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(壹)碳酸鹽巖型——湖南省冷水江市錫礦山銻礦

1.礦區地質特征

錫礦山銻礦位於湖南省冷水江市境內,包括飛水巖、物華、老礦山、童家院4個銻礦床,屬超大型銻礦,有“世界銻都”之稱。錫礦山銻礦位於漣源盆地的中部,其南部有白馬山-龍山東西向構造帶,北為冷家溪-九嶺東西向構造帶,東為株洲-衡陽新華夏系構造帶,西為雪峰山新華夏系構造帶,它們構成了湘中盆地,北北東向的城步-桃江深大斷裂通過礦田西側,並與北西向的雙峰-漣源隱伏斷裂交會於礦田南部。區域內發育的銻礦有沃溪鎢銻金礦、龍山金銻礦、渣滓溪銻礦、板溪銻礦等,同時發育壹批有色金屬礦床(肖啟明和李典奎,1984)(圖2-1)。

圖2-1 湖南省中部地區銻礦分布圖

(據肖啟明和李典奎,1984)

1—礦床、礦點;2—背斜、向斜;3—華夏系構造;4—新華夏系構造;5—壓扭性構造;6—白堊系-新近系盆地;7—泥盆系-三疊系印支褶皺帶;8—震旦系-誌留系加裏東褶皺帶;9—板溪群雪峰隆起;10—花崗巖

2.礦體特征

礦體受地層、巖性和構造控制明顯。礦區出露的地層主要有中泥盆統棋梓橋組,上泥盆統佘田橋組、錫礦山組,下石炭統邵東組、孟公坳組、劉家塘組等,其中佘田橋組(灰巖、頁巖互層)既是良好的遮擋層,也是主要的礦體賦存地層,棋梓橋組(灰巖)是次要的賦礦地層(圖2-2)。礦田處於多種構造體系的復合部位,構造非常復雜,斷層破碎帶十分發育,是礦田內礦體的重要控礦構造。礦體形態復雜,可分為層狀、似層狀、扁豆狀、透鏡狀、囊狀、脈狀、側羽狀等,礦體呈帶狀分布。層狀、似層狀、扁豆狀礦體厚1m至數米,長30~600m;透鏡狀、囊狀礦體厚1~30m,長30~200m。礦石品位在3.56%~5.7%之間。

根據礦石中的礦物組合,礦石類型可劃分為4種類型:石英-輝銻礦型為主要礦石類型,其次是石英-方解石-輝銻礦型和石英-重晶石-輝銻礦型,而石英-螢石-輝銻礦型極罕見。據野外觀察,結合鏡下鑒定,礦石結構多為自形、半自形、他形晶粒結構,其次為充填結構、交代結構等,鏡下可見交代殘余結構、尖角交代結構、聚片雙晶結構、孤島狀結構等。礦石構造為致密塊狀、角礫狀、脈狀、浸染狀、條帶狀和晶洞狀構造等。礦物成分較簡單,主要礦物為輝銻礦、石英、方解石,次要礦物為重晶石、螢石,另外尚有少量黃鐵礦;次生礦物有銻華、黃銻華、銻鍺石、石膏等。脈石礦物以石英為主,次為方解石。屬有用礦物成分和化學組分非常簡單的礦石。

圖2-2 錫礦山銻礦田地質圖

(據鄒同熙,1988)

1—巖關階劉家塘組;2—錫礦山組馬牯腦段;3—錫礦山組泥塘裏段;4—錫礦山組兔子塘段;5—錫礦山組長龍界段;6—佘田橋組上段泥灰巖;7—佘田橋組中段灰巖夾砂巖、頁巖;8—佘田橋組中段矽化灰巖;9—佘田組砂巖段;10—棋梓橋組灰巖;11—灰巖;12—頁巖;13—鐵礦層;14—斷裂及編號;15—銻礦體及編號;16—地層邊界

