广西锡矿矿床类型及典型矿床地质特征

2022-04-09 07:45莫斌吉
南方自然资源 2022年3期
关键词:锡矿硫化物花岗岩

莫斌吉

广西区域地质调查研究院,广西 桂林 541003

我国的锡矿资源分布不均衡,88%以上集中在华南地块[1],尤其是南岭钨锡成矿带和右江—桂北锡成矿带上。华南地块上广泛分布的锡矿床与深部构造和岩浆演化关系密切,查明其构造作用与岩浆活动是理解华南地块大规模锡矿化的关键因素之一。

广西锡矿是我国重要的锡矿产地之一,探明储量(保有量)占全国第一位[2-3]。笔者通过对大量文献的研究分析,对锡矿矿床类型及典型矿床地质特征作简要的总结,以期为广西锡矿找矿实践提供参考。

1 地质概况

广西锡矿分布在南岭纬向复杂构造带的隆起区边缘的岩浆岩及褶皱发育区。总的趋势是北部矿点多,南部矿点少;北部锡矿床以锡、钨、铜、铅、锌为主,南部以锡、铜为主。另一趋势是桂东以石英脉型钨矿为主,锡次之,桂西以锡石硫化物型锡矿为主。

广西地处华南加里东褶皱系南西端,北邻扬子准地台,褶皱基底为元古界四堡—雪峰期优地槽复理式和细碧角斑岩建造,部分地区覆盖了华力西—印支期地台型碳酸盐岩建造。广西属华南褶皱系一级构造单元,伴随着多旋回构造运动,产生一系列隆起带及凹陷带,据此,划分了5 个二级构造单元,即桂北隆起带、桂中—桂东拗陷带、云开隆起带、右江褶皱带和钦州褶皱带。其中锡矿含矿层位主要有中上泥盆统、寒武系及元古界四堡群。含矿围岩四堡群主要是变质粉砂岩、砂岩,变质辉长辉绿岩、辉绿岩,凝灰熔岩;寒武系主要为粉砂岩、砂岩;泥质灰岩泥盆系主要是硅质岩、条带状灰岩、扁豆状灰岩及砂页岩。

广西锡矿田一般位于2 个以上构造体系复合交汇的相对隆起部位,即断裂裂隙发育的背斜、短轴背斜或弯隆的轴部及其附近,主要以次级背斜、次级断裂裂隙构造为主。如栗木锡矿[4-5]、罗城宝坛地区锡矿[6-8]、大厂锡矿[9-10]等。

2 矿床类型

与锡富集成矿密切相关的是构造—岩浆作用,尤其是花岗岩,其对锡矿有明显的成矿专属性。广西锡矿的主要特点是矿床类型和矿物组合丰富,同时具有多期多阶段成矿、矿物组分复杂、伴生金属多等特点,成矿作用较为复杂。根据锡矿与其他伴生金属矿之间的内在成因联系及其在时空上的发展演化规律,结合矿床评价的要求,广西区内的锡矿类型可划分为4 类。

(1)与岩浆晚期分异—交代作用有关的矿床,即锡石—长石—石英类(花岗岩型)。

(2)与岩浆期后分异—交代作用有关的矿床,即锡石—长石—石英类(伟晶岩型)。

(3)与岩浆期后气化—热液作用有关的矿床,即锡石—石英类(云英岩型、锡石—石英脉型、锡石—电英岩型),锡石—矽卡岩类(锡石—磁铁矿型、锡石—黄铜矿型),锡石—硫化物类(锡石—硫盐型、锡石—硫化物型、锡石—绿泥石型)。

(4)与表生风化作用有关的矿床,即表生砂锡矿(残坡积型、冲积型、岩溶型)。

随着岩体、构造及围岩条件的改变,矿床的发展演化规律也随之变化,形成的矿床类型也不同,在一个成矿带或矿田内的矿床类型可能有数种组合。广西区内常见的矿床组合有以下4 种。

