湖南省宜章县蔡背岭矿区锡矿地质特征及成因

■胡玉灵毕艳玲

（1湖南省湘南地质勘察院 湖南 郴州423000；2湖南省有色地质勘查局一总队 湖南 郴州423000）

湖南省宜章县蔡背岭矿区锡矿地质特征及成因

■胡玉灵1毕艳玲2

（1湖南省湘南地质勘察院 湖南 郴州423000；2湖南省有色地质勘查局一总队 湖南 郴州423000）

通过对宜章县蔡背岭矿区地层、构造、岩浆岩及围岩蚀变特征的分析研究，矿床受蔡背岭倒转背斜的控制，在研究锡矿体地质特征的基础上，对矿床成因进行初步分析，认为蔡背岭矿区锡矿成因属气化-高中温热液型锡矿床。

锡矿地质特征成因蔡背岭宜章县湖南省

0 前言

蔡背岭矿区位于芙蓉矿田的南部。芙蓉矿田地处骑田岭复式花岗岩体南部内外接触地带，大地构造位置为南岭纬向构造带北缘之耒阳—临武南北向构造带与茶陵—临武北东向断裂带的复合部位。成矿地质条件非常有利。矿田内的白腊水、山门口等锡矿区已是全国闻名。

本文在综合分析前人资料的基础上，主要研究宜章县蔡背岭矿区锡矿地质特征探讨矿床成因

1 矿区地质特征

1.1 地层

蔡背岭矿区出露地层有中晚石炭世的黄龙组、船山组、早二叠世的栖霞组、当冲组、晚二叠世的龙潭组及第四系。各地层单位的岩性岩相特征及相互关系如下：

黄龙—船山组（C2h+C3c）：

主要分布于平头岭、下吴家、王家等地，面积约0.50Km2。岩性均系浅海相碳酸盐岩建造，因出露不佳，界线不易确定，故两组合并表示。区内岩层倾向北东，倾角25-50°；下部为浅灰、灰白色或白色厚层状至块状粉－亮晶白云岩，偶夹不稳定同生角砾状白云岩，风化面灰黑色，刀砍状构造发育；上部为灰白、浅灰色厚至巨厚层状泥－粉晶灰岩夹云灰岩、灰云岩和白云岩。区域上其厚度大于310m。

黄龙—船山组与岩体接触部位均形成大理岩或大理岩化灰岩，这些大理岩或大理岩化岩石为很好的建筑装饰材料，当地建有多家开采此类岩石的建材矿山。

栖霞组（P1q）：

主要分布于桐子山、平头岭—阐堤冲、江湾东侧一带，出露面积约0.20km2。岩性为一套稳定的浅海相碳酸盐岩建造。由于岩浆侵入及断裂破坏，岩层倒转。岩石主要由灰、深灰色至灰黑色中至厚层状泥粉晶灰岩、生物碎屑灰岩组成，局部含白云岩透镜体及团块、燧石结核或条带。岩石风化面多呈黑色，溶洞发育，其下部地段岩溶地貌发育。栖霞组与下伏地层船山—黄龙组呈整合接触。区域上厚度约122m。

当冲组（P1d）：

主要分布于新屋里、江湾等地，出露面积合约0.15km2。为一套台盆相硅质岩建造，厚度14.3-56m。岩性下部为灰至深灰色硅质页岩，局部含炭质，夹有灰岩透镜体，上部为褐灰、褐黑、棕黄色铁锰质，炭泥质硅质岩。局部有铁、锰质富集。与下伏地层栖霞组呈整合接触。

潭组下段（P2l1）：

主要分布于桐木窝、刀背脊—江湾—枫树岭一带，出露面积约0.75km2。为一套滨海泻湖－沼泽－三角洲相砂、泥质及含煤建造，岩性以灰色薄层状粉砂质页岩为主，夹灰黄色中层状粉砂岩，细粒石英砂岩和少量灰黑色炭质页岩，顶部为一层细中粒长石石英砂岩，层厚197-238m。与下伏地层当冲组呈整合接触。

