湖南新化锡矿山锑矿成因分析

李玲，陈锌

（成都理工大学， 四川成都 610059）

1 地质概述

锡矿山锑矿田位于湖南省祁阳弧构造北翼，马山-龙山东西隆起的北侧，属新化-涟源褶皱带。矿区地层主要有中上泥盆统和下石炭统的浅海及滨海相沉积碳酸盐岩层，间夹砂页岩。此外，矿区旁还有一条N30°E向、长12km、宽3m～5m，倾角大于80°的云斜煌斑岩［1］。

含矿硅化岩体主要赋存于上泥盆统佘田桥组，其次为中泥盆统棋子桥组。矿田为一短轴背斜，为矿田主要储矿构造；西侧有-NNE向大断层通过，切割背斜西翼，为主要热液上升通道［2］。含矿硅化岩体主要紧靠以页岩作盖层之下，呈似层状产出，其次在断裂附近，呈交错状产出，是受构造破碎带控制的。

2 矿化特征

矿石物质成分简单，主要金属矿物为辉锑矿及其氧化物（锑赭石、锑华），其次有少量的黄铁矿。脉石矿物由单一的石英渐变为石英-方解石或方解石，其间见少量重晶石和萤石。辉锑矿的成矿温度经爆裂法测定为145℃～305℃［4］。

辉锑矿的矿化可分为三个阶段∶第一阶段，形成的是硅化岩，只有少量辉锑矿作星点状或细小针状散布于硅化岩中，组成浸染状矿石，工业价值不大；第二阶段，为沿硅化岩裂隙充填含矿石英脉，构成石英-辉锑矿型矿石，为主要成矿期；第三阶段，辉锑矿主要与方解石共生，构成方解石-辉锑矿型矿石。

3 硅化作用

硅化作用是热液与灰岩（围岩）起交代反应而成硅化岩。因此根据未硅化灰岩与硅化灰岩化学分析对比，见表1。

从表中可知，灰岩经硅化作用变成硅化岩，其物质迁移（出、入）变化情况是：①组分的置换（加入与带出）可达80%以上。②SiO2、FeO、Sb是加入的组分。SiO2是与硅化强度成正比。③CaO、MgO、Na2O、MaO、灼失量是带出的组分。④A12O3、Fe2O3、K2O、P2O3、TiO2有的是带出的组分，而有的是加入的组分。

图1 湖南锡矿山锑矿床地质图（改自彭建堂［3］）Fig.1 Geological map of tin ore hill antimony deposit in Hunan(changed from Jiantang Peng ［3］)

4 矿石物质来源的分析

（1）地层中的元素丰度，是当前许多矿床学者十分重视的，因此将矿田地层化学分析结果表列出，见表2。

含Sb最低的地层为马牯脑段灰岩（5mg/L），最高的地层为欧家冲段砂页岩（45.3mg/L）。但矿体主要是赋存在上泥盆统佘田桥组（含Sb0.54mg/L～24.6mg/L），次为棋子桥组（含Sb10mg/L～20mg/L），而蚀变硅化层（岩）平均含Sb则为609.5mg/L（104样），比地层中的Sb高数十倍以上。可见矿田中任何硅化岩都比未硅化灰岩含Sb量高十至数十倍以上，这说明Sb是加入的，是热液带进的。

（2）从矿区硫化矿物的硫同位素组成来看，见表3，硫的来源是较复杂的，有的近似陨石硫，有的类似沉积岩中来的硫，其变化现律，有待研究。但从矿区附近出现煌斑岩脉，可说明矿区在成矿之前曾有过深源岩浆活动，故主要含矿热液来自深源岩浆亦有可能。本类矿床与粤北梅花街，乐家湾等处锑矿同一成矿类型，是属于低温热液交代矿床［6］。

5 结论

①从未硅化灰岩和硅化灰岩的成分含量的变化上来看，组分带入与带出的占比高于80%，且SiO2的加入占比决定着硅化作用的强弱，这也是辉锑矿矿化为石英-辉锑矿的主要原因。

表1 锡矿山锑矿床中的未硅化灰岩（围岩）与硅化灰岩主要化学成分表［5］ /%Tab.1 The main chemical composition of unsilicified limestone(surrounding rock)and silicified limestone in Tin Mine antimony deposit［5］ /%

表2 锡矿山矿区各地层元素含量统计表Tab.2 Statistics of element contents in different parts of tin mine area

表3 新化锡矿山矿田硫同位素δ34S统计表Tab.3 Sulfur isotope δ34S in Xinhua tin mine field

②而从不同地层的元素丰度上来看，硅化岩与未硅化岩在Sb含量上的差距，再结合矿区范围内存在煌斑岩脉的地质基础，初步可以推断，组分的迁移是由热液交代造成的。即锡矿山大型锑矿的成因为，深源岩浆侵染蚀变，在硅化作用下，产生的石英-辉锑矿型矿床，从成矿原因上来说，属于低温热液交代型矿床。