甘肃银硐梁锑矿床地质特征及控矿因素分析

葛枝华， 韩力， 韩龙梅

(1.贵州大学资源与环境工程学院，贵阳 550025； 2.贵州泰川建设工程设计有限公司，贵阳 550000；3.贵州省建筑科学研究检测中心，贵阳 550006； 4.东兰县银鑫矿业有限公司，东兰 547400)

0 引言

锑是一种银白色、性脆、无延展性金属，是电的不良导体，其合金及化合物广泛应用于各工业部门[1]。截至目前，我国已探明的锑矿床主要集中分布于湖南(占查明资源储量的25.2%)、广西(占查明资源储量的20.9%)、西藏(占查明资源储量的14.8%)、贵州(占查明资源储量的12.6%)、云南(占查明资源储量的9.4%)、甘肃(占查明资源储量的5.8%)、广东(占查明资源储量的2.4%)等省(自治区)[2]。多年的锑矿开采导致甘肃省锑矿后备资源已显不足[3]。因此，对老矿山资源的深挖，对新矿山资源潜力的评价非常重要。经过多年的锑矿勘查工作，已基本查明银硐梁锑矿区地层、构造、岩浆岩和矿体特征。目前，该区锑矿已达到中型矿床规模，为满足矿山企业中、长期发展规划及生存需求，寻找新资源，需进一步研究该矿床的地质特征和控矿因素。因此，在野外地质调查的基础上，本文系统总结了银硐梁锑矿床的地质特征、矿床成因、控矿因素和找矿标志，为该区下一步找矿工作提供参考。

1 区域地质背景

研究区位于昆仑—秦岭成锑带，为塔里木华北板块与华南板块过渡带，目前已探明的大、中型锑矿床主要位于西秦岭矿集区[4]，属与大陆造山带和构造蚀变岩有关的矿床成矿系列——西秦岭地区中生代与韧性断裂有关的金、锑、银矿床成矿系列[5]。银硐梁锑矿大地构造位于西秦岭造山带褶皱带，武都弧形构造北西翼，光盖山—成县断裂带中段[6-7]。

区内地层出露较好，由老到新依次为泥盆系、三叠系、古近系和第四系，地层整体走向为NW向，倾向北东，地层走向与构造线走向基本一致，其中泥盆系与三叠系呈断层接触。岩浆岩主要为印支期二长岩、华力西期超基性岩、花岗斑岩、斑状花岗斑岩和石英斑岩脉，呈NW向串珠状展布(图1)。

1.第四系； 2.古近系； 3.三叠纪官亭群下部建造层； 4.三叠纪官亭群中部建造层； 5.三叠纪官亭群上部建造层； 6.中泥盆世西汉水群； 7.印支期二长岩； 8.华力西期超基性岩； 9.花岗斑岩、斑状花岗斑岩、石英斑岩脉； 10.花岗细晶岩脉、细晶岩脉、长英岩脉、酸性岩脉； 11.地层界线； 12.断层； 13.地名； 14.锑矿

图1银硐梁锑矿区域地质图[8]

Fig.1RegionalgeologicalmapofYindongliangantimonydeposit[8]

2 矿区地质特征

银硐梁锑矿区出露地层主要为中泥盆世西汉水群和三叠纪官亭群(图1，图2)。中泥盆世西汉水群，以断层和西南部三叠系接触，为一套巨厚的类复理石建造，由碎屑岩和碳酸盐岩组成。三叠纪官亭群为一套典型的陆源沉积建造，厚2 916 m，根据沉积建造和岩性组合特征，由下而上可分为下部建造层、中部建造层和上部建造层。其中部建造层北部与中泥盆统呈断层接触，为陆源碎屑岩沉积，主要岩性为灰绿色厚层砂岩夹粉砂质板岩及少量黑色碳质板岩，可划分为： 第一岩性段(Tb-1)、第二岩性段(Tb-2)、第三岩性段(Tb-3)和第四岩性段(Tb-4)。第一岩性段主要为泥质粉砂岩夹薄层灰岩和泥灰岩； 第二岩性段主要为钙质硅化石英砂岩夹泥质粉砂岩，与第三岩性段呈断层接触，是矿区主要含矿地层； 第三岩性段为中厚层灰岩、泥灰岩夹泥岩； 第四岩性段主要为薄层灰岩夹泥岩[9]。

1.三叠纪官亭群中部建造层第一岩性段； 2.三叠纪官亭群中部建造层第二岩性段； 3.三叠纪官亭群中部建造层第三岩性段； 4.三叠纪官亭群中部建造层第四岩性段； 5.地质界线； 6.断层及编号； 7.矿体及编号

图2银硐梁锑矿矿区地质图[8]

Fig.2GeologicalmapofYindongliangantimonyminingarea[8]

