广西河池五圩矿田箭猪坡矿区主要成矿元素富集规律

肖振宙，汤善勇，赵正云

(广西二一五地质队有限公司，广西 柳州 545006)

0 引言

五圩矿田位于著名丹池成矿带的东南端，发育有拔旺、才里银多金属矿点，下爱、芙蓉厂、拉塘锑矿，水落汞砷矿以及三排洞、箭猪坡银多金属等矿床(图1)。自1957年开始，先后有广西有色地勘公司215队、广西地矿局下属的第四地质队、第七地质队、第八地质队、第九地质队等单位在该区进行过锡、铅、锌、锑、银、汞等金属矿产的普查、详查及勘探工作。自该矿田发现以来，有大量的专家学者对箭猪坡矿区进行了研究，多侧重地质特征、成矿温度、控矿特征、流体特征、成矿规律以及隐伏花岗岩等方面[1-17]。主要结论：丹池成矿带晚阶段形成的中—低温热液型汞、锑、铅、锌矿床主要分布在五圩矿田及矿带外围，五圩矿田SN向构造及脉状矿化更发育[1]，箭猪坡银多金属矿深边部为一级找矿远景区[2]。

图1 五圩矿田矿产分布图Fig.1 Mineral distribution map of Wuxu orefield1—三叠系泥岩、泥灰岩、凝灰岩 2—二叠系硅质岩、灰岩、泥灰岩3—石炭系灰岩、白云岩、泥岩 4—中—上泥盆统灰岩、硅质岩 5—下泥盆统泥岩 6—断层 7—背斜轴 8—大型银多金属矿 9—大型汞砷矿 10—小型锑矿 11—银多金属矿点

受矿区开发条件的限制，过去工作多限于地表及浅部。2020年，广西二一五地质队有限公司在对矿区进行深部勘查及科研工作中，研究总结矿体在空间上的分布规律以及矿化元素在空间上的富集变化规律，通过元素富集变化的总结研究，对该区成矿有了新的认识。同时也对矿区深部的矿化特征及变化规律进行阐述，为深部找矿，尤其是寻找锡多金属矿提供了依据，为下一步工作提供指导性意见。

1 大地构造及成矿带位置

箭猪坡矿区是五圩矿田的重要组成部分。矿区构造上位于羌塘-扬子克拉通滇黔桂被动陆缘南盘江—右江裂谷盆地南丹坳陷带的东南缘，属湘中—桂中北(坳陷) Sn-Pb-Zn-W-Fe-Cu-Sb-Hg-Mn 成矿带桂中北 Pb-Zn-Sn-Cu-Sb-Fe-Mn(Hg)-W 成矿亚带芒场-大厂 W-Sn-Pb-Zn-Sb-Au-Ag 成矿带，坳陷带内NW向线型复式褶皱、断裂构造发育，断裂控制矿区内生热液矿产的分布，为成矿提供了热液通道及部分容矿空间[3]。岩性以泥质、钙质岩及硅质岩为主，富含成矿元素，为成矿提供了部分矿源[4-5]。随着燕山晚期酸性岩浆的侵入，并伴随有强烈的成矿活动，形成芒场矿田、大厂矿田和五圩矿田，构成了著名的丹池成矿带[6]，3个矿田各相距约30 km(图2)。

图2 丹池成矿带矿田分布图Fig.2 Distribution map of the ore fields in Nandan-Hechi metallogenic belt1—断层 2—背斜 3—矿田(床) 4—槽盆界线 5—花岗岩 6—推测隐伏花岗岩

2 矿床地质特征

矿区位于著名的丹池成矿带五圩矿田中东部五圩背斜中部近核部附近，一组张扭性断裂沿五圩背斜西翼呈NNW向展布[7]。

出露的地层主要为下泥盆统塘丁组(D1t)灰黑色条带状及薄层状绢云母泥岩、深灰色薄—厚层泥岩夹中层状粉砂质泥岩，以及第四系(Q)。塘丁组分布于整个矿区，为矿区内主要含矿层位。箭猪坡矿床位于五圩背斜中部近核部附近，主要褶皱是五圩背斜和伴生的次级褶曲。平均轴向约340°，为不对称的复式褶曲。

矿区内发育了两组断裂，一组为NNW向张扭性断裂，另一组为NNE向以扭性为主兼压性。由于地处边界条件不同，产生了局部扭力，形成了一组扭裂带，而箭猪坡矿区刚好产于扭裂带部位[2]。从宏观上看有一个完整的平面或曲面，因扭力为顺时针方向，故多为右斜列式出现，同时还伴生有小角度的扭裂隙和张裂隙，形成旋扭构造，这些构造在SE方向收敛，向NNE向散开，亦称帚状构造[8]。该组断裂多成群近平行排列出现，它是本矿床的主要控矿构造，矿脉的产状及形态严格受其控制。

