渣滓溪锑矿带地质特征及成矿条件探讨

渣滓溪锑矿带地质特征及成矿条件探讨_追寻地质梦湖

鲍振襄，鲍珏敏

（湖南省有色地质勘查局二四五队，湖南 吉首 416007）[1]

摘 要：渣滓溪锑矿带位于雪峰隆起中段，主要赋存于板溪群五强溪组的一套火山沉积浅变质岩系中。矿体成群成组出现，成带分布，具有明显的方向性与近似等距性。成矿元素与赋矿地层中高含量微量元素有一定的对应关系。在区域变质过程中，经中低温热液淋滤作用，以特殊的含锑（金）硫的碱性络合物和钨的杂多酸形式迁移，在有利的控矿构造部位聚集成矿，属火山沉积变质热液类型矿床。

关键词：锑矿带；地质特征；成矿条件；火山沉积；变质热液

在湘西诸多层控交错脉状类型锑矿床中，安化县渣滓溪锑矿带独树一帜。不仅矿床规模大，而且成矿地质特征及成矿条件也堪称特殊。

1 区域地质概况

渣滓溪锑矿带位于湘西雪峰山隆起区中段偏南西侧。南西起自溆浦羊皮帽，经安化渣滓溪，北至马路口，长约50km，宽7.5km，已发现锑（金）矿床（点）20余处，其中羊皮帽锑（金）矿床，渣滓溪及同心锑矿床等（图1）是本文讨论的重点。

图1 渣滓溪锑矿带矿床分布图

K.白垩系；C.石炭系；D.泥盆系；O.奥陶系；∈.寒武系；Z.震旦系；Ptbnw.板溪群五强溪组；Ptbnm.板溪群马底驿组；

Ptln.冷家溪群；γ13.花岗岩；1.不整合；2.假整合；3.断裂；4.锑矿；5.锑金矿；6.钨矿；7.矿床及外围

该矿带出露地层以板溪群为主，系一套具类复理石建造特征的浅海相沉积岩、火山碎屑沉积岩系，厚度大于1500m，岩石轻微变质。可分为马底驿组和五强溪组。与震旦系呈假整合接触关系。震旦系、寒武系和奥陶系为碎屑岩、泥质岩及碳酸盐岩，泥盆系棋梓桥组的碳酸盐岩不整合覆于其上。白垩系仅零星分布。

区内断裂构造复杂，以北东—北东东向的斜冲断裂为主，其南延部分切割中生代地层，是多次活动的断裂，长数千米至十余千米，倾角40°～70°，常见数米至二十余米宽的挤压破碎带，包括角砾岩、糜棱岩、构造透镜体及片理化带等，两侧围岩具破碎、褪色和硅化等现象，同时牵引和拖曳褶皱发育。这类区域断裂及其配套的低序次断裂发育地段，往往控制着区内锑（金）矿床的产出与分布。

