湖南安化渣滓溪钨锑矿床成矿构造分析及找矿预测

2020-10-26钱建平周伟蛟喻菊阳关显东吴正鹏

金属矿山 2020年9期

苏特钱建平周伟蛟喻菊阳张果关显东吴正鹏

（1.桂林理工大学地球科学学院，广西桂林541004；2.贵州省地质矿产勘查开发局一0三地质大队，贵州铜仁554300；3.湖南省地质矿产勘查开发局四一八队，湖南娄底417000）

湖南省安化县渣滓溪钨锑矿床地处雪峰山弧形构造带中段与郴州—邵阳NW向基底构造岩浆岩带的交汇部位［1］，是雪峰山弧形构造成矿带Au-Sb-W多金属成矿带上著名的大型锑矿床，并伴生钨矿产出。近年来，不少学者对渣滓溪锑（钨）矿床开展了研究，主要内容集中在矿床地质特征［2-3］、成矿条件［4-6］、矿床地球化学特征［7-10］等方面。该矿区断裂构造控矿十分明显，锑、钨构造控矿特点各有不同，前人工作对该区构造控矿方面虽有涉及［11-12］，但没有建立矿区成矿构造系统，未对矿区构造控矿规律进行总结，也未厘定矿区成矿构造演化序列，因而难以从构造角度对下一步找矿提出有价值的建议。成矿构造分析在危机矿山的找矿实践中被证实是找矿预测中最经济、最有效的方法［13-15］，并一直受到众多专家学者的重视［16-19］。该矿山已开采多年，保有储量已大大减少，故深入开展矿区成矿构造研究对于矿区深部和周边找矿具有重要意义。本研究通过对矿区进行地质调查和历年勘查资料整理编图分析，系统总结了矿区成矿构造特点、构造控矿规律和构造演化历史，并综合成矿构造、矿化分布规律分析成果，对矿区下一步找矿提出合理建议。

1 地质概况

渣滓溪钨锑矿床在大地构造分区上属于扬子准地台东南缘江南隆起带西南段雪峰弧形构造带由NE向变换为近EW向的转弯内缘处。

1.1 区域地质概况

（1）区域出露主要地层为板溪群（Pt）、震旦系（Z）、寒武系（∈），零星分布有泥盆系（D）、石炭系（C）、二叠系（P）（图1）。板溪群为一套由浅变质的碎屑岩、泥质岩、凝灰质岩夹少量碳酸盐岩、碳质板岩等组成的复理石建造［20］。震旦系为由一套冰碛砾泥岩、冰碛砾砂岩、含砾板岩或粉砂岩以及砂岩、板岩组成的冰川沉积岩，寒武系以硅质、碳质、碳酸盐建造为主。

（2）区域构造线呈NEE向。区域复式褶皱核部为板溪群，两翼为震旦系、寒武系，轴向NE—NEE，长数千米至十余千米。轴面总体倾向SE，南东翼岩层倾角为25°～35°，北西翼岩层倾角为28°～40°（图1）。区域断裂主要为NE—NEE向，以岳溪断层（F1）、马家溪断层（F2）为代表。断裂长数十至百余千米，宽1.5～50 m，走向15°～55°，局部地段70°，倾向SE，倾角一般为25°～78°。带内岩石主要由角砾岩、糜棱岩、构造透镜体及片理化带组成。该断裂为一多期活动断裂，主要表现为压剪性断裂。

（3）区域内岩浆活动微弱，仅见到数条斜闪煌斑岩脉充填于寒武系及板溪群中，前人推测岩体形成时代为加里东期［21］。岩脉走向NW，长100～2 000 m，宽0.5～4 m，产状较陡，边界不规整。物探结果显示区域内含多个隐伏岩体。

（4）区内成矿条件优越，锑、钨矿床（点）发育，主要有曾家溪锑钨矿床、让家溪锑矿床、教子冲锑矿床、同心锑矿床等（图1）。

1.2 矿区地质特征

1.2.1 矿区地层

区内出露地层为板溪群五强溪组，根据岩石组合特征，可分为两个岩性段，11个岩性层。其中第1段（Ptbnw1）分为7层，区内出露第7层，岩性为杂砂岩、石英岩状砂岩、凝灰质砂岩、板岩。第2段（Ptbnw2）分为4层：第1层（Ptbnw2-1）为石英岩状砂岩、杂砂岩；第2层（Ptbnw2-2）为凝灰质板岩、凝灰岩、凝灰质粉砂岩、凝灰质砂岩；第3层（Ptbnw2-3）为石英砂岩、长石石英砂岩、凝灰质板岩、凝灰质砂岩、杂砂岩、砂质板岩，是辉锑矿及白钨矿最主要的赋矿层位；第4层（Ptbnw2-4）为板岩、凝灰质板岩、凝灰岩。

