°。属北盘上升的正断层性质。属控矿断层。

北东向断层:多发生在背斜北翼，均为左旋扭动断层，矿区发现有四条(F4、F5、F6、F7)，为控矿断层。如F4断裂长 ＞200 m，宽5～15 m，断面倾向155°～165°，倾角52°～57°。

2.2.3 矿体

天台矿区共圈定金矿体13个，锑矿体1个，分布于背斜两翼，金矿体赋存于铁山组上段的粉晶灰岩、含炭粉砂质页岩、细砂岩、钙质页岩。锑矿体赋存在金矿体之下中厚层粉晶灰岩中。近东西向、北东—南西向两组断层为控矿断层。矿石多为角砾状。围岩蚀变为方解石化、黄铁矿化、粘土化及硅化。各矿体特征见表4。

天台金锑矿体控矿构造为铁山组下段构成的背斜构造和NE－SW向断层及走向断层，金矿体位于700 m标高以上，锑矿体位于700 m标高以下，形成上金下锑的分带规律。在天台矿区0线ZK02孔(图3)中见辉锑矿体，长80.5 m，厚0.9 m，平均品位 Sb3.47%，求得锑金属量83 t。可以预测深部有锑矿体存在。

3 成矿规律

3.1 控矿地层

区内泥盆系是锑、金矿的含矿地层。锑矿主要赋存在公馆组、大枫沟组和铁山组下段，铁山组上段岩性为薄层泥质灰岩夹页岩，在产于铁山组中的锑矿往往与金矿成分带关系，即上为金矿向下渐变为锑矿。大枫沟组和公馆组中产出的锑矿为石英脉型单一辉锑矿型。金矿主要赋存在铁山组上段(见表5)。

表4 天台金矿矿体特征表Table 4 The table of the characteristics of Tiantai gold deposit

图3 天台金矿区AuⅢ(Sb)矿体剖面图Fig.3 Geological section map of Tiantai gold deposit

表5 区内金、锑矿赋存层位列表Table 5 The table of the bearing strata of gold-stibium deposit

区内的这种层位控矿现象，笔者初步认为主要是岩性物理条件差异而形成不同构造控矿现象。铁山组、公馆组及大枫沟组含矿岩性多为中厚白云岩或白云质灰岩。这些岩层能干性强些，易产生脆性断裂。这些赋矿白云质岩的顶板岩石多为泥岩、页岩、薄层泥质灰岩，这些岩性又构成屏蔽层，锑矿成矿物质易于在控矿裂隙充填交代。铁山组上段为薄层泥质灰岩夹页岩能干性稍差，断裂构造多为破碎形式，易于含金流体渗滤交代。

3.2 控矿构造

3.2.1矿带控矿构造

区内矿带控矿构造为一天门断裂带与后峡断裂之间的老寺厂—汪家场复式背斜构造。老寺厂—汪家场成矿带西自老寺厂，东至严家沟，长达40 km，宽5～10 km。

该构造带中褶皱和断裂十分发育，矿床的展布均受此构造带控制。其特点是变形强度由北向南、由西向东逐渐减弱，矿化强度也随之减弱。至槐树严家沟以东逐渐消失。

3.2.2 矿床控矿构造

在老寺厂—汪家场复式背斜中有一系列次一级的背向斜构造，其中的背斜构造，特别是短轴背斜构造为区内锑、金矿床控矿构造。区内所有的金、锑矿均受此种构造控制，金矿明显产于以铁山组上段为背斜核的构造中。一个背斜往往构成一个独立的矿床。

3.2.3 矿体控矿构造

区内所有的锑、金矿均受断裂控制，而且这些控矿的断裂构造都依附于前述的背斜构造中。控矿的断裂类型有:走向断层(近东西向)、顺层滑脱断层，北西—南东向、北东—南西向的剪切断层。矿化体沿断裂充填交代，富集者构成矿体。走向断层或顺层滑脱断层多发育在背斜南翼，北西—南东、北东—南西剪切断层多发育在背斜的倾伏端。北东向断层较为发育，是区内主要控矿构造，多发育在背斜的近轴部。

总结区内构造控矿特征，老寺厂—汪家场复式背斜为矿带控矿构造，其中次一级背斜为矿床控矿构造，背斜的断裂为矿体控矿构造，形成区内构造控矿系统(图4)。

图4 构造控矿样式图Fig.4 Structure ore control chart

4 成矿模式

4.1 物质来源

4.1.1 矿源层

成矿必须要有成矿物质，本区锑矿的成矿物质经分析认为来源于高背景区。泥盆系除铁山组上段接近克拉克值之外，其余均高于克拉克值，浓集系数变化在2～25之间，一般6～7，尤其是大枫沟组、古道岭组(表3)。这两个组中的碳酸盐岩是区内背景含量最高层位，如大枫沟组碳酸盐岩 Sb408.3×10－6，古道岭组的碳酸盐岩Sb122.9×10－6，浓集系数达数百倍。很明显构成区内Sb元素的初始富集层位和富集的岩性，可成为区内成矿物质的矿源层。

4.1.2 硫、铅同位素

硫同位素测定结果如表6。

表6 硫同位素组成表Table 6 The table of sulfur isotope composition

从表6 中可看出，该区δ34S 为6.4‰ ～12.22‰，极差5.82‰，平均值9.104‰。说明硫的成矿物质主要来自地壳，或者是含热液的硫源主要来自地层和地下热卤水。

