湖南省杨梅冲锡钨多金属矿矿床地质特征及成因

2022-11-21唐小龙曾小飞

中国金属通报 2022年6期

周淼，唐小龙，曾小飞

杨梅冲矿区是近年来在湖南地区新发现的锡钨多金属矿床，2011年～2020年，中央财政、省级财政及社会资金在本矿区进行了多轮找矿工作，累计投入资金2000余万元，共圈出60余个锡钨及铅锌多金属工业矿体，估算WO3金属量6万t、Sn金属量3万t、Pb+Zn金属量5万t，伴生铜、银，探获一大型锡钨多金属矿，取得了重大找矿突破。但目前该矿的相关研究较少，特别是对于矿床成因及成矿规律的研究，本次通过对矿床地质特征及成因进行深入探讨，以为后续找矿工作提供依据。

1 区域地质背景

杨梅冲锡钨多金属矿位于处于湘东拱褶断束（衡东-浏阳北东向隆起带）中段，株衡断块、茶醴断块接合部位，北西向常德—安仁基底断裂带与北东向潘家冲—水口山深大断裂带的交汇于本区。区域地层出露地层有前震旦系、泥盆系、石炭系、二迭系、侏罗系、白垩系、第四系。前震旦系冷家溪群为一套变质程度不高、厚度巨大的浅海相类复理石泥砂质碎屑岩建造；泥盆纪、石炭纪、二叠纪地层，以浅海相碳酸盐岩为主，间夹海陆交互相含煤岩系和滨海相碎屑岩；侏罗系零星出露，为浅湖相沉积；白垩纪是衡阳盆地红色岩系的主要组成部分，总体属断陷-坳陷红色盆地相。区内总体构造表现为北东向隆起与北东向盆地相间发育，构造十分发育，以北北东、北东向褶皱、断裂为主，次为北北东向断裂、褶皱及北西向断裂。基底断裂、深大断裂主要有NW向常德-安仁基底断裂、NE向潘家冲-水口山深大断裂带及NE向长平-双牌深大断裂带，在成矿作用中起主导作用，是区内的主要控岩、控矿构造；区内NNE向、NE向两组褶皱和断裂是区内的主要容矿构造。本区岩浆活动频繁，出露有燕山早期南岳岩体、加里东期吴集岩体及燕山早期白莲寺岩体，岩体空间分布受北西向常德-安仁基底断裂控制，岩体内及其周边发育晚期岩脉等，另吴集岩体北侧、白莲寺岩体北西侧推测有隐伏岩体存在，与杨梅冲矿区成矿有关。区域矿产较丰富，主要有东岗山一带铅锌矿及萤石矿，川口一带钨矿等热液型矿床。

2 矿区地质特征

区内出露地层简单，仅出露第四系全新统及冷家溪群小木坪组，冷家溪群小木坪组为一套浅变质岩系，岩性为青灰色、紫红色、灰黄色薄-中厚层状板岩、砂质板岩及浅变质砂岩；第四系零星分布在低洼地带及平缓的山坡上，主要为黑色、灰黄色、黄色粘土、亚粘土，局部夹砾石。

区内构造以断裂构造为主，褶皱构造较简单，为一单斜构造，总体倾向北西，倾角为50°。断裂构造发育，纵横交错，主要有NNE-NE向断裂F1、F2、F7，近NW向断裂F3、F4、F5、F6及NE向、NW向含钨云英岩-石英脉带。其中NE向、NW向含钨云英岩-石英脉带是区内的主要含矿带。目前地表已发现2条北东向含锡钨铜脉带，5条北西向含锡钨铜脉带。脉带由脉状、网脉状石英脉、云英岩组成，主要为微-细脉，脉带长300m～1200m，脉带宽1m～50m，单脉宽一般0.1cm～2cm，局部10cm～40cm，脉密度一般3条/m～8条/m，局部可达10条以上/m，脉间距一般为5cm～50cm，脉内见锡、钨、铜、铅、锌、银矿化。

