湖南大义山地区锡多金属矿成矿地质特征及成矿模式

于春蕾

（湖南省地质矿产勘查开发局417队，湖南 衡阳 421001）

1 区域地质背景

大义山地区锡多金属矿区域地质构造位置处于衡阳断陷盆地南缘，耒阳-临武晚古生代变形构造带北段，郴州—邵阳北西向隐伏深断裂带与水口山-祁阳东西向基底断裂带交汇于本区北部[1]，郴州—邵阳北西向隐伏深断裂带潘家冲-水口山北东向深大断裂带交汇于本区西侧。本区岩浆活动频繁，自加里东期-燕山期均有活动，岩性主要为中酸性岩浆岩，因多期次岩浆活动而形成复式岩体，其空间受基底构造控制，大小岩体沿盆地周边呈环带状分布，其发育少量晚期岩脉[2]。

2 成矿地质特征

2.1 成矿地质体特征

大义山地区锡多金属矿为大义山岩体侵入后，岩浆热液活动引发形成的矿体；大义山岩体分三阶段侵入（对应时代J1、J2、J3），工作区主要为大义山北体，主要为第二、第三阶段侵入的花岗岩体；中侏罗世汤市铺超单元（ηγJ2）二云二长花岗岩是本区成矿地质体，但其具多期侵位；其第五次侵入介头单元（ηγJ2e）细粒（少斑）二云二长花岗岩，与成矿关系最为密切，是本区主要成矿地质体。具有高硅（SiO2=74.24%）、富碱（Na2O+K2O=7.89%）、贫Ti、富F的岩石化学特征，呈岩枝或岩墙状产出，产状不规则，多呈近水平的似层状，发育云英岩化、电气石化等蚀变，成岩年龄168Ma±，属于燕山早期晚阶段至燕山中期阶段的产物。

2.2 典型矿床成矿构造与成矿结构面特征

2.2.1 成矿构造系统

邵阳—郴州走滑断裂带为区内一级成矿带，控制大义山岩体的分布以及大义山锡矿田的分布；随着该走滑断裂的多期活动，在岩体内及岩体接触带产生次一级的隐伏和半隐伏剪切断裂带，而这些剪切断裂带的活动，形成低序次的侵入接触构造、断裂、裂隙构造等，控制各矿脉的空间展布。接触带构造系统对矿床控制方式主要有以下几种：产于不同期次岩体接触部位，矿体呈似层状、囊状产于晚期侵入岩体顶部；产于岩体与碳酸盐岩接触部位：矿体呈似层、透镜状产于外接触带，其形态受接触带的控制。断裂、裂隙构造系统对矿床控制方式主要有以下几种：产于断裂破碎带，形态较为简单，一般呈似层状、扁豆状，其产状受断层严格控制。产于岩体内接触带断裂裂隙：矿体呈脉状、透镜状产于岩体顶部内接触带。产于岩体外接触带断裂裂隙：矿体呈脉状、透镜状产于岩体顶部内接触带。

2.2.2 成矿结构面

①岩体上凸构造成矿结构面：晚期次单元岩体（J2e）侵入早期次单元（J2a、J2b），呈上凸的“背形”产出，该成矿结构面规模大，是岩体型锡矿体主要赋矿界面。②侵入接触带成矿结构面：岩体型锡多金属矿主要分布于J2e岩体顶部附近，多呈缓倾斜状，平行于岩体接触带；矽卡岩型锡多金属矿主要分布于岩体与碳酸盐接触部位，受接触带形态控制。③断裂成矿结构面：该界面分布广泛，主要产于断裂中破碎带，是裂控型锡多金属矿主要成矿结构面。④节理裂隙成矿结构面：岩体冷凝过程中，形成大量的次生节理裂隙，岩浆期后含矿热液侵入其中，发生自变质交代蚀变作用，是云英岩脉型锡矿脉（体）的主要赋矿界面。

2.3 典型矿床成矿作用特征标志

2.3.1 矿化特征

岩体型锡多金属矿：单个矿体长320m～1400m，宽60m～500m，厚度0m～23.84m，平均厚度约十几米，锡品位一般为0.15×10-2～1.37×10-2，局部富集可达40×10-2～50×10-2。水平上由岩体型锡矿床的围岩由中心部位至外围，岩体时代由新到老；由NA至S，由W到E，由岩体型逐渐向脉型矿床过渡。垂向上近地表矿体多为脉状充填矿体，深部多为浸染矿体类型。

