湖南新宁县金家锑矿床地质特征与找矿方向★

2018-05-24姜爱玲刘桂云李建波

山西冶金 2018年2期

姜爱玲，尚磊，刘桂云，李建波

（国土资源实物地质资料中心，河北三河 065201）

湘中地区矿产资源丰富[1]，以锑、金、铅锌、钨、锰为主，煤、煤成气、磷与石灰岩次之。锑矿床（点）产地多达170余处，是湖南乃至全国最重要的锑矿密集区[1-2]，许多著名的锑矿床（比如锡矿山锑矿、龙山金锑矿、沃溪钨锑金矿、渣滓溪钨锑矿及板溪锑矿等）均产于本区[1]（见图1）。其中金家锑矿是湘中锑矿密集区内较为重要的矿床之一，该矿床位于湖南省新宁县城40°方向直线距离37 km处，属新宁县回龙寺镇管辖[3-4]。自20世纪80年代以来，湖南省内多家矿业公司、地勘单位先后投入一定的工作量，对该矿床开展过预查、普查及资源储量核实等工作[5]。截至2008年，查明金家锑矿资源量为10385 t[3]，矿床规模达到中型，目前已成为湘中地区较具经济价值的锑矿床[6]。

1 区域地质概况

金家锑矿大地构造位置地处北北东向公田—灰汤—新宁深大断裂南东侧、紫云山隆起带北东端次级龙口复式背斜部位。龙口复式背斜轴向近南北、略向南倾伏，两翼基本对称。其核部地层由震旦系组成，两翼依次为寒武与泥盆系[3-4，6]。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层

矿区处于龙口复式背斜南倾伏端，出露地层由老至新主要有震旦系下统湘锰组（Z1x）、洪江组

图1 湘中地区锑矿床分布示意简图[5]（据董译繁，2015；略加修改）

（Z1h），上统金家洞组（Z2j）、留茶坡组（Z2l），寒武系下统（∈1）及泥盆系中统跳马涧组（D2t）[3-4，6]。其中，寒武系与震旦系为假整合接触、泥盆系与寒武系为角度不整合接触，其余均为整合接触关系，现简述如下[3-4，6]。

2.1.1 震旦系下统（Z1）

分布于矿区中北部。

湘锰组（Z1x）：深灰、灰黑色板岩，含炭质板岩，灰白、深灰色中至巨厚层状细至粉晶白云岩，夹灰色绢云母板岩、粉砂质板岩及细粒长石石英砂岩。厚度大于40 m。

洪江组（Z1h）：灰绿色-黄绿色中层状含砾砂质板岩，砂砾含量约10%，粒径0.05～1.00 cm。厚度2.31 m。

2.1.2 震旦系上统（Z2）

分布于矿区中北部。

金家洞组（Z2j）：为区内主要赋锑矿地层。顶部为灰黑色-黑色中至薄层条带纹状砂质板岩，上部为灰至深灰色中-厚层、巨厚层状细晶云岩夹灰白色、浅灰色中至厚板岩，砂质板岩；下部为浅灰色中至厚层状板岩、砂质板岩，夹浅灰色、灰色中至厚层状细晶白云岩。厚度63 m。

