湖南杉木溪礦區(qū)雄黃礦體地質(zhì)特征及找礦前景

朱真真 黃文海 王元 肖飛云

文章編號：1672-5603（2018）02-031-6

摘 要 通過對杉木溪礦區(qū)雄黃礦的成礦物質(zhì)來源、微量元素在地層中的富集與成礦關(guān)系、控礦因素、礦體成因的綜合分析與研究；結(jié)合其礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體地質(zhì)特征，對杉木溪礦區(qū)雄黃礦體進行找礦前景分析，為在礦區(qū)深部探尋雄黃礦體提供找礦思路。

關(guān)鍵詞 杉木溪；雄黃；控礦因素；低溫熱液

中圖分類號：P611.1 文獻標識碼：A

The Geological Features and Prospecting Prospect of the Realgar Mineral Body over Shamuxi Mining Area in Hunan Province

Zhu Zhenzhen，Huang Wenhai，Wang Yuan，Xiao Feiyun

（The First Team of Hunan Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau，ChenZhou Hunan 423000）

Abstract： Through comprehensive analysis and study of the origin of metallogenic material， the concentration of trace elements in the stratum and metallogenic relation， ore-controlling factors and the genesis of ore body for realgar ore over Shamuxi mining area； to make analysis of the prospecting prospect of realgar ore body over Shamuxi mining area combining with geological characteristics of the mining area and orebody， so as to provide prospecting ideas for exploring realgar ore in the deep part of the mining area.

Keywords： Shamuxi； realgar； ore-controlling factors； low temperature hydrothermal

0 引言

杉木溪礦區(qū)位于香花嶺礦田南部。香花嶺礦田礦產(chǎn)資源豐富，有鎢、錫、鉬、鉍、鉛、鋅、鈮、鉭、銣等礦種，為高溫-中溫礦床。近年來隨著地質(zhì)工作的深入，首次在香花嶺礦田探獲雄黃礦體。本文通過對杉木溪礦區(qū)雄黃礦體的地質(zhì)特征及控礦因素的研究，為杉木溪礦區(qū)內(nèi)雄黃礦體的找礦提供了下一步找礦方向，具有極好的找礦前景，為今后在香花嶺礦田探尋雄黃礦體提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

杉木溪礦區(qū)位于香花嶺礦田東南面。香花嶺礦田位于南嶺東西向成礦帶中段北緣，炎陵—郴州—藍山北東向基底深大斷裂通過本區(qū)。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動強烈且具有多期性，構(gòu)造形跡具多樣性和復(fù)雜性等特點。構(gòu)造總體上以南北向香花嶺短軸背斜為主體，兩側(cè)發(fā)育南北向壓性斷層和北北東向緊閉復(fù)雜線形褶皺為輔的構(gòu)造格架（圖1）。

區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，出露巖體多屬陸殼淺源重熔型。香花嶺礦田內(nèi)出露有燕山早中期癩子嶺巖體、通天廟巖體、尖峰嶺巖體和花崗斑巖脈、石英斑巖脈，多以巖株、巖豆、巖脈形式產(chǎn)出。巖體中蝕變作用強烈，形成自下而上的黑云母花崗巖（原巖）→鉀化花崗巖→鈉化花崗巖（產(chǎn)Nb、Ta礦）→云英巖化花崗巖或云英巖（有Sn、W、Nb、Ta礦）的蝕變分帶。礦田內(nèi)的巖體分布有“一基多帶，一帶多峰，一峰多枝，一枝多脈”的特點，從而影響到本區(qū)內(nèi)各類礦床的形成及產(chǎn)出。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

礦區(qū)位于尖峰嶺黑云母花崗巖體的東側(cè)（圖2）。礦區(qū)內(nèi)地層呈北北東-南南西走向，中部（軸部）地層為二疊系，往兩翼出露石炭系；其中石炭系石磴子組地層在礦區(qū)兩側(cè)大面積出露，西翼的石磴子組上部是雄黃礦體的賦存層位。礦區(qū)褶皺、斷裂構(gòu)造較發(fā)育，主要含礦構(gòu)造有北東向F407、北北東向F406、近南北向F416。尖峰嶺巖體傾向南東，傾角30-40°。

