錫礦山銻礦試研究報告

1、礦床學(xué)錫礦山銻礦試研究報告021121陳翔宇201210004041 成礦地質(zhì)背景1.1 構(gòu)造 錫礦山,位于湖南省中部、原隸新化縣,現(xiàn)屬冷水江市。初開辟時,僅指老錫礦山一帶,今則統(tǒng)括北起棗子排,南至鷹咀巖;東起物華,西至光家老的廣大礦區(qū)。南北長約8km,東西寬約2km,面積約16km2;地處東經(jīng)111°2730至111°3030,北緯27°4430至27°4800;在構(gòu)造位置上,錫礦山銻礦田位于區(qū)域性的安化寧鄉(xiāng)東西向構(gòu)造帶以南,白馬山龍山東西向構(gòu)造帶以北,祁陽山字型構(gòu)造北東翼與城步新化桃江斷裂的復(fù)合部位。屬新化漣源褶皺帶的漣源盆地。

2、區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜,除了長期活動的東西向構(gòu)造外,還有斜貫全區(qū)的祁陽山字型構(gòu)造,北西向構(gòu)造和規(guī)模宏大的新華夏系等。這些不同體系、不同時期、不同序次的構(gòu)造形跡相互復(fù)合,組成了區(qū)內(nèi)主要的構(gòu)造框架。整個錫礦山銻礦田(包括南礦的飛水巖礦床,物華礦床;北礦的老礦山礦床,童家院礦床)為一巨大的短軸背斜,背斜軸向?yàn)楸睎|30°,長約9km,寬約3km,兩端傾伏,短軸背斜中次級褶皺十分發(fā)育,四個礦床分別產(chǎn)于四個次級背斜中,互為斷裂或無礦地段所隔而獨(dú)立存在1。1.2 地層 礦區(qū)出露地層主要為上泥盆統(tǒng)佘田橋組和下石炭統(tǒng)巖關(guān)階和大塘階。其中佘田橋組分布極為廣泛,巖關(guān)階及大塘階只在礦區(qū)周圍發(fā)育,彼此皆為整合

3、接觸。錫礦山銻礦床主要賦礦層位為上泥盆統(tǒng)佘田橋組,這套地層具有復(fù)雜的巖性組合,依據(jù)巖性和化石可以分為上、中、下三段,即頁巖段、灰?guī)r段和砂巖段。1.3 巖漿巖 錫礦山銻礦田區(qū)內(nèi)沒有巖漿巖體出露,只在漣源盆地的邊緣有白馬山和溈山兩個規(guī)模較大的復(fù)式花崗巖體侵入。礦田內(nèi)東部煌斑巖脈的存在是該區(qū)巖漿活動的產(chǎn)物,巖脈南起張家坪,北到冬至灣,呈北東30°方向延伸,全長約4500m,一般寬度為13m,巖脈兩旁接觸界線清晰,界線參差不齊,可見有沿灰?guī)r節(jié)理、裂隙或?qū)娱g貫入的不規(guī)則狀枝脈,圍巖蝕變不明顯。1.4 巖相古地理 根據(jù)巖性和古生物兩個方面,對區(qū)內(nèi)主要含礦地層佘田橋組進(jìn)行的沉積環(huán)境和沉積相恢復(fù),表

4、明佘田橋組的沉積環(huán)境和沉積相變化頻繁:早期自下而上沉積物由以碎屑物為主轉(zhuǎn)為含鈣泥質(zhì)增多,生物由稀少逐漸增多,是由海相逐漸過渡成為濱淺海相的;中期海進(jìn)加大,海水進(jìn)退頻繁,可大致分為四個小旋回,每個旋回開始都為海水暢通,往后水體逐漸變淺以致于沉積物露出水面,而轉(zhuǎn)變?yōu)樗鞑粫惩ǖ拈]塞環(huán)境;晚期具有相對暢通的開放沉積環(huán)境的特點(diǎn)。 在這種沉積環(huán)境和沉積相頻繁變化環(huán)境下形成的佘田橋組頁巖、薄層至厚層狀泥晶灰?guī)r,砂質(zhì)灰?guī)r、鈣質(zhì)砂巖互層的巖石建造與錫礦山超大型銻礦床的形成有著密切的相關(guān)性。2 礦床地質(zhì)特征 2.1 礦床(體)受地層、巖性控制 錫礦山銻礦床主要賦存在上泥盆統(tǒng)佘田橋組,佘田橋組按巖性可劃分為三段。