铅同位素测定结果:列表7，其结果为206Pb/204Pb 18.09 ～ 18.343，207Pb/204Pb 15.533 ～ 15.600，208Pb/204Pb 37.994～38.726，表明铅同位素分布范围较窄，具正常铅的特征。从铅同位素地质环境图上看矿石铅主要落入造山带上地壳铅演化线上，表明铅主要来自造山带上地壳，即主要来源于地层。

表7 铅同位素计算结果表Table 7 The table of lead isotope results

4.2 成矿年龄

依据表6测试数据，利用霍尔姆斯-候特曼斯模式，计算各样的模式年龄结果(表8)可看出:黄家沟、天台、黄家槽成矿时期为燕山运动早—晚期。这与公馆地区铅模式年龄122×106年(燕山期)(杨志华等1991)［2］是一致的。

表8 铅同位素数据及有关参数Table 8 Lead isotope data and related parameters

4.3 成矿模式

总结上述成矿要素，该区域成矿模式大致归纳为三个阶段:第一阶段，矿源层形成阶段;第二阶段，印支时期含矿地层，矿源层发生褶皱，断裂同时受构造热液的改造，Sb、Au元素活化迁移初始富集;第三阶段，燕山期构造运动不断使早期构造活化，矿源层中的成矿元素活化运移，沿前期构造裂隙充填交代沉淀富集成矿。

加里东时期，扬子板块北缘处于陆缘裂谷时期，由于地壳的拉伸作用，使深部的成矿物质进入到早古生代地层中。加里东晚期秦岭洋板块向华北板块俯冲，形成大型的镇安—旬阳—榨水的前陆盆地［3］，地壳发生断裂沉降，地下热水以喷流形式带出成矿物质，金、锑或其他元素等成矿物质进入泥盆纪地层形成泥盆系矿源层。

印支时期，扬子板块与华北板块对接碰撞形成以东西向挤压褶皱带和断裂带，为成矿形成构造条件，提供矿床赋存的空间环境。如区内老寺厂—汪家场复式背斜及其中的次一级背斜和背斜轴部的北东—南西、北西—南东、近东西向及近南北向断裂组，为区内锑、金矿控矿、赋存提供条件。同时在强大的构造运动应力作用下，先存在矿源层层中的成矿物质开始活化。

燕山期是重要的成矿期。燕山期来自太平洋板块的挤压作用，先期形成的构造发生力学性的转化，在地表水和地下热水对流的条件下，溶解和萃取矿源层和初始富集的成矿物质经运移充填于经改造的先期构造中形成矿床。

笔者观察到该区从后峡—三天门断裂带向南变形程度逐渐减弱，矿化强度也逐渐减弱这一现象。因此认为后峡—三天门断层为成矿流体循环对流起了一定的贡献。综合上述内容拟编了成矿模式图(图5)。

5 结语

郧西县西部地区的锑矿和金矿产于晚古生界泥盆系地层中，受泥盆系铁山组、大枫沟组和公馆组控制。在铁山组中，铁山组上段为金矿赋存层位，下段为锑矿赋存层位，往往成为上金下锑的锑金矿。无论是锑矿或是金矿控矿构造都为老寺厂—汪家场复式背斜中的次一级背斜构造。矿脉(矿体)沿背斜轴部断裂构造充填、交代。为此提出如下找矿建议:

(1)在老寺厂—汪家场复式背斜的次一级背斜中进一步找矿，特别是铁山组构成的隐伏背斜中找金或金、锑矿。

(2)在铁山组中的金矿下部如水田、黄家槽、东沟脑、张家沟、天台等金矿床下部寻找锑矿是可行的。老寺厂—汪家场复式背斜中的次一级背斜有矿床控矿的特征。在由铁山组、大枫沟组、公馆组构成的隐伏背斜特别是铁山组组成的隐伏背斜中找隐伏金矿或锑矿是值得探索的。

［1］ 湖北省地质矿产勘查开发局.湖北省岩石地层［M］.武汉:中国地质大学出版社，1996.

［2］ 杨志华，等.边缘转换盆地的构造岩相与控矿［M］.北京:科学出版社，1991:60－61.

［3］ 吉让寿，高长林，秦德余.华北与扬子两板块的拼接方式与扬子北缘古生代盆地应变特征［J］.石油实验地质，2004，26(2):144.

(责任编辑:于继红)

Geological Features and Metallogenic Regularities of Stibium Deposit at West of Yunxi of Hubei

CHEN Jie，WU Kangsheng，XU Zexiu，WEN Liqin，LIU Jie，YANG Xiao
(Geological Survey Agency in Northwest Hubei Province，Xiangyang，Hubei441002)

Gold-stibium deposit(point)is produced in the upper Paleozoic of Devonian strata at Yunxi of Hubei.The Laoshichang-Wangjiachang of complex anticline is ore-controlling structure of ore belt and the secondary anticline in the complex anticline is the ore controlling structure.The fault in the anticline is the ore controlling structure of deposit.There is Carlin type of gold deposit.Stibium and gold deposit(point)show the gold-gold-stibium-stibium zoning law from west to east.Deposit show the gold-gold-stibium-stibium zoning law in the Tieshan Formation from top to bottom.Its mineralization age is Yanshanian.

stibium deposit;gold-stibium deposit;metallogenic regularities;metallogenic model

P618.66

A

1671－1211(2013)06－0749－08

2012－11－30;改回日期:2013－03－05

陈婕 (1985－)，女，助理工程师，地质工程专业，从事潜力资源评价、地质勘查工作。E－mail:379368678@qq.com