2024年6月3日发(作者:恭秋颖)
湘中锡矿山锑矿控矿特征与成矿预测
贺建湘;肖亮明;邹利群;于水
【摘 要】Hsikuangshan Sb ore field in central Hunan generally includes
three important mineralization cen-ters,namely Feishuiyan mineralization
center,Laokuangshan mineralization center and Tongjiayuan mineral-
ization three mineralization centers are distributed with
fundamental equidistant regularity. Chenjiachong anticline-Daocaowan
anticline area is possibly the fourth mineralization center in Hsikuang-shan
Sb ore field because of its large-scale prospecting works in
Hsikuang shan Sb ore field shall focus on the ore-transmitting (ore-
controlling)fracture,namely F7 5 ,F72 ,F7 1 ,F3 and F2 1 9 .In particu-
lar,parts of the fault footwall in which both shale shielding layer and
tectonic extensional space exist shall be paid more attention to as greatly
promising prospecting targets.%湘中锡矿山锑矿田可以概括为三大成矿中心即
飞水岩成矿中心、老矿山成矿中心、童家院成矿中心,这三大成矿中心具有基本等
距性分布的规律。陈家冲背斜—稻草湾背斜区域很可能是锡矿山锑矿田的第四大
成矿中心,其储量规模可能达中大型规模。锡矿山锑矿田的地质找矿要紧紧抓住导
矿(控矿)断裂即 F75、F72、F71、F3、F219等开展工作,特别要寻找断层下盘既
存在页岩屏蔽层,又存在构造张性空间的区域,这往往就是非常有潜力的找矿靶区。
【期刊名称】《矿产与地质》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】6页(P707-712)
【关键词】锡矿山锑矿;控矿特征;成矿预测
【作 者】贺建湘;肖亮明;邹利群;于水
【作者单位】锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南 冷水江 417502;锡矿山闪星锑
业有限责任公司,湖南 冷水江 417502;锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南 冷水
江 417502;锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南 冷水江 417502
【正文语种】中 文
【中图分类】P618.66
锡矿山锑矿床位于湖南省冷水江市东北约13 km处,矿区面积约18km2,由飞水岩、
物化、童家院和老矿山等四个矿床组成,已产出和保有的锑金属量总计达249万吨
[1],是世界上唯一已知的超大型锑矿。该锑矿有据可查的开采活动可追溯至1892
年,开发、勘查历史悠久,迄今已积累了大量的地质资料。近年来,锡矿山锑矿深入开
展了边深部找矿勘查,充分利用已有的研究和勘探资料,对锡矿山矿床深入开展控矿
特征与成矿预测研究,具有重要的现实和理论意义。
锡矿山锑矿位于湘中凹陷次级盆地—涟源凹陷的西部(图1),大地构造位置处在扬子
准地台与华南加里东褶皱带之间的过渡部位,成矿地质条件非常优越,著名的华南锑
成矿带即产于该过渡部位上。涟源凹陷是以下古生界变质岩系为基底发展起来的一