1.2.2 矿区构造

矿区地层总体为单斜构造，走向30°～80°，倾向SE，倾角50°～83°，沿倾向波状起伏，局部地段出现小褶皱，发育程度不一。在石板冲一带，岩层倾角较陡，局部直立至倒转。矿区构造类型主要表现为断裂。按其展布方向可将矿区断裂分为如下两组（图2）。

（1）NNW—NWW向断裂。主干断裂为F3断层，其上盘分布有大量次级NNW—NWW向断裂。该组断裂为矿区锑矿最重要的容矿断裂。F3断裂总体走向285°～300°，倾向NE，倾角为52°～80°；断裂长2 600 m，宽1.5～4.0 m。断面呈舒缓波状，膨胀收缩明显，带中构造透镜体化，片理化强烈，主要由碎裂岩、构造角砾岩组成，并可见辉锑矿石英脉及断层泥现象。自F3断裂往北东方向，该组断裂依次可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组，各组断裂在平面上表现为平行带状产出，具有分枝复合现象；在剖面上表现为树枝状，并在下部趋向于向F3断裂合拢。NNW—NWW向断裂长45～804 m，厚0.05～10.29 m，倾向延深一般为走向长的1.5～3.5倍，最大达5倍；走向290°～330°，倾向20°～60°，倾角60°～77°，局部直立至反向倾斜。带内各断裂特征基本类似F3断裂，普遍见有矿化蚀变现象。该断裂为一多期活动断裂，具有张—压—张复合性质。

（2）NE向断裂。分布于深部矿段及斋家冲矿段，断面波状弯曲，倾向SE，倾角53°～72°。断裂破碎带长70～290 m，宽0.04～0.50 m。带内岩石主要由糜棱岩、碎裂岩、构造角砾岩组成，可见揉皱、劈理和构造透镜体发育，并可见含钨石英脉充填。与NE向断裂同向的次级节理裂隙发育，按走向可分为NE向和NW向两组，前者产状与F3断裂基本一致，倾向20°～60°，倾角60°～85°；后者产状与地层产状大体一致，倾向120°～160°，倾角45°～65°。裂隙长0.3～7.0 m，宽1～50 mm，两组裂隙中常见白钨矿细脉充填。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

渣滓溪锑（钨）矿床发现辉锑矿脉80余条、白钨矿脉26层。白钨矿受岩性和构造联合控制，辉锑矿主要受构造控制。

2.1.1 辉锑矿矿体特征

目前，矿区内已发现具一定规模的矿体53条，矿体严格受NNW—NWW向断层破碎带控制，形态多为脉状、薄板状，次为透镜状、串珠状、囊状（图3、图4），沿走向、倾向均有波状弯曲及分枝复合现象。矿体倾向延深大于走向延长。按与F3断裂距离远近分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号脉组（图5）。

各脉组特征如下：

（1）Ⅰ号脉组。包括1～22、F3-5、9-4～9-11、94、95、101～104号矿体。矿体走向292°～330°，倾向NE—NNE，倾角52°～78°。矿体厚0.22～4.66 m，平均厚度为0.86 m，单个矿体走向长24～350 m，倾斜延深40～1 035 m，Sb品位为 0.12%～65.00%，平均14.72%。9号矿脉浅部Au品位一般为（0.17～0.25）×10-6，深部Au品位一般为（0.24～1.07）×10-6，最高为1.14×10-6；103号矿脉浅部Au品位一般为（0.17～0.32）×10-6，深部Au品位一般为（0.26～0.78）×10-6，最高为 1.82×10-6［22］。

（2）Ⅱ号脉组。包括24～44、30-1、105、106、45、46、47号矿体。矿体走向 297°～310°，倾向 NE 或SW，倾角一般50°～89°。矿体厚0.16～1.09 m，平均厚度0.48 m，单个矿体走向长20～354 m，倾斜延深40～959 m，Sb品位为 0.15% ～51.75% ，平均11.93%。40号矿脉浅部Au品位一般为（0.008～0.05）×10-6，深部Au品位一般为（0.2～0.31）×10-6，最高为 0.59×10-6［22］。

（3）Ⅲ号脉组。包括50～56号矿体。矿体走向305°，倾向 NE、深部近于直立，倾角72°～87°，平均76°。矿体厚0.04～1.12 m，平均0.43 m，走向长250 m，控制倾斜延深283 m，Sb品位为0.21%～26.22%，平均5.36×10-2。

