湘南黄沙坪铅锌多金属矿床地质特征及成矿规律

2013-11-12陈荣华邓碧海龚述清雷绍清魏俊锋

华南地质 2013年1期

陈荣华，邓碧海，龚述清，雷绍清，魏俊锋

（湖南省湘南地质勘察院，湖南郴州 423000）

黄沙坪铅锌矿床为湘南有色金属之乡的一颗名珠。矿山原为以开采铅锌为主的多金属矿山，经数十年的规模开采，其铅锌资源已处于危机状态。但通过近年的危机矿山接替资源找矿勘查工作，已经取得突破性进展，在开采铅锌矿的开拓系统深部，又找到了大量铅锌矿体并新发现一处特大型钨钼多金属矿床，从而使国有老矿重新焕发了生机。

黄沙坪矿床所处坪宝地区位于南岭构造带中段北缘，处于郴州-蓝山NE向基底构造岩浆岩带与郴州-邵阳北西基底构造岩浆岩带的交汇部位（图1）[1]，耒阳-临武S-N向构造带中段，湘南著名的千里山-骑田岭矿集区的西部，处于南岭钨锡钼铋铅锌铜铁锰金银等元素高度浓集的地球化学块体之中①②。该区是南岭多金属成矿带的重要组成部分，具有优越的成矿地质条件，具有产出特大型甚至超大型矿床的构造动力条件和汇集成特大型矿床的成矿物质潜力③。

图1 黄沙坪铅锌矿区域地质略图Fig.1 Simplified regional geological map of Huangshaping area

1 矿床地质特征

矿区地层由下至上为上泥盆统锡矿山组（D3x），下石炭统陡岭坳组（C1d）、石磴子组（C1s）、测水组（C1c）、梓门桥组（C1z）（图1）。其中下石炭统石磴子组（C1s）是区内最为有利的赋矿地层，含有较丰富的成矿元素 Pb、Zn、Cu、W、Mo、Bi、Sn、Fe，其平均含量高出维氏值1～5倍。测水组地层是良好的遮挡层，当石磴子组处于背斜轴部，其上有测水组构成穹状“帽盖”时，对成矿最为有利[2]④。

矿区构造是以宝岭-观音打座复式倒转背斜和近S-N向的F1、F3、F2走向逆冲断层的“背斜加一刀”的构造型式为基础[3]，配以近E-W向的F0、F9断裂，从而构成了矿区总的构造格局——“围限构造”（图2）。它控制着矿区现有岩体的产出，进而控制着区内的矿体类型及分布。断裂构造产状转折处、沿共轭断裂和裂隙追踪部位、“X”形和“入”字型断裂交接处、褶皱轴的“S”弯曲处、短轴背斜核部及翼部的层间剥离构造、岩体接触带与断裂交汇处等构造部位，是铅锌多金属矿体的主要成矿部位；在岩体接触带前缘凹部及两侧侧凹部往往有较发育的矽卡岩化带，在侧凹内的地层倾斜方向与侧凹的侧伏方向一致时，侧凹内的地层有层间矽卡岩分布，它们控制了区内钨钼多金属主要矿体的产出。

图2 黄沙坪铅锌多金属矿区地质略图Fig.2 Simplified geological map of Huangshaping Lead-Zinc deposit

矿区主要岩体有宝岭石英斑岩体（51＃）和东南部隐伏花岗斑岩体（301＃）两个，向深部逐渐过渡为黑云母钾长花岗岩[4]。其产出受宝岭-观音打座复式倒转背斜及纵断层 F1、F2、F3和横断层 F0、F6、F9控制，岩体一般呈岩枝（脉）状产出，少数呈岩豆、岩瘤产出（图1）。属浅成至超浅成相中酸性岩体，其同位素年龄为152～164 Ma③[5]。此外，尚有零星辉绿岩脉、煌斑岩脉产出。51#岩枝浅部为石英斑岩，在岩体两侧外带灰岩中有充填交代型铅锌矿体分布，在西侧岩体与测水组砂页岩地层呈断层接触时，在砂页岩的层间及紧邻的石磴子组灰岩中形成顺层产出的矽卡岩及透镜状矽卡岩型铜矿体，中深部在岩体接触带可见矽卡岩化，局部可形成矽卡岩，在接触带及近接触带灰岩中的矽卡岩化中伴随有矿化。301#岩枝为隐伏岩体，在岩枝前缘及两侧有矽卡岩化及铅锌、铁钨钼铋矿化，局部可圈出工业矿体，但以铁钨钼铋矿为主。在岩体顶部的外带灰岩中有与碳酸盐化、硅化和大理岩化伴随的充填交代型铅锌银矿体。当它的顶部（或西侧）不远处有石英斑岩时，就形成大片矽卡岩及钨钼矿体；在岩枝的中-深部，岩枝边缘以花岗斑岩为主，局部为石英斑岩，内部为微粒斑状黑云母钾长花岗岩，显示出岩体的相带特征——边缘相带和内部相带。在岩体接触带矽卡岩化和铁钨钼铋矿化发肓，常形成厚大的矽卡岩体和铁钨钼铋矿体、钨钼铋矿体。