个晚古生代―中三叠世的以碳酸盐岩为主夹碎屑岩为特征的继承性沉积拗陷区,其四
周均为隆起,西北为雪峰山隆起、东北为沩山凸起、南为龙山―白马山凸起、东部与
湘乡低凸起相邻。涟源凹陷及其周边地区的地层发育较齐全,自中元古界冷家溪群
至新生界第四系,除缺失中、上志留统,下泥盆统,中三叠统,上侏罗统,上第三系外,其
余地层均有出露,锡矿山锑矿即产于中、上泥盆统以灰岩为主的地层中。锡矿山矿
区外围岩浆岩广泛发育,北有沩山岩体,南有白马山复式岩体,南西有龙源花岗岩体,北
西还有大神山花岗岩体;矿区内并无任何岩体出露,它与最近的龙源岩体的距离约为
30km,距其它岩体的距离均达50km以上。
NNE向的城步—桃江深大断裂(F75)通过锡矿山锑矿田西侧(图1),是重要的控矿和
导矿构造。它与NW向的双峰—涟源隐伏断裂交汇于矿田南部,为成矿提供了优越
的区域构造条件。
锑矿不仅是涟源凹陷而且也是湘中盆地及邻区的重要矿产,据粗略统计,湘中已发现
的锑矿床和矿点多达170余处,按产出形态可分为层状、似层状和交错型脉状锑矿
两大类。层状、似层状锑矿主要产于上泥盆统佘田桥组地层中,脉状锑矿主要产于
前泥盆系地层中。
锡矿山矿区出露地层为中、上泥盆统和下石炭统,深部经坑道和钻探揭露,见到中泥
盆统棋梓桥组地层。主要含矿层位为上泥盆统佘田桥组中部灰岩段(D3s2),其次为
中泥盆统棋梓桥组(D2q)。依据沉积韵律组合关系,D3s2自上而下划分为27小层,
奇数层为赋矿层位,偶数层为遮挡层。
锡矿山矿区主构造线方向为NNE-SSW向,其下属的飞水岩、老矿山、童家院、物
华矿床各自受同样次级背斜所控制,这些次级背斜共同组成了锡矿山复式背斜(图2)。
矿田范围内除云斜煌斑岩脉外,无其它岩体出露。煌斑岩脉受矿田东部NE向正断
层控制,岩脉走向NE30°,倾向SE,倾角80°~85°,厚1~3m,最厚达10 m,沿走向长
大于6000 m。
矿体产出形态主要有四类,其中I类和Ⅱ类矿体为整合型,主要呈层状和似层状,产状
与地层产状基本一致;Ⅲ类矿体主要为侧羽状、不规则带状及薄板状、脉状,其产状
受控矿断裂和地层控制,产于F75及其次级断裂以及横向断裂F217、F219下盘;Ⅳ
类矿体主要为薄板状、囊状。各矿床和各类矿体基本特征见表1和表2。
矿体围岩蚀变主要为硅化,其次可见少量绢云母化、黄铁矿化、高岭石化和叶腊石
化,一些晚期无矿的碳酸盐脉常见并切过硅化灰岩围岩。矿石结构主要为自形、半
自形结构,他形粒状结构。矿石构造主要为致密块状、角砾状、晶洞状、浸染状、
脉状构造。矿物共生组合有辉锑矿—石英组合和辉锑矿—方解石组合。两套组合
的形成温度并无显著差别,前一组合石英所含流体包裹体的均一化温度为273℃~
168℃,后一组合方解石所含流体包裹体的均一化温度为280℃~130℃(杨东
生,2014)。辉锑矿—石英型矿石广泛分布于锡矿山锑矿的4个矿床,而辉锑矿—方
解石型矿石的分布则要局限得多,目前主要在飞水岩矿床的下部中段和童家院矿床
的F219断裂中有所发现。虽然一些矿石中同时出现热液成因的方解石和石英与辉
锑矿共生的现象,那是由于方解石型矿石对石英型矿石的叠加所致。
大量的同位素地球化学研究表明,锡矿山锑矿成矿物质很可能来源于前泥盆纪,尤其
是元古界基底碎屑岩[2~5]。也有研究认为有地幔物质的参与[6~7]。
放射成因同位素(Pb,Sr)和轻稳定同位素(C, O)等研究表明,成矿流体与区域流体主
要是经深部循环演化的大气降水[2,,8~9]。碳、氢、氧、硫、铅、锶等同位素地球
化学研究表明矿床碳、硫等矿化剂主要来源于基底地层[9~10]。
3.1 区域地球化学控制
湘中地区锡矿山超大型矿床及其它众多锑矿床的出现与该地区地层中较高的锑金属
含量相对应。据湖南省418地质队资料(表3),湘中地区前(含)泥盆系地层的Sb含
量较高,约为地壳丰度的2~16.8倍或7.6~42倍,其中寒武系最高,板溪群次之。而
且该区元古宙地层中的Sb主要以易活化的形式存在,在低温条件下就能发生活化、
迁移[11],据计算,在700km2的降低场中,从前泥盆系地层中可以迁移出多达
