湖南省界牌岭锡多金属矿床地质特征研究

何占珍，吴南川，蒋喜桥（湖南省有色地质勘查局一总队，湖南郴州 423000）

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湖南省界牌岭锡多金属矿床地质特征研究

何占珍，吴南川，蒋喜桥
（湖南省有色地质勘查局一总队，湖南郴州 423000）

界牌岭锡多金属矿床之萤石、铍、锡、铜等矿化与云母萤石化、黄玉萤石化蚀变的时空关系密切，燕山晚期复式小岩体与含矿流体是深部岩浆不同时期分异产物。文章通过对矿床蚀变、矿化分带、矿石特征、可选性试验、成矿地质条件、成矿物质来源等进行分析，建立矿床的成矿模式，指出找矿预测区。

蚀变矿化分带；花岗斑岩；成矿模式；界牌岭锡多金属矿

界牌岭锡多金属矿床位于南岭纬向构造带中段北端，湘南褶皱系汝桂隆起南缘，黄沙坪－界牌岭NWW向基底断裂经过本区。该区岩浆活动强烈，晚期花岗斑岩侵位与该区的成矿作用密切相关。主要矿化地段位于官余复式向斜东翼界牌岭背斜中，赋矿地层岩性为下石炭统石磴子组灰岩、泥质灰岩、角砾状白云质灰岩。发育在背斜西翼的NEE向F1断层，是主要的导岩、导矿构造。锡、铜、铍、萤石矿化主要与黄玉萤石化、云母萤石化（条纹岩化）关系密切。主要有用矿产为锡、铜、萤石、铍、铅、锌、钨，为一大型锡铜矿床，特大型萤石、铍矿床。蚀变矿化活动可分成三个相对独立的阶段，即云母萤石化阶段、黄玉萤石化和云英化阶段、硫化物阶段。其矿床地质特征和成矿模式在华南地区的锡多金属矿床中具有独特性。

图1 湖南界牌岭锡铜多金属矿床地质图1－石炭系中上统壶天群；2－石炭系下统梓门桥组；3－石炭系下统测水组；4－石炭系下统石磴子组；5－花岗斑岩；6－隐爆角砾岩；7－张性断层；8－压性断层；9－平移断层；10－倾伏背斜；11－倾伏向斜

1 矿床地质特征

湖南界牌岭锡铜多金属矿床地质图如图1所示。

1.1 矿体空间形态及矿石特征

主要矿体为萤石铍矿体和锡铜矿体。前者位于矿床上部，测水组砂页岩之下的石磴子组顶部泥质灰岩中，矿体呈似层状产出，矿石类型为云母萤石型，主要有用矿物为萤石、金绿宝石（含铍），次为锡石、闪锌矿、黑钨矿等。而锡铜矿体位于前者之下，二者相距一般为100～200 m，矿石类型为黄玉萤石－锡石硫化物型，有用矿物为锡石、黄铜矿，次为闪锌矿等，金属硫化物以脉状、细脉状、团块状和角砾状形式分布于黄玉萤石岩中。锡铜矿体受黄玉萤石岩控制，形态产状与其相一致，呈缓倾斜板脉状、脉状产出，走向北北东，倾向北西或南东。此外，矿区西部黄玉萤石型锡铜矿体西侧发育的花岗斑岩岩墙，为云英岩型锡铅锌矿体，有用矿物为锡石、方铅矿、闪锌矿等，硫化物以浸染状、细脉状形式分布，矿体形态产状与岩墙相一致。

1.2 蚀变分带

矿区蚀变垂向分带明显，而横向分带不明显。垂直方向可分为四个带，自上而下可分为：

1.强云母萤石化带：位于蚀变体上部石磴子组地层顶部，呈似层状产出。蚀变带厚约150 m。主要蚀变矿物为：萤石、白云母、绢云母、刚玉、水铝石、金绿宝石，形成的蚀变岩石为云母萤石岩、云母萤石化灰岩。由萤石－绢云母和绢云母－刚玉－水铝石－金绿宝石两部分不同矿物组分组成的蚀变带，呈条带状相间分布，强云母萤石化带与萤石铍矿体分布相对应。

