湘南绿紫坳锡多金属矿床硅钙面控矿作用及其找矿意义

杨长明 吴清生 杨齐智 胡新发

(湖南省矿产资源调查所,湖南 郴州 432000)

矿产勘查程度较高的地区,找矿突破有赖于对成矿规律新的认识[1]。成矿规律涉及内容十分丰富,对指导具体矿产勘查作业最为重要的是对成矿构造的认识[2-4]。我国地质学者历来重视控矿构造规律研究[5-6],在全国危机矿山项目基础上,叶天竺等系统总结了矿山找矿理论[7],其中控矿构造中非常注重界面成矿的问题,最为主要是硅钙面[8],即硅质(二氧化硅)岩石和含碳酸盐类岩石之间形成的界面,它既是物理条件变化的界面,也是化学条件变化的界面[8]。大量矿床实例总结得出,主要在热液脉型金矿床、矽卡岩型铁铜铅锌矿床、碳酸盐岩为容矿岩石的铅锌矿床、火山块状硫化物型铜等矿床[9-14]中硅钙界面控矿规律十分明显,对指导深边部找矿勘查工作具有重要价值。例如研究较早的为金矿床[9],最为显著的为碳酸盐岩型铅锌矿床[10-12](如江苏栖霞山铅锌矿床[11]、黔东南铅锌矿床[12])、卡林型金矿床(如水银洞金矿床[13])、矽卡岩型铁矿床(如福建坑铁矿床、安徽桃冲铁矿床[8])、矽卡岩型铜矿床(如西藏甲马铜矿床[14])。因此,硅钙界面控矿在热液矿床找矿中具有重要的指导意义。

锡多金属矿床多为岩浆热液型矿床,但业内对于锡多金属硅钙面控矿规律的认识十分薄弱。湘南地区是我国重要的锡多金属成矿区,也是全国锡矿最具潜力的5 个找矿预测区之一,锡预测资源量超过300万t[15]。区域发育有大义山锡多金属矿田、荷花坪锡多金属矿田、柿竹园钨锡多金属矿田、香花岭锡多金属矿田等大型—超大型锡多金属矿田[16],课题组在湘南地区锡多金属矿床勘查实践中认为硅钙面控矿规律十分明显。本研究以大义山矿田绿紫坳锡多金属矿床为例,在总结矿床硅钙界面控矿规律的基础上,构建了控矿构造模型,提出了矿区南部白水源地段为有利找矿靶区,经过靶区地质填图、电法与磁法测量、钻探施工,发现了7 条矿体,探获锡铅锌资源量达小型矿床规模,取得了矿床找矿进展。本研究提出的硅钙面控矿规律对于湘南地区其他锡多金属矿田的找矿勘查工作具有重要的指导意义。

1 区域地质背景

大义山锡多金属矿田位于湘南有色金属成矿带的北西侧,大地构造位置处于扬子地块与华夏地块交接部位,南岭成矿带和钦杭成矿带叠合部位,构造位置独特,岩浆—成矿活动强烈[17]。前人对该区的地质与矿床进行了较多论述[18-21]。区域地层特点为:矿田南部出露有震旦系老地层和寒武系浅变质岩;广泛发育中—上泥盆统、石炭系、二叠系碳酸盐—碎屑岩建造,其走向多为SN 向或NNW 向,是区内锡多金属矿床的主要容矿岩石(图1)。矿田内发育3 套构造体系,即加里东期EW 向或NE 向构造,主要在南部震旦系—寒武系地层中记录;印支期SN 向褶皱断裂构造,发育于中泥盆统至二叠系地层中;燕山期为NW 向构造,主要为沿着断裂发育N 向大义山复式花岗岩体。大义山岩体为复式岩体[20-21],前人对该区花岗岩进行了大量的岩相学填图、地球化学和年代学研究,目前认识为燕山早期(160～150 Ma)的复式侵入体[21],主要发育6 个岩相带:①细中粒斑状角闪黑云二长花岗岩(ηγJ3a);② 中粗粒斑状黑云母二长花岗岩(ηγJ3b);③中细粒斑状黑云母二长花岗岩(ηγJ3c);④ 细粒少斑状黑云母二长花岗岩(ηγJ3d);⑤ 细粒斑状(含电气石)二云母二(正)长花岗岩(ηγJ3e);⑥ 细粒少斑状二云母正长花岗岩(ζγJ3f)。围绕大义山复式岩体,发育众多的锡、钨、铜、铅、锌、硼等矿床[18-19],是湘南地区重要的锡多金属矿集区[22-23]。