留茶坡组（Z2l）：为区内次要赋矿地层。灰黑色、深灰色、灰白色厚层状-块状硅质岩。下部为黑色、灰黑色中层硅质岩。厚度33.3 m。

2.1.3 寒武系下统（∈1）

矿区内可分为三段。

寒武系下统上段（∈13）：灰、深灰色厚层状长石石英砂岩，夹黑色板岩或条带状板岩，底部为深灰色细粒石英砂岩。厚度大于30 m。

寒武系下统中段（∈12）：灰黑色条带、条纹状含粉砂质板岩、炭质板岩。厚度约50 m。

寒武系下统下段（∈11）：为区内次要赋矿地层。岩性为互层状的炭质板岩、硅质板岩及硅质岩。底部夹薄层磷块岩或含磷砂岩，厚60 m。

2.1.4 泥盆系中统跳马涧组（D2t）

分布于矿区东南角。

上部为紫红色石英砂岩、石英粉砂岩、粉砂岩，夹紫红色含豆状赤铁矿粉砂岩。

下部为灰白色、深灰色、黄灰色中至厚层状石英砂岩、含砾砂岩、粉砂岩。

底部为石英砂岩或含砾砂岩。厚度＞100 m。

2.2 矿区构造

2.2.1 褶皱

矿区内褶皱构造较简单，龙口复式背斜往南倾伏基本消失。区内总体为一个倾向南东的单斜，地层倾向150°左右，倾角25°～50°。但在深部靠近龙口复式背斜南倾伏端西翼处，地层大部分倾向南西，倾向 230°～280°，倾角 35°～55°[3-4，6]。

2.2.2 断裂

断裂构造发育，矿井内及南西外侧发育有一组大致相互平行的北东向断裂，共有6条（F1-F6），单条断层间距20～280 m大小不等，地表走向长350～750 m左右，倾向北西，倾角50°～85°，其中，矿界南东外侧（深部延伸在矿界内）的断裂F1及矿界内的断裂F6与锑矿化关系较为密切[3-4，6]。

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变以硅化、黄铁矿化为主，石墨化与绢云母化次之。其中与锑矿化关系较为密切的围岩蚀变为硅化，其与锑矿化呈正相关关系。硅化强则矿化好，硅化常与辉锑矿脉相伴出现，且一般锑矿体顶板蚀变较弱，硅化范围较小；底板蚀变较强，硅化范围亦较大[3-4，6]。

3 矿床地质特征

3.1 矿床特征

目前，在金家锑矿床揭露的锑矿脉仅1条，编号为I。I号锑矿脉产于北东向断裂F1中并严格受其控制，赋矿围岩为震旦系上统与寒武系下统（见图2）。I号锑矿脉，总体走向北东，倾向310°～330°，倾角60°。其地表出露于矿床南西段之南东界外，分布标高为680～400m，全长750m，其中在矿区内约370 m，剩余部分往南西延伸出区外[3-4，6]。

图2 湖南新宁金家锑矿床地质简图[6]（据康亚龙，2013；略加修改）

3.2 矿体特征

金家锑矿床于I号矿脉中圈出两个锑矿体，编号为I1与I2矿体。I1号矿体产于锑矿化带南西段，I2号矿体则贯穿于整个矿体。I1号与I2号两个矿体基本平行展布，分支复合。I1号矿体位于I2号矿体之上，两者同属F1断裂的分支，在走向上自北东往南西分支或侧列。现将两个矿体特征分述如下[3-4，6]。

3.2.1 I1号矿体

位于I号矿脉含锑硅化带南西段。矿体呈不规则脉状产出，走向40°，倾向北西，倾角60°。矿体地表控制走向长180 m，控制倾斜延深68 m，矿体厚0.80～1.30 m，平均厚 1.00 m；Sb品位 w（Sb）=1.22%～2.87%，平均品位（质量分数）为2.16%。经多条不等距中段工程揭露，控制矿体走向长15～120 m，总体长160 m，控制倾斜延深近100 m，矿体厚0.75～2.10 m，平均厚度为1.19 m，厚度变化系数为26%；Sb品位w（Sb）=0.49%～22.20%，平均品位（质量分数）为7.49%，品位变化系数为77%[3-4]。

3.2.2 I2号矿体

位于I号矿脉含锑硅化带中段及北东段。矿体呈不规则脉状产出，总体走向40°～45°，倾向北西，倾角42°～72°不等，一般60°左右。矿体地表控制走向长220 m，控制倾斜延深400 m，矿体厚0.80～1.26 m，平均厚 0.92 m；Sb品位 w（Sb）=1.58%～4.06%，平均品位（质量分数）为2.47%[3-4]。

3.3 矿石矿物成分、化学成分

矿石矿物成分：金家锑矿矿石矿物成分较简单，主要金属矿物有辉锑矿、黄铁矿，偶见方铅矿与辉锑矿呈脉状及不规则状或浸染状充填于岩石裂隙中或散布于岩石中；脉石矿物则以石英和黏土矿物为主。含锑石英脉沿破碎带长轴方向充填是矿区坑道中所见辉锑矿的主要赋存状态之一[3-4，6]。