区内岩浆岩主要为加里东期吴集岩体，岩性为灰白色中细粒角闪石黑云母花岗闪长岩（γδS），受NNW向构造控制，呈岩基产出，成岩时代S，年龄值RS-W428、UP-Zi343Ma，呈NS及NWW向延长不规则状，面积144km2。侵入于中元古代变质砂岩、砂质板岩及板岩中。矿区见有一中细粒二长花岗岩（ηγ）小岩株，与冷家溪群小木坪组呈侵入接触，面积0.04km2，呈近东西向展布。在勘查过程中，经钻探工程揭露多条花岗斑岩脉（γπ），脉宽0.5m～2m，走向为北西，局部为北北东向，倾角近乎直立，钻孔揭露埋深为+150m～-300m及-500m～-550m，花岗斑岩脉内局部具钨锡矿化，圈定有锡钨多金属矿体。

矿区外东南约3km左右出露有燕山早期白莲寺岩体，呈岩株产出，面积28km2。成岩时代J2，年龄值RS-W175、KAB180Ma，岩性为黑云母二长花岗岩-二云母二长花岗岩。内蚀变作用主要有绿泥石，绢云母化，外接触变质作用主要有角岩化。另据区域重磁测量资料，推断矿区深部发育隐伏岩体。

3 矿床地质特征

3.1 矿带及矿体特征

杨梅冲矿区锡钨多金属矿为石英脉型矿体，属高中温岩浆热液充填型矿体，赋存于矿区内石英脉带内；目前共圈定7条含锡钨铜铅锌银石英脉带、109个锡钨多金属矿体。

石英脉带由脉状、网脉状、微-细脉石英脉组成，目前地表圈定有北西向和北东向二组，北西向组有Q1、Q2、Q3、Q4、Q7，倾向南西，倾角75°～85°，北东向组有Q5、Q6，倾向南东，倾角50°～80°。脉带长300m～1200m，单脉宽一般1cm～10cm，少部脉幅可达20cm～40cm，脉间距一般5cm～50cm，细脉及脉间含矿时往往构成锡钨铜铅锌多金属矿体。其中北西向石英脉带为区内主要含矿带，目前地表揭露有Q1、Q2、Q3脉带，深部隐伏脉带有Q4、Q7脉带，其中Q2、Q3为最主要的含矿带。

目前，矿区共圈定109个锡钨多金属矿体，赋存于7个石英脉带内，仅少量矿体在地表局部出露，其余均为隐伏矿体。矿体主要受NW向石英脉带开展，矿体成脉状、透镜状等不规则形态产出，倾向上呈叠层状，平面上看具有平行斜列现象。脉带内石英脉具有分支复合、尖灭再现现象，但矿体多为脉状、透镜状，形态较简单。矿体矿石与围岩均为板岩，矿体与围岩多呈渐变过渡关系。矿体总体走向、倾向均与各脉带相同。其中5、6、7、13、24、56等为主要的锡钨多金属矿矿体，101为主要的铅锌多金属矿矿体；其中24矿体控制长度走向长580m，倾向延伸500m，两端未封闭，最大厚度14.15m，平均厚度3.85m，呈透镜状，向两侧及深部变薄变贫，总体产状205°∠80°。该矿体WO3：0.03%～0.56%，平均0.41%；Sn：0.03%～0.69%，平均Sn：0.15%。101铅锌多金属矿体，隐伏矿体，赋存于Q2脉带中部，控制走向长280m，往北西方向未封闭，倾向延伸550m（未封闭），矿体往深部品位有变贫现象。矿体厚度0.82m～1.83m，平均厚度：1.28m；矿体品位：WO3：0.01%～0.13%，Sn：0.03% ～ 0.37%，Cu：0.04% ～ 2.24%，Pb：0.67% ～ 8.24%，Zn：0.48%～7.59%，Ag：17.8g/t～458.6g/t；矿体平均品位WO3：0.04%，Sn：0.10%，Cu：0.41%，Pb：2.48%，Zn：2.49%，Ag：87.2g/t。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成分

锡钨多金属矿矿石矿物以黑钨矿、黝锡矿为主，次为黄铜矿、黄铁矿、毒砂，见少量白钨矿，局部有方铅矿、闪锌矿伴生，脉石矿物以石英、云母为主，次为少量萤石、电气石、绿泥石、红柱石等。