5、 上段為頁巖段,以鈣質(zhì)頁巖為主,夾少量薄層灰?guī)r和泥灰?guī)r。中段為灰?guī)r段,以灰?guī)r為主,夾多層泥巖、鈣質(zhì)頁巖、白云巖及粉砂巖,共分27小層。其中D2,3,5 3s 三小層為薄至中層狀泥晶灰?guī)r,硅化后為交代石英巖,有似層狀、透鏡狀銻礦體充填,為礦層,其他小層為粉砂質(zhì)頁巖;D263s為黑色斑點(diǎn)狀頁巖,是與礦層劃分標(biāo)志層;D273s為薄層至中層狀泥晶灰?guī)r夾數(shù)層砂巖,硅化后有似層狀,透鏡狀輝銻礦體充填,為礦層;D28,93s為微層至薄層狀灰?guī)r,白云質(zhì)灰?guī)r夾砂質(zhì)灰?guī)r,頁巖,D2103s為厚層白云質(zhì)粘土巖,是與層礦體劃分標(biāo)志;D211,163s 小層為中厚層狀生物碎屑灰?guī)r,云質(zhì)灰?guī)r與薄層粉砂巖,砂質(zhì)頁巖,頁巖不

6、等厚互層,在斷層下盤局部地段的灰?guī)r硅化后,有透鏡狀,囊狀輝銻 礦體;D217,27 3s 小層為深灰色中厚層狀生物碎屑灰?guī)r,砂質(zhì)灰?guī)r,白云質(zhì)巖夾粉砂質(zhì)頁巖,粉砂巖,泥灰?guī)r。在斷層下盤局部地段的灰?guī)r硅化后,有透鏡狀,囊狀輝銻礦體。 下段為泥質(zhì)粉砂巖段,以云母鈣質(zhì)粉砂巖為主,夾碳質(zhì)頁巖、泥巖、石英砂巖。在靠近斷 層F75下盤局部地段的灰?guī)r硅化后,有透鏡狀,囊狀輝銻礦體。2.2 礦體受構(gòu)造控制明顯 整個錫礦山銻礦田被巨大的錫礦山短軸背斜控制,背斜軸向北東30°,長約9000m,寬約3000m,是一個兩端傾伏之箱狀短軸背斜;背斜西翼為西部斷層(F75)切割,東翼較為平緩亦有一東部斷裂(為煌斑

7、巖脈所充填)存在。超大型錫礦山銻礦即產(chǎn)于兩斷裂之間。包括老礦山、童家院、飛水巖、物華等四個工業(yè)礦床,它們分別產(chǎn)于四個次級背斜之中,互為斷 裂或無礦地段所隔;而且各礦床大小及其分布范圍受各自次級背斜的大小所控制,其中以飛水巖礦床規(guī)模最大,物華礦床規(guī)模最小。 錫礦山短軸背斜中,次級褶皺十分發(fā)育,同時老礦山礦床主要賦存于F75斷裂的下盤,而飛水巖、童家院、物華礦床分別賦存于F17、F3等較大規(guī)模斷裂的下盤,并且愈遠(yuǎn)離斷裂,各種礦床(體)都變薄,品位愈貧。 礦體受構(gòu)造控制的特點(diǎn)還表現(xiàn)在:次級褶皺中的巖層小褶皺,層間虛脫處,是礦化富集的主要部位;背斜樞紐的變化處及兩傾伏端往往富礦;幾組斷裂交匯處斷層產(chǎn)狀