矿石化学成分：金家锑矿矿石化学成分简单，有用组分Sb品位 w（Sb）=0.48%～22.2%，平均品位（质量分数）为7.22%；其他有益有害成分极低[3-4]。据原勘查资料中不同矿石类型的5个矿石化学样品结果反映，矿石中含 w（Zn）=0～0.05%、w（Pb）=0～0.02%、w（As）=0～0.001%。由金家锑矿矿石化学成分组合分析结果（见表 1）可知，矿石中 w（Zn）=0.03%、w（Pb）=0.03%、w（As）=0.01%、w（Au）=0.8g/t、w（Ag）＜5g/t[3-4]。

3.4 矿石类型、结构构造

矿石类型：按结构构造可划分为浸染状矿石、块状矿石；按矿石围岩组成可划分为石英脉型锑矿石、硅化岩型锑矿石、角砾岩型锑矿石，以及白云岩砂岩型、粉砂岩型砂质板岩、板岩型等矿石[3-4，6]。

表1 金家锑矿矿石化学成分组合分析结果表 %

矿石结构构造：矿石结构以辉锑矿呈他形粒状结构、柱状结构为主，次为不等粒镶嵌结构、针状结构。矿石构造以致密块状构造、细脉状构造为主，浸染状、囊状构造次之，少量角砾状构造[3-4，6]。

4 矿床地球化学特征

据研究（康亚龙，2013），金家锑矿7件矿石的稀土元素总量（ΣREE质量分数）变化于151.21×10-6～212.41×10-6之间，平均值为 180.52×10-6[6]。轻稀土质量分数（LREE）平均值为129.15×10-6；重稀土质量分数（HREE）平均值为19.03×10-6；轻重稀土比[m（LREE）/m（HREE）]平均值为 16.89，远大于 1，轻稀土强烈富集，重稀土严重亏损[6-7]。铕异常δEu平均值为0.62，表现出明显中等铕异常；铈异常δCe平均值为0.91，属铈弱异常型[7]。此外，矿区Rb、U和Th等大离子亲石元素含量相对较高，而亏损Nb、Ta及Ti等高场强元素[6]。

通过康亚龙（2013）对金家锑矿的16件矿石样品中黄铁矿单矿物做铅同位素分析可知[6，8]，206Pb/204Pb、207Pb/204Pb、208Pb/204Pb 分别变化在 18.032～18.391，15.403～15.495 和 38.025～38.215 之间，均值分别为18.1645，15.449和38.116，表明金家锑矿床黄铁矿具有相对稳定的铅同位素组成，且其铅主要来源于深源[6，8-9]。

康亚龙（2013）在研究中测得金家锑矿床4件矿石中方解石流体包裹体成分、均一温度和盐度特征表明[6，8，10-11]：

1）流体包裹体主要为气液两相包裹体，气液比变化范围在5%～20%之间；

2）包裹体气相成分主要是 H2、CH4、CO2与 H2O，其中H2O、CO2相对较多，说明成矿流体为富含CO2的热水溶液；富含CH4和CO2，表明成矿环境为还原环境；

3）金家锑矿的 m（Na+）/m（K+）平均值为 1.1925，稍大于1，说明金家锑矿成矿流体不具明显岩浆热液特征；m（F-）/m（Cl-）平均值为 0.82，稍小于 1，表明金家锑矿成矿流体有大气降水的加入；

4）成矿溶液的酸碱度接近中性的弱酸性，pH平均值为6.95；

5）金家锑矿成矿流体具有Na+-K+-Ca2+-Mg2+-Cl--SO42-体系特征，m（Na+）/[m（Ca2+）+m（Mg2+）]平均值为 0.0275，[m（K+）+m（Na+）]/[m（Ca2+）+m（Mg2+）]平均值为 0.0525，m（Ca2+）/m（Mg2+）平均值为 30.62，m（SO42-）/m（Cl-）平均值为 0.87，说明其成矿热水应是富钠的硫酸盐型热卤水；

