广东省揭西县淘锡湖锡多金属矿床地质特征及控矿因素分析

2022-09-12

0 引言

淘锡湖锡矿区位于莲花山断裂带的北东段, 距揭西县城7°方位约18km, 隶属广东省揭西县良田镇管辖。淘锡湖锡多金属矿床为广东莲花山断裂带南西段的一个斑岩-热液脉型锡多金属矿床。大地构造位置处于欧亚板块东南缘, 东南沿海褶皱系的南西端, 莲花断裂带的中段[1]。截止目前, 估算锡多金属矿的资源储量, 其中Zn:金属量 (332+333) 2450吨, Sn:金属量 (333) 648吨。本文试图对淘锡湖锡矿床的矿床地质特征、控矿因素作初步探讨。

1 成矿地质背景

矿区在区域上处于潮 (安) 陆 (丰) 断块西南缘、新华厦系北东向压扭性断裂构造—即莲花山断裂带南东侧[1]。莲花山断裂带是粤东沿海规模最大的断裂带, 主要由密集的断裂束和强烈的动热变质带所构成, 是东南沿海陆缘多金属成矿带[2]。

矿区仅见中上侏罗统热水洞组火山岩地层出露, 分布于矿区的中部至南部, 地层总体呈北东走向, 倾向北西, 倾角为35°~55°, 岩性为流纹质凝灰岩、流纹岩、流纹斑岩夹砂岩、粉砂质泥岩、页岩、绢云母石英片岩及板岩等。矿区构造受区域深断裂构造控制, 主要有NE向和NW向断裂, NE以F1为主, NW向以F2为主, F1形成于花岗斑岩及外接触带地层中, 为受动力变质带控制的构造蚀变破碎带, 是矿体赋存的主要位置。矿区岩浆岩主要分布于矿区北部, 岩性为黑云母二长花岗岩及花岗斑岩, 属龙狮寨岩体的突出部分。花岗斑岩以岩脉的形式侵入至黑云母二长花岗岩中, 两者侵入至先期喷发的中上侏罗统热水洞组火山岩地层中。花岗斑岩为淘锡湖矿区主要的赋矿岩体。经过详细的手标本和显微镜观察, 淘锡湖花岗质岩石的主要岩石特征如下:黑云母二长花岗岩:浅灰~灰色, 斑状结构, 块状构造。斑晶成分主要有石英 (15%) , 斜长石 (20%) , 钾长石 (25%) , 黑云母 (2%) ;基质为隐晶质或细晶质的石英 (4-10%) 、斜长石 (15%) , 钾长石 (10-15%) , 黑云母 (3%) , 副矿物主要包括磷灰石、锆石。花岗斑岩:主要分布于矿区北部, 呈脉状产出, 沿NEE向延伸, 延长约1公里, 宽10~35m。岩石呈斑状结构, 块状构造, 斑晶成份主要有钾长石 (60~65%) 、石英 (20%) 及少量钠长石 (l~2%) 、黑云母 (1%) 。

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

矿区分为两个区段, 淘锡湖区段和百丈磜区段。淘锡湖区段位于矿区的北部, 矿脉浅部产于燕山四期花岗斑岩的构造破碎带中, 呈脉状、透镜状产出, 走向65°~70°, 倾向北西, 倾角35°~75°, 倾角上部较下部陡, 矿体与围岩界线清楚。已知矿体延长约350 m, 沿倾向推测延深>150m, 矿脉厚0.5~2.0m, 局部厚度达5.0m, 矿体形态及产状沿水平和倾斜方向均变化较大。统计本区段矿石锡平均品位0.27%, 最高为0.78%, 最低为0.10%。

本次主要研究的是淘锡湖区段。目前, 在淘锡湖矿区已发现了三条主脉和数条平行小脉。蚀变产于花岗斑岩本身及其内外接触带的构造破碎带F1中, 呈脉状、透镜状产出, 走向65°~70°, 倾向北西, 倾角35°~75°, 矿体与围岩界线清楚。已知最大矿体延长约350 m, 沿倾向推测延深>150m, 矿脉一般厚0.5~2.0m, 局部厚度可达5.0m, 矿体形态及产状变化较大。区段矿体呈脉状、透镜状, 有尖灭再现及膨缩现象。一般单个透镜体长5~10m, 厚0.5~5.0m。矿体中以锡、锌矿化为主, 局部有弱方铅矿化及黄铜矿化。