铅锌多金属矿矿石矿物以方铅矿、闪锌矿、辉银矿为主，局部见黑钨矿、黝锡矿，次为黄铜矿、黝铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿，脉石矿物为石英。

3.2.2 矿石化学成分

根据矿区化学分析结果，矿区主要有益组分为WO3、Sn、Pb、Zn、Cu、Ag等，全区矿体矿石平均含量：WO3：0.31%，Sn：0.20%，Pb：2.53%，Zn：2.52%，Cu：0.23%，Ag：18.0g/t，根据矿物共（伴）生关系及光谱分析结果，本矿区中伴生有益组分有Li、Sb、Ta、Nb等四种元素。

3.3 围岩蚀变

石英脉侧围岩蚀变主要发育于石英脉带内及两侧围岩中，为成矿热液活动所致，沿石英脉呈带状分布；主要有云英岩化、硅化和绢云母化，次为绿泥石化。

云英岩化由白云母、锂云母或石英云母相组成，常见的为白（锂）云母相，表现为白（锂）云母相呈聚合体，沿石英脉壁分布，一般厚0.1cm～2cm。脉侧板岩受硅化的宽带一般几厘米，主要表现为岩石结构构造上的重熔改造现象。其特征是碎裂岩经硅化后岩石颜色变浅，石英含量增高，岩石变硬，局部硅化强烈者形成石英岩岩块。其次是石英脉沿裂隙充填使近矿围岩岩石退色变硬，石英含量增高。绢云母化一般沿脉壁发育，尤其在板岩中，脉侧绢云母化较强，蚀变宽带一般为几厘米，与中温热液硫化物晶出阶段相当

3.4 成矿期次

据岩矿鉴定结果，按照矿物共生组合、矿物粒度以及不同矿石之间的包裹、穿插关系，矿区原生矿体成矿期次分为①气成-高温氧化物成矿阶段。②高中温硫化物成矿阶段。③中低温硫盐矿物阶段；其中气成-高温氧化物成矿阶段、高中温硫化物成矿阶段为主要的成矿期次。

①气成-高温氧化物成矿阶段：主要形成石英、白云母、电气石和黑钨矿，次为萤石；本阶段是黑钨矿主要成矿期，镜下可见黑钨矿呈晶簇状钳布于石英脉内或呈不规则状侵染分布于石英脉或白云母中。②高中温硫化物成矿阶段：主要形成毒砂、黄铜矿、黝锡矿、闪锌矿、辉银矿等硫化物矿物，次为方铅矿，是主成矿阶段的晚期。镜下可见毒砂、黄铜矿、闪锌矿溶蚀交代黑钨矿，毒砂溶蚀黑钨矿又被黄铜矿溶蚀交代以及方铅矿交代溶蚀含铜闪锌矿等。③中低温硫盐矿物阶段：本阶段矿化作用较弱，是成矿作用的尾声，主要形成方解石，次为块硫锑铅矿、脆硫锑铅矿等。

4 矿床成因及找矿方向

4.1 矿化富集规律

（1）区内矿体产于北北西向或北东向石英脉带内，受脉带严格控制。石英脉比花岗岩脉矿化更富集。

（2）矿区矿化上部以铅锌为主，中部过渡带以锡为主，下部以锡钨为主，矿化富集规律为岩体外接触带“五层楼（微脉带～细脉带～中脉带～大脉带～根脉带）”+“地下室（隐伏蚀变岩体型锡钨矿）”成矿模式。

（3）矿体富集段主要分布矿区中部，往两端矿体逐渐变薄、变支、变贫。铅锌矿体主要分布在上脉带（Q1、Q2），锡钨矿体分布在下脉带（Q2～Q4），锡钨矿体沿倾向地表以下30m～50m以内品位较低，往深部矿体品位变富、厚度变大。