13200万吨的锑[8],是形成湘中锑矿的丰富的物质基础。
3.2 构造控制
锡矿山锑矿田处于NE向的城步-桃江岩石圈断裂带与NW向的新化-涟源隐伏断
裂的交汇部位,矿田深部地壳和上地幔具有结构特殊的构造环境。城步-桃江深断裂
(矿区出露为F75)西东侧地壳厚度落差达4km,F75西侧莫霍面温度高达560℃,东
侧只有268℃~295℃[12]。这样的地温环境有利于成矿物质进行侧向热交换和热
流体环流的形成,从而控制了锑矿的宏观富集空间。
锡矿山锑矿赋存于桃江―城步深大断裂下盘的地垒式断褶隆起中,F75为导矿构造,矿
田中的控矿构造如F72、F3、F75控制了老矿山矿床、童家院矿床、飞水岩矿床
(以及物华矿床)的展布空间,而矿田构造体系中的容矿构造如层间破碎带控制了矿体
的赋存空间。
3.3 岩浆控制
矿区方解石的Sm-Nd同位素定年研究表明,锡矿山矿区的成矿作用可分为早、晚
两期,其成矿作用时间分别为155.5±1.1 Ma和124.1±3.7 Ma[13],属于燕山成矿
期。虽然锡矿山矿区范围内并无岩体分布,但周边地区出露有燕山期的马脑丘花岗
斑岩脉、九江庙花岗岩脉、肖峰坳花岗岩株、乌鸡山花岗岩墙,以及幔源成因的锡
矿山煌斑岩脉等一些小规模的岩浆岩体[7],这些同期分布的岩浆岩类可能是锡矿山
锑矿成矿作用的主要成矿能量来源[4]。燕山晚期花岗细晶岩至煌斑岩等岩脉中锑
的丰度特别高,为19.5×10-6~100×10-6[1],因此,燕山晚期岩浆活动有可能提供部
分锑成矿元素。锡矿山锑矿童家院矿床早阶段含矿方解石的δ13为-7‰~-6.1‰,
表明深部岩浆提供了少量矿化剂[3]。
3.4 地层与岩性控制
锡矿山锑矿田内与锑成矿有密切关系的地层是上泥盆统佘田桥组和中泥盆统棋梓桥
组。佘田桥组页岩段(D3s3)与其上覆的锡矿山组长龙界段(D3x1)页岩厚100~180
余米,该岩层渗透率极低,对矿田内热液成矿起屏蔽作用,是最重要的封闭盖层。佘田
桥组灰岩段(D3s2)厚近220m,为矿田主要赋矿地层。它与上覆页岩(D3s3+D3x1)
构成矿田主要的热液成矿的储盖组合。
佘田桥组下部砂岩段(D3s1)以中厚云母粉砂岩、钙质粉砂岩为主,夹砂质页岩及泥
晶灰岩,厚约45m,在F75下盘破碎带中局部矿化。其渗透性较差,化学性质不活泼,
为热液成矿的次要屏蔽层。其下伏的中泥盆统棋子桥组(D2q)为厚层灰岩夹生物碎
屑灰岩,岩层厚,刚性较强,易破碎;在F75断裂带下盘近断裂处产生大量次级断层、
节理、破碎带,是矿田深部Ⅳ类矿体的赋存层位,与上覆的佘田桥组“砂岩段”构成
矿田深部的第二套热液成矿的储盖组合。
长期以来,锡矿山锑矿田被认为是由已发现的四大矿床即飞水岩矿床、老矿山矿床、
童家院矿床、物华矿床组成。但从矿床的构造空间定位上看,锡矿山锑矿田处于
F75的下盘,飞水岩矿床受F75和飞水岩背斜控制,老矿山矿床受F72和老矿山背斜
控制,童家院矿床受F3和童家院背斜控制,这三个矿床都有相应的控矿断裂和控矿
背斜,而地处飞水岩矿床东北部的物华矿床则没有相应的控矿断裂,认为可以归属于
飞水岩矿床。因此,从构造控制的角度来看,锡矿山锑矿由老矿山成矿中心、童家院
成矿中心、飞水岩成矿中心等三大成矿中心组成[14]。这三大成矿中心具有基本等
距性分布的特点(图3)。
笔者认为锡矿山锑矿田52~82线F75断裂下盘区域陈家冲背斜、稻草湾背斜区
域有望发现大型锑矿床。其依据有:区域地处锡矿山锑矿成矿系统北端,成矿地质条
件非常有利;已发现稻草湾区域NE向控矿构造与EW向构造交汇部位存在辉锑矿
—石英型和辉锑矿—方解石型锑矿[15],认为此区域找矿没有大的突破是由于F75
断裂下盘区域工作力度不足;现已发现的三个成矿中心具有基本等距分布的特点(图
3);矿田北部陈家冲背斜―稻草湾背斜区域具有与其他三个成矿中心相似的控矿地质
条件,此区域应为第四个成矿中心。目前在陈家冲—稻草湾成矿中心已发现有辉锑
矿—石英型矿石和辉锑矿—方解石型矿石,鉴于现有三大成矿中心金属量高达40~
110万吨以上(储量+已开采量,其中方解石型矿石的金属量约占四分之一左右),因此
预测陈家冲—稻草湾成矿中心储量规模极有可能达中大型规模。