百丈磜区段已发现三条矿脉 (V1、V2、V3) , 位于中南部花岗岩中。V1矿脉不规则充填于花岗岩片理化挤压破碎带中, 挤压破碎带呈弯曲状, 矿化呈脉状、透镜状及扁豆状产出, V2、V3脉位于V1脉北部, 产于花岗岩裂隙中, V2脉断续产出, V3呈弧形分布。据统计本区段矿石平均品位为:Sn 0.52%, Cu 0.97%。

区段内各矿脉矿化具不同特征, 矿化并不均匀, 局部较富, V1西段从角落斗河沟往西黄泥溜地段铜含量较富集, 锡矿化普遍;V3主要含铜, 黄铜矿呈团块状、浸染状或细脉状分布, 主要富集在西端40~50m范围内, 铜品位最高达6.99%。

2.2 矿石特征

(1) 矿石组构

金属矿物主要富集于裂隙中形成细脉状、小透镜状、团块状或呈浸染状。矿石构造主要为团块状、脉状、细脉浸染状, 矿石结构包括自形-半自形结构、包含结构、交代熔蚀结构、碎裂结构等。矿化以锡、锌和铜为主, 局部有铅矿化。矿石矿物以锡石、闪锌矿、黄铜矿和黄铁矿为主, 含有少量方铅矿和毒砂等, 脉石矿物则由石英、萤石、石榴石、黑云母和绿泥石等组成。近矿围岩蚀变为硅化、萤石化、石榴石化、黑云母化和绿泥石化, 矿化与蚀变强度呈正相关。矿石主要呈它形—半自形晶粒结构, 交代结构, 具细脉状构造、浸染状构造、角砾状构造及团块状构造。

(2) 主要矿物

金属矿物主要富集于裂隙中形成细脉状、小透镜状、团块状或呈浸染状。矿石矿物主要有锡石、闪锌矿、黄铁矿, 少量方铅矿、黄铜矿、毒砂等, 脉石矿物主要有石英、长石等。

(3) 矿化分带

初步研究表明, 淘锡湖区段表现出上部以锡矿化为主, 下部以铜矿化为主逆序分带的趋势。

2.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变有云英岩化、石榴石化、硅化、绿泥石化、绢云母化及黄铁矿化。

2.4 成矿期次与成矿阶段划分

矿床可划分为三个阶段:

(1) 成矿早阶段:石英-锡石-电气石-毒砂阶段, 矿化蚀变组合:电气石-黑云母化-石榴石-毒砂-锡石化, 矿化标型元素:Sn-As;

(2) 成矿主阶段:锡石-硫化物阶段, 矿化蚀变组合:石榴石-电气石-黑云母化-锡石-磁黄铁矿-黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿-方铅矿化, 矿化标型元素:Sn-Cu-Pb-Zn;

(3) 成矿晚阶段:硫化物-碳酸盐-绿泥石阶段, 矿化蚀变组合:硅化-碳酸盐化-绿泥石化-黄铁矿-闪锌矿-方铅矿化, 矿化标型元素:Pb-Zn。

3 控矿因素分析

3.1 花岗斑岩对成矿的控制作用

淘锡湖矿区目前发现一条主脉和数条平行小脉, 矿脉产于花岗斑岩内部及其外接触带的构造破碎带F1中, 呈脉状、透镜状产出, 走向65°~70°, 倾向北西, 倾角35°~75°, 倾角上部较下部陡, 矿体与围岩界线清楚;已知矿体延长约350 m, 沿倾向推测延深>150m, 矿脉厚0.5~2.0m, 局部厚度达5.0m, 矿体形态及产状沿水平和倾斜方向均变化较大;据统计本矿段矿石锡平均品位0.27%, 最高为0.78%, 最低为0.10%;表明该矿段花岗斑岩与矿化关系密切。通过矿床地球化学特征S同位素研究, 表明成矿物质主要来源于岩浆, 花岗斑岩和热水洞组地层都可能提供了部分成矿物质[3]。通过对矿区花岗斑岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年, 结果显示其年龄为141.8±1.0Ma, 表明其成岩作用发生在早白垩世初期;对矿区内辉钼矿进行Re-Os定年, 结果显示辉钼矿成矿年龄为139Ma, 与花岗斑岩锆石年龄一致且略晚于花岗斑岩, 表明成岩成矿发生于晚侏罗世[4]。