第四系（Q）：

广泛分布于矿区中南及东部较平坦地带，为居民和农田区，分布面积达2.5km2。为残坡积物和冲洪积物，其中残坡积物：以灰色砂质粘土、粘土质粉砂为主，夹少量碎石，一般厚0.1-5m；冲洪积物：上部为灰褐色粉质粘土，厚1-2m；下部岩性为含砂砾卵石，径2-20cm，呈次棱角或次圆状，厚2m左右。

1.2 构造

矿区位于耒阳-临武南北向构造带东缘与茶陵-临武深断裂带的复合部位。区内构造发育，纵横交错，形成以北东向构造为主，北西向构造、近东西向构造、南北向构造次之，组合复杂的构造格局。区内构造以断裂构造为主，褶皱较紧闭，断裂多延伸稳定。

1.2.1 褶皱

区内主要褶皱见有蔡背岭倒转背斜。

蔡背岭倒转背斜：分布于曹家村到江湾一带，形态复杂、不完整，只见南西翼，北东翼为花岗岩所蚀。背斜轴向为北西—南东向，北西段起于曹家村北西侧，经告公田、平头岭到江湾一带，平面上构成向北西凸出的牛轭状。核部出露石炭系黄龙—船山组，由核部往西依次出露栖霞组、当冲组、二叠系龙潭组等。在背斜的南西翼，由于次级褶皱比较发育，同时因断裂构造及岩浆岩侵入的影响，地层产状较乱，见有倒转现象。

1.2.2 断裂

测区内断裂构造纵横交错，组合复杂。根据断层总体走向大致分为北东（东）向、北西向、东西向、南北向等四组，数量达数十条。其中北东（东）断裂特别发育，它们成群成带分布。以F26为界，F26以东蔡背岭一带以北东向断裂为主，F26以西告公田-楼梯岭一带以北东东向断裂为主，北东（东）向断裂是区内主要控矿构造。

1.3 岩浆岩

矿区位于骑田岭岩体南部，岩浆岩广泛出露，出露面积约4.82Km2，约占矿区总面积的54.0%，全为花岗岩类，为晚侏罗世产物。本区岩浆岩具多期次、多阶段侵入的特点，从燕山早期到晚期都有活动，岩相以中深成相为主，浅成相次之。本区出露的岩浆岩主要为芙蓉超单元中燕山早期第三阶段(γ52-3)侵入的将军寨单元和燕山晚期第一阶段(γ53-1)侵入的荒塘岭、回头湾单元等三个单元，还有少量的细粒花岗岩脉。区内花岗岩与成矿关系密切。

1.4 围岩蚀变

受岩浆热力及构造应力的影响，区内岩石蚀变十分普遍，蚀变种类多、程度强。计有云英岩化、绢云母化、绿泥石化、矽卡岩、钾化、萤石化、电气石化、大理岩化、角岩化、硅化等，各种蚀变常互相重叠。其中云英岩化、绿泥石化、绢云母化、矽卡岩、萤石化与成矿关系密切。

矿区在岩体内接触带100-300m范围内发育一呈北东走向的蚀变花岗岩带，总长约1.2km，北东端延伸出图。该带中岩石蚀变种类和强度变化较大，蚀变种类有绢云母化、绿泥石化、硅化、云英岩化等，往往在断裂构造发育地段蚀变强烈，并伴随有锡矿化，局部地段可形成构造蚀变带型锡矿体，如50、53等矿体即属此。在外接触带300-1500m范围内主要为大理岩化、角岩化、矽卡岩化和硅化等蚀变，在有断裂构造发育地段蚀变较强，局部还伴随有锡铅锌矿化。

2 矿体特征

2.1 矿体形态、产状及规模

蔡背岭矿区位于芙蓉矿田南东部。处骑田岭复式花岗岩体南东接触带，成矿条件非常有利。区内目前已发现有构造蚀变带型、矽卡岩型两种锡矿类型共11条矿脉。其中构造蚀变带型锡矿赋存于细粒斑状钾长花岗岩及粗中粒斑状黑云母钾长花岗岩中，少数地段分布于龙潭组下段砂页岩及石炭系黄龙—船山组白云质大理岩中，大多受北东—北东东向断裂构造控制，

