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渣滓溪锑钨异体共生矿床地质特征及成矿条件探讨

时间:2022-12-08 19:50:08 来源:网友投稿

摘 要∶矿床位于雪峰隆起区中段与冷家溪——九岭山东西构造带西段复合部位的南东侧,主要赋存于板溪群五强溪组上段的一套火山——碎屑岩沉积浅变质岩系中。其锑矿床产于北西向控矿构造中,矿脉成组分布,具有相似的等距和方向性。钨矿床产于五强溪组上段第三层石英砂岩、凝灰质砂岩中,矿体受岩性及层间节理中控制,构成“层控型”钨矿层。锑矿脉走向与钨矿层走向近于直交,形成异体共生矿床。在全国诸多的锑钨共生矿床中独树一帜,而且锑钨矿床规模大,目前经勘探锑矿床已达大型,并具有发展成超大型的潜力。钨矿床有达大型矿床的潜力。

关键词:渣滓溪 锑钨共生矿床 锑矿床 层控型钨矿床

1 区域地质概况

渣滓溪锑钨矿床处于湘西雪峰山隆起区中段与冷家溪——九岭山东西向构造带西段复合部位的南东侧(图1)。

区内出露地层以板溪群为主,系一套具复类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。白垩系分布于断陷盆地中。本锑钨矿床产于五强溪上段的碎屑岩中。

区内断裂构造复杂,雪峰山隆起区以北北东向的复式褶皱及斜冲断裂组成,断裂具是多次活动性,长数千米至十余千米,,这类区域断裂及其配套的低序次断裂发育地段,往往控制着区内锑钨矿床产出与分布。

区内南部、东部及南东分别见加里东期、印支期及燕山晚期岩浆岩,呈岩基及岩株产出。

区域地球化学特征主要表现在赋矿地层中的W、Sb等主要成矿元素含量高出地壳丰度达195倍,W达4.1倍。断裂中Sb甚至可达510倍。

2 矿床地质特征

2.1赋矿岩系的组合特征

锑钨矿床赋矿地层为五强溪组上段,总体为含凝灰质的碎屑岩类,按岩性组合特点,自下而上划分为四层。其中第三层为白钨矿床赋矿层位,也是锑矿主要赋矿层位之一。该层石英砂岩及凝灰质砂岩中见白钨矿层共26层。

2.2矿床特征

2.2.1锑矿床

锑矿床均产于北西向的断裂中,目前已揭露的断裂70余条,基本上断裂就是矿脉。矿脉呈290°~330°方向展布,成组分布。按产出空间,自南西往北东方向依次可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ脉组(见图2)。Ⅰ脉组中构成工业矿体的条数最多,比较密集,单脉间距一般10~20m,往下则为5~15m;Ⅱ脉组中构成工业矿体的条数减少,单脉间距一般20~50m,往下则为10~40m;Ⅲ脉组中构成工业矿体条数更少,单脉间距40~180m。硅化与成矿关系最密切,硅化增强则锑矿化加强。主要矿石自然类型为石英辉锑矿型,属裂隙充填脉状锑矿床。

2.2.1钨矿床

钨矿床主要赋存于五强溪组第二段第三层中,为白钨矿矿床。在矿层内,白钨矿脉受层内节理控制,沿矿层内节理裂隙充填,呈细脉状产出(见图8);白钨矿脉产状与节理产状一致;可分两组,一组为倾向20~60°、倾角60~85°,与矿(岩)层近于垂直或大角度相交,与F3产状近一致;另一组为倾向120~160°,倾角为45~65°,与矿层基本平行,以前者为主;在锑矿脉较密集分布且富集地段,白钨矿相对富集;矿体有自南西浅部向北东深部侧伏的特点,侧伏角60~80°不等(图9)。主要矿石自然类型为石英—白钨矿矿石,属层控节理充填细脉型白钨矿床,是本钨矿床重要的成矿特征。在紧闭形锑矿脉与白钨矿层相交的局部地段,见角砾状白钨矿石顺锑矿脉产出,长1~2m,厚0.01~0.15m不等,产状与锑矿脉产状一致。

