甘肅銀硐梁銻礦床地質(zhì)特征及控礦因素分析

葛枝華， 韓力， 韓龍梅

(1.貴州大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，貴陽(yáng) 550025； 2.貴州泰川建設(shè)工程設(shè)計(jì)有限公司，貴陽(yáng) 550000；3.貴州省建筑科學(xué)研究檢測(cè)中心，貴陽(yáng) 550006； 4.東蘭縣銀鑫礦業(yè)有限公司，東蘭 547400)

0 引言

銻是一種銀白色、性脆、無(wú)延展性金屬，是電的不良導(dǎo)體，其合金及化合物廣泛應(yīng)用于各工業(yè)部門[1]。截至目前，我國(guó)已探明的銻礦床主要集中分布于湖南(占查明資源儲(chǔ)量的25.2%)、廣西(占查明資源儲(chǔ)量的20.9%)、西藏(占查明資源儲(chǔ)量的14.8%)、貴州(占查明資源儲(chǔ)量的12.6%)、云南(占查明資源儲(chǔ)量的9.4%)、甘肅(占查明資源儲(chǔ)量的5.8%)、廣東(占查明資源儲(chǔ)量的2.4%)等省(自治區(qū))[2]。多年的銻礦開采導(dǎo)致甘肅省銻礦后備資源已顯不足[3]。因此，對(duì)老礦山資源的深挖，對(duì)新礦山資源潛力的評(píng)價(jià)非常重要。經(jīng)過(guò)多年的銻礦勘查工作，已基本查明銀硐梁銻礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖和礦體特征。目前，該區(qū)銻礦已達(dá)到中型礦床規(guī)模，為滿足礦山企業(yè)中、長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃及生存需求，尋找新資源，需進(jìn)一步研究該礦床的地質(zhì)特征和控礦因素。因此，在野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，本文系統(tǒng)總結(jié)了銀硐梁銻礦床的地質(zhì)特征、礦床成因、控礦因素和找礦標(biāo)志，為該區(qū)下一步找礦工作提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于昆侖—秦嶺成銻帶，為塔里木華北板塊與華南板塊過(guò)渡帶，目前已探明的大、中型銻礦床主要位于西秦嶺礦集區(qū)[4]，屬與大陸造山帶和構(gòu)造蝕變巖有關(guān)的礦床成礦系列——西秦嶺地區(qū)中生代與韌性斷裂有關(guān)的金、銻、銀礦床成礦系列[5]。銀硐梁銻礦大地構(gòu)造位于西秦嶺造山帶褶皺帶，武都弧形構(gòu)造北西翼，光蓋山—成縣斷裂帶中段[6-7]。

區(qū)內(nèi)地層出露較好，由老到新依次為泥盆系、三疊系、古近系和第四系，地層整體走向?yàn)镹W向，傾向北東，地層走向與構(gòu)造線走向基本一致，其中泥盆系與三疊系呈斷層接觸。巖漿巖主要為印支期二長(zhǎng)巖、華力西期超基性巖、花崗斑巖、斑狀花崗斑巖和石英斑巖脈，呈NW向串珠狀展布(圖1)。

1.第四系； 2.古近系； 3.三疊紀(jì)官亭群下部建造層； 4.三疊紀(jì)官亭群中部建造層； 5.三疊紀(jì)官亭群上部建造層； 6.中泥盆世西漢水群； 7.印支期二長(zhǎng)巖； 8.華力西期超基性巖； 9.花崗斑巖、斑狀花崗斑巖、石英斑巖脈； 10.花崗細(xì)晶巖脈、細(xì)晶巖脈、長(zhǎng)英巖脈、酸性巖脈； 11.地層界線； 12.斷層； 13.地名； 14.銻礦

圖1銀硐梁銻礦區(qū)域地質(zhì)圖[8]

Fig.1RegionalgeologicalmapofYindongliangantimonydeposit[8]

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

銀硐梁銻礦區(qū)出露地層主要為中泥盆世西漢水群和三疊紀(jì)官亭群(圖1，圖2)。中泥盆世西漢水群，以斷層和西南部三疊系接觸，為一套巨厚的類復(fù)理石建造，由碎屑巖和碳酸鹽巖組成。三疊紀(jì)官亭群為一套典型的陸源沉積建造，厚2 916 m，根據(jù)沉積建造和巖性組合特征，由下而上可分為下部建造層、中部建造層和上部建造層。其中部建造層北部與中泥盆統(tǒng)呈斷層接觸，為陸源碎屑巖沉積，主要巖性為灰綠色厚層砂巖夾粉砂質(zhì)板巖及少量黑色碳質(zhì)板巖，可劃分為： 第一巖性段(Tb-1)、第二巖性段(Tb-2)、第三巖性段(Tb-3)和第四巖性段(Tb-4)。第一巖性段主要為泥質(zhì)粉砂巖夾薄層灰?guī)r和泥灰?guī)r； 第二巖性段主要為鈣質(zhì)硅化石英砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖，與第三巖性段呈斷層接觸，是礦區(qū)主要含礦地層； 第三巖性段為中厚層灰?guī)r、泥灰?guī)r夾泥巖； 第四巖性段主要為薄層灰?guī)r夾泥巖[9]。