研究区受哈达铺—宕昌县城北—大坡梁南断裂控制，断裂和褶皱发育。褶皱以NW向为主，断裂以NW向为主，次为NE-NNE向和近EW向。F1断层走向为330°，长约1.5 km，属哈达铺—宕昌县城北—大坡梁南断裂中部，为逆冲断层，地表可见长度约0.4 km，断层破碎带宽2～5 m。F8断层走向20°，长约75 m，为右旋走滑逆断层，断层破碎带宽约2.5 m，岩石破碎，呈透镜状，带内岩石硅化强烈，石英脉、方解石脉发育，断层上盘发育薄—中厚层石英砂岩，岩石破碎，揉皱发育，局部呈褐黄色，断层下盘为中厚层灰黑色石英砂岩，呈舒缓波状。F6断层走向350°，长约125 m，断层破碎带宽1～3 m。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

研究区锑矿体产于三叠纪官亭群中部建造层第二岩性段，钙质硅化石英砂岩夹泥质粉砂岩的断层破碎带和层间破碎带中，矿体产状和分布受层间破碎带控制，与硅化石英砂岩形态、产状一致，呈NE向展布(图2)。锑矿呈脉状(图3(a))和团块状(图3(b))充填于破碎带中。

(a) 锑矿呈脉状充填于破碎带中 (b) 锑矿呈团块状充填于破碎带中

图3辉锑矿在破碎带中分布特征

Fig.3Distributionofstibniteinthefracturezone

矿区共圈出锑矿体12个，锑矿化体3个。其中主要锑矿体(SbⅡ、SbⅢ)已探明的(332+333)资源量为锑矿石量78.90万t，锑金属量48 556 t，平均厚度4.0 m，平均锑品位4.0%，伴生有金。SbⅡ主矿体含矿岩性为硅化石英砂岩，产状为15°～67°∠35°～65°，被F8、F6、F9断层错断，控制长度463 m，控制深度288 m，平均厚度6.17 m，平均品位4.66%，最高品位20.52%； SbⅢ矿体呈似层状，被F6、F8断层错断，控制长度90 m，控制深度50 m，平均厚度1.86 m，平均品位1.07%，最高品位5.17 %(表1)。

表1 银硐梁锑矿床主要矿体特征

3.2 矿石类型

矿石类型主要为碳酸盐化碎裂石英砂岩型辉锑矿石，容矿岩石主要由碎裂状石英砂岩、变岩屑杂粉砂岩和碎裂岩组成。矿石矿物主要有辉锑矿、黄铁矿和锑华等，脉石矿物主要有石英、方解石、萤石等。辉锑矿以针状、脉状和星散状为主； 黄铁矿以粉、粒及集合体为主。

3.3 矿石结构及构造

矿石结构主要为自形-半自形柱状结构、它形粒状结构、交代残余结构、聚片双晶结构等。自形-半自形柱状结构是辉锑矿常见结构，辉锑矿呈柱状，个体长宽比较大，属于易分离的结构类型。其次为它形粒状结构，次之有交代残余结构，为辉锑矿交代黄铁矿，被交代的黄铁矿可见大量残留，含有黄铁矿包裹体。揉皱结构和聚片双晶结构为辉锑矿的内部结构，辉锑矿受力后产生柔性弯曲(图4)。

图4 辉锑矿聚片双晶结构

矿石构造主要有浸染状构造、角砾状构造和团块状构造，其次为脉状-网脉状构造、纹层状构造和条带状构造。

3.4 辉锑矿矿物学特征

野外观察结合室内光片和薄片鉴定，发现矿石中金属矿物以辉锑矿为主，包含少量或微量黄铁矿、毒砂、黄铜矿、褐铁矿、铜蓝，脉石矿物主要为石英、玉髓和方解石，包含少量萤石、高岭石和重晶石。

辉锑矿分布不均，呈团块状、细脉状和星散浸染状充填在萤石-石英脉中(图5(a))，矿物形态复杂，常呈柱状、粒状、针状集合体、树枝状、马尾丝状和放射状等(图5(b))。辉锑矿与石英间嵌布关系密切，辉锑矿中常包裹微细粒石英(图5(c))，石英中也可见微细粒辉锑矿包裹体，破碎呈微细粒的辉锑矿会产生过碎现象(图5(d))。辉锑矿表面普遍较干净，少数辉锑矿中含黄铁矿、毒砂和脉石包裹体(图5(e))。

3.5 围岩蚀变特征

矿体围岩主要为泥灰岩、薄层灰岩和石英砂岩。围岩蚀变主要有硅化、碳酸盐化和黄铁矿化等，其中硅化与辉锑矿化关系密切。野外观察发现硅化可分为2期： 早期硅化主要表现为矿物重结晶，在构造运动影响下，产生大量裂隙，为矿液的贯入和储存提供良好条件； 晚期硅化主要表现为石英呈脉状、团块状产出，多数石英中有辉锑矿化，组成石英辉锑矿脉。碳酸盐化主要分布在矿化带中，一般呈脉状、团块状充填于岩石裂隙中。

(a) 辉锑矿充填在石英脉张裂隙中(b) 针状辉锑矿分散在石英粒间(c) 辉锑矿与脉石间嵌布关系

(d) 辉锑矿破碎呈粉末状集合体(e) 辉锑矿中包裹微细粒黄铁矿

图5锑矿物显微镜特征(透射光)