区内未见大的岩浆岩体出露，仅在渣滓溪矿床西部（外围）见有煌斑岩脉分布。

2 矿床地质特征

2.1 赋矿岩系的岩石组合特征

赋矿地层五强溪组在相邻矿床间岩性差别较大，难以对比。但纵观全区，矿床总是赋存于该组上段的含凝灰质的碎屑岩中。现以渣滓溪矿床为例简述如下。

五强溪组下段：下部为中层—厚层状凝灰岩，未见底。上部为灰色中层—厚层状细砂岩夹薄层条带状凝灰岩。出露厚度为68m。

五强溪组上段：按不同岩性自下而上划分为五层。

第一层（Ptbnw2-1）：灰白色中—粗粒厚层状长石石英砂岩、杂砂岩或凝灰质砂岩夹部分薄层条带状凝灰质板岩。厚46m，见锑矿化。

第二层（Ptbnw2-2）：下部为薄层条带状层凝灰岩；上部为薄—中层状细砂岩；顶部有一层相对稳定的“硅质”凝灰岩。厚73m，为锑矿化层位。

第三层（Ptbnw2-3）：以条带状凝灰质细砂岩为主，夹部分凝灰岩及杂砂岩，厚140m。本层为锑矿化的主要层位。

第四层（Ptbnw2-4）：下部为凝灰岩、板岩夹凝灰质细砂岩，节理裂隙发育，见细脉状白钨矿充填；上部为灰色薄层带状凝灰岩夹少量细砂岩。厚140m。

第五层（Ptbmw2-5）：灰色薄—中层状凝灰岩夹条带状层凝灰岩及数层细砂岩，厚度大于200m。在矿区内与寒武系呈断层接触。

2.2 矿床类型及矿化特征

主要矿床产于两种不同控矿构造中。其一为产于北西—北西西向张剪复合构造带内的交错脉状矿床；其二为产于层间破碎带（剪切带）为主的整合透镜状—脉状矿床。

2.2.1 受北西—北西西向张剪复合构造带控制的交错脉状锑矿床

本类型以渣滓溪矿床为代表，位于马家溪、岳溪两条平行的斜冲断裂带所夹持的上升断块内（图2），已发现50余条走向北西—北西西向的张剪性断裂（包括隐伏—半隐伏的断裂），基本上断裂就是矿化蚀变带。按其产出空间可划分为三组脉：Ⅰ组脉间距10～20m，同时发育着290°、330°方向的两组矿脉；Ⅱ组脉间距20～40m，主要发育290°方向的矿脉；Ⅲ组脉间距40～180m不等，仅稀疏发育330°方向的矿脉。其中Ⅰ、Ⅱ组脉为矿床主要矿脉分布地段，并构成一个200余米直径范围，延深大于600m的柱状矿化富集段[1]。矿脉产状与断裂产状一致（图3），沿走向和倾向膨胀狭缩，尖灭再现频繁。矿体长50～260m，一般长100m左右；延深（垂深，下同）360～840m，一般大于400m；延长与延深之比为（1∶1.7）～（1∶6）矿体平均厚0.24～0.78m；含Sb8.92%～17.64%。主要矿石自然类型为石英 辉锑矿型。辉锑矿主要为他形粒状，次为柱状晶体，一般充填于脉石（石英）颗粒间或破碎围岩角砾空隙中，并交代石英。

图2 渣滓溪锑矿床区域地质略图

该锑矿床的主要成矿特征是：成矿作用发生具有成生联系的一对张剪复合断裂带内，矿体主要富集在构造裂隙相对密集，尤其是交会地段，成群成组出现，成带分布，近似等间距地平行延伸（图4），并具有强烈的方向性和一定的侧伏方向，（方位角80°～90°，侧伏角40°），矿体沿倾向延深一般大于走向延长约8倍。

图3 渣滓溪锑矿床地质剖面图

1.断层及编号；2.锑矿脉及编号；3.坑内钻

图4 渣滓溪锑矿床地质图

1.断层；2.主要矿脉及编号；3.脉组编号；4.地层界线

渣滓溪锑矿床还产有同层位的白钨矿床（化），主要赋存于Ptbnw2-4岩性段的底部，矿化岩石为含钙质粉砂岩、不等粒杂砂岩、粉砂质板岩及层凝灰岩等。其最大矿化空间可达250m，见有10个“白钨矿化层”，各层间隔20m左右，长40～180m，延深40～360m不等，厚2～3m，单个矿体（化）长12～90m，一般40m，无矿间隔15～20m，厚0.19～10.14m，平均1.23m；含WO30.02%～13.14%，平均0.90%。矿体呈透镜状、扁豆状以及囊状、团块状等复杂形态，连续性很差。白钨矿为细脉状、网脉状，主要充填于北西向陡倾斜的节理裂隙及北东向的层间裂隙（次要）之石英细脉内，单脉长几十厘米至1m，最长5m，宽0.1～5cm，一般1～3mm。白钨矿具多期次沉淀特点，早期晶体大，后期晶粒细小；局部伴生有辉锑矿及胶磷矿。据矿石类型及穿插关系，白钨矿生成在前，辉锑矿生成在后，是两个成矿阶段的产物。