1.三疊紀(jì)官亭群中部建造層第一巖性段； 2.三疊紀(jì)官亭群中部建造層第二巖性段； 3.三疊紀(jì)官亭群中部建造層第三巖性段； 4.三疊紀(jì)官亭群中部建造層第四巖性段； 5.地質(zhì)界線； 6.斷層及編號(hào)； 7.礦體及編號(hào)

圖2銀硐梁銻礦礦區(qū)地質(zhì)圖[8]

Fig.2GeologicalmapofYindongliangantimonyminingarea[8]

研究區(qū)受哈達(dá)鋪—宕昌縣城北—大坡梁南斷裂控制，斷裂和褶皺發(fā)育。褶皺以NW向?yàn)橹?，斷裂以NW向?yàn)橹鳎螢镹E-NNE向和近EW向。F1斷層走向?yàn)?30°，長(zhǎng)約1.5 km，屬哈達(dá)鋪—宕昌縣城北—大坡梁南斷裂中部，為逆沖斷層，地表可見長(zhǎng)度約0.4 km，斷層破碎帶寬2～5 m。F8斷層走向20°，長(zhǎng)約75 m，為右旋走滑逆斷層，斷層破碎帶寬約2.5 m，巖石破碎，呈透鏡狀，帶內(nèi)巖石硅化強(qiáng)烈，石英脈、方解石脈發(fā)育，斷層上盤發(fā)育薄—中厚層石英砂巖，巖石破碎，揉皺發(fā)育，局部呈褐黃色，斷層下盤為中厚層灰黑色石英砂巖，呈舒緩波狀。F6斷層走向350°，長(zhǎng)約125 m，斷層破碎帶寬1～3 m。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

研究區(qū)銻礦體產(chǎn)于三疊紀(jì)官亭群中部建造層第二巖性段，鈣質(zhì)硅化石英砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖的斷層破碎帶和層間破碎帶中，礦體產(chǎn)狀和分布受層間破碎帶控制，與硅化石英砂巖形態(tài)、產(chǎn)狀一致，呈NE向展布(圖2)。銻礦呈脈狀(圖3(a))和團(tuán)塊狀(圖3(b))充填于破碎帶中。

(a) 銻礦呈脈狀充填于破碎帶中 (b) 銻礦呈團(tuán)塊狀充填于破碎帶中

圖3輝銻礦在破碎帶中分布特征

Fig.3Distributionofstibniteinthefracturezone

礦區(qū)共圈出銻礦體12個(gè)，銻礦化體3個(gè)。其中主要銻礦體(SbⅡ、SbⅢ)已探明的(332+333)資源量為銻礦石量78.90萬(wàn)t，銻金屬量48 556 t，平均厚度4.0 m，平均銻品位4.0%，伴生有金。SbⅡ主礦體含礦巖性為硅化石英砂巖，產(chǎn)狀為15°～67°∠35°～65°，被F8、F6、F9斷層錯(cuò)斷，控制長(zhǎng)度463 m，控制深度288 m，平均厚度6.17 m，平均品位4.66%，最高品位20.52%； SbⅢ礦體呈似層狀，被F6、F8斷層錯(cuò)斷，控制長(zhǎng)度90 m，控制深度50 m，平均厚度1.86 m，平均品位1.07%，最高品位5.17 %(表1)。

表1 銀硐梁銻礦床主要礦體特征

3.2 礦石類型

礦石類型主要為碳酸鹽化碎裂石英砂巖型輝銻礦石，容礦巖石主要由碎裂狀石英砂巖、變巖屑雜粉砂巖和碎裂巖組成。礦石礦物主要有輝銻礦、黃鐵礦和銻華等，脈石礦物主要有石英、方解石、螢石等。輝銻礦以針狀、脈狀和星散狀為主； 黃鐵礦以粉、粒及集合體為主。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)及構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為自形-半自形柱狀結(jié)構(gòu)、它形粒狀結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)、聚片雙晶結(jié)構(gòu)等。自形-半自形柱狀結(jié)構(gòu)是輝銻礦常見結(jié)構(gòu)，輝銻礦呈柱狀，個(gè)體長(zhǎng)寬比較大，屬于易分離的結(jié)構(gòu)類型。其次為它形粒狀結(jié)構(gòu)，次之有交代殘余結(jié)構(gòu)，為輝銻礦交代黃鐵礦，被交代的黃鐵礦可見大量殘留，含有黃鐵礦包裹體。揉皺結(jié)構(gòu)和聚片雙晶結(jié)構(gòu)為輝銻礦的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，輝銻礦受力后產(chǎn)生柔性彎曲(圖4)。