6）金家锑矿流体包裹体形成的温度在100～240℃之间，说明金家锑矿的成矿温度属于中低温范围；

7）金家锑矿流体包裹体的冰点（包裹体冷冻回温后最后一块冰融化的温度）在-2.9～-1.2℃范围内变化，由此可确定该矿床的成矿流体盐度范围为2.07%～4.80%（主要为2.60%～3.80%），说明成矿流体盐度较低。总之，由流体包裹体特征可以得出，金家锑矿属于典型的中低温热液充填型矿床，其成矿流体为中低温、低盐度热液。

5 找矿标志与找矿方向

5.1 找矿标志

5.1.1 地层标志

震旦系上统金家洞组为区内锑矿主要赋矿层位，岩性为炭质板岩、板岩、砂质板岩夹白云岩等；震旦系上统留茶坡组与寒武系下统下段为区内锑矿次要赋矿层位，其岩性分别是厚层硅质岩与互层状的炭质板岩、硅质板岩及硅质岩[12-15]。

5.1.2 构造标志

北东向区域性断裂为区内锑矿床的导矿、容矿和赋矿构造，其对锑矿质的活化、运移与沉淀提供了通道与场所，地表表现为宽窄不同的硅化破碎带及零散的锑矿化[12-15]。因此北东向区域性断裂构造破碎带是锑矿形成的构造标志。

5.1.3 岩性标志

构造（层间）破碎带、裂隙发育地段，是锑矿体赋存的有利部位，因此构造硅质岩、硅化破碎带与次生石英岩是矿区重要的找锑标志层[12-15]，在这些地段找寻发现锑矿化露头的可能性较大。

5.1.4 蚀变标志

矿区硅化与锑矿体关系较为密切，其对锑矿富集具有重要作用，硅化蚀变强的地段也往往是锑矿化增强的地段[12-15]。

5.2 找矿方向

1）震旦系上统金家洞组的炭质板岩、板岩、砂质板岩夹白云岩等为区内锑矿主要的赋矿层位，可作为寻找该类矿床的直接目标层；另外，震旦系上统留茶坡组的厚层硅质岩与寒武系下统下段的互层状的炭质板岩、硅质板岩及硅质岩为区内锑矿次要的赋矿层位，可作为寻找同类矿床的第二目标层[12-15]。

2）区域主干构造为深部成矿金属流体提供通道与沉淀场所，在区内主干构造（比如深大断裂或褶皱发育区）内易形成矿带或矿化带[12]。因此，应重点关注北东向正断裂F1、F2的西南倾伏端及其东南侧F3、F4与F6等断裂带的两侧。

6 结论

1）金家锑矿床严格受地层岩性与构造控制，赋矿层位以震旦系上统金家洞组为主；主要赋矿岩性是炭质板岩、板岩、砂质板岩和硅质岩，锑矿细脉常沿这些岩性的层间裂隙充填富集；围岩蚀变以硅化较为常见，且与锑矿化具正相关关系。

2）金家锑矿床轻重稀土比[m（LREE）/m（HRE E）]平均值为16.89，远大于1，轻稀土强烈富集，重稀土严重亏损；微量元素中Rb、U和Th等大离子亲石元素含量相对较高，而亏损Nb、Ta及Ti等高场强元素。

3）金家锑矿床黄铁矿单矿物铅同位素206Pb/204Pb平均值为18.1645，207Pb/204Pb平均值为15.449，208Pb/204Pb平均值为38.116，表明该矿床具有相对稳定的铅同位素组成，且其铅主要来源于深源。

4）金家锑矿床方解石流体包裹体主要为气液两相包裹体，液相成分阳离子主要是 K+、Na+、Mg2+、Li＋、Ca2+，阴离子主要是 F-、Cl-、HCO3-、SO42-，气相成分则以 H2、CH4、CO2与 H2O 为主，成矿流体具有 Na+-K+-Ca2+-Mg2+-Cl--SO42-体系特征，均一温度范围为100～240℃，盐度范围主要为2.60%～3.80%，说明金家锑矿属于典型的中低温热液充填型锑矿床，其成矿流体为中低温、低盐度热液。

5）文中总结的找矿标志可为今后寻找同类型锑矿床作参考研究，其中最直接的找矿标志是构造硅质岩、硅化破碎带及次生石英岩。

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