(1)锡石—硫化物矽卡岩型、锡石—硫化物型、锡石—硫盐型、砂锡矿床。

(2)花岗岩型、云英岩型、锡石—磁铁矿矽卡岩型、锡石—石英脉型、锡石—硫化物型、砂锡矿床。

(3)花岗岩型、伟晶岩型、石英脉型、砂锡矿矿床。

(4)云英岩型、锡石—电英岩型、锡石—绿泥石型、砂锡矿床。

3 锡多金属矿床主要地质特征

根据广西锡矿矿床的成矿地质背景及矿化特点,笔者发现广西锡多金属矿床的主要特征有以下6 点。

(1)成矿花岗岩和锡多金属矿,主要受壳下构造和壳上构造联合控制,成矿区(带)的深部处于壳下构造的幔凹带或凹隆过渡带近幔凹一侧,其上部处于构造褶皱带。矿田定位于多种区域构造,特别是褶皱构造的复合部位。

(2)在成矿区(带)内矿床类型多,且有多矿种、多类型矿床组合,常以成矿花岗岩体为中心,构成一套在成因上有联系、空间上有一定分带性的不同矿种、不同类型互为找矿标志的成矿体系。在矿田内矿床或矿体的组合上,不仅有明显的水平分带现象,也有典型的垂直分带规律:在矿体形态上,上部是脉状,下部似层状。在矿石组分上,大厂锡矿是上锡,下铜,中间锌;栗木锡矿是上锡、钨,下锡、钽铌。

(3)锡多金属的组合具有地域性特点。在桂西北大厂地区,具有锡、锌、铅、锑、铜、银等多种矿物组合的特点。该矿床属于热液硫化物型锡矿床,其规模最大,可综合回收利用的元素种类多、经济价值高。桂东北的栗木锡矿以锡、钽、铌、钨组合为特点;桂东平桂地区以锡、钨组合为主,次为锡、锌等硫化物物组合;桂北的九万大山地区和德保钦甲地区,以锡、铜组合为特点。这种地域特点主要是由于各自所处的地壳物质组成不均匀所致。因此,热液石英脉型、热液硅酸盐型、蚀变花岗岩型锡矿床及沉积—热液叠生型锡矿床是锡矿普查的重要对象。

(4)矿床规模大、品位富且伴生多种有益成分。如大厂矿田内的91、92、100 号3 个主矿体不仅规模大、主金属品位富,且伴生组分多而丰富。100 号矿体主金属锡达2%以上,伴生的铅、锌、锑合计18.75%,银达140 g/t以上。

(5)储量分布集中。

(6)锡多金属矿床的形成,具有多种成矿作用的特点。

4 典型矿床地质特征

南岭构造带控制广西区内锡矿,呈EW 向展布,根据其地理位置,分为南北2 个大致平行的锡矿带。横跨广西北部的为北部锡矿带,包括大厂、宝坛、新路、九毛、栗木等锡多金属矿田。越城岭西部,以锡为主,伴有铅、锌、铜等硫化物;越城岭东部,为锡、钨、稀有金属。西大明山、钦甲、荣塘、西山等锡多金属矿床属于南部锡矿带,东部为锡、钨、稀有金属,西部以锡矿为主,伴有铜矿。

4.1 大厂锡多金属矿床

该矿床位于NW 向长坡倒转背斜缓倾斜一翼的次级纵向背斜和NE 向断裂带及层间错动构造交汇部位,有优越的地质成矿条件,隐伏矿床的找矿潜力大,在探明的储量中,除主金属锡矿,还伴生有丰富的锌、锑、铅、银和稀散元素铟、镉等。

区内出露地层有泥盆系、石炭系、二叠系。泥盆系是主要控矿层位。矿田内的岩浆岩为燕山期的产物,早期为斑状黑云母花岗岩,晚期为等粒状黑云母花岗岩,派生有花岗斑岩、白岗岩、长英岩及闪长玢岩,局部地段顶部边缘有伟晶岩。