图1 湘南地区及大义山地区地质特征Fig.1 Geological characteristics of Southern Hunan Region and Dayishan Area

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

绿紫坳矿区西部为震旦系的一套浅变质碎屑岩(图2),构成区内基底。东部为泥盆系中统—石炭系的一套碎屑岩及碳酸盐岩,构成区内盖层。其中,泥盆系分布在矿区中部,呈NNW 走向,自西向东由老到新,分别为跳马涧组、棋梓桥组、佘田桥组和锡矿山组。跳马涧组和锡矿山组上段地层以硅质岩石为主,为中细粒砂岩,局部夹粉砂岩、页岩;棋梓桥组、佘田桥组和锡矿山组下段地层以碳酸盐类岩石为主,为中厚层微细晶灰岩,局部夹白云质灰岩和泥质灰岩。跳马涧组和棋梓桥组、锡矿山组上段与下段界面组成的硅钙面是区内主要的含矿层位。

图2 绿紫坳矿床地质特征[25-27]Fig.2 Geological characteristics of lvziao Deposit

受大义山花岗岩体和震旦系四洲山背斜挤压作用控制,绿紫坳矿区近EW 向压性变形明显,西侧震旦系和泥盆系跳马涧组地层较陡,产状为倾向75°～80°、倾角65°～75°;矿区东侧泥盆系佘田桥组和锡矿山组地层逐渐发生倒转,倾向改变为250°～260°,倾角80°～50°,形成了扇形构造(图3),NNW 向倒转轴位于矿区中部。矿区发育NW 向、NE 向及近SN 向3组断裂,其中最主要的含矿断层为F1断层,位于矿区中部,为跳马涧组与棋子桥组硅钙面物性差异错动形成的构造,断层倾向E,倾角70°,断裂破碎带宽窄不一,数米至30 m 以上。

矿区东部和北部为大义山复式岩体,主要包含3个岩相带,即东部的细中粒角闪黑云母二长花岗岩、北部的细—中细粒斑状黑云母二长花岗岩和细粒少斑黑云母二长花岗岩。

2.2 矿体地质特征

绿紫坳矿床已发现7 个矿带(图3),大小矿体20余条。Ⅰ号矿带产于花岗岩与碳酸盐岩的正接触带,形成了6 条矽卡岩型矿体,主要有Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3、Ⅰ5号矿体;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号4 个带产于上泥盆统锡矿山组下段碳酸盐岩与上段碎屑岩硅钙面中,形成了6 条似层状锡铅锌矿体,主要有Ⅱ1、Ⅲ1号矿体;Ⅵ、Ⅶ号矿带产于中泥盆统棋梓桥组与靠近底部跳马涧组的层间破碎带中,形成了11 条锡铅锌矿体,主要有Ⅵ1、Ⅵ3号矿体。主要矿体简要特征参数见表1。

表1 绿紫坳矿床主要矿体特征参数Table 1 Characteristics parameters of the main orebodis of Lvziao Deposit

图3 绿紫坳矿床北部矿化带分布[25-26]Fig.3 Distribution of the mineralized belts in the north of Lvziao Deposit

各主要矿体特征分析如下:

(1)Ⅰ1号矿体。该矿体产于大义山花岗岩体中的灰岩残留体内,在与花岗岩的接触带上灰岩残留体形成了锅状含铜、锡矽卡岩类型矿体。矿体近SN 走向,长220 m,宽20～80 m,平均厚约10 m,形状呈长椭圆形,中部长100 m。矿石平均品位Sn 为0.25%,Cu为0.28%,锡矿化比较均匀。