2.1.2 白钨矿体特征

区内白钨矿体呈NNE向平行层状产出（图6），倾向SE，倾角50°～75°。矿体走向长150～250 m，倾向延伸大于600 m，宽2～8 m。单个矿体呈扁豆状、透镜状、团块状和囊状（图7），次为层状、似层状；单个矿体走向长小者一般3～10 m，大者一般30～50 m；矿体厚一般1～3 m，最厚达6.93 m，平均1.66 m，WO3品位为0.30%～1.30%，最高30.61%，平均0.87%。在矿（化）体内，白钨矿主要沿倾向NE向节理裂隙充填。此外，在辉锑矿脉顶底板附近见角砾状白钨矿石顺脉产出。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石结构构造

辉锑矿矿石构造主要有致密块状构造、细脉状构造、角砾状构造、浸染状构造等；辉锑矿矿石结构主要为花岗变晶结构、充填交代结构，次为晶粒状结构、揉皱状结构、聚片双晶结构、碎粒化结构等。白钨矿矿石构造主要有细脉状构造、角砾状构造等，白钨矿矿石结构主要为充填交代结构。白钨矿石中见有辉锑矿细脉穿插现象（图8）。

2.2.2 矿石物质组分

锑矿石中金属矿物主要有辉锑矿，次为黄铁矿，微量金属矿物有黑钨矿、闪锌矿、毒砂等；脉石矿物主要为石英，次为碳酸盐矿物（方解石、白云石）、绢云母及少量绿泥石等。钨矿石中金属矿物主要有白钨矿，次为黄铁矿，微量金属矿物有黑钨矿、辉锑矿、闪锌矿；脉石矿物主要为石英，次为碳酸盐矿物（方解石、白云石）、绢云母等。

锑、钨矿石均较纯净，两者中均未发现有害杂质及其它可供利用的有益组分。据前人在该矿区所测620件岩石样品分析数据［23］进行相关分析可知：Sb与As的相关系数为0.233，大于临界值0.081（信度为0.01）；Sb与W呈负相关，相关系数为-0.043，小于临界值0.081（信度为0.01）。以上说明矿区Sb、As相关性较好，具有共同富集的特点；Sb、W相关性较差，显示Sb、W为不同阶段的成矿产物。

矿区矿化类型主要为裂隙充填型，按主要矿物组合特点可分为石英—辉锑矿矿石、石英—辉锑矿—白钨矿矿石和石英—白钨矿矿石［24］。

2.3 围岩蚀变

围岩蚀变种类主要有硅化、黄铁矿化，次为褪色化及碳酸盐化。围岩蚀变范围小，近矿围岩蚀变限于矿体两侧数毫米至数十厘米。其中硅化与锑、钨矿化关系密切，主要发生在含矿断裂中及其两侧围岩，交代围岩或呈石英细脉产出。

2.4 成矿阶段

根据野外观察和室内岩矿鉴定资料，将矿床的成矿作用确定为1个成矿期3个成矿阶段［20］。第1阶段为石英—白钨矿阶段，第2阶段为石英—辉锑矿阶段，第3阶段为石英—碳酸盐阶段。石英贯穿成矿阶段始终，白钨矿主要生成于第1阶段，辉锑矿主要生成于第2阶段。

3 成矿构造与构造演化分析

一个地区的地质构造形迹大都不是孤立产出的，不同期次不同类型的构造形迹交织在一起构成一个复杂的地质构造系统，成矿构造分析实质上是成矿构造系统分析［25］。渣滓溪钨锑矿区构造变形复杂，矿化类型包括裂隙充填脉状锑矿化、层控节理充填细脉型钨矿化。

3.1 成矿构造

3.1.1 控矿构造型式

总体上看，矿区锑矿体均产于NNW—NWW向断裂内，呈平行带状分布；矿区钨矿体主要产于NEE向断裂内，呈平行带状分布，前者切割后者，形成“十”字型控矿构造型式（图2）。

3.1.2 构造控矿规律

矿区构造对矿体具有明显的控制作用，其基本控矿规律论述如下：

（1）正向构造控矿。区域上，矿床位于一系列NEE向断层（以F1、F2断裂为主）所夹持的断块式隆起之上。如隆起轴部控制渣滓溪锑钨矿床、教子冲钨锑矿床、黑冲坑锑矿床，隆起边界控制同心锑矿床、曾家溪锑钨矿床等（图1）。

（2）等间距控矿。锑矿体均充填于一系列横张断裂中，按距离F3断裂远近自南西向北东可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号脉组。其中Ⅰ号脉组宽130～240 m，平均190 m；Ⅱ号脉组宽200～280 m，平均240 m；Ⅲ号脉组宽400～720 m，平均560 m。Ⅰ号脉组与Ⅱ号脉组间距330 m，Ⅱ号脉组与Ⅲ号脉组间距450 m，各脉组总体间距为330～450 m（图2、图5）。构造应力传播的波动性质导致横张断裂呈等距离出现。由于浅部负荷压力小且系统相对开放，构造应力易于释放，导致浅部所形成的矿脉条数多、厚度小、产状缓，呈树枝状形态，矿化分散；深部负荷压力大且系统相对封闭，构造应力不易释放，导致深部所形成的矿脉条数少、厚度大、产状陡，呈板状、柱状形态，矿化富集（图2、图5）。