2.2.2 受层间断裂控制的整合透镜状 脉状锑（金）矿床

以羊皮帽锑（金）矿床为代表，包括郑家冲、茶叶冲等地段[2]。主要位于羊皮帽斜冲断层（F1）和大竹山正断层（F2）之间及其收敛部位（图5）。破碎带宽数米，普遍见黄铁矿化，局部有闪锌矿、方铅矿化等。锑（金）矿化主要赋存于五强溪组上段北东向层间破碎带内，倾角35°～43°，如V1、V9、V10、V21、V22等。长500～1300m，厚1.5～2.5m，产状较稳定，略有波状起伏。矿化分段富集，长数十米至百余米。含Sb1.05%～9.11%，Au1.88×10-6～5.25×10-6。另外还有呈半盲脉产出的近东西向的交错脉状富锑金矿体，厚0.35～0.96m，含Sb15.08%～51.13%， Au1.33×10-6～13.0×10-6。近矿围岩蚀变以褪色化、硅化、毒砂化为主。

图5 羊皮帽锑金矿床地质图

1.下寒武统小烟溪组；2.上震旦统留茶坡组；

3.上震旦统金家洞组；4.下震旦统洪江组；

5.下震旦统湘锰组；6.板溪群五强溪组；

7.断层；9.矿脉及编号

此外，该矿床还发育一组走向北东东、陡倾角的张剪性断裂构造，如V3、V4、V5、V6、V7等矿脉的控矿构造。长200～7400m，厚0.25～1.29m。锑（金）矿脉呈扁豆体产出，长7～12m，厚0.27～0.45m，含Sb2.17%～30.85%，Au1.50×10-6～2.30×10-6，局部曾见到极富的“砂包”。

该矿床的主要成矿特征是：矿化常赋存于两类不同岩性的接触面附近；矿化岩石以板岩、粉砂质板岩、粉砂岩以及含凝灰质的细碎屑岩为主；位于区域主要控矿断裂构造的收敛部位；以两种或两种以上围岩蚀变的叠加部位矿化尤其富集。

2.3 矿石成分及结构构造

本区锑（金）矿床矿物成分简单。以锑为主的矿床，矿石矿物基本上只有辉锑矿，钨矿床（化）主要为白钨矿，锑（金）矿床则以辉锑矿为主，次为自然金、毒砂、黄铁矿等；非金属矿物以石英为主，少量白云石、方解石等。矿石具他形粒状、柱状、充填交代、花岗变晶、粒状胶结及镶嵌等结构；主要矿石构造为块状、角砾状，次为浸染状、细脉状及少量网脉状等。根据矿物相互穿插关系，其生成顺序为；石英→黄铁矿→毒砂→自然金→辉锑矿→白云石→方解石。与成矿有关的近矿围岩蚀变有褪色化、硅化、黄铁矿化、毒砂化及碳酸盐化等。

2.4 矿石、矿物微量元素特征

据渣滓溪锑矿床34件矿石组合分析结果，平均含Au0.0671×10-6、Ag3.0147×10-6、WO3 0.01%、As0.049%、Pb0.013%、Zn0.044%、Bi0.006%，辉锑矿石极为纯净。

本区除羊皮帽锑（金）矿床在人工重砂样中发观少量微粒金（粒径0.01～0.06mm）外，单矿物分析结果（表1）表明，主要载金矿物为毒砂。据邻区溆浦泥潭冲同层位的锑金矿床研究[2]，毒砂里的金主要是以机械分散状态存在。本区辉锑矿基本上只含微量金，黄铁矿含痕量金。其他杂质元素含量甚微。辉锑矿中Au与As含量呈正比关系，因此，As的含量可作为辉锑矿含金性评价的辅助标志。