圖4 輝銻礦聚片雙晶結(jié)構(gòu)

礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造和團(tuán)塊狀構(gòu)造，其次為脈狀-網(wǎng)脈狀構(gòu)造、紋層狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造。

3.4 輝銻礦礦物學(xué)特征

野外觀察結(jié)合室內(nèi)光片和薄片鑒定，發(fā)現(xiàn)礦石中金屬礦物以輝銻礦為主，包含少量或微量黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、褐鐵礦、銅藍(lán)，脈石礦物主要為石英、玉髓和方解石，包含少量螢石、高嶺石和重晶石。

輝銻礦分布不均，呈團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀和星散浸染狀充填在螢石-石英脈中(圖5(a))，礦物形態(tài)復(fù)雜，常呈柱狀、粒狀、針狀集合體、樹枝狀、馬尾絲狀和放射狀等(圖5(b))。輝銻礦與石英間嵌布關(guān)系密切，輝銻礦中常包裹微細(xì)粒石英(圖5(c))，石英中也可見微細(xì)粒輝銻礦包裹體，破碎呈微細(xì)粒的輝銻礦會(huì)產(chǎn)生過(guò)碎現(xiàn)象(圖5(d))。輝銻礦表面普遍較干凈，少數(shù)輝銻礦中含黃鐵礦、毒砂和脈石包裹體(圖5(e))。

3.5 圍巖蝕變特征

礦體圍巖主要為泥灰?guī)r、薄層灰?guī)r和石英砂巖。圍巖蝕變主要有硅化、碳酸鹽化和黃鐵礦化等，其中硅化與輝銻礦化關(guān)系密切。野外觀察發(fā)現(xiàn)硅化可分為2期： 早期硅化主要表現(xiàn)為礦物重結(jié)晶，在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響下，產(chǎn)生大量裂隙，為礦液的貫入和儲(chǔ)存提供良好條件； 晚期硅化主要表現(xiàn)為石英呈脈狀、團(tuán)塊狀產(chǎn)出，多數(shù)石英中有輝銻礦化，組成石英輝銻礦脈。碳酸鹽化主要分布在礦化帶中，一般呈脈狀、團(tuán)塊狀充填于巖石裂隙中。

(a) 輝銻礦充填在石英脈張裂隙中(b) 針狀輝銻礦分散在石英粒間(c) 輝銻礦與脈石間嵌布關(guān)系

(d) 輝銻礦破碎呈粉末狀集合體(e) 輝銻礦中包裹微細(xì)粒黃鐵礦

圖5銻礦物顯微鏡特征(透射光)

Fig.5Microscopiccharacteristicsofantimonyminerals(transmissionlight)

4 控礦因素及找礦標(biāo)志

4.1 地層控礦

研究區(qū)地層屬三疊紀(jì)官亭群，目前已發(fā)現(xiàn)的礦體均賦存于該套地層中部建造層第二巖性段中。區(qū)內(nèi)銻的富集與特定層位及巖石組合具有成因聯(lián)系，含銻(礦)脈體基本分布于鈣質(zhì)硅化石英砂巖夾泥質(zhì)粉砂巖內(nèi)部。由硅化石英砂巖構(gòu)成的地段，一般均為礦脈體和主要工業(yè)礦體集中分布地段。據(jù)區(qū)域化探資料，區(qū)內(nèi)三疊系富含Sb、Mn、Sn、Sr、Co、Hg、Zn等微量元素，Hg、Sb、Cd分異明顯[9]。區(qū)內(nèi)沿?cái)嗔褞е饕纬蒘b、Hg、As異常，總體展布方向與斷裂帶走向一致，呈NW向，但單個(gè)異常的形態(tài)多呈近等軸狀，反映異常受次一級(jí)NE向斷裂控制。大草灘銻礦硫同位素分析結(jié)果表明，成礦物質(zhì)硫可能來(lái)源于淺源殼融或生物成因同生沉積[10-12]，由此推斷銻礦的成礦物質(zhì)可能來(lái)源于地殼深部。

