广西环江县九逢锡矿床锡石碎裂特征及剪切作用分析

戴 昱，潘罗忠, 蒋艳玲，同锐灵，吴庆杰，金靖杰，范汝海

（1.广西区域地质调查研究院，广西 桂林 541003；2.广西壮族自治区二七一地质队，广西 桂林 541199）

九逢锡矿地处于广西环江毛南族自治县县城NE35°方向东兴镇九逢至九小一带，位于华南板块之江南造山带南缘，江南造山带为华夏地块和扬子地块之间的缝合带。板块北边以秦岭-大别山造山带与华北克拉通相隔，其东缘为中国南海，西南缘以金沙江-哀牢山-Song Ma 造山带与印支板块相隔（Yao J L et al.，2016）。

1 地质背景

矿区内出露的地层有新元古界青白口系四堡群文通组、鱼西组及白竹组。

文通组出露于矿区中南部，约占矿区面积的2/3，是锡矿的主要赋矿层位，岩性主要为灰绿色至深灰色浅变质砂岩、黑云变粒岩夹基性火山岩、千枚岩或板岩等，以凝灰岩、火山角砾岩的消失或以浅变质泥质粉砂岩的出现与鱼西组分界，厚度大于2500m。鱼西组整合于文通组之上，在矿区局部倒转于文通组之下，岩性主要为千枚岩、板岩、变质砂岩、浅变质粉砂岩，中上部夹黑云变粒岩及岩屑质砂岩或砂岩与千枚岩互层，厚度大于1400m。白竹组仅出露于矿区中东部呈窄长条状分布，岩性主要为含砾片岩、绿泥片岩、千枚岩及大理岩，下部以含砾片岩与四堡群呈角度不整合接触，总厚约700m。

2 锡石的赋存形式及碎裂特征

在肉眼和显微镜下发现九逢锡矿中锡石矿物主要赋存于三种岩石。最多一类赋存在云英岩上、下盘的石英脉中，其次部分赋存于蚀变砂岩中，还有一类主要赋存于云英岩中。这三种锡石在显微镜下，均有明显的破碎现象。

2.1 石英脉中碎裂的锡石

矿床中锡石矿物大部分肉眼不可见，而石英脉中部分锡石是可以肉眼识别的。在显微镜下发现，石英脉中锡石大部分破碎，极少见到完整的锡石矿物。部分锡石矿物具有完整的晶形、条纹结构、高级干涉色，显示其自形，说明锡石至少经历了自形结晶和碎裂两个事件。少部分大颗粒锡石矿物碎裂后，各个碎裂小块分离不远，仍可以判别出是同一晶体的组成部分，这些现象说明部分锡石碎裂后，并未有强烈的地质或热液作用将其远距离的搬运。大部分碎裂锡石呈现大小混杂、棱角状或次棱角状分布于石英脉中，这一现象说明锡石碎裂后，经过了搬运作用，但搬运的距离不远。石英脉结晶时温度降低较快，碎裂的锡石未进行系统分选分离，故而形成大小混杂的现象。锡石破碎，胶结锡石的石英并未碎裂，说明锡石先形成，并经历了破碎作用后，石英热液携带锡石冷凝胶结。综合以上，石英脉中的锡石至少经历了自形结晶→矿物破碎→热液短距离迁移→快速冷凝结晶阶段。

2.2 蚀变带中碎裂的锡石

部分锡石晶体具有较完整的他形结构，与石英等共生，与蚀变砂岩的矿物有明显的热蚀变，这些现象说明锡石与石英共生，曾经以热液或气液方式侵入蚀变砂岩中。锡石内部破碎显著，总体形态保留。共生石英也有破碎，但破碎并不强烈。锡石矿物硬度比石英要大，说明碎裂锡石的作用与碎裂石英的作用不是同一作用力，锡石碎裂作用在前，石英碎裂作用在后，与锡石共生的石英矿物内有重结晶和压力影现象，但与围岩（蚀变砂岩中石英、绿帘石等）不一致。围岩受力（定向排列）更强大，可能与锡石破碎作用有关，而石英则是后期受力碎裂和重结晶。与锡石共生的石英是热液进入围岩，与围岩交代冷凝形成的。显微镜下放大后锡石矿物碎裂之间有石英胶结，显示碎裂后有热液胶结。综合认为锡石是热液带入，在交代围岩过程中，经历锡石结晶形成→矿物碎裂→热液胶结→后期微动力改造等阶段。

2.3 云英岩中碎裂锡石

在显微镜下，云英岩中锡石矿物极少，个别靠近石英脉附近可见锡石矿物。锡石大小混杂，无分选性，碎裂明显，大部分粒度较小，呈次圆状。较大颗粒为碎裂的自形锡石，可见环带结构，这些锡石不同石英脉中锡石，碎裂颗粒不能保持原矿物晶形，这些现象说明这些锡石不是原地结晶，而是从其他地方搬运过来的，搬运过程导致碎裂的锡石颗粒研磨的更加细小，磨圆度从棱角状向圆状过渡。胶结碎裂锡石的石英无明显破碎现象，说明石英结晶是锡石碎裂以后发生的，而形成石英的热液携带碎裂锡石矿物颗粒进入砂岩地层中，导致地层形成云英岩化的含矿体。综合云英岩化中锡石特征，认为锡石是热液带入的，经历锡石结晶形成→矿物碎裂→热液远距离搬运→冷凝（胶结的石英结晶）阶段。