锡矿山锑矿田的地质找矿要紧紧抓住导矿(控矿)断裂即F75、F72、F71、F3、
F219等开展工作,特别是在这些断层下盘区域,如果既存在页岩屏蔽层,又存在构造
张性空间,这往往是非常有潜力的找矿靶区,如飞水岩矿床39~47线F75下盘区
域;2012~2013年度在此区域开展的找矿工作已取得了良好的找矿效果。
(1)锡矿山锑矿田现已发现的四大矿床飞水岩矿床、童家院矿床、老矿山矿床、物
华矿床可以概括为三大成矿中心即飞水岩成矿中心(由飞水岩矿床和物华矿床组成)、
老矿山成矿中心、童家院成矿中心,三大成矿中心具有基本等距性分布的规律。
(2)陈家冲背斜—稻草湾背斜区域很可能是锡矿山锑矿田的第四大成矿中心,其储量
规模可能达中大型矿床规模。
(3)锡矿山锑矿田的地质找矿要紧紧抓住导矿(控矿)断裂即F75、F72、F71、F3、
F219等开展工作,特别是在这些断层下盘区域,要注意寻找既存在页岩屏蔽层,又存
在构造张性空间,这些往往都是非常有潜力的找矿靶区。
参考文献:
[1] 史明魁,傅必勤,靳西祥,等.湘中锑矿[M].长沙:湖南科学技术出版社,1993.
[2] 彭建堂,胡瑞忠,邹利群,等.湘中锡矿山锑矿床成矿物质来源的同位素示踪[J].矿物
学报,2002,22(2):155-159.
[3] 马东升,潘家永,解庆林.湘中锑(金)矿床成矿物质来源——Ⅱ.同位素地球化学证
据[J].矿床地质,2003,22(1):78-87.
[4] 马东升.华南重要金属矿床的成矿规律——时代爆发性、空间分带性、基底继承
性和热隆起成矿[J].矿物岩石地球化学通报, 2008,27(3):209-217.
[5] Yang,D.S.,Shimizu,M.,Shimazaki,H.,Li,X.H.,Xie, Q.L., Isotope
Geochemistry of the Supergiant Xikuangshan Sb Deposit,Central
Hunan,China:Constraints on Sources of Ore Constituents[J].Resour
Geol.56,385-396.
[6] 饶家荣,骆检兰,易志军.锡矿山锑矿田幔—壳构造成矿模型及找矿预测[J].物探与
化探,1999,23(4):241-249.
[7] 易建斌,付守会,单业华.湖南锡矿山超大型锑矿床煌斑岩脉地质地球化学特征[J].
大地构造与成矿学,2001,25(3):290-295.
[8] 印建平,戴塔根.湖南锡矿山超大型锑矿床成矿物质来源、形成机理及其找矿意
义[J].有色金属矿产与勘查,1999,8(6):476-481.
[9] 陶琰,高振敏,金景福,等.湘中锡矿山式锑矿成矿物质来源探讨[J].地质地球化
学,2001,29(1):14-20.
[10] 彭建堂,胡瑞忠.湘中锡矿山超大型锑矿床的碳、氧同位素体系[J].地质论
评,2001,47(1):34-41.
[11] 何江,马东升.中低温含硫、氯水溶液对地层中金、锑、汞、砷的淋滤实验研究
[J].地质论评,1996,42(11):76-85.
[12] 饶家荣.湖南锡矿山超大型锑矿田深部构造背景及外围找矿预测[A],论文集编者:
李传荣,锡矿山锑矿地质找矿专家研讨会论文专集[C].1996,:52-56.
[13] Peng JT,Hu RZ,Bumard PG(2003)Samarium-neodymium isotope
systematics of hydrothermal calcites from the Xikuangshan
deposits(Hunan,Chiana):the potential of calcite as a
geochronometer[J].Chem Geol 200:129-136.
[14] 贺建湘,陈三明.湖南锡矿山锑矿成矿控制分析与找矿方向探讨[A],冯佐海,陆有
德.地球环境科学[M].广西:广西科学技术出版社,2009,141-145.
[15] 胡帅,屈添强.冷水江市稻草湾矿区锑矿矿床地质特征及找矿前景[J].国土资源导
刊(湖南),2013,(6):87-89.
