湖南黄沙坪铅锌(钨、锡)矿床

矿区位于湖南省桂阳县西南9公里处,是一座开采历史悠久的老矿井。开矿始于唐代,盛于明末清初,止于民国初年。系统的地质工作始于1954。1959发现铅锌矿床多,钨也多,铁少,雪松中等。钨、钼和铋具有一定的工业前景。1967正式投产,是湖南省有色金属矿产生产的主要基地之一。

(1)区域地质简介

从区域上看,平(黄沙坪)包(保山)地区具有有利的成矿地质条件,它处于区域构造线走向变化的区域,即上古生界组成的褶皱由南北走向转向东北走向。通过对重磁异常的研究,指出该区是北东向基底断裂和东西向构造的交汇处。矿区的构造位置位于南岭带状构造带东部的北缘,雷(阳)-林(武)经向构造带中部的平宝复式向斜内。根据任继顺等人(1980)的观点,本区位于扬子准地台、湘南李希印支坳陷,湘南背斜位于桂阳复背斜凌豹背斜中部,呈南北向褶皱束。区域地层出露泥盆系、石炭系和二叠系,特别是石炭系碳酸盐岩受印支运动挤压,形成一系列南北向褶皱。在燕山运动的强烈影响下,产生了一系列具有逆掩挤压断层和北西向张扭断层的叠瓦状构造,中酸性和酸性岩浆岩沿后者侵入。燕山期共出露小岩体100多处,形成隐伏岩体65438+处。

(2)矿区地质调查

除第四系外,矿区出露地层主要为下石炭统大塘阶,自下而上可分为石顶子段(C1d1,泥晶灰岩,含生物碎屑灰岩,厚度约120m)和水表段(C1d2,含碳、泥质、砂质砂岩)。少数上泥盆统锡矿山组和蛇田桥组出露于矿区东南边缘。

矿区构造非常发育。印支运动形成轴向接近南北向的凌豹背斜,后被燕山运动肢解改造,形成一些轴向大致平行、北东走向、倾向东南的不完全倒转背斜。背斜的核心是石峡子段,两翼是测水段和门子桥段,倾角40 ~ 50°,向斜的核心是门子桥段,测水段断续分布在倾角35 ~ 80°的两翼。最明显的褶皱构造是背斜,如凌豹倒转背斜,以花岗斑岩侵入体为核心,有磁铁矿、钨、钼、铋铅锌矿体;观音禅定背斜的核心是该矿床的主要铅锌矿体,其铅锌矿储量占总储量的53%。该断层具有多期活动的特点。在印支期东西向压应力作用下,形成了南北向逆断层和伴生的东西向正断层。在燕山运动的影响下,形成了一系列北东向、北西向和北东向断裂,其中北东向的F3a和F3b是最重要的控矿断裂,走向10 ~ 40,倾角40 ~ 75。

矿区岩浆岩有花岗斑岩、石英斑岩、斑岩、英安斑岩和拉辉煌斑岩,后两者呈岩脉状产出。花岗斑岩分布在矿区东南角,由若干隐伏岩体组成,南北长约1000米,东西宽200 ~ 500米。它向北倾斜,倾角约为50°。岩体301可代表,侵位最高,顶面约315m。斑晶的矿物组成为应时8.71%,斜长石2.00%,钾长石1.55%,云母0.41%,应时28.38%,钾长石39.75%,斜长石1.54%,其他3.66%。石英斑岩分布在矿区中部,出露面积约0.6km2,有两个岩体,均为漏斗状岩盘。基质较细,应时、钾长石和斜长石分别仅占4.44%、5.04%和0.86%。花岗岩分布于中央矿区西部,隐伏于F1下盘。安迎斑岩分布在矿区的南北两端,形成矿区的南北边界,充填断层,呈近垂直的岩壁。