(2)Ⅱ1号矿体。该矿体位于7 号线附近,产于锡矿山组上段地层中,为隐伏矿体,由8 号、7 号线剖面的钻孔深部控制,其形成与深部花岗岩的凹陷及岩枝的侵入活动有关。矿体顺层产出,透镜体,倾向W,倾角45°～50°,走向长150 m,倾向长140 m,平均厚2.6 m,分布标高为300～450 m,为含铜矽卡岩。矿石中金属矿物主要为斑铜矿,其次有黄铜矿,Cu 平均品位为2.33%。

(3)Ⅲ1矿体。该矿体产于锡矿山组白云质大理岩中,为层间矽卡岩铜矿体,由于F2逆断层遮盖,为隐伏矿体。矿体分布于1～3 号线,长200 m,控制斜长150 m。矿体走向340°,倾向W,倾角50°～60°,上缓下陡,平均厚度为6.2 m。矿体形状为透镜体,沿倾斜方向上宽下窄,渐至450 m 标高尖灭。矿体向S侧伏,最厚达17.23 m,含铜较富,且品位变化较稳定,平均品位Cu 为2.14%。矿石中金属矿物主要为斑铜矿、黄铜矿。

(4)Ⅵ1号矿体。该矿体分布于3～6 号线,赋存于跳马涧组砂岩与棋梓桥组碳酸盐岩界面间,受硅钙面物理特征形成的F1层间破碎带控制。矿体走向长230 m,倾向长150 m,倾向90°,倾角70°。矿体形状为透镜体,沿倾斜方向上宽下窄,两端变薄尖灭,最厚达8 m,平均厚度为0.71 m。矿体品位变化较稳定,上部以锌、锡、砷为主,下部铜较好,平均品位Cu 0.91%,Sn 0.34%。矿体顶板围岩为灰岩,底板围岩为砂岩。矿石中金属矿物主要为斑铜矿、黄铜矿。

2.3 矿石特征及结构构造

绿紫坳矿区根据矿物的共生组合及矿石主要元素含量可分为3 种矿石类型:①矽卡岩锡、铜矿石,是Ⅰ1、Ⅰ2等接触带矽卡岩矿体的主要矿石,主要含锡,其次为铜;② 含铜透辉石矽卡岩矿石,是Ⅱ1、Ⅲ1号矿体的主要矿石,也是本矿区主要工业利用铜矿石,占矿区总储量的80%;③含铜硫化矿石,是Ⅵ号矿带矿体的主要矿石,矿物成分复杂,主要由黄铜矿、铁闪锌矿、锡石、毒砂、黄铁矿、白云石、方解石等组成。

矿石结构包括:①他形晶粒状结构,为最常见的结构,斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿呈他形不等粒状浸染在脉石矿物中;② 填隙结构,黄铜矿充填在金云母的自形晶空隙之间;③乳浊状结构,黄铜矿在闪锌矿中呈乳浊状结构;④ 晶架状结构,黄铜矿的“格架”在斑铜矿晶体中;⑤ 文象结构,黄铜矿和斑铜矿分解形成的文象结构;⑥ 溶蚀结构,黃铁矿和磁黄铁矿被黃铜矿溶蚀交代边缘呈港湾状;⑦ 嵌晶状结构,黄铜矿和铁闪锌矿的共结物在脉石矿物粒矽镁石中;⑧ 花岗粒状变晶结构,主要为矽卡岩锡、铜矿石的结构。①～⑤为含铜透辉石矽卡岩的矿石结构,⑥～⑦为含铜硫化矿石结构。

矿石构造主要有:①块状构造,斑铜矿、黄铜矿呈块状集合体,为富铜矿石,多见于小矿体中;② 浸染状构造,黄铜矿、斑铜矿及其他金属矿物呈浸染状产于脉石矿物中,是矿区Ⅱ1、Ⅲ1号等矿体矿石的主要构造;③细脉状构造,见于Ⅵ号矿带的矿体;④ 条带状构造,见于Ⅰ5号等矿体。