2024年6月3日发(作者:恭秋颖)
湘中锡矿山锑矿控矿特征与成矿预测
贺建湘;肖亮明;邹利群;于水
【摘 要】Hsikuangshan Sb ore field in central Hunan generally includes
three important mineralization cen-ters,namely Feishuiyan mineralization
center,Laokuangshan mineralization center and Tongjiayuan mineral-
ization three mineralization centers are distributed with
fundamental equidistant regularity. Chenjiachong anticline-Daocaowan
anticline area is possibly the fourth mineralization center in Hsikuang-shan
Sb ore field because of its large-scale prospecting works in
Hsikuang shan Sb ore field shall focus on the ore-transmitting (ore-
controlling)fracture,namely F7 5 ,F72 ,F7 1 ,F3 and F2 1 9 .In particu-
lar,parts of the fault footwall in which both shale shielding layer and
tectonic extensional space exist shall be paid more attention to as greatly
promising prospecting targets.%湘中锡矿山锑矿田可以概括为三大成矿中心即
飞水岩成矿中心、老矿山成矿中心、童家院成矿中心,这三大成矿中心具有基本等
距性分布的规律。陈家冲背斜—稻草湾背斜区域很可能是锡矿山锑矿田的第四大
成矿中心,其储量规模可能达中大型规模。锡矿山锑矿田的地质找矿要紧紧抓住导
矿(控矿)断裂即 F75、F72、F71、F3、F219等开展工作,特别要寻找断层下盘既
存在页岩屏蔽层,又存在构造张性空间的区域,这往往就是非常有潜力的找矿靶区。
【期刊名称】《矿产与地质》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】6页(P707-712)
【关键词】锡矿山锑矿;控矿特征;成矿预测
【作 者】贺建湘;肖亮明;邹利群;于水
【作者单位】锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南 冷水江 417502;锡矿山闪星锑
业有限责任公司,湖南 冷水江 417502;锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南 冷水
江 417502;锡矿山闪星锑业有限责任公司,湖南 冷水江 417502
【正文语种】中 文
【中图分类】P618.66
锡矿山锑矿床位于湖南省冷水江市东北约13 km处,矿区面积约18km2,由飞水岩、
物化、童家院和老矿山等四个矿床组成,已产出和保有的锑金属量总计达249万吨
[1],是世界上唯一已知的超大型锑矿。该锑矿有据可查的开采活动可追溯至1892
年,开发、勘查历史悠久,迄今已积累了大量的地质资料。近年来,锡矿山锑矿深入开
展了边深部找矿勘查,充分利用已有的研究和勘探资料,对锡矿山矿床深入开展控矿
特征与成矿预测研究,具有重要的现实和理论意义。
锡矿山锑矿位于湘中凹陷次级盆地—涟源凹陷的西部(图1),大地构造位置处在扬子
准地台与华南加里东褶皱带之间的过渡部位,成矿地质条件非常优越,著名的华南锑
成矿带即产于该过渡部位上。涟源凹陷是以下古生界变质岩系为基底发展起来的一
