湖南大義山地區錫多金屬礦成礦地質特征及成礦模式

于春蕾

（湖南省地質礦產勘查開發局417隊，湖南 衡陽 421001）

1 區域地質背景

大義山地區錫多金屬礦區域地質構造位置處于衡陽斷陷盆地南緣，耒陽-臨武晚古生代變形構造帶北段，郴州—邵陽北西向隱伏深斷裂帶與水口山-祁陽東西向基底斷裂帶交匯于本區北部[1]，郴州—邵陽北西向隱伏深斷裂帶潘家沖-水口山北東向深大斷裂帶交匯于本區西側。本區巖漿活動頻繁，自加里東期-燕山期均有活動，巖性主要為中酸性巖漿巖，因多期次巖漿活動而形成復式巖體，其空間受基底構造控制，大小巖體沿盆地周邊呈環帶狀分布，其發育少量晚期巖脈[2]。

2 成礦地質特征

2.1 成礦地質體特征

大義山地區錫多金屬礦為大義山巖體侵入后，巖漿熱液活動引發形成的礦體；大義山巖體分三階段侵入（對應時代J1、J2、J3），工作區主要為大義山北體，主要為第二、第三階段侵入的花崗巖體；中侏羅世湯市鋪超單元（ηγJ2）二云二長花崗巖是本區成礦地質體，但其具多期侵位；其第五次侵入介頭單元（ηγJ2e）細粒（少斑）二云二長花崗巖，與成礦關系最為密切，是本區主要成礦地質體。具有高硅（SiO2=74.24%）、富堿（Na2O+K2O=7.89%）、貧Ti、富F的巖石化學特征，呈巖枝或巖墻狀產出，產狀不規則，多呈近水平的似層狀，發育云英巖化、電氣石化等蝕變，成巖年齡168Ma±，屬于燕山早期晚階段至燕山中期階段的產物。

2.2 典型礦床成礦構造與成礦結構面特征

2.2.1 成礦構造系統

邵陽—郴州走滑斷裂帶為區內一級成礦帶，控制大義山巖體的分布以及大義山錫礦田的分布；隨著該走滑斷裂的多期活動，在巖體內及巖體接觸帶產生次一級的隱伏和半隱伏剪切斷裂帶，而這些剪切斷裂帶的活動，形成低序次的侵入接觸構造、斷裂、裂隙構造等，控制各礦脈的空間展布。接觸帶構造系統對礦床控制方式主要有以下幾種：產于不同期次巖體接觸部位，礦體呈似層狀、囊狀產于晚期侵入巖體頂部；產于巖體與碳酸鹽巖接觸部位：礦體呈似層、透鏡狀產于外接觸帶，其形態受接觸帶的控制。斷裂、裂隙構造系統對礦床控制方式主要有以下幾種：產于斷裂破碎帶，形態較為簡單，一般呈似層狀、扁豆狀，其產狀受斷層嚴格控制。產于巖體內接觸帶斷裂裂隙：礦體呈脈狀、透鏡狀產于巖體頂部內接觸帶。產于巖體外接觸帶斷裂裂隙：礦體呈脈狀、透鏡狀產于巖體頂部內接觸帶。

2.2.2 成礦結構面

①巖體上凸構造成礦結構面：晚期次單元巖體（J2e）侵入早期次單元（J2a、J2b），呈上凸的“背形”產出，該成礦結構面規模大，是巖體型錫礦體主要賦礦界面。②侵入接觸帶成礦結構面：巖體型錫多金屬礦主要分布于J2e巖體頂部附近，多呈緩傾斜狀，平行于巖體接觸帶；矽卡巖型錫多金屬礦主要分布于巖體與碳酸鹽接觸部位，受接觸帶形態控制。③斷裂成礦結構面：該界面分布廣泛，主要產于斷裂中破碎帶，是裂控型錫多金屬礦主要成礦結構面。④節理裂隙成礦結構面：巖體冷凝過程中，形成大量的次生節理裂隙，巖漿期后含礦熱液侵入其中，發生自變質交代蝕變作用，是云英巖脈型錫礦脈（體）的主要賦礦界面。

2.3 典型礦床成礦作用特征標志

2.3.1 礦化特征

巖體型錫多金屬礦：單個礦體長320m～1400m，寬60m～500m，厚度0m～23.84m，平均厚度約十幾米，錫品位一般為0.15×10-2～1.37×10-2，局部富集可達40×10-2～50×10-2。水平上由巖體型錫礦床的圍巖由中心部位至外圍，巖體時代由新到老；由NA至S，由W到E，由巖體型逐漸向脈型礦床過渡。垂向上近地表礦體多為脈狀充填礦體，深部多為浸染礦體類型。