矽卡岩型锡铜多金属矿：产出于正接触带，矿体的产状及形态均随岩体与围岩接触界限的变化而变化，呈似层状及透镜状。矿体长400m～790m，厚度变化较大，一般为1m～4m，最厚可达24.81m，矿体平均品位为Sn0.23%，Cu1.21%，Zn0.27%，As0.46%，金属矿物以锡石、黄铜矿、黄铁矿等为主；脉石矿物以萤石、方解石、白云石、透闪石等为主。

2.3.2 矿床地球化学特征

①岩石学特征：大义山岩体花岗岩SiO2含量大于69.5%，具 有A/CNK＞1.1、K2O＞Na2O、Al2O3＞CaO+Na2O+K2O的特征，属于铝过饱和偏酸性“S”型花岗岩类。②常量元素特征：岩石富含Sn、Cu、W、As等元素，其中Sn元素含量普遍可达地壳平均含量的5倍～10倍以上。中侏罗世晚期侵入花岗岩（ηγJ2e）Sn含量最高，最高可达114倍。微量元素Ba、Sr、P、Ta表现为明显但不强烈的亏损，而Rb、Th、Ta、Nd、Sm相对富集，显示出一般壳源花岗岩特征。③稀土元素特征：中侏罗世晚期侵入花岗岩（ηγJ2e）岩体稀土元素配分曲线图呈“V”型，Eu亏损明显，轻稀土较重稀土更为富集。④流体包裹体特征：以石英脉型矿体为例进行石英流体包裹体水氢氧同位素研究，得到δ18Osmow%的变化范围是-9.1～-4.22；δDsmow%的变化范围是-51.1～-34。据研究人员对已知矿床含矿流体进行测试、分析后得到δ18O的变化范围对比，判断流体来源于岩浆，并受到大气降水的影响。⑤同位素特征：对大义山狮茅冲、杨柳塘一带锡铜多金属矿石进行采样分析，得到毒砂Pb同位素数据。同时据野外地质观察及前人资料可知，铅锌矿床主要产出于围岩地层，岩体中不见大规模的铅锌矿产，因此有理由认为铅主要来源于围岩地层，其次为岩浆来源。

2.4 典型矿床其它成矿要素

①地球物理成矿要素：在岩体出露区内等值线较稀疏，在岩体外围等值线较密集，结合航磁特征,推断大义山岩体向东隐伏，大义山岩体东侧成矿物质来源较丰富，矿产相对密切。本区正常沉积岩和花岗岩基本无磁性，各类变质岩及基性脉岩具有一定的磁性，其中以磁铁矿化、磁黄铁矿化矽卡岩磁性最强，能够产生一定的磁异常。②地球化学成矿要素：Sn、Cu、As、W、Pb、Zn、F、Be、Bi、Mo元素异常是寻找岩体型、接触交代型、云英岩型锡多金属的重要要素。③遥感成矿要素：云英岩化、高岭土化、绿泥石化、叶腊石化、褐铁矿化等蚀变矿物的蚀变遥感异常；遥感水系解译、遥感岩性解译、遥感构造解译信息等是寻找岩体型、接触交代型、云英岩型锡多金属的次要要素。

3 成矿模式

3.1 矿床空间结构模型分析

大义山工作区岩体型、矽卡岩型、热液充填-交代型锡铜砷多金属矿床具有相同的物质来源，统一的成矿机制，是燕山中晚期（150Ma～160Ma）多次岩浆活动的结果。地壳岩石重熔形成岩浆，形成的热液对流并萃取地层中的Sn、Cu、W等金属元素，使成矿元素得到初步富集。岩浆动力加强并开始多次的上涌侵位，形成多期次、多阶段的复式岩体。Sn、W、Cu等矿质元素随岩浆上侵，随着岩浆发生分异结晶，早期岩浆侵位成岩，晚期岩浆碱性较强易于Sn、W等矿质保存，早期岩体使矿质元素再次得到富集。由于早期岩体构造不发育，环境较为封闭，富含矿物质的后期岩浆侵位早期岩体中缓慢冷却，至中侏罗世晚期侵入花岗岩（ηγJ2e）介头单元，花岗岩形成后进入该次岩浆活动后期，各岩体单元、地层内构造裂隙发育，而富含矿物质和挥发的残余热液异常活跃，与各类围岩发生交代蚀变形成矿体。因此，区内原生锡矿应属岩浆-热液成矿[3]。

3.2 典型矿床成矿模式

在全面收集、整理大义山地区已有地质、物化探、遥感、矿产等资料的基础上，确定大义山地区主要为高中温岩浆期后热液型锡多金属矿，选择白砂子岭锡多金属矿、大顺窿铜矿作为典型矿床，开展系统的典型矿床研究，构建大义山地区锡多金属矿成矿模式。典型矿床成矿模式如图1所示。

图1 大义山锡多金属矿成矿模式图