个晚古生代―中三叠世的以碳酸盐岩为主夹碎屑岩为特征的继承性沉积拗陷区,其四
周均为隆起,西北为雪峰山隆起、东北为沩山凸起、南为龙山―白马山凸起、东部与
湘乡低凸起相邻。涟源凹陷及其周边地区的地层发育较齐全,自中元古界冷家溪群
至新生界第四系,除缺失中、上志留统,下泥盆统,中三叠统,上侏罗统,上第三系外,其
余地层均有出露,锡矿山锑矿即产于中、上泥盆统以灰岩为主的地层中。锡矿山矿
区外围岩浆岩广泛发育,北有沩山岩体,南有白马山复式岩体,南西有龙源花岗岩体,北
西还有大神山花岗岩体;矿区内并无任何岩体出露,它与最近的龙源岩体的距离约为
30km,距其它岩体的距离均达50km以上。
NNE向的城步—桃江深大断裂(F75)通过锡矿山锑矿田西侧(图1),是重要的控矿和
导矿构造。它与NW向的双峰—涟源隐伏断裂交汇于矿田南部,为成矿提供了优越
的区域构造条件。
锑矿不仅是涟源凹陷而且也是湘中盆地及邻区的重要矿产,据粗略统计,湘中已发现
的锑矿床和矿点多达170余处,按产出形态可分为层状、似层状和交错型脉状锑矿
两大类。层状、似层状锑矿主要产于上泥盆统佘田桥组地层中,脉状锑矿主要产于
前泥盆系地层中。
锡矿山矿区出露地层为中、上泥盆统和下石炭统,深部经坑道和钻探揭露,见到中泥
盆统棋梓桥组地层。主要含矿层位为上泥盆统佘田桥组中部灰岩段(D3s2),其次为
中泥盆统棋梓桥组(D2q)。依据沉积韵律组合关系,D3s2自上而下划分为27小层,
奇数层为赋矿层位,偶数层为遮挡层。
锡矿山矿区主构造线方向为NNE-SSW向,其下属的飞水岩、老矿山、童家院、物
华矿床各自受同样次级背斜所控制,这些次级背斜共同组成了锡矿山复式背斜(图2)。
矿田范围内除云斜煌斑岩脉外,无其它岩体出露。煌斑岩脉受矿田东部NE向正断
层控制,岩脉走向NE30°,倾向SE,倾角80°~85°,厚1~3m,最厚达10 m,沿走向长
大于6000 m。
矿体产出形态主要有四类,其中I类和Ⅱ类矿体为整合型,主要呈层状和似层状,产状
与地层产状基本一致;Ⅲ类矿体主要为侧羽状、不规则带状及薄板状、脉状,其产状
受控矿断裂和地层控制,产于F75及其次级断裂以及横向断裂F217、F219下盘;Ⅳ
类矿体主要为薄板状、囊状。各矿床和各类矿体基本特征见表1和表2。
矿体围岩蚀变主要为硅化,其次可见少量绢云母化、黄铁矿化、高岭石化和叶腊石
化,一些晚期无矿的碳酸盐脉常见并切过硅化灰岩围岩。矿石结构主要为自形、半
自形结构,他形粒状结构。矿石构造主要为致密块状、角砾状、晶洞状、浸染状、
脉状构造。矿物共生组合有辉锑矿—石英组合和辉锑矿—方解石组合。两套组合
的形成温度并无显著差别,前一组合石英所含流体包裹体的均一化温度为273℃~
168℃,后一组合方解石所含流体包裹体的均一化温度为280℃~130℃(杨东
生,2014)。辉锑矿—石英型矿石广泛分布于锡矿山锑矿的4个矿床,而辉锑矿—方
解石型矿石的分布则要局限得多,目前主要在飞水岩矿床的下部中段和童家院矿床
的F219断裂中有所发现。虽然一些矿石中同时出现热液成因的方解石和石英与辉
锑矿共生的现象,那是由于方解石型矿石对石英型矿石的叠加所致。
大量的同位素地球化学研究表明,锡矿山锑矿成矿物质很可能来源于前泥盆纪,尤其
是元古界基底碎屑岩[2~5]。也有研究认为有地幔物质的参与[6~7]。
放射成因同位素(Pb,Sr)和轻稳定同位素(C, O)等研究表明,成矿流体与区域流体主
要是经深部循环演化的大气降水[2,,8~9]。碳、氢、氧、硫、铅、锶等同位素地球
化学研究表明矿床碳、硫等矿化剂主要来源于基底地层[9~10]。
3.1 区域地球化学控制
湘中地区锡矿山超大型矿床及其它众多锑矿床的出现与该地区地层中较高的锑金属
含量相对应。据湖南省418地质队资料(表3),湘中地区前(含)泥盆系地层的Sb含
量较高,约为地壳丰度的2~16.8倍或7.6~42倍,其中寒武系最高,板溪群次之。而
且该区元古宙地层中的Sb主要以易活化的形式存在,在低温条件下就能发生活化、
迁移[11],据计算,在700km2的降低场中,从前泥盆系地层中可以迁移出多达
13200万吨的锑[8],是形成湘中锑矿的丰富的物质基础。