区内热液蚀变主要为矽卡岩化、大理岩化、硅化、角岩化，少量绿泥石化、绢云母化等。其中矽卡岩化、硅化、大理岩化与成矿关系密切[6]。矽卡岩化:呈层状，似层状产出，厚数米至数十米，其形态与产状受接触带构造控制，按其生成时间及矿物组分分为早期矽卡岩与晚期矽卡岩，而晚期复杂矽卡岩与区内钨钼铋锡矿成矿关系密切。硅化:在岩体内及周围矽卡岩和矿体附近灰岩中都较发育，以在岩体附近较强烈，且规模较大。大理岩化:主要分布于在岩体或矽卡岩外侧局部出现几米到十几米不等，其变质作用强弱受围岩吸热程度，围岩孔隙、裂隙富水质量而呈正向变化，表现为由热源（岩体）向外由大理岩→大理岩化灰岩→正常灰岩的扇形环带分布。硅化、大理岩化蚀变与区内铅锌矿床成矿关系较密切。

2 矿体特征

黄沙坪铅锌多金属矿床矿种繁多，至今已查明可以利用的金属矿种有铅、锌、铜、铁、钨、钼、铋、锡，非金属矿种有硫；可供综合利用的伴生贵金属、稀散金属元素有银、镉、镓、铟、锗，非金属元素有氟、砷。矿区内已圈定的铅锌、铜矿体五百余个，钨钼、铁矿体几十个。

黄沙坪矿床成因类型属内生岩浆热液型矿床；包括矽卡岩型（气液交代型）（Ⅰ）和高中温热液充填交代型（Ⅱ）[7]。

2.1 高中温热液充填交代型（Ⅱ）

该类型矿床主要为1950年代发现，为矿山历年开采的主要矿床类型，其主要矿种为铅、锌、铜。

铅锌（铜）矿体主要分布于矿区浅部的石英斑岩（51＃）接触带，矿脉体产状形态严格受岩体接触带控制。少量矿体分布于301#花岗斑岩接触带的外带，矿脉体产状形态受断裂破碎构造控制（图3）。

按成矿方式、矿种组合和所处位置大致分为下列三类矿体:Ⅱa热液充填交代型铅锌（铜）矿体，Ⅱb热液充填交代型银铅锌矿体，Ⅱc石英斑岩中热液型铜矿体。

图3 桂阳县黄沙坪铅锌多金属矿区111线剖面图Fig.3 No.111 prospecting line profile map of Huangshaping Lead-Zinc deposit,Guiyang County

典型铅锌（铜）矿体——580矿体，属于充填交代型铅锌（铜）矿体（Ⅱa），分布于51#石英斑岩枝西侧（文象状石英斑岩、文象花岗岩、微晶钾长花岗岩）下盘与灰岩接触带的矽卡岩或硅化灰岩中，先后有12个钻孔控制矿脉中铜、铅、锌矿体。矿脉走向近南北，总体倾向东，倾角50°～80°。矿脉走向蛇形曲进，长大于900 m，沿倾斜波状、瓦楞状延深亦大于900 m。铜铅锌矿体或伴随或穿插斑岩接触带的薄层矽卡岩体；矿体形态复杂，常呈新月状、脉状、透镜状、扁豆状、不规则状。主要矿石矿物为铁闪锌矿、黄铜矿、方铅矿。矿体厚度多为1～3 m，平均品位:Pb 1.42%，Zn 2.77%，Cu 0.94%。