矿区内发现的蚀变有硅化、碳酸盐化、绢云母化、黄铁矿化、叶蜡石化、炭化及高岭石化等。其中，硅化、碳酸盐化、绢云母化和炭化与矿化关系较密切。硅化以交代和充填形式出现，多金属矿化均与硅化有密切关系，属近矿围岩蚀变；碳酸盐化与多金属硫化矿物共生在一起，属近矿围岩蚀变；绢云母化与热液硫化矿物关系密切；炭化主要分布在断裂挤压带的挤压磨擦面上，与辰砂、钼钙矿、铀黑等关系密切；黄铁矿化与多金属硫化矿物共生在一起。

3 矿体地质特征

矿区内揭露的矿脉赋存于下泥盆统塘丁组第二段的构造裂隙中，累计圈定矿脉78条。矿脉中规模较大(延长>300 m)的矿脉累计有14条，其中出露地表规模较大的有8条，分别为J1、J3、J6、J7、J9、J10、J13、J14；埋深于地下规模较大的有6条，分别为J11、J32、J34、J50、J59以及已揭露到的锡矿化体J130。矿体受NNW走向断裂构造控制，呈脉状、细网脉状、条带状充填在断裂带中，沿走向和倾向厚度变化大，分支复合、尖灭再现现象均有出现，大部分矿脉倾向70°～90°，少量倾向250°～270°，倾角在60°～85°之间，局部直立，主要矿脉走向长50～1400 m，倾斜长一般为50～650 m，主要矿脉厚度变化统计，矿脉厚0.12～21.48 m，平均厚1.58 m，厚度变化系数多在55%～115.46%之间，平均79.8%，属于较稳定至不稳定的类型[2]。

矿石基本埋藏地下，以硫化矿为主，矿石的自然类型为硫化矿。矿物成分较复杂，有硫化物类、硫盐类、碳酸盐类和氧化物类等矿物。矿石结构主要有他形粒状结构、半自形—自形粒状结构、交代结构等。矿石构造主要有脉状构造、致密块状构造、浸染状构造等。

矿床中主要有用组分为Pb、Zn、Sb、Ag、Sn，各元素赋存状态：Pb主要赋存在脆硫锑铅矿、方铅矿及少量次生铅矾、白铅矿等矿物中；Zn主要赋存在闪锌矿和少量异极矿中；Sb主要赋存在脆硫锑铅矿和辉锑矿及少量锑的氧化物中；Ag主要分布在脆硫锑铅矿和方铅矿中，多呈类质同象状态均匀分布；Sn主要赋存在锡石中。

箭猪坡矿床的成矿过程经历了3个主要成矿阶段[9-10]，即石英-闪锌矿-黄铁矿阶段阶段、石英-硫盐矿物-锡石-硫化物阶段与石英-方解石-辉锑矿-铁锰碳酸盐阶段，早期矿化以黄铁矿、石英的沉淀析出为主，中期以脆硫锑铅矿和闪锌矿为主，到晚期以碳酸盐矿物和辉锑矿的沉淀为主。

成矿过程中主要金属矿物组合由Pb+Zn+Ag(Ⅰ成矿阶段)→Pb+Zn+Sb+Ag(Ⅱ成矿阶段)→Sb+Zn(Ag)(Ⅲ成矿阶段)[10]，整个矿化的演化过程呈现Pb含量逐渐降低、Sb含量逐渐升高的趋势，主要结构构造由粗晶块状、角砾状→细晶、脉状、网脉状。根据3个矿化阶段和矿物相互穿插关系，列出矿物生成顺序表(表1)。

表1 五圩箭猪坡矿床矿物生成顺序Table 1 The sequence of mineral generation in Jianzhupo deposit in Wuxu ore field

4 成矿元素富集规律

4.1 矿化富集与层位、岩性的关系

矿区主要赋矿层位为下泥盆统的塘丁组，其岩性多为泥岩、绢云母泥岩、炭质泥岩、泥灰岩及粉砂质泥岩。完整的泥岩在这里起着良好的阻隔作用，阻止矿液向外扩散，有利于成矿元素的富集。泥岩覆盖层下面的白云质泥岩、绢云母泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩、泥灰岩中的破碎带，有利于成矿。在塘丁组第一段(D1t1)顶部和塘丁组第二段(D1t2)中部的含钙质泥岩中往往形成富矿段。