3.2 构造控制
锡矿山锑矿田处于NE向的城步-桃江岩石圈断裂带与NW向的新化-涟源隐伏断
裂的交汇部位,矿田深部地壳和上地幔具有结构特殊的构造环境。城步-桃江深断裂
(矿区出露为F75)西东侧地壳厚度落差达4km,F75西侧莫霍面温度高达560℃,东
侧只有268℃~295℃[12]。这样的地温环境有利于成矿物质进行侧向热交换和热
流体环流的形成,从而控制了锑矿的宏观富集空间。
锡矿山锑矿赋存于桃江―城步深大断裂下盘的地垒式断褶隆起中,F75为导矿构造,矿
田中的控矿构造如F72、F3、F75控制了老矿山矿床、童家院矿床、飞水岩矿床
(以及物华矿床)的展布空间,而矿田构造体系中的容矿构造如层间破碎带控制了矿体
的赋存空间。
3.3 岩浆控制
矿区方解石的Sm-Nd同位素定年研究表明,锡矿山矿区的成矿作用可分为早、晚
两期,其成矿作用时间分别为155.5±1.1 Ma和124.1±3.7 Ma[13],属于燕山成矿
期。虽然锡矿山矿区范围内并无岩体分布,但周边地区出露有燕山期的马脑丘花岗
斑岩脉、九江庙花岗岩脉、肖峰坳花岗岩株、乌鸡山花岗岩墙,以及幔源成因的锡
矿山煌斑岩脉等一些小规模的岩浆岩体[7],这些同期分布的岩浆岩类可能是锡矿山
锑矿成矿作用的主要成矿能量来源[4]。燕山晚期花岗细晶岩至煌斑岩等岩脉中锑
的丰度特别高,为19.5×10-6~100×10-6[1],因此,燕山晚期岩浆活动有可能提供部
分锑成矿元素。锡矿山锑矿童家院矿床早阶段含矿方解石的δ13为-7‰~-6.1‰,
表明深部岩浆提供了少量矿化剂[3]。
3.4 地层与岩性控制
锡矿山锑矿田内与锑成矿有密切关系的地层是上泥盆统佘田桥组和中泥盆统棋梓桥
组。佘田桥组页岩段(D3s3)与其上覆的锡矿山组长龙界段(D3x1)页岩厚100~180
余米,该岩层渗透率极低,对矿田内热液成矿起屏蔽作用,是最重要的封闭盖层。佘田
桥组灰岩段(D3s2)厚近220m,为矿田主要赋矿地层。它与上覆页岩(D3s3+D3x1)
构成矿田主要的热液成矿的储盖组合。
佘田桥组下部砂岩段(D3s1)以中厚云母粉砂岩、钙质粉砂岩为主,夹砂质页岩及泥
晶灰岩,厚约45m,在F75下盘破碎带中局部矿化。其渗透性较差,化学性质不活泼,
为热液成矿的次要屏蔽层。其下伏的中泥盆统棋子桥组(D2q)为厚层灰岩夹生物碎
屑灰岩,岩层厚,刚性较强,易破碎;在F75断裂带下盘近断裂处产生大量次级断层、
节理、破碎带,是矿田深部Ⅳ类矿体的赋存层位,与上覆的佘田桥组“砂岩段”构成
矿田深部的第二套热液成矿的储盖组合。
长期以来,锡矿山锑矿田被认为是由已发现的四大矿床即飞水岩矿床、老矿山矿床、
童家院矿床、物华矿床组成。但从矿床的构造空间定位上看,锡矿山锑矿田处于
F75的下盘,飞水岩矿床受F75和飞水岩背斜控制,老矿山矿床受F72和老矿山背斜
控制,童家院矿床受F3和童家院背斜控制,这三个矿床都有相应的控矿断裂和控矿
背斜,而地处飞水岩矿床东北部的物华矿床则没有相应的控矿断裂,认为可以归属于
飞水岩矿床。因此,从构造控制的角度来看,锡矿山锑矿由老矿山成矿中心、童家院
成矿中心、飞水岩成矿中心等三大成矿中心组成[14]。这三大成矿中心具有基本等
距性分布的特点(图3)。
笔者认为锡矿山锑矿田52~82线F75断裂下盘区域陈家冲背斜、稻草湾背斜区
域有望发现大型锑矿床。其依据有:区域地处锡矿山锑矿成矿系统北端,成矿地质条
件非常有利;已发现稻草湾区域NE向控矿构造与EW向构造交汇部位存在辉锑矿
—石英型和辉锑矿—方解石型锑矿[15],认为此区域找矿没有大的突破是由于F75
断裂下盘区域工作力度不足;现已发现的三个成矿中心具有基本等距分布的特点(图
3);矿田北部陈家冲背斜―稻草湾背斜区域具有与其他三个成矿中心相似的控矿地质
条件,此区域应为第四个成矿中心。目前在陈家冲—稻草湾成矿中心已发现有辉锑
矿—石英型矿石和辉锑矿—方解石型矿石,鉴于现有三大成矿中心金属量高达40~
110万吨以上(储量+已开采量,其中方解石型矿石的金属量约占四分之一左右),因此
预测陈家冲—稻草湾成矿中心储量规模极有可能达中大型规模。