2.弱云母、萤石、黄玉化带：位于强云母萤石化带之下，主要蚀变矿物有萤石、黄玉、绢云母，以稀疏的脉状形态赋存。

3.黄玉萤石化、云英岩化带：蚀变带厚约220 m，蚀变矿物组合有黄玉－萤石、黄玉－绢云母－铁锂云母－萤石－石英。当热液遇到灰岩或白云质灰岩时形成的蚀变岩为黄玉萤石岩或黄玉萤石化灰岩；遇到花岗斑岩时形成云英岩、云英岩化花岗斑岩。

4.弱萤石及退色化带：位于蚀变带底部，岩石主要表现为退色化。绢云母、萤石等蚀变矿物呈细脉状稀疏分布。在其下部见陡倾斜含黑钨矿石英脉产出。

1.3 不同矿石矿物组合分带

界牌岭锡多金属矿床中不同矿石矿物组合分带与围岩蚀变分带的空间分布基本一致。自上而下可分为：

1.萤石－金绿宝石矿化带：分布范围与强云母萤石化带相同，主要有用矿物为萤石、金绿宝石，并可见有少量方铅矿、闪锌矿呈团块状、星点状、细脉状产出。

2.方铅矿－闪锌矿－锡石矿化带：产于弱萤石及退色化带中。主要有用矿物为方铅矿、闪锌矿、少量锡石。矿体产于云母萤石脉中，形成零星的小型铅锌矿体。

3.锡石－黄铜矿－闪锌矿矿化带：分布在强黄玉萤石化、云英岩化带中，主要有用矿物为锡石、黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿。呈浸染状、细脉状、团块状、角砾状产出。

4.黑钨矿化带：位于弱萤石与退色化带，产于陡倾斜石英脉中。

1.4 矿石可选性试验

界牌岭锡多金属矿床中含有萤石、锌、铅、铍、锡、铜等矿物，原矿中Zn 0.69%、Pb 0.72%、Sn 0.24%、CaF236.50%。根据各矿物的特性，对铅、锌、锡、萤石进行矿石可选性研究，试验采用流程为磨矿细度达到－0.074 mm占90.5%，优先浮铅，铅一次粗选三次精选，铅中矿顺序返回再浮锌，锌一次粗选三次精选，浮锌尾矿再浮萤石，萤石尾矿重选锡。试验最终获得含Sn 65%的锡精矿、含Pb 53.2%的铅精矿、含Zn 48.7%的锌精矿，含CaF296.10%的萤石精矿，回收率为Sn 64%、Pb 75%、Zn 73%、CaF280.97%，矿石可选性较好。

2 成矿地质条件

2.1 地层岩性

矿区出露的地层为石炭系下统石磴子组、测水组、梓门桥组和中上统壶天群。赋矿地层主要为石磴子组，其中萤石铍矿体赋存于该组上部泥质灰岩、泥灰岩、灰岩中，该类岩石岩性较杂、性脆，易于破碎，有利于高温气体、热液扩散和交代，而上覆的测水组砂页岩性柔，透水性差，能有效阻止矿液的扩散溢流；锡铜矿体产于石磴子组中部灰岩夹同生角砾状白云质灰岩、泥质灰岩、生物碎屑灰岩中，岩石节理、裂隙发育，相对较易破碎，易形成层间破碎带，因此黄玉萤石岩呈块状、角砾状、条带状构造，反映了原岩的构造风貌。此外，还为云母萤石岩（条纹岩）、黄玉萤石岩等蚀变岩石的形成提供了Ca、Al等组分。

2.2 构 造

矿体赋存于区域官余向斜东翼次级褶皱——界牌岭背斜中。该背斜为一复式向北倾伏的短轴背斜。其核部劈理带、虚脱部位和层间剥离空间为矿液的运移和扩散提供了通道，为蚀变岩－云母萤石岩和黄玉萤石岩，以及深部铜锡矿体提供了赋存场所。矿区断裂构造以北东向为主，以F1为代表，为压扭性结构面，走向北东，倾向东，经历了多期次活动，可能与深部基底断裂具有一定的成因联系，矿区内花岗斑岩、矿化蚀变均发育在其上盘，是矿区主要导岩、导矿构造。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩发育，见有二期岩体，它们是深部岩浆不同时期的分异产物，根据1／5万重力测量结果，推断深部有隐伏花岗岩体存在［1］。早期为巨斑晶花岗斑岩，在岩浆侵位过程中，伴有强烈的隐爆作用，分布在矿区西北面，呈蘑菇状，在其外接触带见少量呈脉状产出的石榴子石矽卡岩。晚期为中细粒花岗斑岩，呈岩墙产出，地表呈串珠状，与矿化蚀变关系密切。岩体富Al、K、Na、F，贫Ca、Mg，暗色矿物少，且K2O＞Na2O，为低粘度花岗斑岩，分异指数高，具有含锡花岗岩的一般特性。经铷－锶等时线法测定，s87／s86初始值为0.715 072，该区岩浆岩成岩年龄为89.81Ma［1］，属燕山晚期。稀土配分曲线具有强烈的铕亏损的水平海欧式曲线。稀土元素配分模式如图2所示，岩体富Rb贫Sr。这些特征反映了岩体浅源重溶的特征［2］，与华南陆壳重熔型花岗岩稀土分配曲线一致［3］。