3 硅钙面控矿作用及控矿构造模式

3.1 硅钙面控矿特征

绿紫坳锡多金属矿床的矿体容矿构造特征显示,矿体主要赋存于如下两类构造中。

(1)岩体与沉积地层的接触带控矿,即岩体接触硅钙面。该硅钙面为碳酸盐岩与黑云母花岗岩的界面,岩体侵入带来的热液蚀变作用,界面处易发生矽卡岩化,内外接触带是矿体形成的有利部位,形成了与岩浆作用有关的接触带矽卡岩型铜锡多金属矿床。燕山晚期灰白色细粒黑云母花岗岩是区内主要的成矿母岩,围岩蚀变及矿化特征显示出该地区具有中高温热液活动特征。

(2)泥盆系跳马涧组与棋梓桥组、锡矿山组上段与下段两个层间界面的控制,即沉积岩硅钙面。跳马涧组和锡矿山组上段碎屑岩主要为粉砂岩、细砂岩等,粒度细小,孔隙度及渗透率相对低,可成为含铜锡多金属矿流体运移的隔挡层。棋梓桥组和锡矿山组下段碳酸盐岩化学性质活泼,易发生交代作用,在靠近碳酸盐岩的界面一侧易形成铜锡多金属矿体,矿化、蚀变延伸长,在构造有利部位具备形成工业铜锡、铅锌矿体的条件。该界面是砂页岩与碳酸盐岩的过渡界面,岩石密度、抗压强度和抗剪强度等物理性质发生变化，在区域构造作用下易形成层间破碎带、层间错动和层间裂隙等，最终形成容矿空间和减压带(如F1断层)。该类矿体主要分布在界面内或靠近碳酸盐岩一侧,在砂岩一侧基本未发现有规模的矿体。

无论是跳马涧组石英砂岩与棋梓桥组灰岩、锡矿山组上段砂页岩与下段灰岩构成的硅钙面,还是岩体与上覆碳酸盐岩地层构成的硅钙面,都是硅质(二氧化硅)岩石与钙质岩石的接触界面。大量研究显示[9-14],硅钙面在物理性质上是硅质岩石与碳酸盐岩的变化界面,是压力和温度的变化场所。在地球化学上是化学环境的骤然变化,包括元素组成、酸碱度、氧化还原环境等条件的变化。由于上下地层岩石化学性质的差别,常为成矿地球化学障,使流体物理化学条件发生急剧变化,导致大量成矿物质沉淀,形成锡多金属矿体。绿紫坳矿床的大部分矿体均产于硅钙面之上或周边,因此,该矿床应属于受硅钙面控制的矿床。

3.2 控矿构造模式

绿紫坳矿床主体受NNW 向印支期褶皱断裂构造带与NW 向岩浆—断裂构造带联合控矿,其中印支期褶皱使得岩性不同的地层发生差异性形变,如在跳马涧组与棋梓桥组地层、锡矿山组上下段岩性界面,在这些硅钙面上形成、增加了岩石或断裂的空隙,有利于热液运移沉淀。大义山NW 向构造带中生代经历了至少3 次构造演化史[28]:先后经历了左旋→右旋→左旋演化。第1 次左旋走滑为中三叠世印支运动中基底断裂走滑活动,第2 次为燕山早期右旋走滑活动,第3次为燕山期之后的左旋平移断裂。因此,在这样的背景下,原来形成且发生褶皱的硅钙面在走滑作用影响下,岩性界面发生多次活化运动,使硅钙面对热液沉淀更为有利,尤其靠近岩浆岩断裂一侧,其活动强度距岩体—断裂越近,活动性越强,因此北段矿体略好于南段矿体。伴随着燕山期岩浆热液的形成,富含钨锡铅锌等成矿元素的流体,沿着岩体与灰岩接触带形成了矽卡岩型铜锡矿体,而在外接触带的硅钙面上,充填交代形成脉状或透镜状矿体,因此,整个矿床受硅钙界面控制明显。基于上述分析,本研究建立了矿床构造控矿模式(图4)。通过控矿构造分析,认为矿区南部白水源地段为进一步找矿的有利靶区。