3.2 构造与成矿

矿区构造受区域深断裂构造控制, 主要有NW向和NE向断裂, NW向以F1和F3为主, NE以F2为主, 受构造断裂影响, 区内节理裂隙较发育为成矿提供空间。NW向断裂:F1, 产于矿区北东部, 长约1.3km, 呈北西走向, 倾向南西, 倾角约61°, 破碎带宽约3m, 带中岩石破碎强, 构造角砾发育, 局部有硅化及褐铁矿化现象, 推测为正断层。F3, 产于矿区南西部, 推测延长大于2km, 呈北西走向, 倾向南西, 倾角为55°左右, 局部可见破碎裂隙带及片理化带, 地貌上表现为沟谷景观, 断层性质不明。NE向断裂:F2, 产于矿区中部, 推测长约2.5km, 呈北东走向, 倾向南东, 倾角55°~60°, 局部可见破碎裂隙带及片理化带, 地貌上表现为沟谷景观, 断层性质不明。矿区局部动力变质强烈, 主要表现为强烈的片理化带及糜棱岩化带, 变质带宽100米左右, 变质强度由NW向SE渐弱。强烈片理化作用的结果, 使矿区岩层层间滑动构造非常发育, 并成为矿液活动的有利空间。

3.3 围岩蚀变与成矿

矿区围岩蚀变有云英岩化、石榴石化、硅化、绿泥石化、绢云母化及黄铁矿化, 其中云英岩化、石榴石化和硅化与矿化有密切关系, 云英岩化较强的地段有较强的锡矿化, 硅化、绿泥石化较强的地段伴有较强的锌矿化。

4 成矿模式探讨

晚侏罗世148Ma侵入的区域黑云母花岗岩同热水洞组围岩共同经历了晚侏罗世的区域NE向的韧性走滑剪切作用影响, 发生糜棱岩化及片理化。早白垩世华南整体转化为伸展作用为主, 构造作用在黑云母花岗岩及围岩地层中产生了一系列脆性破裂。同时在早白垩世, 与黑云母花岗岩同一岩浆房中的岩浆逐步演化, Sn含量逐步增高, 少量富Sn岩浆沿着先期断裂面上升, 上升过程中萃取围岩黑云母花岗岩及热水洞组火山岩中的Sn元素, 同时对围岩造成蚀变矿化。在先期破裂中形成石英脉型矿体。同时由于先期构造主要以韧性为主, 脆性破裂发育不完全, 并且围岩主要为致密的黑云母花岗岩体, 导致成矿热液压力变大, 在斑岩体内形成细密网脉状裂隙, 岩浆热液沿着裂隙充填形成细脉侵染状矿化。

5 小结

淘锡湖锡多金属矿区是花岗斑岩、断裂带以及蚀变矿化标志三者于一体的控矿因素, 体现于:一是花岗斑岩与接触带附近热水洞组地层为主要赋矿围岩;二是花岗斑岩周围的NE向断层、NW向断层次级脆-韧性断裂为主要控矿构造;三是硅化、绿泥石化、石榴石化与成矿的关系密切, 为主要蚀变条件。

摘要：淘锡湖锡多金属矿床为广东莲花山断裂带南西段的一个斑岩-热液脉型锡多金属矿床。矿体产于花岗斑岩及其外接触带热水洞组火山岩地层中。主要工业矿物为锡石、闪锌矿和黄铜矿, 矿石组构类型主要有它形—半自形晶粒结构, 交代结构, 具细脉状构造、浸染状构造、角砾状构造及团块状构造, 主要围岩蚀变有硅化、绿泥石化、石榴石化。控矿因素主要有:花岗斑岩及其接触带附近, 花岗斑岩周围的NE向与NW向断层次级脆-韧性断裂, 尤其是几组断层交汇部位, 以及较强的硅化、绿泥石化、石榴石化等围岩蚀变特征。

关键词：淘锡湖锡多金属矿床,地质特征,控矿因素,莲花山断裂带,广东省