3 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的雄黃礦體為隱伏礦，地表僅有砷化探異常。深部有ZK001、ZK101鉆孔和民窿PD1三個工程控制到雄黃礦體，礦體埋深在十幾米到一百余米，賦存標高380-550 m；雄黃礦賦存于石炭系石磴子組上部碳質(zhì)灰?guī)r的裂隙中，呈浸染狀、脈狀、透鏡狀、團塊狀或囊狀，并與雌黃礦共生，礦體沿走向控制長200 m，傾向長250 m，傾向南東東，傾角32°左右，與巖層產(chǎn)狀基本一致。礦體與圍巖呈漸變過渡關(guān)系；礦體平均厚度0.72 m，平均品位18.763%，具連續(xù)性較好，品位較高，厚度較穩(wěn)定，埋藏較淺等特點。

礦石類型有細脈型和角礫巖型兩種（圖3、圖4）。雄黃礦石呈桔紅色，他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，脈狀、角礫狀、浸染狀、塊狀構(gòu)造；礦石礦物主要為雄黃和少量的雌黃，脈石礦物主要為方解石（圖5、圖6）。

4 礦體控礦因素及礦體成因

通過收集區(qū)內(nèi)及周邊勘查成果資料，結(jié)合找礦勘查工作，對杉木溪雄黃礦體的成礦控制條件和礦體成因類型綜合分析如下：

4.1 成礦物質(zhì)來源

礦區(qū)內(nèi)砷成礦物質(zhì)的來源有二個方面：

（1）杉木溪雄黃礦賦礦圍巖為石炭系石磴子組上部的灰?guī)r、碳質(zhì)灰?guī)r。石磴子組巖石微量元素中As為12ppm，為其克拉克值的7倍；W為4.5ppm，為其克拉克值的3.5倍；其余元素均低于克拉克值（表1），為成礦物質(zhì)As元素部分來源于石磴子組地層提供了有力的證據(jù)。

（2）燕山期尖峰嶺花崗巖體巖石的微量元素的平均含量為（ppm）：Pb153、Zn155、Sn232、Cu42、As210、W162，富含錫、鎢、鉛、鋅、砷等成礦元素，具有良好的成礦花崗巖的特征，說明雄黃礦的As元素部份來源于巖漿巖中。

4.2 微量元素在地層中的富集與成礦關(guān)系

礦區(qū)礦（床）點主要賦存在C1c和P2l地層中，主要為煤礦（床）點和鐵礦（床）點。C1sh地層為鎢錫礦（床）點及水泥灰?guī)r點，C1c地層為煤、鐵礦（床）點，P1d地層為錳礦（床）點，P2dl地層為鉛鋅多金屬礦（床）點，二疊紀的龍?zhí)督M（P2l）煤礦（床）點多達7處之多（表2）。

資料來源湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查所三隊1990年提交的《區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告》。

礦區(qū)Bi、As、Sr元素濃集中心在巖體外帶及遠離巖體處，富集于C1c和C1sh地層，以形成雄（雌）黃礦；當沖組（P1d）中的Mn富集高，形成錳礦。由此可見，地層中微量元素富集的多少和強度的高低，對成礦起著很大的控制作用。

4.3 礦體控礦因素

杉木溪雄黃礦（體）化帶，賦存在張家坪復(fù)式向斜西翼（近尖峰嶺花崗巖體）石磴子組上部的層間裂隙中，呈北北東走向。礦體的形成和富集主要受地層巖性的控制，巖漿活動為主要因素；巖漿活動至區(qū)內(nèi)帶來的含礦熱鹵水交代地層中的成礦物質(zhì)，構(gòu)造（裂隙）為其提供了導(dǎo)礦通道和有利的容礦空間。

4.3.1 構(gòu)造控礦

礦區(qū)內(nèi)雄黃礦（化）體的形成是燕山期構(gòu)造運動的產(chǎn)物。巖漿熱液活動沿斷裂由西向東、由深部向淺部運移，其熱液溫度從高→中→低依次梯減，元素的分帶從巖體向外依次出現(xiàn)稀有（Be、Nb、Li）→高溫（W、Sn、Bi）→中溫（Pb、Zn、Ag、Cu）→低溫（As、Sb）元素組合（圖7），斷裂是熱液活動的通道，在淺部熱液溫度降低，含礦低溫熱鹵水沿斷裂上升至石磴子組頂部，石磴子組灰?guī)r與含礦低溫熱鹵水產(chǎn)生接觸交代反應(yīng)，層間裂隙提供了容礦空間。熱液沿F311斷裂從尖峰嶺巖體向東部地層運移，在距巖體1000-1200 m處的石磴子組地層上部交代地層中成礦物質(zhì)，形成雄黃礦體。因此斷裂構(gòu)造在成礦過程中起了導(dǎo)礦的作用（圖2）。