由图3可见，区内不同层位和岩性地层中均发育有顺层滑动破碎带(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ)。原生晕测量结果表明，不同顺层破碎带内 Sn、Pb、Zn、Sb、Ag 等成矿元素均产生了一定富集。相比较而言，产于钙质岩石中的顺层滑动破碎带内(Ⅰ和Ⅱ)成矿元素的富集程度明显高于非钙质岩石(Ⅲ)，表明同一成矿时期，钙质岩石对元素富集成矿更有利[11]。矿山巷道在247 m中段至190 m中段有含钙质泥岩中，揭露控制了顺层细脉状“非”字型锑铅锌矿(J7及J9矿脉的两侧)，矿体延伸长未完全控制，控制宽50 m，控制厚度57 m。采样分析平均品位为Sb 1.94%、Zn 4.76%、Pb 1.69%、Sn 0.12%、Ag 84.41×10-6。表明与矿化相关构造两侧的含钙质泥岩中有利于形成厚大矿体。

图3 箭猪坡矿区构造-地球化学剖面图(据蔡明海等，2019内部资料)Fig.3 Structural and geochemical profile in Jianzhupo mining area1—第四系 2—下泥盆统塘丁组第二段 3—下泥盆统塘丁组第一段 4—顺层破碎带 5—钙质泥岩 6—泥质粉砂岩 7—含炭粉砂质泥岩 8—泥岩 9—粉砂岩 10—含炭钙质粉砂质泥岩

4.2 矿化富集与构造的关系

五圩背斜控制了五圩矿田的分布，矿田内构造活动强烈，断裂发育，断裂构造为区内主要的导矿构造和容矿构造，单脉或脉组具有向南东侧伏的趋势，脉组群具有较大延深。

次级断裂控制了矿区矿体的空间分布及产出，尤其是SN—NNW向断裂带对成矿最为有利，已发现的矿(化)体严格受断裂构造的控制。五圩背斜拐弯部位尤其是该部位产出的顺层滑动破碎带应为似层状矿化产出的有利部位[8]，如245 m水平至190 m水平中段新发现的J7号脉和J9号脉两侧的“非”字型顺层细脉状矿体。各断裂更次级断层、片理化带、叠加的脆性破碎带和各种裂隙构造系统控制了矿体产状、形态、规模以及矿脉和矿体内部矿石组构变化和铅锌锑贫富变化，形成了矿体形态复杂、规模大小不一的矿床。

箭猪坡矿区内已揭露控制延伸较长、规模较大的矿体，均产于五圩大背斜的西翼的次级构造中。矿体在平面上呈平行状产出，由东至西，矿体J1、J3分布于次级背斜发育的断裂中；J6、J7分布于次级向斜发育的断裂中；J9、J10、J13、J14分布于次级背斜发育的断裂中(或三级构造中)，其形态受断裂构造控制，沿NNW向展布(图4)。

图4 箭猪坡矿床地质简图Fig.4 Geological sketch map of Jianzhupo deposit1—第四系 2—罗富组泥灰岩、泥岩 3—塘丁组泥岩夹泥灰岩 4—断层及编号 5—背斜轴 6—向斜轴 7—地质界线 8—勘探线及编号 9—铅锌锑矿体及编号 10—裂隙脉、细脉 11—地化剖面 12—采矿权范围

4.3 矿化富集与隐伏岩体的关系

区域上所发现的大型矿床(如芒场、大厂等)都有岩浆岩分布[12-13]，五圩锌多金属矿地表没有发现岩体出露。前人研究资料表明，深部存在隐伏花岗岩体[14]，2020年5月，中国有色桂林矿产地质研究院有限公司通过重力反演结合地磁异常，推断认为在五圩西部及南部的拔旺、下爱—箭猪坡西—塘志一带为隐伏岩体中心[15]。隐伏花岗岩体为区内成矿提供了热源及部分成矿物质[16]。矿床为与岩浆岩后期中低温热液型矿床[4]，矿床热液从北部深部向南部运移[15-17]。

通过矿化特征、原生晕和流体包裹体等研究表明，区内以箭猪坡矿床为中心形成了良好成矿带。在该区内发现主成矿期的两组共轭节理，利用赤平投影求得其交线产状为51°∠78°，而成矿期共轭节理交线产状代表了矿液来源方向，因此推测，箭猪坡矿床成矿热液可能来自约NE51°方向。通过对箭猪坡矿区不同中段主断面上观察到擦痕和阶步，断面上擦痕产状为65°～75°∠63°～83°。这些擦痕和阶步指示构造为张扭性活动，代表主成矿阶段特征。成矿阶段构造擦痕指示矿液运移方向，表明箭猪坡矿床成矿热液可能来自NE方向(据蔡明海等，2019内部资料)。