1号矿体：位于蔡背岭村至曹家大队林场一带，产于将军寨单元粗中粒斑状钾长花岗岩中，受F1断裂控制，矿体呈脉状产出，走向60°，倾向北西，倾角75°，矿体长550m，平均厚度1.19m，矿石中主要有用矿物为锡石，Sn平均品位0.783%。

50号矿体：为2008年新发现的矿体，位于告公田细粒斑状花岗岩体北西侧，矿脉受F16断裂的控制，呈脉状、透镜状、厚板状产出。走向北东-北东东，倾向330-350°，倾角67-72°。该矿体可分为两段，北东段分布于将军寨单元粗中粒斑状钾长花岗岩中，主要有用矿物为锡石及磁（褐）铁矿，南西端插入二叠系龙潭组砂页岩之中，主要有用矿物为锡石、方铅矿、闪锌矿。

52号矿体：位于告公田细粒花岗岩体北西侧，矿体受F120断裂的控制，走向北东70°，倾向北西，倾角46-70°。自北东向南西由细粒斑状花岗岩体插入到二叠系龙潭组砂页岩之中。该矿体呈脉状、透镜状、厚板状产出。现控制矿脉走向长540m，南西段为主要为锡矿体，北东段上部为锡，深部为铅锌矿体。

56号矿体：是区内唯一走向近南北向矿体，位于林峰工区至平头岭一带，受F117断裂的控制，倾向东，倾角75°。该矿脉从北向南穿过了二叠系龙潭组砂页岩，细粒斑状花岗岩及二叠系栖霞灰岩，并将细粒斑状花岗岩体错断。矿体呈脉状、透镜状、厚板状产出。

61号矿体：位于告公田一带。矿体受F122断裂的控制，走向65°，倾向北西，倾角70°。走向长980m，控制最大斜深380m，矿体厚0.35-9.58m，平均2.61m。矿体呈脉状、透镜状、厚板状产出，具分枝复合现象。矿体西段顶底板为角岩化粉砂质泥岩，矿体东段顶底板以细粒斑状花岗岩为主。

55号矿体：位于狗头岭至曹家坪一带，受岩体接触带控制，属矽卡岩型锡矿体，矿脉呈带状沿细粒斑状花岗岩与碳酸盐岩地层接触带产出。其总体产状：160°/0°-75°，近地表产状较陡，往深部变得平缓。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石的矿物组合特征

本矿区锡矿床类型主要为构造蚀变带型、矽卡岩型等，各类型锡矿中矿物种类亦较多，且组合较复杂。根据野外观察和镜下鉴定，金属矿物主要有锡石，次为黄铜矿、方铅矿、铁闪锌矿、毒砂、黄铁矿、磁铁矿、辉铋矿、白钨矿及少量褐铁矿、赤铁矿、自然铋、锆石、针铁矿、钛铁矿、辉铜矿等；非金属矿物主要有石英、钠长石、更长石、钾长石、绿泥石、绢云母，次有黑云母、电气石、萤石、绿帘石、透闪石、阳起石、方解石、符山石、高岭土等。

2.2.2 主要有用矿物特征

矿区主要有用矿物有锡石，次有白钨矿、方铅矿、铁闪锌矿、磁铁矿、黄铁矿、辉铋矿、毒砂等。兹将其特征分述如下：

锡石（SnO2）：是矿石中最主要的锡矿物，颜色多种，有黄褐色、黑褐色、黄棕色、淡黄色、无色等多种颜色。锡石粒级不等，从粗粒到微粒均有产出，但以细粒级为主要，一般粒径为0.07-0.30mm，局部地段大于1.0mm。锡石具环带，中心深，边缘浅。由于挤压的影响，糙面显著，裂纹发育。锡石与多种金属硫化物及脉石伴生，有相互包裹连生、穿切的现象，其与辉铋矿、黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿关系密切，嵌布上述矿物裂隙及矿物中。此外，锡石广泛分布在石英、长石、萤石、绿泥石等脉石矿物中，呈星散浸染状或集合体的团粒状产出，其颗粒相对较粗，与脉石呈镶嵌状分布。