表1 单矿物分析结果（Au、Ag单位：×10-6，其他%）

3 成矿地质条件分析

3.1 成矿物质来源与矿源层

本区位于雪峰古岛弧中段，属元古宇扬子板块的岩浆弧，发育着元古宇活动型火山 陆源碎屑沉积建造，成矿物质的初始来源可能与晚元古代海底火山（热泉）喷溢 沉积作用有关[3]。本区的锑矿床、锑（金）矿床及钨矿床（化），其赋矿地层均富含火山物质，而且以渣滓溪锑（钨）矿床（化）为中心，向东西两侧（外围），随着地层中火山物质成分的减少，矿化随之减弱以至消失。

以渣滓溪锑矿床为例。区域五强溪组微量元素Sb、W、As平均含量分别是上部大陆地壳平均值（泰勤等，1985）的110倍、1.6倍、20倍（表2）。区域主干断裂（马家溪、岳溪）微量元素Sb、W、As又分别是上述区域地层的3.3倍、1.5倍、7.2倍。矿区地层微量元素Sb、W、As平均值分别是上部大陆地壳平均值的139倍、3.9倍、15.7倍。表明本区存在这些元素的富集层（尤其是主要成矿元素Sb），即“矿源层”，而且，矿床成矿元素与地层中微量元素有一定的对应关系；区域主干断裂为矿液的主要通道（导矿构造）。

表2 渣滓溪锑矿带地层中微量元素含量（×10-6）

3.2 成矿的构造条件

湘西钨锑金矿床主要分布于江南地轴西侧的雪峰隆起构造带，安化 溆浦 洪江深大断裂北段。是一个自雪峰期和加里东期以来的长期隆起带，沿该带展布的近东西向、北东向褶皱及其同向的剪切断裂带、构造复合带，则是其主要控矿构造。

本区产于五强溪组的锑（金）矿床均严格受不同级次的断裂构造控制，矿体基本上不超出破碎带及其影响范围，形态、规模、产状完全受破碎带制约，随破碎带膨大而增厚、缩小而变薄、封闭而尖灭；矿床内矿脉发育程度、矿化强度，无不与断裂的发育程度有关。如渣滓溪锑矿床，在其断裂密集和交会发育地段形成柱状矿化富集段，同心锑矿床在其断裂构造收敛部位构成板状富集段等。

3.3 成矿的物理化学条件

3.3.1 硫同位素组成特征

由表3知，各矿床δ34S为稍大的正值，且较集中，变化较小。硫源可能主要来自地壳深部，但部分硫在其运移过程中由于受到地壳物质的污染，发生同位素交换而较富集34S。

表3 硫同位素组成特征

注：括号内为平均值。

3.3.2 成矿温度

据湖南冶金地质研究所1978—1985年间对本区矿物包裹体爆裂法测温结果（表4），辉锑矿的生成温度为130～292℃，平均（88件）243℃；石英为345～366℃，平均（18件）312℃，主要为中温或略偏低温。

表4 矿物包裹体爆裂法测温结果（℃）

注：数字组合型式为温度范围/平均温度（样数）。

3.3.3 溶液性质

矿物包裹体组分中液相成分以H2O为主，气相以CO2最多，并含一定量的CH4（表5）。包裹体溶液的主要阳离子含量关系是：Na+＞K+，Ca2+＞Mg2+，阴离子Cl-＞F-或Cl-＜F-。组分类型是早期白钨矿阶段为Na-Ca-Cl型，石英 辉锑矿阶段及晚期碳酸盐阶段为Na-Ca-F型。

表5 渣滓溪（钨）矿床包裹体成分（mol/L）

据研究[4]，与岩浆有关的热液流体应是K-Na型或Na-K型，Na/K比值低，K/（Ca+Mg）比值较高；与地下热卤水有关的热液流体则相反。渣滓溪锑（钨）矿床包裹体成分中（表6），以较高的Na/K比值（3.2～5.9）和低的K/（Ca+Mg）比值（0.01～0.9）为特征，具热卤水性质，但又与典型的热卤水不同（图6）。推测本矿床的成矿溶液是以变质水为主，兼有部分大气降水的渗入。