4.3.2 地層巖性控礦

雄黃礦（化）體賦礦于石炭系石磴子組上部，具有層控特征。賦礦巖性為灰?guī)r、碳質(zhì)灰?guī)r。通過以往化探工作分析，本區(qū)的碳酸鹽巖中As、Sb、Hg等微量元素含量比地殼同類巖石較高，其原始豐度大大高于克拉克值；含礦熱液與碳酸鹽巖發(fā)生交代作用時萃取地層中的As元素形成雄黃礦體。

巖石的物理性質(zhì)與成礦也有一定的關(guān)系。賦礦層位為灰?guī)r與碳質(zhì)灰?guī)r互層，其灰?guī)r比碳質(zhì)灰?guī)r性較脆，在一定構(gòu)造應(yīng)力作用下，灰?guī)r較容易破碎，能為成礦提供儲礦空間。碳酸鹽巖的孔隙率一般在0.23-5.05‰之間，有利于礦液的滲透和富集。

另外，雄黃礦化層之上是石炭系測水組下部的頁巖和砂頁巖，頁巖和砂頁巖為不透水層，對礦液的聚集起到了很好的屏蔽遮擋作用，從而為成礦提供了有利的地質(zhì)環(huán)境。

因此，石磴子組的碳質(zhì)灰?guī)r為成礦提供了物質(zhì)來源，層間裂隙為成礦提供了空間；測水組下部的頁巖和砂頁巖起到了屏蔽遮擋作用。因此雄黃礦體主要受層位控制。

4.3.3 巖漿活動作用

雄黃礦體的形成除構(gòu)造、地層巖性因素以外，還與巖漿巖活動有十分密切的關(guān)系。巖漿活動帶來的含礦熱液沿構(gòu)造（裂隙）向外涌動，并對地層中的礦源層進行了滲透交代，使成礦元素進一步富集充填交代從而形成雄黃礦體。

4.4 礦體成因

對礦區(qū)構(gòu)造、地層、巖漿巖特征進行分析認為，燕山期大規(guī)模的造山運動，在香花嶺礦田內(nèi)巖漿活動頻繁使巖層褶皺形成短軸背斜，其斷裂（裂隙）構(gòu)造發(fā)育有利于巖漿熱液向外擴散。區(qū)內(nèi)地表水沿地層孔隙下滲和斷裂（裂隙）水與巖漿活動產(chǎn)生的含礦熱液（低溫）在地層中循環(huán)運移，萃取地層中As成礦元素沿斷裂（裂隙）向淺部匯集；由于測水組下部頁巖和砂頁巖的屏蔽，含礦鹵水在石磴子組上部層間裂隙中富集充填交代而形成雄黃礦體。

綜合分析，本區(qū)雄黃礦體類型為層間裂隙低溫熱液充填交代型。

5 找礦前景分析

杉木溪礦區(qū)位于尖峰嶺巖體東側(cè)，燕山期大規(guī)模的造山運動使礦區(qū)內(nèi)斷裂（裂隙）構(gòu)造十分發(fā)育，斷裂以巖體為中心呈網(wǎng)狀向外延伸，使熱液具有良好的運移通道，層間裂隙提供了容礦空間；同時巖體及C1sh地層富含As元素，為雄黃礦體提供了物質(zhì)來源；而覆蓋于C1sh地層上的測水組砂巖為含礦熱液與碳酸鹽巖發(fā)生交代時起到了遮擋屏蔽的作用。

通過上述成礦條件分析，認為本區(qū)尚有較好的找礦前景，其成礦地質(zhì)條件優(yōu)越；尤其是F416與F310、F311交匯部位之間，標高380-550 m，層間裂隙十分發(fā)育，是進一步找礦方向。

參考文獻/References

[1]周代海，徐國萬，肖松濤.香花嶺礦田及外圍錫礦礦源層地質(zhì)特征及找礦意義的研究[R]，湖南省有色地質(zhì)勘查局，1984年.

[2]盧建春，蔡宏淵，姚錦琪.湖南省香花嶺礦田錫多金屬成礦條件[R]，湖南省有色地質(zhì)勘查局，1989年.

[3]袁見齊，朱上慶，翟裕生.礦床學(xué)[M]，北京地質(zhì)出版社，1985年.