K-Ar同位素测年(童等,1986)表明,石英斑岩为125.2 ~ 146.18.4Ma,花岗斑岩为118.4Ma,均属燕山期产物,前者形成时间早于后者。

(3)矿床地质特征

铅锌矿体形态复杂,有层状、透镜状、扁豆状、囊状、管状等。一般矿体走向延伸数十至数百米,深度沿倾斜方向延伸100米以上。

根据矿物组合和位置,绘制了四种类型的矿体。第一类产于花岗斑岩旁,矿体围岩为矽卡岩或矽卡岩和石灰岩、花岗斑岩,按矿石类型可分为矽卡岩磁铁矿体和钨锡钼铋矿体。第二类有三种类型:①产于花岗斑岩旁矽卡岩中的铅锌矿体,金属矿物以铁闪锌矿为主,毒砂次之。②铅锌银矿体赋存于距花岗斑岩150 ~ 500m的灰岩中。(3)铅锌银矿体产于距花岗斑岩接触带500 ~ 1200米范围内的灰岩中,顶板围岩为石英斑岩或砂质页岩,渗透性差,矿体大而丰富。主要金属矿物为方铅矿、铁闪锌矿、白铁矿、黄铁矿、胶态黄铁矿和锰菱铁矿,其次为黄铜矿和闪锌矿。主要脉石矿物为萤石和铁白云石,其次为方解石、应时和白云石。第三类可分为:①花岗斑岩周围的矽卡岩型铅锌铜钨钼矿体。②与花岗斑岩接近,产于矽卡岩中的铜铅锌矿体。第四类为石英斑岩中的黄铜矿矿体。这四类矿体中,第二类最为重要,其次是第三类和第一类,第四类除少数外,品位普遍较低。

矿物成分非常复杂,包括表生矿物,达100多种。矿石构造包括条带状浸染状、块状和角砾状构造。有益元素银主要赋存于方铅矿中,锡主要赋存于闪锌矿、磁铁矿和石榴石中,镉主要赋存于闪锌矿中,铊主要赋存于黄铁矿和黄铜矿中。矿石品位为:铅4.52%,锌7.77%,钨30.254%。

围岩蚀变非常发育,包括矽卡岩化、硅化、钾长石化、绢云母化、氟化、含锰菱铁矿、铁白云石、方解石和绿泥石化。其中,矽卡岩化、含锰菱铁矿化、铁白云石化、硅化、氟化、方解石化与成矿关系密切。

矽卡岩化主要发育在外接触带石尖子段泥晶灰岩、泥晶生物碎屑灰岩和砂泥晶灰岩中(图16-4)。早期形成以钙铁榴石和透辉石为主的矽卡岩,晚期形成钙铁辉石矽卡岩(含磁铁矿)。在平面上,从花岗斑岩到围岩有一定的分带现象:钙铁辉石矽卡岩(含磁铁矿)→透辉石→浮山石→石榴石矽卡岩→透辉石矽卡岩。萤石矿化广泛发育于岩体、矽卡岩及各种矿体中。在岩体中,萤石选择性交代应时斑晶,而在矽卡岩中,交代作用以脉状充填石榴石和辉石的晶隙,并与硫化物矿物一起沉淀,成为重要的脉石矿物。硅化作用在接触带花岗斑岩和矽卡岩边缘被密集的应时脉充填,向外逐渐变薄,穿插在附近的石英斑岩中。此外,在矿山附近的石灰岩和硫化物矿体中,还有锰菱铁矿交代岩,厚度为0.2 ~ 1m。

矿床垂直分带明显:上部为磁铁矿、铅锌矿,下部为钨钼矿(图16-7),对应的花岗斑岩自下而上铜、铅、锌含量逐渐增加,钨、锡、铋、钼、铍、锂、稀土逐渐减少。以273中段为例,可以说明矿床的水平分带性。从花岗斑岩到北部、西北部和西南部,矿体类型、矿石类型结构、主要硫化物微量元素和δ34S(),锡和银的赋存状态、围岩蚀变、硫化物阶段矿化温度等温线等。,都呈弧形带状分布。矿床的垂直分带与花岗斑岩矿石中元素原生晕的变化相一致。稳定同位素研究(见第十二章)表明,主要成金属物质和硫来自岩浆,特别是花岗斑岩,部分来自地层。成矿热液属于原生岩浆水,但后期有少量地下水混入。由上可见,花岗斑岩是钨、钼、铋、铅、锌的母岩。

图16-7黄沙坪矿床线109地质剖面图(改编自黄沙坪铅锌矿资料)

从矽卡岩期到应时-硫化物期,成矿元素组合具有相似性和继承性。铅、锌元素主要富集在应时-硫化物期,锡元素主要富集在矽卡岩期,应时-硫化物期仍较丰富,反映了成矿溶液同源演化的特征,部分铅锌矿体产于矽卡岩中。锡元素贯穿两个主要成矿期,可作为同源演化的特征元素。

姚等(2007)对矿区辉钼矿做了铼-锇等时线,年龄为154.8±1.9Ma,表明该矿床为燕山中期的产物。