（4）走向为北西向的石英脉脉组相较北东向石英脉含矿富而均匀，但二者交汇处往往矿体品位更高、厚度更大。

（5）铅锌多金属矿体中银品位较高，但锡钨铜品位往往也较高；而锡钨多金属矿体中铜品位相对较高，但铅锌银品位较低。

（6）铅锌矿体在走向上品位变化不大，但沿倾向上有中间高两头低、往深部有变贫变薄的趋势；大致在23线～24线-300m以上标高是铅锌矿体的富集区。

4.2 成矿控制因素

4.2.1 断裂构造对成矿的控制作用

区内钨锡铅锌矿床的矿体形态、产状、矿化富集等均严格受北北西向断裂及其次生断裂裂隙控制，但本区的多次构造运动的相互影响和叠加，使本区断裂构造形式更加多样和复杂化，更有利于区内矿化作用的进行。

本区的构造形式主要是北西向断裂构造，其中包含了形成较早的常德-安仁基底断裂，以及形成较晚但受古基底构造影响且利用改造的叠加于前者的北北西构造裂隙；北北西构造裂隙是区内矿液的主要运移通道，也是主要的容矿场所，为区内主要的成矿控制裂隙。

4.2.2 围岩对成矿的影响

区内大面积出露的冷家溪群板岩系，是主要的工业矿体赋存的围岩；受多期构造影响，区内板岩裂隙及其发育，板岩内的裂隙为成矿作用提供了运移通道和容矿场所。同时，区内板岩不利于交代作用的发生，故本区的成矿作用主要是沿裂隙充填。

4.2.3 岩浆侵入活动对成矿的控制

区内边缘及矿区内岩脉普遍具有较强的锡、钨、铜、铅、锌、银等矿化，区内各类岩脉的展布方位与矿脉的展布方位基本相同，并且有矿脉穿插岩脉或岩脉呈透镜体状、角砾状产于矿脉中的现象；此外，区内的主要铅锌锡钨矿点主要沿白莲寺岩体及深部隐伏岩体展布。这些都表明区内的岩浆活动为成矿提供了物质来源，岩体内外接触带及（隐伏）岩体本身为矿床的成矿空间。

4.3 矿床成因

区内主要矿体赋存于北西向石英脉带内，矿体总体呈脉状、叠层状分布，矿体主要位于隐伏岩体上部的板岩裂隙中，矿石矿物主要为黑钨矿、黝锡矿、方铅矿、闪锌矿和黄铜矿等，围岩蚀变主要为云英岩化、绢云母化和硅化，属中高温蚀变与中高温矿物的组合特征，成矿作用的热议和物质主要来源于深部隐伏岩体。

隐伏岩体在侵入过程中，由岩体侵入顶托产生的张力使岩体周边围岩的裂隙、节理等追踪北西向基底构造和北东向深大断裂，形成矿区特有的由北北西向和北北东向陡倾斜裂隙、岩体顶部层裂隙组成的成矿裂隙系统；而岩浆冷凝收缩过程中使岩体内部产生由内向外的各种节理。

在隐伏岩体冷凝晚期，在深部岩浆房温压驱动下，大量的汽水溶液集中在岩体顶部，沿岩体内部节理渗透交代蚀变，形成似层状云英岩化花岗岩型锡钨矿体；而随着汽水溶液不断地聚集，压力不断增大，当其大于围岩压力时封闭的体系被打开，矿液进入外围接触带围岩，沿北北西向等裂隙充填，形成石英脉（带）型钨锡铅锌多金属矿体，从而形成陡倾斜的石英脉带下伏面型似层状蚀变花岗岩矿体的钨锡多金属矿矿床组合类型，构成了以隐伏花岗岩侵入演化为主导的“上脉下体（五层楼+地下室）”锡钨多金属成矿模式。

综上，杨梅冲矿区锡钨铜多金属矿床属岩体外接触带岩浆热液石英脉带型锡钨多金属矿床。

4.4 找矿标志

区内锡钨铅锌多金属矿床的找矿标志为：燕山早期（隐伏）花岗岩体内、外接触带或花岗斑岩（脉）周边；岩体外围接触带中的北西向或北东向断裂构造；W、Sn、Cu、Pb、Zn、Ag、Bi元素化探异常、区域局部磁力正异常与局部重力负异常的地区；北西向或北东向石英脉（线）等地表露头；发育有绿泥石化、电气石化、绢云母化、云英岩化、硅化等中高温围岩蚀变；已知锡钨铜、铅锌银、萤石矿等矿（化）点。