2.2 矽卡岩型（气液交代型）（Ⅰ）

本类型矿床主要为近年的危机矿山接替资源勘查工作中所发现，通过对区内地质资料的综合研究发现在矿区深部隐伏的花岗（斑）岩体接触带及石英斑岩体深部[8]接触带存在厚大含铁矽卡岩带，经地质、物化探手段及工程验证进行控制。在原开采铅锌矿的开拓系统深边部，新找到一处特大型钨钼多金属矿床，共计新增332+333钨+钼+铋+锡资源量32.75万吨；其中新增332:WO33.87万吨，钼1.22万吨，铋1.12万吨，锡2.65万吨；333:WO39.20万吨，钼2.48万吨，铋2.94万吨，锡10.28万吨；萤石1197万吨，铁矿石4189万吨。新增332+333铅+锌金属资源59.92万吨，其中332铅+锌金属量4.06万吨，333铅+锌金属量56.82万吨；银425.40吨，铜4.36万吨。目前新发现矿体（床）正拟成为矿山开采的主要矿床类型之一，其主要矿种为钨、钼、铋、锡、铁、铅、锌、铜，矿区内已圈定的钨钼多金属矿体、铁矿体几十个。

钨钼（铁）多金属矿体主要分布于原铅锌（铜）矿床的下部，为环绕隐伏的花岗斑岩主岩枝（301＃）正接触带矽卡岩中，在岩体接触带矽卡岩化和铁钨钼铋矿化发肓，常形成厚大的矽卡岩体和铁钨钼铋矿体、钨钼铋矿体。矿脉体产状严格受隐伏的花岗斑岩岩体接触带产伏控制（图3）。

按成矿方式、矿种组合和所处位置大致分为下列五类矿体:Ⅰa矽卡岩型磁铁（钨钼）矿体，Ⅰb矽卡岩型钨钼（磁铁矿）矿体，Ⅰc矽卡岩型铜锌（铅）矿体，Ⅰd矽卡岩型铅锌矿体,Ⅰe砂页岩中矽卡岩型铜（铅锌）矿体。

典型钨钼（磁铁矿）矿体——216矿体，属于矽卡岩型钨钼（铁）矿体（Ⅰb），是环绕花岗斑岩主岩枝正接触带矽卡岩中的一组形态各异，但彼此尚能相互连接的矿体，其钨钼资源量约占本次黄沙坪勘查钨钼估算资源量90%以上。矿体分布于矿区隐伏花岗斑岩接触带含铁钨钼矿化矽卡岩中，全区共有30余个钻孔控制。矿体产状、形态与矽卡岩产状形态基本一致，总体倾向南东，倾角25°～70°。矿体围绕花岗斑岩体分布（图2），形态复杂，呈大透镜状、似层状、新月状、柱状、不规则状，尖灭侧现、分枝复合、膨大缩小现象常见。矿化体走向长800～1000 m，宽60～400 m，倾斜延深大于1000 m。单工程见矿厚度12～332.5 m；矿体水平厚度最大310 m，除去夹石，矿体厚度达240 m。矿体主要赋存在100～-500m标高间，最深在-760 m标高见矿。矿体平均品位:WO30.260% 、Mo 0.072% 、Bi 0.046% 、Sn 0.181% 、TFe 14.73%～23.42%。矿石中普遍含铁，一般含TFe 10%～20%，最高单层含TFe 37.30%。

3 矿石特征

据矿石中主要矿物的组合特征，可把本区矿石划分为以下四种主要类型:①矽卡岩型钨钼铋矿石、②矽卡岩型磁铁钨钼铋锡矿石、③硫化物型黄铁白铁铅锌（银）矿石、④硫化物型磁黄铁铁闪锌黄铜矿石。

3.1 矿石矿物成分

矿石中矿物的共生组合受矿体生成条件和岩浆岩的成矿专属性控制，因而不同类型的矿石，有不同的矿物共生组合（表1）。据资料统计，黄沙坪铅锌多金属矿床矿石中发现的矿物共有一百多种。它们具有以下特点:（1）主要和次要的金属矿物种类不多，微量矿物种类繁多；（2）硫化矿石的脉石矿物较简单，磁铁矿矿石的脉石矿物种类复杂；（3）矿物的化学类型分布广，包括自然元素、卤化物、硫化物、硫砷化物、锑硫盐、砷硫盐、碲化物、氧化物、碳酸盐、硫酸盐、钨酸盐、硼酸盐及硅酸盐等；（4）不同类型矿石的矿物组成在复杂程度上和不同的量比关系上均有较大差别，表现为随着方铅矿所占比重的增加，矿物组成越来越复杂。