锡矿山锑矿田的地质找矿要紧紧抓住导矿(控矿)断裂即F75、F72、F71、F3、
F219等开展工作,特别是在这些断层下盘区域,如果既存在页岩屏蔽层,又存在构造
张性空间,这往往是非常有潜力的找矿靶区,如飞水岩矿床39~47线F75下盘区
域;2012~2013年度在此区域开展的找矿工作已取得了良好的找矿效果。
(1)锡矿山锑矿田现已发现的四大矿床飞水岩矿床、童家院矿床、老矿山矿床、物
华矿床可以概括为三大成矿中心即飞水岩成矿中心(由飞水岩矿床和物华矿床组成)、
老矿山成矿中心、童家院成矿中心,三大成矿中心具有基本等距性分布的规律。
(2)陈家冲背斜—稻草湾背斜区域很可能是锡矿山锑矿田的第四大成矿中心,其储量
规模可能达中大型矿床规模。
(3)锡矿山锑矿田的地质找矿要紧紧抓住导矿(控矿)断裂即F75、F72、F71、F3、
F219等开展工作,特别是在这些断层下盘区域,要注意寻找既存在页岩屏蔽层,又存
在构造张性空间,这些往往都是非常有潜力的找矿靶区。
参考文献:
[1] 史明魁,傅必勤,靳西祥,等.湘中锑矿[M].长沙:湖南科学技术出版社,1993.
[2] 彭建堂,胡瑞忠,邹利群,等.湘中锡矿山锑矿床成矿物质来源的同位素示踪[J].矿物
学报,2002,22(2):155-159.
[3] 马东升,潘家永,解庆林.湘中锑(金)矿床成矿物质来源——Ⅱ.同位素地球化学证
据[J].矿床地质,2003,22(1):78-87.
[4] 马东升.华南重要金属矿床的成矿规律——时代爆发性、空间分带性、基底继承
性和热隆起成矿[J].矿物岩石地球化学通报, 2008,27(3):209-217.
[5] Yang,D.S.,Shimizu,M.,Shimazaki,H.,Li,X.H.,Xie, Q.L., Isotope
Geochemistry of the Supergiant Xikuangshan Sb Deposit,Central
Hunan,China:Constraints on Sources of Ore Constituents[J].Resour
Geol.56,385-396.
[6] 饶家荣,骆检兰,易志军.锡矿山锑矿田幔—壳构造成矿模型及找矿预测[J].物探与
化探,1999,23(4):241-249.
[7] 易建斌,付守会,单业华.湖南锡矿山超大型锑矿床煌斑岩脉地质地球化学特征[J].
大地构造与成矿学,2001,25(3):290-295.
[8] 印建平,戴塔根.湖南锡矿山超大型锑矿床成矿物质来源、形成机理及其找矿意
义[J].有色金属矿产与勘查,1999,8(6):476-481.
[9] 陶琰,高振敏,金景福,等.湘中锡矿山式锑矿成矿物质来源探讨[J].地质地球化
学,2001,29(1):14-20.
[10] 彭建堂,胡瑞忠.湘中锡矿山超大型锑矿床的碳、氧同位素体系[J].地质论
评,2001,47(1):34-41.
[11] 何江,马东升.中低温含硫、氯水溶液对地层中金、锑、汞、砷的淋滤实验研究
[J].地质论评,1996,42(11):76-85.
[12] 饶家荣.湖南锡矿山超大型锑矿田深部构造背景及外围找矿预测[A],论文集编者:
李传荣,锡矿山锑矿地质找矿专家研讨会论文专集[C].1996,:52-56.
[13] Peng JT,Hu RZ,Bumard PG(2003)Samarium-neodymium isotope
systematics of hydrothermal calcites from the Xikuangshan
deposits(Hunan,Chiana):the potential of calcite as a
geochronometer[J].Chem Geol 200:129-136.
[14] 贺建湘,陈三明.湖南锡矿山锑矿成矿控制分析与找矿方向探讨[A],冯佐海,陆有
德.地球环境科学[M].广西:广西科学技术出版社,2009,141-145.
[15] 胡帅,屈添强.冷水江市稻草湾矿区锑矿矿床地质特征及找矿前景[J].国土资源导
刊(湖南),2013,(6):87-89.