以往资料研究表明，由深部存在隐伏花岗岩体引起低缓磁异常，ΔTmax=60 nT，ΔT转换ΔZ⊥上，极值向北偏移，ΔZ⊥max=73 nT。上延时，ΔZ⊥随上延高度增加，场源衰减较慢[14]。矿体赋存在硅化蚀变带内，即有规律地分布在ΔZ⊥异常的边缘(图5)。

图5 五圩航磁ΔT转换ΔZ⊥异常平面图(据黄启勋[15])Fig.5 Aeromagnetic ΔT conversion ΔZ⊥ anomaly plan map in Wuwei area[15]1—大型多金属矿床 2—大型多砷矿床 3—小型多金属矿床 4—汞矿点 5—锑矿点 6—推断隐伏岩体边界

4.4 矿体空间分布及元素富集变化特征

箭猪坡矿位于五圩背斜西侧，受一组走向NNW与五圩背斜轴近于平行的张扭性断裂构造控制，矿体呈脉状—网脉状，沿张扭性断裂带分布。矿体平面分布走向延伸范围控制在311号～312号勘探线之间，倾向范围控制在五圩背斜至断裂F13之间(图4)。从矿体空间分布情况来看，矿脉在303号～304号勘探线之间集中，且矿脉在304号勘探线以南有往深部侧伏趋势(图6)。

图6 矿脉空间分布图Fig.6 Spatial distribution map of ore veins

在平面上，从307号～308号勘探线，通过对已揭露的矿体的厚度、各元素的品位进行统计分析，可以看出矿化在303号～304号勘探线之间集中，在300号勘探线附近出现峰值。矿体中各元素的品位、矿体的厚度变化，沿300号勘探线呈正态分布(图7)。

图7 元素分布散点图Fig.7 Scatter diagram of element distribution

从地表至深部，矿(化)体在200 m水平形成一转折端，部分矿脉在200 m水平开始有复合趋势(如J10与J9号脉合并)，没有复合的矿化带中各元素含量呈渐降的趋势；从200 m水平向深部延伸时，矿化带因复合，其厚度略有变大，往下开始了再次的分枝现象，矿化带中各元素含量呈一个渐升的趋势，尤其是以锑元素最为显著。

矿化元素从地表至300 m水平以Pb-Zn组合为主；在300～100 m水平以Sb-Pb-Zn-Ag组合为主；而从0 m水平开始，元素组合发生了变化，Pb元素含量呈逐渐降低趋势，Sn元素开始出现，形成了Sn-Sb-Zn-Ag组合(图8)。向深部延伸，Sn的品位正逐渐增加，约在-130 m水平处开始富集，形成了锡矿脉(如J130)。

图8 箭猪坡剖面元素组合图Fig.8 Element combination map of Jianzhupo section1—下泥盆统塘丁组第二段 2—钻孔及编号 3—矿脉含矿脉断裂

根据系统取样分析结果，用相关系数计算PD7中J13号矿脉垂直矿脉水平方向所取样品求出Pb、Zn、Sb、Ag 4种元素相关系数：γSb-Pb=0.91、γSb-Ag=0.84、γPb-Zn=0.797、γZn-Ag=0.69。可以看出，Pb与Sb、Ag为正相关，尤以Pb与Sb相关最密切。4种元素的含量相互之间大体表现为正消长关系，特别是Ag与Pb、Sb元素含量关系特别明显(刘伟等，2015内部资料)。

5 结论

1)矿区内矿化带受构造控制，较大的矿化带均产出于五圩背斜西侧的次级褶皱发育的断裂中(图2)。推测五圩背斜的西侧发育的次一级皱褶，是该区寻找大脉状矿体的有利地段。

2)矿区内较大矿脉的两侧往往发育次一级的层间裂隙与解理脉。在含钙质围岩中，矿液沿裂隙构造运移充填，形成细脉状矿化的“非”字型铅锌锑矿化体。如在190 m水平中段和247 m平中段揭露到的赋存于J7号脉与J9号脉之间的顺层细脉状矿体。

3)已揭露到的矿脉，其元素组合、品位、厚度等以300号勘探线为中心呈正态分布。地表及深部揭露到的构造也在其附近出现了扭曲，形成“S”状，300号勘探线附近为扭力的中心部位，富矿多集中于该部位附近。根据其空间上分布特点，应力约在200 m水平处集中，容易形成厚大的矿体。

4)箭猪坡矿床在0 m水平以下元素组合发生变化，Sn元素开始富集，形成锡矿化脉(J130号脉)，且其有往深部富集延伸的趋势，说明在深部存在有锡矿脉的可能性较大。

致谢：感谢广西大学教授蔡明海和广西二一地质队有限公司教授级高工范森葵对本文指导与帮助，审稿专家提出了宝贵意见，在此一并感谢。