图4 绿紫坳矿床构造控矿模式Fig.4 Structural ore-controlling model of Lvziao Deposit

4 白水源靶区特征及找矿进展

4.1 地质地球物理特征及勘查工程部署

4.1.1 白水源靶区地质概况

白水源靶区地层、构造、岩浆岩与北部绿紫坳地段类似,较为特别的是在靶区中部发育多组断裂(图5),断裂以NW 向、NEE(NE)向及近SN 向3 组较为发育,其中,NW 向以F1、F103为代表,NE、NEE 向以F204、F205、F208为代表,近SN 向断裂以F2、F201、F202、F203为代表。根据穿插关系,NE 向断裂错动NW 向断裂,NW 向错断SN 向层间断裂,初步推断形成顺序由早到晚为SN—NW—NE、NEE 向。在靶区西部出露花岗斑岩脉和隐伏的细粒花岗岩脉。

图5 白水源靶区地质地球物理综合特征Fig.5 Comprehensive geological and geophysical characteristics of the Baishuiyuan target

通过地表填图,发现了3 处锡铅锌矿化点,为深部矿体勘查提供了有利的找矿标志:①位于123～131 号线之间的锡铅锌矿化点,矿化露头宽1.90 m,为灰绿色透辉石矽卡岩矿化,地表氧化为褐铁矿赤铁矿石,见原生铅锌矿残留。品位Pb 19.25%、Zn 1.07%、Sn 0.15%、Ag 687.57 g/t。② 位于124 号的锡铅锌矿化点,受NE 向断裂F205控制,控制长约50 m,宽0.3～0.8 m,围岩为棋梓桥组细晶白云岩,围岩蚀变较强,有硅化、大理岩化,局部见铁锰碳酸盐化、透闪石化,矿石为红褐色含锡铁角砾岩,浸染状、小团块状构造,品位Sn 0.178%、Pb 0.48%、Zn 0.73%。③位于100～107 号线的铅锌矿点,赋存于F208断裂中。控制走向长38 m,产状与F208一致,呈透镜状、脉状,厚1.25 m,赋矿岩石为断层角砾岩,主要蚀变为大理岩化、铁锰碳酸盐化,局部大理岩围岩中铁质网状细脉发育,品位Pb 0.36%、Zn 5.43%、Ag 9.5%。

4.1.2 靶区地球物理特征

在白水源靶区完成了激电中梯测量4 km2、高精度磁法测量3.2 km2。靶区圈出了4 个激电异常(编号为IP1～IP4)和4 个磁异常(编号为M1～M4),其中3 个电、磁异常对应较好(编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ号综合异常),1 个高磁低阻异常(M3)。主要异常特征分析如下:

(1)Ⅰ号综合异常。该异常分布于115～131 号线,位于震旦系地层中,呈NWW 向不规则椭圆形,分布于F103断层附近,异常中心极化率大于7%,异常往西未封边;磁异常最大值达120 nT,周围分布规模、幅值不等的负异常,梯度变化较陡,异常往北未封边。异常区内见铅锌矿点,综合地质信息,认为Ⅰ号异常是由矿化引起。

(2)Ⅱ号综合异常。该异常分布于100～124 号线,极化率异常呈圆状,磁异常呈NWW 向不规则面状,幅值为-120～120 nT,梯度变化较陡,正负伴生。地质条件与Ⅰ号异常相似,铁锰碳酸盐化强烈,地表发育铅锌矿化,故Ⅱ号综合异常为矿致异常。

(3)Ⅳ号综合异常。该异常位于107～123 号线黑云母花岗岩体内,异常面积小,经地表检查,为一近SN 向蚀变花岗岩带,推测该异常是由蚀变花岗岩带引起的矿致异常。