3.2 矿石结构、构造特征

矿石的结构可分为原生结晶结构（图4a）、次生交代结构（图4b）、冷却分离与聚集结晶形成的结构和受力变形形成的结构等；

表1 各类型矿石的矿物成分Fig.1 Mineral composition of different ore-types

矿石构造:根据组成矿石不同成分的矿物集合体形态、相对大小以及空间分布关系，识别出块状构造、条纹状构造、条带状构造、浸染状构造、角砾状构造、细脉状或网脉状构造、变胶状构造及晶洞构造等。

3.3 矿物的生成顺序

无论是整个矿床还是在某一成矿阶段，从早到晚依次为硅酸盐—氧化物—硫化物—硫酸盐，符合岩浆期后热矿床的一般规律。

4 矿床空间分布规律

黄沙坪铅锌多金属矿床的分带规律，表现在以成矿岩体为中心，在水平、垂直方向的矿产种类、矿床类型、矿物组合类型等的分带变化规律。

图4 矿石镜下自形晶结构、包含结构（a）和交代结构（b）Fig.4 Euhedral structure,containing structure（a）of Bismuthinite（F）and Natural bismuth（Z）in Brecciated magnetite（C）bismuth ore,Metasomatic structure（b）of Chalcopyrite（H）and Arsenopyrite（D）in Massive pyrrhotite-chalcopyrite-bearing ore

4.1 矿床的水平分带规律

本区矿床水平分带表现为以成矿岩体为中心由内往外可分为:内矽卡岩型钨钼矿化带，矽卡岩型磁铁矿化、铁钨钼矿化带，矽卡岩型钨钼矿化带，矽卡岩型含钨锡铜铅锌矿化带，交代充填型铅锌矿化带。

1、内矽卡岩型钨钼矿化带位于内接触带，主要矿产种类为钨、钼、锡、铋，矿化类型有白钨矿化、辉钼矿化、辉铋矿化、锡（石）矿化等。矿物组合类型:金属矿物为白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、锡石，含微量铁闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿；非金属矿物为钙铁辉石、富铁钠闪石、石榴石、透辉石、钾长石、萤石、阳起石、绿帘石、符山石，少量石英、硅灰石、方解石组合。

2、矽卡岩型磁铁矿化、铁钨钼矿化带位于正接触带，主要矿产种类为铁、钨、钼、锡、铋，矿物组合类型:金属矿物有磁铁矿、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、锡石，含微量黄铜矿、铁闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂；非金属矿物为钙铁辉石、富铁钠闪石、石榴石、透辉石、钾长石、萤石、阳起石、绿帘石、符山石，少量石英、硅灰石、绿泥石、方解石组合。

3、矽卡岩型钨钼矿化带位于接触带外侧，主要矿产种类为钨、钼、锡、铋。矿物组合类型:金属矿物为白钨矿、辉钼矿、磁铁矿、自然铋、辉铋矿、锡石；非金属矿物为石榴石、钙铁辉石、萤石、阳起石、绿帘石、方解石组合；

4、矽卡岩型含钨锡铜铅锌矿化带分布于矽卡岩型钨钼矿化带（第三带）外侧，主要矿产种类为铜、铅、锌。矿物组合类型:金属矿物为富铁闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、黄铁矿、毒砂、白铁矿，含方铅矿、白钨矿、黝锡矿；非金属矿物为石榴石、透辉石、阳起石、萤石组合；

5、交代充填型铅锌矿化带分布于矽卡岩型含钨锡铜铅锌矿化带（第四带）外侧的结晶灰岩中，主要矿产种类为铅、锌矿物组合类型:金属矿物有方铅矿、闪锌矿（铁闪锌矿）、白铁矿、黄铁矿；非金属矿物有萤石、石英、方解石、铁锰白云石（白云石）、绢云母、绿泥石组合。