（3）构造控矿具有明显的优势方位。锑矿脉具明显的NWW、NNW向优势方位，钨矿体具NNE向优势方位，后期断裂破碎带具有NE与NNE向优势方位。对锑矿脉、白钨矿脉产状分别进行统计（图9）表明：地表锑矿脉两个极密部位产状分别为35°∠73°、57°∠70°，即一组走向 305°，一组走向 327°。井下锑矿脉两个极密部位产状分别为 34°∠69°、210°∠78°，即一组走向304°，一组走向300°。地表与井下矿脉走向一致，产状较陡，但井下矿脉出现反倾现象。钨矿体（层）极密部位产状为122°∠59°，即走向32°。后期断裂破碎带两个极密部位产状分别为119°∠60°、149°∠68°，即一组走向29°，一组走向59°。

（4）F3上盘次级断裂是锑矿体有利的容矿构造。F3断裂为矿区主要导矿构造，F3上盘次级NNW—NWW向断裂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号脉组）为有利的容矿断裂（图5）。

（5）不同矿化类型具不同的侧伏规律。锑矿体（Ⅰ号脉组）具有向南东侧伏的规律，侧伏角为77°（图10、图11）；钨矿体具有向北东侧伏的规律，侧伏角为64°（图10、图12），反映其应为不同构造—成矿阶段形成。

（6）矿区南侧为矿化中心。锑矿脉组脉体总体上东疏西密，向南西（F3）靠拢收敛（图5、图10），越靠近F3断裂矿化愈强，细脉合并成大脉，单组脉向南东侧伏（图11）；钨矿脉总体上紧贴在矿区主控矿断裂F3东侧邻近，向南东侧倾斜，越向下脉体越收敛变窄呈束状（图10、图13）。上述两种现象均显示矿区矿化中心位于矿区南侧。

3.2 矿区构造演化分析

通过以上研究，本研究将矿区构造演化序列总结为如图14所示。

（1）加里东期。区域构造应力场表现为NNW向挤压，形成NEE向褶皱、压剪性断裂和NNW向横张断裂，煌斑岩脉沿张性裂隙充填，奠定了矿区构造的基本格架（图1）。

（2）印支期。印支期第1阶段，区域构造应力场表现为NNW向挤压，盖层泥盆—石炭系与基底地层同时卷入褶皱，形成同轴叠加褶皱。印支期第2阶段，区域构造应力场表现为NNE向挤压，NNW向断裂受挤压封闭，NNE向断裂张开，深部含钨热液沿NNE向断裂及层间裂隙充填；对白钨矿单矿物进行Sm-Nd同位素测年，获得其成矿年龄为（227.3±6.2）Ma［8］。印支期第3阶段，区域构造应力场表现为NNW向挤压，NNW—NWW向断裂再次张开，含锑热液沿NNW—NWW向断裂充填，锑矿脉显示明显的张性特征（图15），有时可见辉锑矿脉穿切于含钨石英脉中（图8）。

（3）喜山期。区域构造应力场表现为NNW向挤压，使NEE向石英脉遭受劈理化（图16），NEE向成矿后断裂错断了NNW—NWW向锑矿体。

4 深部找矿预测

科学的找矿预测是基于成矿构造分析，并结合其它有用的矿化信息进行的合理推断［13］。根据有利地层岩性、构造—蚀变带发育情况、已知矿化特征进行综合分析，圈定了两处深部找矿靶区。

（1）1号靶区。该靶区位于9号锑矿体南东侧，2～6号线勘探线之间，垂向标高为-750～-900 m。预测依据为：从纵剖面图上看（图11），9号锑矿体向SE侧伏，侧伏角为77°，标高300～-150 m为矿体一般富集地段，标高-150～-550 m为矿体较富集段，且矿体往深部呈收敛合并趋势，推测矿体富集段间距为300～400 m；目前9号矿体钻孔控制最低见矿标高为-653 m，在此标高处，矿体厚度大，品位高，硅化、退色化蚀变强烈，推测矿体往深部仍会稳定延伸，并出现厚大矿体。

（2）2号靶区。该靶区位于13号钨矿体北东侧，W10～W12勘探线，垂向标高为-270～-370 m。预测依据为：白钨矿体向NE侧伏，向SE侧收敛，侧伏角为64°；白钨矿体在倾向上具有分段富集规律，两富集区段间隔大体上为110 m，因此-270～-370 m标高区间可能为下一个富矿区段（图12）。