辉铋矿（Bi2S3）：是矿区主要的含铋矿物，呈铅灰色，他形晶—半自形晶片状、羽毛状、毛发状，集合体呈纤维状不规则粒状、板状、脉状，粒径0.074-0.04mm，部分小于0.04mm和大于0.5mm。辉铋矿较为分散，无富集现象。其产出形式有的呈浸染分散状在各种矿物中，如黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿等矿物边缘裂隙中；有的填充在矿物粒间和空洞中，常构成矿石的填隙结构。另外，辉铋矿与脉石矿物在多种矿石中广泛连生。

黄铁矿（FeS2）：是含硫矿物之一，浅黄铜色，强金属光泽，在矿石中呈中细粒浸染状分布，自形—半自形晶四面体粒状及碎屑状，碎屑由粗粒黄铁矿受力破碎而成，一般粒径0.5-0.1mm，粗粒1-2mm。黄铁矿在矿石中一般单体星散分布，很少富集成块或呈集合体的团粒产出，常与毒砂、黄铜矿、辉铋矿、铁闪锌矿共生，黄铁矿氧化后形成矿石中的褐铁矿。

方铅矿（PbS）：呈铅灰色，金属光泽，阶梯状立方体解理完全，部分为半自形晶，它形粒状晶。粒径一般0.01-1.2mm，多呈星点状，小团块状产出，局部呈团块状，细脉状。方铅矿往往与铁闪锌矿相伴产出，可见方铅矿交代铁闪锌矿现象。

铁闪锌矿（（FeZn）S）：矿区所见闪锌矿多为铁闪锌矿，颜色分布不均匀，呈褐红色、暗褐色、棕褐色至黑色，半金属光泽，镜下为半自形晶或它形晶粒状，常呈不规则的粒状集合体和细脉沿裂隙充填分布，粒径0.1-0.7mm，局部呈团块状，与方铅矿共生，可见其包裹黄铜矿、毒砂等早期形成的矿物。

毒砂（FeAsS）：呈钢灰色，条痕灰黑色，金属光泽，不透明，硬度中等，性脆，锤击发蒜臭味。镜下呈亮白反射色，非均性明显。毒砂在矿区矿石中分布较少。单体为自形、半自形粒状或板条状，多呈粗粒集合体产出，或以星散浸染状的形式嵌布在脉石中，沿粒间、裂隙或边缘可见黄铜矿、铁闪锌矿或方铅矿充填交代。粒度一般0.1-1.0mm。在磁黄铁矿出现的矿石中，毒砂往往呈包裹体出现。

磁铁矿（Fe3O4）：铁黑色，条痕黑色，半金属光泽，性脆，具强磁性。主要分布在区内矽卡岩型矿石中，多呈不规则粒状集合体嵌布在脉石中，与脉石的接触界线不平直，集合体边缘可见微细粒锡石分布，粒径大小0.02-0.30mm，一般的粒度0.20mm左右。在近地表氧化带多形成褐铁矿，常吸附和包裹锡石、黄铁矿、黄铜矿等矿物。

白钨矿（Ca[WO4]）：呈乳白色或微带灰色，半透明，油脂光泽。一轴晶，正光性，正极高突起，自形-半自形晶，表面平净，粒径0.07-0.50mm，与透闪石、阳起石、透辉石、萤石等在一起，与萤石的关系特别密切。零星分布在55等矿体中。

2.2.3 矿石的结构构造

（1）矿石结构

矿石结构按成因分为结晶结构、固溶体分离结构、交代结构、压碎结构等。其中结晶结构为矿区矿石基本结构，固溶体分离结构和交代结构也广泛分布于区内各类型锡矿体中，压碎结构主要见于区内构造蚀变带型锡矿体中。

（2）矿石构造

主要有角砾状构造、细脉浸染状构造、团块状构造、皮壳状构造、条带状构造等，这些矿石构造形态广泛分布于区内各类矿石中，其中角砾状构造主要见于构造蚀变带型锡矿体中，而皮壳状构造主要见于地表风化矿矿石中。