矿田基本构造由一组NNW 向较紧密的褶皱与逆冲断层组成的复式褶皱—断裂带及NE向横断裂组成,且有规模较小的后期叠加的SN向断裂,如NE 向小褶皱。

矿田是一个规模巨大的有色金属基地,由多矿种及多类型矿床组合形成,其中以锡石—硫化物型为主,还有矽卡岩型锌铜矿床、石英黑钨矿矿床、白钨矿—方解石—萤石矿床、辉锑矿—石英矿床及辰砂—方解石矿床等。锡石—硫化物矿床由于在各区段的成矿地质条件差异,因此具有不同的矿物组合,分为5 个亚型,即锡石—铁闪锌矿—脆硫锑铅矿—黄铁矿亚型、锡石—铁闪锌矿—脆硫锑铅矿—磁黄铁矿亚型、锡石—铁闪锌矿—脆硫锑铅矿—萤石亚型、锡石—磁黄铁矿—铁闪锌矿亚型和含锡破碎带亚型。

在大厂矿床中,与锡石共生的硫化物有黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿,并含少量毒砂。脉石矿物为石英、钾长石、电气石、绢云母、方解石。按矿化类型,可分为层状矿化与脉状矿化。大厂锡矿主要的矿化类型为层状矿化,它呈一规整的层状体与地层整合产出于泥盆纪的硅质岩和碳酸岩中,并伴随同步褶皱的发生。受NE—SW 走向构造裂隙系统控制的为脉状矿化,主要为充填方式,矿脉形态具有明显的不规则、分支复合现象。各地层及层状矿体时常被其连续切穿。

根据相距岩体的远近、构造上所处位置和围岩岩石性质差异,大厂锡多金属矿的矿体产出形态从上而下分为裂隙脉型、似层状交代型、裂隙充填—交代细脉带型、似层状细脉浸染交代型和似层状网脉浸染型。

大厂超大型锡多金属矿床形成机制是在不同时代、不同性质而又有内在联系的多种成矿作用在同一空间部位叠加形成的[11-12]。在长期多种地质作用下,形成大厂锡矿。丹池盆地在泥盆纪的区域性拉张作用下发育形成,同时在丹池同生断裂活动下,使得盆地下渗。底盘岩石与加热的海水互相反应,为成矿热卤水提供了硫和氯,也导致了锡及其他贱金属从陆源碎屑物质和富锡的老陆壳或矿化体中淋滤出来。排泄到海底的富锡和其他金属的热卤水,形成了整合的块状或层状富含锡石的硫化物矿体及与之有关的热水沉积岩。

4.2 九万大山锡多金属矿床

该区位于桂北台隆区的九万大山穹褶带内,南邻桂中—桂东台陷。

该区地层由四堡群、丹州群、震旦系和泥盆系组成,其中四堡群中的镁铁质—超镁铁质岩属于(早)元古代古陆边缘凹陷槽内火山活动或次火山活动的产物。火山活动具多旋回性。

九万大山锡多金属矿床依其矿产分布特点分为南北2 个矿田,南部为一洞矿田,北部为九毛矿田。

一洞五地锡矿床地处桂北地区,位于扬子准地台南缘,处于平英斑状黑云母花岗岩南东外接触带的五地倒转背斜的倒转冀近轴部(见图1)。矿区内出露的地层有元古界四堡群文通组、鱼西组变质粉砂岩及砂质板岩,局部夹杂数层拉斑玄武岩类。该矿床主要由自北向南东平行排列的9 条NE 向断裂控制的9 条矿带构成。

图1 罗城宝坛—洞五地锡矿床剖面示意图

一洞五地地区由于频繁的构造—岩浆活动,因此该地区矿化呈现多阶段的特点,从早到晚为云英岩阶段、电英岩阶段、锡石—石英阶段和锡石—硫化物阶段。各阶段的矿石和矿物组合存在不同类型,有锡石、硫化物型矿石、锡石—石英型矿石、电英岩型矿石II 和电英岩型矿石I。其中2 期电英岩型矿石是该区的主要矿石。围岩性质决定围岩蚀变类型,在基性杂岩体内为青盘岩化、黑云母化、钾长石化、硅化、碳酸盐化及黝帘石化等;在花岗岩中为云英岩化、钾长石化、白云母化、高岭石化、萤石化和硅化等;在变质粉砂岩内体现为石英绢云母化、硅化、钾长石化及绿泥石化。