矽卡巖型錫銅多金屬礦：產出于正接觸帶，礦體的產狀及形態均隨巖體與圍巖接觸界限的變化而變化，呈似層狀及透鏡狀。礦體長400m～790m，厚度變化較大，一般為1m～4m，最厚可達24.81m，礦體平均品位為Sn0.23%，Cu1.21%，Zn0.27%，As0.46%，金屬礦物以錫石、黃銅礦、黃鐵礦等為主；脈石礦物以螢石、方解石、白云石、透閃石等為主。

2.3.2 礦床地球化學特征

①巖石學特征：大義山巖體花崗巖SiO2含量大于69.5%，具 有A/CNK＞1.1、K2O＞Na2O、Al2O3＞CaO+Na2O+K2O的特征，屬于鋁過飽和偏酸性“S”型花崗巖類。②常量元素特征：巖石富含Sn、Cu、W、As等元素，其中Sn元素含量普遍可達地殼平均含量的5倍～10倍以上。中侏羅世晚期侵入花崗巖（ηγJ2e）Sn含量最高，最高可達114倍。微量元素Ba、Sr、P、Ta表現為明顯但不強烈的虧損，而Rb、Th、Ta、Nd、Sm相對富集，顯示出一般殼源花崗巖特征。③稀土元素特征：中侏羅世晚期侵入花崗巖（ηγJ2e）巖體稀土元素配分曲線圖呈“V”型，Eu虧損明顯，輕稀土較重稀土更為富集。④流體包裹體特征：以石英脈型礦體為例進行石英流體包裹體水氫氧同位素研究，得到δ18Osmow%的變化范圍是-9.1～-4.22；δDsmow%的變化范圍是-51.1～-34。據研究人員對已知礦床含礦流體進行測試、分析后得到δ18O的變化范圍對比，判斷流體來源于巖漿，并受到大氣降水的影響。⑤同位素特征：對大義山獅茅沖、楊柳塘一帶錫銅多金屬礦石進行采樣分析，得到毒砂Pb同位素數據。同時據野外地質觀察及前人資料可知，鉛鋅礦床主要產出于圍巖地層，巖體中不見大規模的鉛鋅礦產，因此有理由認為鉛主要來源于圍巖地層，其次為巖漿來源。

2.4 典型礦床其它成礦要素

①地球物理成礦要素：在巖體出露區內等值線較稀疏，在巖體外圍等值線較密集，結合航磁特征,推斷大義山巖體向東隱伏，大義山巖體東側成礦物質來源較豐富，礦產相對密切。本區正常沉積巖和花崗巖基本無磁性，各類變質巖及基性脈巖具有一定的磁性，其中以磁鐵礦化、磁黃鐵礦化矽卡巖磁性最強，能夠產生一定的磁異常。②地球化學成礦要素：Sn、Cu、As、W、Pb、Zn、F、Be、Bi、Mo元素異常是尋找巖體型、接觸交代型、云英巖型錫多金屬的重要要素。③遙感成礦要素：云英巖化、高嶺土化、綠泥石化、葉臘石化、褐鐵礦化等蝕變礦物的蝕變遙感異常；遙感水系解譯、遙感巖性解譯、遙感構造解譯信息等是尋找巖體型、接觸交代型、云英巖型錫多金屬的次要要素。

3 成礦模式

3.1 礦床空間結構模型分析

大義山工作區巖體型、矽卡巖型、熱液充填-交代型錫銅砷多金屬礦床具有相同的物質來源，統一的成礦機制，是燕山中晚期（150Ma～160Ma）多次巖漿活動的結果。地殼巖石重熔形成巖漿，形成的熱液對流并萃取地層中的Sn、Cu、W等金屬元素，使成礦元素得到初步富集。巖漿動力加強并開始多次的上涌侵位，形成多期次、多階段的復式巖體。Sn、W、Cu等礦質元素隨巖漿上侵，隨著巖漿發生分異結晶，早期巖漿侵位成巖，晚期巖漿堿性較強易于Sn、W等礦質保存，早期巖體使礦質元素再次得到富集。由于早期巖體構造不發育，環境較為封閉，富含礦物質的后期巖漿侵位早期巖體中緩慢冷卻，至中侏羅世晚期侵入花崗巖（ηγJ2e）介頭單元，花崗巖形成后進入該次巖漿活動后期，各巖體單元、地層內構造裂隙發育，而富含礦物質和揮發的殘余熱液異常活躍，與各類圍巖發生交代蝕變形成礦體。因此，區內原生錫礦應屬巖漿-熱液成礦[3]。

3.2 典型礦床成礦模式

在全面收集、整理大義山地區已有地質、物化探、遙感、礦產等資料的基礎上，確定大義山地區主要為高中溫巖漿期后熱液型錫多金屬礦，選擇白砂子嶺錫多金屬礦、大順窿銅礦作為典型礦床，開展系統的典型礦床研究，構建大義山地區錫多金屬礦成礦模式。典型礦床成礦模式如圖1所示。

圖1 大義山錫多金屬礦成礦模式圖