(4)M3 高磁低阻异常。该异常位于107 号线,视电阻率梯度带上,东与Ⅳ号异常相邻。异常位于泥盆系锡矿山组上、下段硅钙面上,西侧为铅锌矿点,推测为矿化引起的矿致异常。

4.1.3 钻探工程部署

根据绿紫坳锡多金属矿床构造控矿模式,为验证3 类硅钙面上的矿化和物探异常特征,部署实施了11个 钻 孔(ZK10001、ZK11501、ZK30301、ZK20001、ZK1103、ZK30302、ZK501、ZK13101、ZK10002、ZK10003、ZK11201),总进尺约3 600 m。

4.2 找矿进展

通过钻探工程,累计探获矿体7 条,锡铅锌累计资源量1.5 万t,其中锡资源量960 t,锌9 636 t,铅4 882 t,各矿体简要特征参数见表2。其中,在3 类硅钙面上均发现了工业矿体(图6),产于Ⅰ类硅钙面的LX3 号矽卡岩型锡矿体,产于Ⅱ类硅钙面中的LX2 号锡铅锌矿体,产于I 类硅钙面中的Ⅱ号锡铅锌矿体。此外,在不同方向中还发育断裂中的锡铅锌矿体,如Ⅲ号铅锌锡矿体(图6 和图7(a))及多数零星铅锌锡矿体。

表2 白水源靶区矿体特征参数Table 2 Characteristics parameters of orebodies in Baishuiyuan target area

各矿体特征分析如下:

(1)LX3 号锡矿体。该矿体位于100 号线岩体外接触带的矽卡岩内(图6)。据钻孔ZK10003 揭露,平均厚度为1.15 m,Sn 品位为0.318%,赋矿岩石为硅化碳酸盐阳起透闪矽卡岩,矿体顶板围岩为白云石大理岩,底板为白云母化碳酸盐化透辉石矽卡岩和微细粒黑云母花岗岩。矿石金属矿物主要为锡石(图7(c)),少量为铁闪锌矿,微量方铅矿。

(2)LX2 号铅锌锡矿体。该矿体位于100 号线附近,受锡矿山组上段与下段形成的硅钙面控制(图6)。由下部的铅锌银矿体及上部的锡矿体组成,真厚度分别为3.35 m 和0.40 m,品位Pb 2.00%、Zn 3.19%、Ag 221.9 g/t、Sn 0.657%,赋矿岩石为白云石大理岩,矿体底板围岩为灰岩和大理岩,顶板围岩为大理岩和砂岩。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿(图7(b)～图7(f)),其次为锡石。

图6 白水源靶区100 号线剖面[29]Fig.6 No.100 profile of Baishuiyuan target area

图7 白水源靶区矿石标本照片及显微照片Fig.7 Photographs and micrographs of ore specimens from the Baishuiyuan target area

(3)Ⅱ号锡铅锌矿(化)体。该矿体位于124～1 15号线(图6),赋存于跳马涧组砂岩与棋梓桥组碳酸盐岩界面间,受硅钙面物理特征形成的F1层间破碎带控制。控制走向长940 m,倾向延伸230 m。矿体产状61°～118°∠35°～50°,厚度0.46～1.00 m,呈层状、似层状、透镜状产出,品位Pb 0.262%、Zn 5.23%、Ag 116.98 g/t、Cu 0.27%、Sn 0.36%。矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿,其次为锡石、黄铜矿,少量辉锑铅矿。

(4)Ⅲ号铅锌锡矿体。该矿体位于100 号线,产于跳马涧组砂岩与棋梓桥组碳酸盐岩硅钙面附近(图6),控制走向35 m,倾向150 m。矿体倾向SEE,倾角50°～70°,呈脉状、扁柱状产出,平均厚1.16 m,平均品位Sn 1.245%、Pb 1.61%、Zn 4.00%、Ag 38.9 g/t。赋矿岩石为灰岩和砂岩混合形成的破碎角砾岩,围岩蚀变主要为黄铁矿化、硅化、碳酸盐化,矿石矿物主要为闪锌矿、方铅矿,其次为锡石。