4.2 矿床的垂向分带规律

矿床垂向分带表现为以成矿岩体为中心由下（深部）往上（浅部）可分为:内矽卡岩型钨钼矿化带，矽卡岩型磁铁矿化、铁钨钼矿化带，矽卡岩型钨钼矿化带，矽卡岩型含钨锡铜铅锌矿化带，交代充填型铅锌矿化带，显示出与水平分带以成矿岩体为中心由从内往外相似的分带特点。其矿种类型、矿化类型、矿物组合特征由下往上呈现如下分带特征:

矿种类型呈现:高→中高→中→中低温气成热液矿化的矿种类型，具体矿种分带有钨、钼、锡、铋→铁钨钼（锡铋）矿→铜矿→铜锌（铅）矿→铅锌（银）矿→银铅锌矿的递变规律。

矿体类型（矿物组合）大致呈现出:

中深部（大约为-400～-800 m标高）为矽卡岩型白钨矿-辉钼矿-辉铋矿体。后三者即是岩体接触带矽卡岩型矿体类型的垂向空间分布；

中部（大约为0～-400 m标高）为矽卡岩型白钨矿、辉钼矿-磁铁矿体；

中上部为矽卡岩型磁铁矿-锡-萤石矿体；

浅部为充填交代型方铅矿-闪锌矿-硫铁矿（伴生Ag、Sn）矿体。矿体数量多、规模大（当其顶板为砂泥质岩石或石英斑岩），是矿山最重要的可采矿体分布空间；浅中部（近矽卡岩的矽卡岩化结晶灰岩中）为充填交代－矽卡岩型（铁）闪锌矿－方铅矿－硫铁矿－毒砂（伴生Ag、Sn）矿体。矿体数量较少，矿体形态不规则，矿体规模一般不大，也是矿山可采矿体的重要分布空间。

5 结论

黄沙坪铅锌矿是南岭中段多金属成矿带的重要组成部分，成矿地质条件十分优越，区内碳酸盐岩地层发育，构造复杂，岩浆活动频繁，围岩蚀变种类多、类型复杂，是形成产于碳酸盐岩中与燕山期酸性、中酸性小岩体有关的接触交代型W、Mo、Bi、Sn、Fe及交代充填型Pb、Zn矿十分有利的地段。本区矿床矿种繁多，至今已查明可以利用的金属矿种主要有铅、锌、铜、铁、钨、钼、铋、锡等十余种。矿体空间分布、矿化类型、矿物共生组合、热液蚀变种类等，水平上从成矿岩体中心往外、垂直方向从深部往浅部呈现出一套完整的从高→中高→中→中低温气液、热液矿床类型分带规律。

注释:

①湖南省地质矿产局湘南地质队.坪宝地区铅锌银矿大比例尺成矿预测报告[R].1992.

②龚述清.许以明,等.湖南省桂阳县黄沙坪矿区钨钼多金属矿详查报告[K].湖南省湘南地质勘察院,2011.

③徐惠长,蒋希伟,等.湖南省千里山-骑田岭矿集区构造背景研究[R].湖南省湘南地质勘察院,2002.

④湖南省地质矿产局区域地质调查大队湘南区队.1/5万桂阳县幅区域地质调查报告[R].1986.

[1]胡志科坪宝矿田找矿信息标志及有效找矿方法探析[J].华南地质与矿产,2002,（4）:60－64.

[2]许以明,龚述清,江元成,等.湖南黄沙坪铅锌矿深边部找矿前景分析[J].地质与勘探,2007,43（1）:38－43.

[3]祝新友,王京彬,张志,等.湖南黄沙坪铅锌矿NNW向构造的识别及其找矿意义[J].地质与勘探,2010,46（4）:609－615.

[4]庄锦良,刘钟伟,谭必祥,等.湘南地区小岩体与成矿关系及隐伏矿床预测[J].湖南地质,1988,（增刊4）:1－199.

[5]雷泽恒,陈富文,陈郑辉,等.黄沙坪铅锌多金属矿成岩成矿年龄测定及地质意义[J].地球学报,2010,31（4）:532－540.

[6]乔玉生,龚述清,廖兴钰,等.湖南黄沙坪铅锌矿蚀变-矿化区的划分及找矿远景浅析[J].华南地质与矿产,2011,27（2）:105－110.

[7]齐钒宇,张志,祝新友,等.湖南黄沙坪钨钼多金属矿床矽卡岩地球化学特征及其地质意义[J].中国地质,2012,39（2）:338－348