2.2.3锑钨矿床的成生关系

锑矿床与钨矿床主要呈异体共生,极少量呈同体共生。赋矿地层均为五强溪上段,在产出空间上钨矿层与锑矿脉近于垂直相交。

锑矿床与钨矿床虽处同一构造单元,成矿构造特征有别。锑矿床主要产于北西向断裂中,断裂基本上就是锑矿脉,分布规模相对较大。钨细脉主要发育在钨矿层中,矿化强度受层间节理制约。因此,各自的矿体赋存于不同序次的断裂中。

锑矿床与钨矿床在生成时间上不尽相同。白钨矿生成在先、辉锑矿在后的成生顺序。

3 成矿条件探讨

3.1成矿物质来源与矿源层

渣滓溪锑钨矿床所赋存的板溪群五强溪组,为一套富含火山碎屑物质的岩层,总厚度1225.04m,根据3531件岩石样品光谱分析统计,Sb、As、W含量分别高于上部大陆壳平均值(泰勒等,1964)的139倍、13.1倍、5.2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、W),即“矿源层”。

3.2成矿构造条件

渣滓溪锑钨矿床处于区域性马家溪与岳溪断裂所挟持的断块中,主要控矿构造是F3断裂。随着其与F3断裂距离的加大,锑矿化亦随之减弱。它导致了成矿作用的发生和矿床(体)的定位,对成矿起主导作用。

3.3成矿物理化学条件

3.3.1硫同位素组成特征

渣滓溪锑钨矿床硫同位素(20件)测定结果,δ34s‰值变化范围4.7~10.4,平均8.0,极差5.7,标准离差5.7。δ34s为稍大的正值,且较其中,变化较小。硫源可能主要来自地壳深部,包括火山硫源,但在成矿过程中部分受到富含重硫同位素的围岩硫的混染,而使其硫同位素出现较大的正值。

3.3.2成矿温度

据湖南省冶金地质研究所1978~1985年间对渣滓溪锑钨矿床用爆裂法测得辉锑矿的生成温度为130~292℃(38件),平均243℃,属中—低温;白钨矿240~335℃(42件),平均300℃,属中温范畴。

3.3.3溶液性质

据鲍振襄等人资料,对渣滓溪锑钨矿床矿物包裹体(5件)分析的结果,液相成分以H20为主,气相以CO2最多,并含一定量的CH4。包裹体溶液的主要阳离子含量关系是:Na+>K+,Na+>K+,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,石英脉辉锑矿及晚期碳酸盐阶段为Na-Ca-F型。

与叶传庆1998的研究对比,渣滓溪锑钨矿床包裹体成分中,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比值较高,表明溶液偏酸性、富气,尤其是与CO2与成矿关系密切。推测本矿床的成矿溶液是以大气降水为主,兼有部分变质水的渗入。

3.3.4氢氧同位素特征

据何江等人资料六件石英包裹体水的氢氧同位素测定结果表明,δD为-61‰~-65‰、δ18OH2O值为-6‰~-8‰,变化范围很窄。在δD-δ18OH2O图解上(图10),都落在大气降水线附近,具有明显的大气降水特征,表明成矿流体的水源主要来自大气降水。

综上所述,渣滓溪锑钨矿床成矿流体主要来自于大气降水,由于赋矿地层自身及深部的老地层均为“矿源层”,区内发生的大规模构造—岩浆活动提供了充足的热源,“矿源层”经区域轻变质,存在丰富的的以活化形式存在的Sb、W元素物质源,矿化早期阶段生成中温热液白钨矿矿床,矿化晚期阶段生成中—低温热液辉锑矿矿床,为两者共生的钨锑矿床。由于产出部位有所差异,而呈现异体共生现象。

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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