Fig.5Microscopiccharacteristicsofantimonyminerals(transmissionlight)

4 控矿因素及找矿标志

4.1 地层控矿

研究区地层属三叠纪官亭群，目前已发现的矿体均赋存于该套地层中部建造层第二岩性段中。区内锑的富集与特定层位及岩石组合具有成因联系，含锑(矿)脉体基本分布于钙质硅化石英砂岩夹泥质粉砂岩内部。由硅化石英砂岩构成的地段，一般均为矿脉体和主要工业矿体集中分布地段。据区域化探资料，区内三叠系富含Sb、Mn、Sn、Sr、Co、Hg、Zn等微量元素，Hg、Sb、Cd分异明显[9]。区内沿断裂带主要形成Sb、Hg、As异常，总体展布方向与断裂带走向一致，呈NW向，但单个异常的形态多呈近等轴状，反映异常受次一级NE向断裂控制。大草滩锑矿硫同位素分析结果表明，成矿物质硫可能来源于浅源壳融或生物成因同生沉积[10-12]，由此推断锑矿的成矿物质可能来源于地壳深部。

4.2 构造控矿

研究区断裂位于西秦岭南成矿带西段，主要受哈达铺—宕昌县城北—大坡梁南断裂控制，但锑矿化主要受层间断裂控制。石英砂岩为刚性岩石，受断裂影响，岩石易破碎，产生大量裂隙，这些密集的裂隙和断层破碎带为矿液贯入提供了良好的通道和赋存场所。辉锑矿主要沿倾向120°～150°和15°～40°节理裂隙充填。一般情况下，碳酸盐岩和萤石越发育，赋存其内的矿体亦越大，品位亦越高，矿化主要富集于碳酸盐岩及萤石发育部位[13-14]。锑的富集与矿石物质成分、矿物共生组合及结构构造具有一定的成生联系。矿物组合较复杂，含有较多方解石及萤石的地段，一般含锑较富； 矿物组合较简单，方解石不发育，基本未见萤石的地段，一般含锑较贫，往往是矿体贫化或无矿地段。由此可知，区内矿化的强弱，除受岩性控制以外，主要与岩石碳酸盐化、萤石化及黄铁矿化的强弱及岩石裂隙发育程度关系密切。

4.3 矿床成因

光谱分析资料表明，矿化带以外的薄层灰岩、泥灰岩等均无锑的反映，矿化带以内的硅化石英砂岩锑品位在0.7%以上。研究区未见锑背景值较高的异常层，说明辉锑矿的物质来源可能不是围岩[15-16]。辉锑矿呈脉状产出，并沿一定方向的裂隙充填，矿脉具分枝复合现象，部分辉锑矿呈完好的自形柱状晶体，矿石呈脉状构造、浸染状构造和角砾状构造。围岩蚀变强烈，矿化强弱与硅化、萤石化成正比，萤石呈较好的自形-半自形粒状结构。研究区火成岩不发育，仅在矿化带北侧见有1条石英闪长岩脉，脉宽1 m，因土壤覆盖，长度不清，与辉锑矿成因关系不明。综上，该矿床具低温热液成因特征，应属低温热液裂隙充填型层控矿床。

4.4 找矿标志

结合前人在锑矿找矿标志方面获得的成果[17-19]，总结银硐梁锑矿的找矿标志如下:

(1)岩性标志。具碳酸盐化、萤石化及硅化的钙质石英砂岩是该区最明显的岩性找矿标志，该区赋矿母岩为钙质石英砂岩，矿(化)体多赋存于钙质石英砂岩中。

(2)地球化学标志。该区土壤覆盖较厚，基岩出露较少，仅能依据土壤元素异常的强弱判断矿(化)体的存在，一般最直接的指示元素为Sb、As和Hg。区内异常均与已知矿体相对应，是找矿最有利的标志之一，也是锑矿找矿工作部署的主要依据。

(3)地球物理标志。已有物探资料表明，该区地层电阻率较低，极化率也较低。矿(化)体出露部位，电阻率较低，但极化率较高，形成明显的激电异常，对找矿具有指示作用。

(4)构造标志。层间破碎带是该区明显的构造找矿标志，目前已发现矿体均与层间破碎带有关，矿(化)体严格受层间破碎带控制。

(5)蚀变标志。已发现矿体均具碳酸盐化、萤石化和黄铁矿化，是重要的蚀变找矿标志。

5 结论

(1)银硐梁锑矿床赋存于三叠纪官亭群中部建造层第二岩性段，锑矿化明显受地层和断裂破碎带控制，为成矿提供成矿物质、热液条件和赋存空间,较早形成的NW向断裂属导矿构造，较晚形成的NE向次级断裂属赋矿构造。

(2)区内成矿物质主要来源于地层，成矿热动力主要来源于构造运动，成矿作用以热液充填为主。围岩蚀变有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化和莹石化等，其中硅化与辉锑矿化关系密切。矿石类型主要为原生辉锑矿石，主要控矿因素为地层和构造因素，矿床应属低温热液裂隙充填型层控矿床。