3 含Sn矿物的存在形式

本次研究，发现九逢锡矿床中锡石主要以粗粒（＞100μm）、细粒（10μm ～100μm）和微细颗粒（＜10μm）三种状态存在。

粗颗粒锡石：该类锡石主要分布在各类大小不一的石英脉内或周边，矿物颗自形、半自形和他形，一般矿物粒度在大于100μm。这些矿物绝大部分被后期动力作用（剪切）破坏碎裂，部分保持了矿物的形态和结构，大部分已经被搬运迁移。这些锡石有高温条件下形成自形环带状锡石和低温条件下形成的他形无环带状锡石，其中低温条件下他形无环带状锡石与前人发现基本一致（唐朝霞，2011；陈剑，2011）。这些锡石主要分布在较大的石英脉中或石英脉内靠近变质砂岩的边部，形成石英脉内矿石和云英岩化矿石。

细颗粒锡石：该类型锡石在地表分布较多，是矿区的主要锡矿类型之一。该类中一部分在显微镜下可见，主要分布在石英脉内和蚀变的绢云母、云母、绿泥石和绿帘石等矿物之间。无完整晶形，多为他形破碎的锡石颗粒，粒度一般在10μm ～100μm 之间。这类锡石明显被热液搬运胶结，迁移原来锡石结晶的位置。

微细粒锡石和锡石集合体：这类锡石在显微镜下不可见，在电子探针下可见，其粒度一般小于10μm，主要呈棱角状和次棱角状，为极细小的锡石碎粒。少量碎粒磨圆度较好，具有远距离搬运的特征，多沿着矿物裂隙或矿物之间的间隙分布，显示为热液带入充填。还有部分呈他形的锡石颗粒及其集合体，具有中低温矿床特征（袁见齐，1979），推测其为后期中低温热液重新结晶而形成。

4 锡石矿物内的剪切痕迹

锡石的摩斯硬度6 ～7，比重6.8 ～7.1，锡石与石英均是硬度较高的矿物。为了研究矿床中破碎锡石的破裂原因，本文选择结晶较完整的锡石矿物分析，分析锡石碎裂的作用力。

选择韧性剪切带的研究方法（郑亚东，1985），通过石英脉中自形的锡石矿物分析发现，至少存在2 组碎裂锡石矿物的剪切作用。早期δ1剪切作用，具有左行特征，锡石内裂隙比较平直，裂隙间距较小，这些现象反映剪切作用以脆性为主；晚期δ2剪切作用，具有右行特征，锡石内裂隙弯曲，部分形成碎裂带，边部有溶蚀现象，而且裂隙间距较宽大，部分形成碎裂细小锡石集合区带。这些特征反映后期的剪切作用以韧性为主，这与区域和矿区的剪切带研究特征基本一致（白玉明，2019）。

蚀变带他形结构完整的锡石矿物也存在明显的两组剪切作用，这两组剪切作用近垂直破碎了锡石矿物。早期δ1剪切作用，形成密集的平行裂隙，裂隙比较平直，宽度较小，有不显著的左行特征，以脆性断裂为主；晚期δ2剪切作用则具有右行和左行并存的特征，裂隙相对略大，有溶蚀和外来杂质带入裂隙等现象。这些特征说明后其作用有韧性特征，可能局部存在多个方向剪切力反复错断了锡石矿物。

5 热液迁移与剪切变形相关性分析

5.1 锡石迁移距离

根据碎裂锡石特征分析，锡石矿物结晶后，并未保留在原地，而是在空间位置上发生了一定距离的位置迁移。分析碎裂的锡石迁移有近距离、较远距离和远距离迁移三种形式。

近距离迁移主要是大型含矿石英脉和含矿蚀变带边部，可见大颗粒结晶的锡石，基本保留晶体形态。碎裂锡石主要以大小混杂、棱角状、无分选性为特征。

较远距离迁移主要为含矿蚀变带、小型含矿石英脉和含矿硅化云英带等区域。表现为锡石碎裂，大小混杂，锡石呈棱角状-次圆状，有明显的定向排列，锡石粒度以细粒为主。

远距离迁移以含矿蚀变带内部和含矿云英岩带等地层内含肉眼和显微镜不可见锡石矿化段为主。锡石以微细粒为主，迁移距离远，主要充填在蚀变地层矿物的裂隙和孔隙中。

5.2 剪切变形相关性分析

含锡热液的迁移是受地质作用力迁移的，同时地质力和热液导致地层蚀变和塑性变形。蚀变矿物绿帘石、石英等与锡石排列方向一致，形态相似，指示迁移形变方向。在蚀变带可见蚀变绿泥石、重结晶的石英、绿帘石等塑性变形，与携带锡石的热液石英共生，排列方向基本一致，表明后期的韧性剪切对携带锡石的热液有一定的改造作用。

6 结论

综上所述，九逢锡矿中锡石矿物主要赋存于三种岩石，最多一类赋存在云英岩上、下盘石英脉中，其次部分赋存于蚀变砂岩中，还有一类主要赋存于云英岩中，且均有明显的破碎现象。综合锡石内裂隙构造特征，碎裂锡石矿物的作用前期为左行剪切，以脆性碎裂为主，后期以韧性碎裂溶蚀为主，具有右行和左行特征，锡石矿物经过左行和右行作用破碎成大小不一的碎块。锡石迁移距离有近距离、较远距离和远距离迁移三种形式，且携带锡石的热液在受到后期的韧性剪切有一定的改造作用。