2.2.4 矿石类型

（1）自然类型

根据野外观察和室内鉴定，本区矿石受风化作用的影响不大，故矿石的自然类型属原生锡矿石。

（2）工业类型

蔡背岭矿区锡矿石由多种有用元素组成，除锡外，还有铅、锌、钨、铋、铜等有用元素。矿石矿物主要是锡石、白钨矿、方铅矿、铁闪锌矿、辉铋矿、黄铜矿等。据矿石中主要矿物的组合特征，区内矿石类型以石英—锡石矿石为主，铅锌（银）矿石、硫化物—锡石矿石、透辉石—透闪石—锡石矿石等次之。各种矿石类型在同一矿体乃至同一工程中可同时出现，这说明该区内锡矿是多期次成矿作用的产物。

3 矿体围岩与夹石

矿区内矿体围岩随矿体类型的不同而各有差异。现将矿区内主要矿床类型的矿体围岩与夹石情况简述如下：

构造蚀变带型锡矿：矿体受构造破碎带控制。围岩与夹种类较多，主要为花岗岩，次有灰岩，大理岩化灰岩、大理岩、砂页岩等。矿体与围岩接触关系一般较清晰，局部呈渐变接触关系。

矽卡岩型锡矿（55号矿体）：矿体围岩与夹石为花岗岩、大理岩、矽卡岩、大理岩化灰质白云岩、灰岩等，二者界线一般也较清楚，但局部地段与大理岩化灰质灰岩、矽卡岩则呈渐变接触关系。

4 控矿因素

4.1 地层岩性对成矿的控制

据1：5万区调化探岩石测量结果，壶天群、二叠系当冲组等岩层中Sn元素平均含量高于维氏值，在有利的构造和岩浆气液活动等条件下有可能萃取出来富集成矿。

区内栖霞组、船山—黄龙组等碳酸盐岩石化学性质活泼，有利于矿液渗透交代，在与岩体接触带附近易形成接触交代型锡矿体（55号矿体）；在断裂构造或层间裂隙面附近易形成构造蚀变带锡矿。

区内龙潭组砂页岩及当冲组的硅质岩，虽岩石性质不活泼，不利于矿化交代作用的进行，但其具有较高的刚性，在各种构造应力作用下易破碎，产生大量的节理、裂隙而成为岩浆期后矿液运输和沉淀的场所，从而形成构造蚀变带型锡矿。

4.2 构造对成矿的控制

区内的控矿构造主要为北东向断裂构造，它们呈与其它方向的断裂构造斜接复合，形成区内断裂构造格架。高序次的断裂构造（如F26）是区内主要的导矿构造，控制着该区锡矿带、锡矿床的空间分布；次一级的伴生断裂构造（如F116、F123、F120等）是区内的容矿构造，控制着矿体的形态、产状、规模等。一般来说，矿体的产状、形态与容矿断裂基本一致，矿体的规模与容矿断裂的规模成正比。

4.3 岩浆岩对成矿的控制

岩浆活动是该区内生矿床形成的主要因素。骑田岭岩体是一个分异、演化较完全的重溶型复式花岗岩体。

骑田岭复式岩体，从印支-燕山期均有岩浆活动，不同期次、不同阶段侵入的岩体的成矿作用与成矿专属性具明显差异。分布于岩体东部的印支期第二阶段菜岭超单元的岩浆岩矿化作用较弱，仅形成一些Sn、Pb、Zn矿（化）点。而分布于岩体南部的燕山早期第三阶段及燕山晚期第一阶段的芙蓉超单元岩浆岩的成矿作用较强，能形成规模大的锡矿床

5 矿床成因

区内锡矿主要赋存于花岗岩中及内接触带，少量赋存于外接触带；总体受北东向断裂构造的控制；主要以充填交代方式成矿；与围岩界线一般较清楚；形态多呈脉状、透镜状；矿体顶、底板围岩蚀变强烈，种类复杂，与锡矿化关系密切的有绿泥石化、绢云母化、云英岩化、矽卡岩化、萤石化等；矿石构造以脉状、浸染状、角砾状、条带状为主；成矿物质来源主要为岩浆岩，矿床空间分布主要受断裂构造的控制。综上所述，区内原生锡矿的成因类型为气化-高中温热液型锡矿床。

F407.1[文献码]B

1000-405X（2016）-12-8-2

胡玉灵（1991～），男，本科，助理工程师，研究方向为地质调查与矿产勘查。毕艳玲（1982～），女，工程师，本科，研究方向为地质矿产勘查。