图2 稀土元素配分模式图1－花岗斑岩；2－黄玉萤石岩；3－脉状锡矿石

3 成矿物质来源

1.硫同位素特征：δS34‰范围为－1.0～7.50，平均4.48，具有塔式分布的特点，矿物共生组合中δSPY＞δSSP＞δSCP＞δSCU，硫同位素的分馏基本达到平衡，说明成矿过程中处于相对稳定的体系，硫主要来自于岩浆硫，但也有个别样出现负值，说明有部分地层硫的混入［4］。

2.铅同位素特性：本区大部分属正常铅，其模式年龄为燕山早期，与岩体年龄相一致；有一部分异常铅，来自于沉积岩，其脱离放射性母体时间在泥盆系［5］。

3.花岗斑岩中Sn、Cu、Pb、Zn、W、Be等成矿元素和F、B、Li等挥发组分含量均明显高于华南花岗岩的平均含量，微量元素含量表见表1，尤其是矿化剂元素F含量特别高（最高为23 500μg／g），为成矿作用奠定了物质基础。矿石中主要矿化元素组合与岩体的成矿元素组合一致，表明成矿物质与岩浆来源相同。

表1 界牌岭岩体微量元素含量表10－6

4.稀土元素地球化学研究结果表明，成矿花岗斑岩、云英岩及矿体中锡石三者稀土配分模式十分相似，如图2所示，反映成岩和成矿的密切联系，以及岩浆和矿质的同源性。

5.成矿温度特性：萤石是一种贯通性矿物［6］，通过对萤石包裹体均一温度测定，说明矿区存在着三次相对独立的成矿活动，各阶段温度推算为：云母萤石岩阶段形成温度480～320℃；黄玉云英岩化阶段形成温度340～240℃；硫化物形成温度230～120℃。

6.岩体和成矿流体中矿化剂元素F、B、Li等含量较高，流体包裹体中F－含量较高而SO2－4、Cl－含量较低。因此，区内出现大量云母萤石岩和黄玉萤石岩蚀变带（体）。

7.界牌岭锡多金属矿床矿化蚀变分带、矿石类型、地球化学特征、成矿地质条件、成矿物质来源和成矿模式与华南锡矿床具有相似性，但又有其独特性，表现为岩体中主要矿化剂元素含量相当高，矿床中萤石、铍、锡、铜矿化与云母萤石化和黄玉萤石化之间时空关系密切，是一种新的矿床类型。

4 成矿模式

界牌岭锡铜多金属矿床成矿模式图如图3所示。

处于汝桂隆起边缘的界牌岭地区，在地壳上部软流层热源的影响下，伴随着深部基底断裂的剪切活动，大量陆壳重溶形成岩浆房。早期岩浆在矿区北面浅部定位，并发生隐爆作用，伴随着深部岩浆继续分异，富含挥发份的熔浆沿深断裂上涌上升，处于沸腾状态富含挥发份的流体与上侵岩浆发生分离，首先抵达界牌岭背斜核部脆弱地带，并受到测水组砂页岩地层的阻挡，流体向四周扩散而形成云母萤石交代岩。同时岩浆在浅部定位，形成花岗斑岩岩墙或岩株，随着深部岩浆房分异，沿F1断裂和岩墙上升，并向背斜核部磴子组地层扩散交代，在花岗斑岩岩墙内形成云英岩，在碳酸盐地层中形成黄玉萤石岩，随着物化条件的改变，络合物解体，大量Sn、Cu、Pb、Zn等元素析出而形成锡多金属矿体。根据以上所述，界牌岭锡多金属矿床成矿模式为：