4.2 構(gòu)造控礦

研究區(qū)斷裂位于西秦嶺南成礦帶西段，主要受哈達(dá)鋪—宕昌縣城北—大坡梁南斷裂控制，但銻礦化主要受層間斷裂控制。石英砂巖為剛性巖石，受斷裂影響，巖石易破碎，產(chǎn)生大量裂隙，這些密集的裂隙和斷層破碎帶為礦液貫入提供了良好的通道和賦存場(chǎng)所。輝銻礦主要沿傾向120°～150°和15°～40°節(jié)理裂隙充填。一般情況下，碳酸鹽巖和螢石越發(fā)育，賦存其內(nèi)的礦體亦越大，品位亦越高，礦化主要富集于碳酸鹽巖及螢石發(fā)育部位[13-14]。銻的富集與礦石物質(zhì)成分、礦物共生組合及結(jié)構(gòu)構(gòu)造具有一定的成生聯(lián)系。礦物組合較復(fù)雜，含有較多方解石及螢石的地段，一般含銻較富； 礦物組合較簡(jiǎn)單，方解石不發(fā)育，基本未見螢石的地段，一般含銻較貧，往往是礦體貧化或無(wú)礦地段。由此可知，區(qū)內(nèi)礦化的強(qiáng)弱，除受巖性控制以外，主要與巖石碳酸鹽化、螢石化及黃鐵礦化的強(qiáng)弱及巖石裂隙發(fā)育程度關(guān)系密切。

4.3 礦床成因

光譜分析資料表明，礦化帶以外的薄層灰?guī)r、泥灰?guī)r等均無(wú)銻的反映，礦化帶以內(nèi)的硅化石英砂巖銻品位在0.7%以上。研究區(qū)未見銻背景值較高的異常層，說(shuō)明輝銻礦的物質(zhì)來(lái)源可能不是圍巖[15-16]。輝銻礦呈脈狀產(chǎn)出，并沿一定方向的裂隙充填，礦脈具分枝復(fù)合現(xiàn)象，部分輝銻礦呈完好的自形柱狀晶體，礦石呈脈狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造和角礫狀構(gòu)造。圍巖蝕變強(qiáng)烈，礦化強(qiáng)弱與硅化、螢石化成正比，螢石呈較好的自形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)。研究區(qū)火成巖不發(fā)育，僅在礦化帶北側(cè)見有1條石英閃長(zhǎng)巖脈，脈寬1 m，因土壤覆蓋，長(zhǎng)度不清，與輝銻礦成因關(guān)系不明。綜上，該礦床具低溫?zé)嵋撼梢蛱卣?，?yīng)屬低溫?zé)嵋毫严冻涮钚蛯涌氐V床。

4.4 找礦標(biāo)志

結(jié)合前人在銻礦找礦標(biāo)志方面獲得的成果[17-19]，總結(jié)銀硐梁銻礦的找礦標(biāo)志如下:

(1)巖性標(biāo)志。具碳酸鹽化、螢石化及硅化的鈣質(zhì)石英砂巖是該區(qū)最明顯的巖性找礦標(biāo)志，該區(qū)賦礦母巖為鈣質(zhì)石英砂巖，礦(化)體多賦存于鈣質(zhì)石英砂巖中。

(2)地球化學(xué)標(biāo)志。該區(qū)土壤覆蓋較厚，基巖出露較少，僅能依據(jù)土壤元素異常的強(qiáng)弱判斷礦(化)體的存在，一般最直接的指示元素為Sb、As和Hg。區(qū)內(nèi)異常均與已知礦體相對(duì)應(yīng)，是找礦最有利的標(biāo)志之一，也是銻礦找礦工作部署的主要依據(jù)。

(3)地球物理標(biāo)志。已有物探資料表明，該區(qū)地層電阻率較低，極化率也較低。礦(化)體出露部位，電阻率較低，但極化率較高，形成明顯的激電異常，對(duì)找礦具有指示作用。

(4)構(gòu)造標(biāo)志。層間破碎帶是該區(qū)明顯的構(gòu)造找礦標(biāo)志，目前已發(fā)現(xiàn)礦體均與層間破碎帶有關(guān)，礦(化)體嚴(yán)格受層間破碎帶控制。

(5)蝕變標(biāo)志。已發(fā)現(xiàn)礦體均具碳酸鹽化、螢石化和黃鐵礦化，是重要的蝕變找礦標(biāo)志。

5 結(jié)論

(1)銀硐梁銻礦床賦存于三疊紀(jì)官亭群中部建造層第二巖性段，銻礦化明顯受地層和斷裂破碎帶控制，為成礦提供成礦物質(zhì)、熱液條件和賦存空間,較早形成的NW向斷裂屬導(dǎo)礦構(gòu)造，較晚形成的NE向次級(jí)斷裂屬賦礦構(gòu)造。

(2)區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)主要來(lái)源于地層，成礦熱動(dòng)力主要來(lái)源于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，成礦作用以熱液充填為主。圍巖蝕變有硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化和瑩石化等，其中硅化與輝銻礦化關(guān)系密切。礦石類型主要為原生輝銻礦石，主要控礦因素為地層和構(gòu)造因素，礦床應(yīng)屬低溫?zé)嵋毫严冻涮钚蛯涌氐V床。