通过地表填图、地球物理勘查和钻探揭露,绿紫坳矿床南部取得较大找矿进展,验证了硅钙面控矿构造模式对找矿的指导作用。

5 硅钙界面对湘南锡多金属找矿的意义

湘南锡多金属成矿区经过长期勘查,目前已在香花岭锡多金属矿田、柿竹园钨锡多金属矿田及荷花坪锡多金属矿田、芙蓉锡多金属矿田累计探获了锡资源量120 万t[15]。这些矿床中锡多金属矿体均产于花岗岩体的接触带,早期勘查的主要目标围绕花岗岩与碳酸盐岩接触带的矽卡岩型锡多金属矿体和花岗岩外接触带断裂中锡多金属矿体。柿竹园矿田锡多金属矿体产于花岗岩与碳酸盐岩接触带的矽卡岩中[30]。断裂带两盘岩性为差异显著的砂岩和碳酸盐岩地层时,也是最有利的锡矿体赋矿部位,如香花岭矿田新风和太平矿床富锡矿体产于断层面跳马涧组砂岩与棋梓桥组灰岩中时(图8(a)),矿体规模较大[31],以上是典型的硅钙面控矿特征。近期湘南地区锡多金属矿的找矿突破也主要集中在沉积岩硅钙面,主要在香花岭矿田和荷花坪矿田,如香花岭矿田北部中泥盆统跳马涧组含钙质碎屑岩中发现顺层充填交代的锡多金属矿体[32-35],以塘官铺矿床(图8(c))和三合圩矿床发育规模较大,荷花坪矿床中新发现的产于跳马涧组与棋梓桥组之间过渡带的似层状锡多金属矿体(图8(b))[36],这两个沉积岩地层岩性界面即为硅钙面,是良好的容矿构造。因此,硅钙面控矿成为区域锡矿找矿的重大突破点。本研究锡矿山组上下段岩性的硅钙面仅在绿紫坳矿床中发现。硅钙面是湘南地区锡多金属矿最为重要的控矿构造,直接控制矿体定位。加强矿床硅钙面中锡多金属矿体的勘查,对于拓展湘南地区锡矿找矿思路、实现找矿突破具有非常重要的意义。

图8 湘南地区典型锡多金属硅钙面控矿示意Fig.8 Schematic of silica-calcium plane ore-controlling of the typical tin-polymetallic deposit in South Hunan Province

6 结论

(1)湘南大义山锡矿田绿紫坳锡多金属矿床的矿体受3 类硅钙界面的控制:Ⅰ类为岩体与灰岩接触带界面,形成了矽卡岩型铜锡矿体;Ⅱ类为锡矿山组上下段灰岩与钙质砂岩界面,形成了层间充填交代型锡铅锌矿体;Ⅲ类为中泥盆统跳马涧组砂岩与棋梓桥组灰岩界面,发育锡铅锌矿体。根据矿床成矿地质条件和控矿规律,构建了绿紫坳锡多金属矿床的构造控矿模式。

(2)综合区内控矿要素展布特征和硅钙界面控矿规律,圈定了白水源有利找矿靶区,通过钻探验证发现3 类硅钙面上均发育工业矿体,取得了区内找矿重要进展。

(3)综合对比湘南地区香花岭、荷花坪锡多金属矿田,认为硅钙界面控矿对湘南地区锡多金属找矿勘察具有普遍指导意义,在注重岩体与灰岩接触带找矿外,还应重视岩体外接触带跳马涧组和棋梓桥组、锡矿山组上下段两个层位硅钙面的找矿工作。

致 谢

湖南省矿产资源调查所(原湖南省有色地质勘查局有色一总队)白水源勘查项目组周伟平、李云清等同志对于本研究工作给予了大力协助;此外,原湖南省有色地质勘查局地质矿产处蒋年生、游进保等同志对本研究也给予了相关指导与帮助。在此一并致以谢忱!