8、變化處更是銻礦富集的主要地段。2.3 礦體多為二向至三向延長,沿一定層位呈帶狀分布錫礦山銻礦田內(nèi)主要礦體形態(tài)為層狀、似層狀、扁豆?fàn)睢⑼哥R狀、脈狀、側(cè)羽狀、囊狀等,多為二向至三向延長,沿一定層位呈帶狀分布。（見表1）2.4 礦石礦物成分簡單,化學(xué)成分與圍巖基本相近 礦田內(nèi)輝銻礦石的礦物成分較單一,主要礦物為輝銻礦,石英及方解石;次要礦物為重 晶石,螢石以及黃鐵礦;輝銻礦為主要有用礦物,主要以他形晶粒狀產(chǎn)出,其次為半自形晶,產(chǎn)于晶洞之中,生長完好,組成放射狀或網(wǎng)脈狀等晶簇。 根據(jù)所采43個樣品化學(xué)分析結(jié)果,可見礦石與硅化巖石(圍巖)化學(xué)成分相近,只是硅化程度不同。2.5 圍巖蝕變較弱礦田內(nèi)近礦圍巖

9、蝕變主要為硅化,碳酸鹽化,重晶石化。螢石化較少,只在物華礦床、飛水巖礦床及個別礦段出現(xiàn)。其中硅化分布廣泛,是最重要的圍巖蝕變,可以說沒有硅化就沒有礦化。（見表2）3.巖石標(biāo)本XKS-Y-1 硅化粉砂巖灰白色的致密的變質(zhì)硅質(zhì)碎屑沉積巖，塊狀構(gòu)造。放大鏡亦不能清晰區(qū)分顆粒，經(jīng)后期變質(zhì)作用致使巖石孔隙均被充填而變得致密。而硅質(zhì)交代也能說明有熱液參與該地區(qū)地質(zhì)活動。XKS-Y-2 硅質(zhì)灰?guī)r致密的塊狀變質(zhì)灰?guī)r，新鮮面為灰黑色，風(fēng)化面為灰黃色。硅化作用完全且徹底，小刀偶能可動，但不知用稀酸是否能有冒泡現(xiàn)象。而使該礦石發(fā)生硅化的含有大量硅質(zhì)的熱液也可以解釋礦石標(biāo)本中為什么會有石英脈的出現(xiàn)；反過來講，這種中低

10、溫的熱液礦物往往就是在硅質(zhì)熱液中賦存的。XKS-Y-3 角礫巖 致密的角礫狀構(gòu)造，且硅化嚴(yán)重。硬度不小于7，硅質(zhì)交代完全且徹底無論是淺黃色的角礫還是深灰色的基質(zhì)。角礫為溶蝕成因且遠(yuǎn)早于硅化之前。XKS-Y-4 鈣質(zhì)頁巖外表似泥晶灰?guī)r，且標(biāo)本表面未見頁理?；疑粱液谏?，塊狀結(jié)構(gòu)。硬度較軟且脆。4.礦石標(biāo)本：XKS-K-1 脈狀輝銻礦礦石賦礦巖體為灰?guī)r。新鮮面為灰至灰黑色，風(fēng)化面為黃褐至灰褐色。塊狀構(gòu)造，泥晶結(jié)構(gòu)，含有少量結(jié)晶方解石脈狀體穿插其中。含礦脈體為石英脈，充填于灰?guī)r裂隙中，乳白色至煙灰色，透明至半透明，玻璃光澤。多為它形脈狀集合體，但在略大的裂隙中則有足夠的空間使其能夠自行結(jié)晶，形成尖端