1.深部岩浆房高度分异作用为矿化活动提供了成矿物质和热的来源。

2.F1断层带是矿区岩浆和含矿流体上升的通道。

3.花岗斑岩岩墙（株）与浅部云母萤石岩时空分布关系密切。

图3 界牌岭锡铜多金属矿床成矿模式图1－石炭系中上统壶天群；2－石炭系下统梓门桥组；3－石炭系下统测水组；4－石炭系下统石磴子组；5－石炭系下统孟公坳组上段；6－石炭系下统孟公坳组－泥盆系；7－震旦系－寒武系；8－花岗斑岩；9－巨斑晶花岗斑岩；10－花岗岩；11－隐爆角砾岩；12－断层；13－萤石、铍矿体；14－锡铜矿体；15－锡铅锌矿体；16－云母萤石脉

4.深部黄玉萤石化、云英岩化作用和与之相关的锡铜硫化物矿化，是深部岩浆分异相对较晚时期的产物。

5.背斜核部脆弱地带是良好的容矿构造。

5 结 论

1.矿区北部具有较好找矿前景。界牌岭复式背斜往北继续延伸，主要断裂构造亦往北延伸，见众多花岗斑岩脉（株）分布，地表见含硫化物云母萤石脉。

2.矿区位于瑶岗仙钨矿南面，二处岩浆岩的岩石化学特征和成矿属性具有相似性，深部已见含黑钨石英脉分布，在延深部有望形成细脉带石英脉型钨矿体。

3.矿区深部，即石炭系下统孟公坳组上段薄层状泥灰岩（盖层）之下（孟公坳组下段灰岩夹白云岩中）可能存在一个以矽卡岩型钨锡铅锌矿化为主的矿化区。

4.类比香花岭锡矿床成矿特征，在矿区深部具备寻找与花岗岩脉（株）有关的云英岩型锡多金属矿床地质条件。

5.界牌岭锡多金属矿床矿石可选性好，试验获得了合格的铅精矿、锌精矿，萤石精矿、锡精矿产品。

［1］ 谭运金，彭振安，郑献华，等.湘南地区锡矿床类型及成矿特征［J］.矿产与地质，1988，2（增刊）：55－62.

［2］ 谭运金.南岭地区壳源型岩浆花岗岩的地球化学类型及其形成条件［A］.刘和甫，汤良杰，孙玉科，等.国际交流地质学术论文集［C］.北京：地质出版社，1985.331－340.

［3］ 李昌年.火成岩微量元素岩石学［M］.武汉：中国地质大学出版社，1992.

［4］ 沈渭洲.同位素地质学教程［M］.北京：原子能出版社，1997.

［5］ 刘悟辉，李海龙，李毅，等.界牌岭锡矿床地质、地球化学特征及成因类型［J］.矿产与地质.2006，20（4，5）：327－333.

［6］ 童潜明，姜胜章，李荣清，等.湖南省黄沙坪铅锌矿地质特征及成矿规律研究［J］.华南地质与矿产，2013，29（1）：46－53.

Geological Characteristics of Stannum Polym etallic Deposit at Jiepailing in Hunan Province

HE Zhang-zheng，WU Nan-chuan，JIANG Xi-qiao
（General Team 1 of Hunan Nonferrous Metals Geo-exploration Bureau，Chenzhou 423000，China）

For Jiepailing stannum polymetallic deposit，there is a pretty close spatio-temporal relationship between the mineralization of fluorite，beryllium，stannum and copper and the fluoritization of mica，fluoritization-alteration oftopaz.The small composite intrusive rocks and ore-bearing fluids of late Yanshan period are originated from deep magmatic differentiation at different ages.Based on the analyses of alteration zoning，mineralization zoning，ore characteristics，processibility experiment，ore-forming geologic conditions and ore matter sources of the deposit，metalloganic model of the deposit is established，and prospecting prediction areas are proposed.

alteration and mineralization zoning；granite-porphyry；metalloganic model；Jiepailing stannum polymetallic deposit

P618.4

A

1003－5540（2016）02－0001－04

2016－01－10

矿调项目：湖南宜章地区矿产远景调查（1212011120803）。

何占珍（1971－），男，工程师，主要从事矿产地质和综合地质研究工作。