表6 渣滓溪锑（钨）矿床包裹体成分特征比值

图6 矿物流体包裹体中Na/K-Na/（Ca+Mg）关系图

1.西安白钨矿床；2.渣滓溪白钨矿化；3.沃溪钨锑金矿床；4.渣滓溪锑矿床；5.泥潭冲锑砷矿床；6.卤水；

7.密西西比河谷型矿床；8.某些花岗岩类及伟晶岩；9.中酸性岩浆岩；10.湘西钨锑砷金矿床

此外，白钨矿和石英包裹体中气体饱和度（CH4+CO2）/H2O及CO2含量、CO2/CH4比值均较高，表明溶液偏酸性、富气，尤其是CO2与成矿关系密切。

综上所述，可见渣滓溪等一类锑矿床，是在中（低）温条件、还原环境下发生成矿作用的。

3.4 成矿作用的地球化学

在区域变质或矿作用过程中，钨可以杂多酸H8[Si（W2O7）6]·3H2O、H3[P（W3O10）6]·x H2O或H3[Sb（W3O10）]·x H2O等形式进入成矿流体，形成白钨矿与石英、磷灰石、辉锑矿等的共生组合[3]。渣滓溪白钨矿床中常见白钨矿，与石英共生，局部与胶磷矿（标本分析该类矿石含P2O522.45%）或与辉锑矿共生。就是这样一种成矿作用。

试验表明[5]，辉锑矿在稀的弱酸性溶液中几乎不溶解，而在碱性溶液中有较大的溶解度。锑可以呈络合物（Na2Sb S3）的形式在热水溶液中迁移。因此，区内矿液沿围岩裂隙构造流动，并溶解围岩中的硅和钠，在还原条件下，就能形成锑络合物。当含有锑络合物的成矿溶液遭受水解、氧化等作用时，就能沉淀出辉锑矿。

金以硫（砷）锑金的络合物形式运移，可能为[Au+（Sb S3）]2-、[Au+Sb]2+或Au[As S3]2-、Au+[As S2）]-、[Au+As]2-等形式，当硫逸度增大时，则形成金和辉锑矿或金与毒砂的自然连生组合。

总之，渣滓溪锑矿带由于晚元古代多旋回的海底火山喷发活动频繁，钨锑金等成矿元素同时被携带进入沉积盆地，与沉积物一起形成矿源层。变质作用为矿源层中的成矿物质活化迁移提供了热源，同时并形成具有一定温度、压力、挥发分及易溶物质的流体——变质热液。当物化条件发生改变时，成矿元素便在有利的构造部位富集成矿。隶属于火山沉积 变质热液类型矿床。根据湖南西部产于前寒武系的11处钨锑金矿床37件样品同位素测定资料，其模式年龄变化在1015～145Ma，长跨雪峰期、加里东期和印支期 燕山期3个以上的构造期，7件全岩样品K-Ar同位素年龄476.4～281.3Ma。表明区内前寒武系中钨锑金矿床具多期多阶段成矿特征，但主要相当于加里东运动早期，与区域地质构造，论据一致。

参考文献

[1]李任章.介绍一个辉锑矿床中的柱状矿化富集段[J].矿产与地质，1987（4）：33-39.

[2]鲍振襄.溆浦县龙王江锑金矿带地质特征[J].湖南地质，1990，9（1）：35-42.

[3]鲍振襄.湖南西部层控锑矿床[J].矿床地质，1989，8（4）：49-60.

[4]叶传庆.试论黄金洞金矿床成因及找矿意义[J].黄金地质科技，1988（2）：24-36.

[5]涂光炽，等.中国层控矿床地球化学，第1卷[M].北京：科学出版社，1884.

[1]文章来源：《湖南地质》，1991年第1期。作者简介：鲍振襄（1933—），男，湖北襄阳人，高级工程师，从事金属矿床找矿勘探、综合研究。

[2] 李彤太.溆浦羊皮帽锑金矿地质特征，1981.

[3] 中国地科院情报所.层挖的辰砂 辉锑矿 白钨矿床（以地中海地台为便）.国外地质科技，1978（1）.