11、的短柱狀晶簇。石英脈中的礦石礦物為輝銻礦，鋼灰色至銀灰色，極強(qiáng)烈的金屬光澤，質(zhì)極軟，以長柱狀晶簇集合體的形式生長于石英脈中，且晶體長軸方向平行于石英脈長軸方向?？梢娨唤M極完全解理，解理面平直光滑，斷口參差狀。XKS-K-2 塊狀輝銻礦礦石所謂塊狀礦石不是指礦石礦物的構(gòu)造是塊狀的，而是指賦礦的巖石是塊狀結(jié)構(gòu)的?；?guī)r，泥晶結(jié)構(gòu)并含有些許結(jié)晶方解石細(xì)脈。礦石礦物依然是晶簇狀的集合體，鋼灰色至銀灰色，極強(qiáng)烈的金屬光澤，質(zhì)軟銅針即可劃動，其余描述同XKS-K-1之描述，在此不贅述。XKS-K-3 團(tuán)塊狀輝銻礦礦石與XKS-K-2的情況一樣，所謂團(tuán)塊狀不是指礦石礦物的構(gòu)造，而是指賦礦巖體的構(gòu)造?；?guī)r，泥晶

12、結(jié)構(gòu)，未見方解石脈。輝銻礦以晶簇狀或長柱狀的單晶形式直接生長于灰?guī)r中，而不是與石英共生。除此之外其他礦物學(xué)性質(zhì)都是一樣的，參見XKS-K-1之描述，在此不贅述。XKS-K-4 晶洞狀礦石與XKS-K-1類似，但是區(qū)別在于，該晶洞狀礦石中灰?guī)r裂隙更大些，致使內(nèi)生的石英生長成為晶洞，自形晶體發(fā)育，晶簇狀向心生長于晶洞內(nèi)表面。自形程度較高的晶簇狀輝銻礦晶體集合體生長于晶洞空腔內(nèi)，其他礦物學(xué)描述同XKS-K-1。此外，在該礦石受分化的表面部分可見輝銻礦表面有黃銻華皮殼。鮮黃色至土黃色，土狀光澤。6.礦床成因分類和成礦模式探討 綜上所述,錫礦山超大型銻礦床是一種產(chǎn)在沉積巖地區(qū),礦石建造與沉積巖石類型和巖

13、 性有密切相關(guān)性的熱液礦床,其形成深度位于地殼淺部,成礦溫度在200左右。與巖漿活動無直接關(guān)系。結(jié)合該區(qū)現(xiàn)有地質(zhì)、物化探資料的綜合分析,筆者提出對錫礦山銻礦成礦模式的認(rèn)識,以供參考。 錫礦山銻礦田位于揚(yáng)子地臺南東陸緣區(qū),加里東褶皺帶的湘中地體(斷陷盆地)。自早震旦世以來,長期處于北西西南東東的拉張狀態(tài),致使產(chǎn)生了一系列成因和空間分布上密切相關(guān)的伸展構(gòu)造。與此同時,同生斷裂發(fā)育,開闊的盆地水體之下出現(xiàn)地塹、地壘式地形。在地塹中接受古陸長期風(fēng)化形成的剝蝕物及金屬元素,為成礦準(zhǔn)備了充足的物源。 另一方面在拉張構(gòu)造的陷陸期間,沉積的古陸風(fēng)化剝蝕物及金屬元素經(jīng)海底成巖壓實(shí),在壓實(shí)過程中巖層中的孔隙水受壓而被釋放出來,形成以鹵化物為主的熱鹵水,并與地下滲水一道經(jīng)受地溫和深部巖漿的熱力作用,形成弱酸性、富有機(jī)質(zhì)、高鹽度的熱鹵水使成礦作用具備了水源。同生斷裂又是溝通深部熱水循環(huán)的主要通道。通過加溫,在循環(huán)過程中使圍巖中有用成分活化轉(zhuǎn)移(萃取地層中的銻元素)并沿斷裂上升到地表淺部,在不透水巖層 D33s和D13x遮擋、屏蔽下,于D23s地層中發(fā)生沉淀交代作用,形成初始硅化巖石,并且弱銻礦化;此為早期成礦階段,屬泥盆紀(jì)晚期。 此后,經(jīng)受印支燕山運(yùn)動影響,斷裂繼續(xù)活動,使