九毛锡矿位于广西北部的融水苗族自治县境内元宝山复式背斜之东翼,产于元宝山黑云母花岗岩体东接触带外侧的超基性岩体中,主矿体严格受超基性岩控制。按产状及矿物组合特征,可将九毛矿体划分为石榴石矽卡岩型、锡石硫化物型、滑石硫化物型、蛇纹石锡石型、云英岩—石英脉型和白云母石英片岩型。以前4 种类型为主,其中锡石硫化物型为主要开采对象。除锡,各类型矿体的铜、钴、镍均有一定品位。

5 矿床成因与成矿模式

雪峰期黑云母花岗岩的成岩时代为800 Ma,成矿时期与之相当。黑云母花岗岩在重熔过程中,经过高度分异,将原地质体中的锡多金属分馏富集,为成矿奠定了良好基础;花岗岩在定位期间,周围地层的地下水在其热能作用下,构成热卤水循环体系,贱金属硫化物矿床由此形成。该矿床的构造—矿化蚀变作用表现为以下4 点。

(1)在雪峰期花岗岩侵位后,岩隆处聚集了大量岩浆分异晚期的硅碱质、挥发分及矿质,岩浆热液与围岩相互交代,并在接触带围岩中产生钾长石化、黑云母化、青盘岩化的分带现象,在岩体内部,出现大量的云英岩化及一些钾长石化和白云母化,在岩体原生节理中,局部出现含矿云英岩脉充填。

(2)NE 向的构造活动,向上运移和沉淀了大量的含水溶液,电英岩型锡矿石I 随之生成,在平面上及剖面上出现电英岩化、硅化、方解石化的矿化蚀变分带现象 。

(3)初始聚集在尚未凝固的花岗岩体边部和深部的残液与地层水在一次以张应力场为主的构造活动作用下汇合循环,因受热向上运移,随着物理、化学条件的改变沉淀成矿,电英岩型锡矿石II 由此形成。

(4)基本凝固的花岗岩体,依旧持有较高的温度。在开放系统中,水溶液所构成的循环中心系统在岩体的高温驱动下保持运转,并在周围岩石中进行淋滤,随着循环中心逐渐下移,花岗岩体本身构成了主要围岩,释放原封存在岩体中的残液及挥发分,并在上部位置富集成矿。

6 结 语

广西是锡矿成矿优越的构造—地球化学区,在多旋回构造—岩浆作用下,形成一系列有成因联系的多种类型的锡矿床。锡多金属矿床的形成和分布,直接或间接地受控于长期活动的具有控相、控岩作用的深大断裂。其中幔源的基性—超基性杂岩及硅铝层重熔型花岗岩对锡矿具有明显的成矿专属性。

广西锡矿具有多期、多阶段成矿的特点,成矿作用复杂,矿物组分繁多。铅、锌、锑、砷等与锡共生的金属及元素,其部分来源于岩浆热液,部分来自围岩的原始沉积成分。成矿对围岩的选择性较强,四堡群、寒武系和泥盆系为主要赋矿层位。锡矿分带规律明显,既有水平分带,又有垂直分带。各类型锡矿床在成因及空间上一般与富锡花岗岩有着内生的联系,花岗岩的岩体时代主要为雪峰—加里东期及燕山期。笔者通过分析广西锡矿矿床类型,认为热液硫化物型锡矿床规模最大,可综合回收利用的元素种类多,经济价值高;热液石英脉型锡矿床、热液硅酸盐型、蚀变花岗岩型锡矿床及沉积—热液叠生型锡矿床是锡矿普查的重要对象。

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