3.成因模式

冷水江市錫礦山銻礦的成因類型主要有層控、沈積改造和中低溫熱液等觀點(劉煥品等,1985;諶錫霖等,1983)。本礦床主要以前期沈積母巖為基礎,經過後期的巖漿熱液和構造聯合作用,形成了以“世界銻都”著稱的錫礦山銻礦。區內下石炭統含膏巖地層和膏巖礦床的存在,使得Na、Cl、Ca等元素濃集形成高鹽度熱鹵水。熱鹵水在循環過程中,不斷淋濾萃取圍巖中的銻(Sb),使深部寒武系、震旦系礦源層中的Sb進入熱鹵水,形成含礦流體。本區早期富堿的含礦流體,沿著有利構造部位運移,並促使上泥盆統佘田橋組含銻“胚胎礦”溶解、活化。隨著成礦溶液的運移,由堿性向酸性變化,並伴隨著溫度的降低,在背斜軸部及其傾沒端、斷裂與褶皺的復合部位等有利空間沈澱富集。在承壓力作用下,深部成礦物質不斷向上運移,疊加、堆積在原始“胚胎礦”之上,形成中低溫熱液型輝銻礦床。成礦過程中,構造因素對熱液活動和改造起到了重要作用(圖2-3)(劉煥品等,1985;毛景文等,2012;鄒同熙,1988)。

4.礦床系列標本簡述

2009年,針對錫礦山銻礦床地質特征及成礦背景,采用揀塊法采集銻礦標本***14塊(表2-1)。根據礦區出露地層、巖礦石特征等特點,重點在飛水巖礦床不同中段、童家院礦床及鷹嘴巖地區開展標本采集。采集標本的類型主要分為礦石、圍巖和脈石3類,其中,采集礦石標本8塊,巖性包括輝銻礦礦石、角礫狀輝銻礦礦石和輝銻礦化矽化灰巖;采集圍巖標本5塊,巖性為含生物碎屑微晶灰巖、含赤鐵礦生物碎屑灰巖、泥灰巖、含泥質粉晶灰巖和矽化灰巖;采集脈石1塊,巖性為粗晶方解石。本次采集的標本基本涵蓋了礦區內各種類型圍巖標本、頂底板巖石標本、主次要礦種礦石標本、不同結構構造富礦石及不同成礦類型和不同物質組分的富礦石標本。

圖2-3 錫礦山銻礦床成礦演化模型示意圖

(據毛景文等,2012)

表2-1 湖南省冷水江市錫礦山銻礦采集標本

註:表中Sb1-B代表湖南省冷水江市錫礦山標本,Sb1-g代表該標本光片編號。

5.圖版

(1)標本照片及其特征描述

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B01

含生物碎屑微晶灰巖。巖石呈深灰色,風化面呈黃灰色,微晶結構,薄層狀構造。主要礦物成分為方解石,微細粒狀,含量約80%。其次為泥質條帶或紋帶紋層,深灰色—灰黑色,含量約20%。巖石中含有棒狀、鉤狀、螺旋狀生物碎屑

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B02

含赤鐵礦生物碎屑灰巖。巖石呈黃褐色,他形粒狀結構。主要礦物成分為方解石,他形粒狀,粉晶,含量約80%。含少量泥質,呈黃色條紋出現,巖石中含有大量生物碎屑。金屬礦物為赤鐵礦,呈鮞粒狀、圓狀、橢圓狀,集合體呈條帶狀分布,含量15%~20%。巖石具斜層理和交錯層理

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B03

泥灰巖。巖石呈黃色—土黃色,泥質泥晶結構,薄層狀構造。主要礦物成分為方解石,微細粒狀,含量約70%。其次為泥質,黃色,含量約30%,巖石頁理不發育

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B04

含泥質粉晶灰巖。巖石呈灰色,粉晶結構,塊狀構造。主要礦物成分為方解石,微細粒狀,含量約90%。其次為少量泥質,見有絹雲母化呈細小鱗片狀,多分布於裂隙面上、擦痕面上。巖石中發育有細粒黃鐵礦組成的小透鏡體或結核,含量<1%。巖石中還可見白色方解石脈,產狀不同,方向不同,寬約1~3mm

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B05

矽化灰巖。巖石呈深灰色,細粒粉晶結構,塊狀構造。主要礦物成分為細粒方解石、石英,二者***生。巖石硬度大,刀刻可見金屬粉末,滴酸微弱起泡,但巖石粉末滴酸劇烈起泡。方解石與石英顆粒細小,肉眼不易區分,二者含量達95%。另巖石中含有方解石細脈和團塊,含量約5%

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B06

輝銻礦礦石。礦石呈深灰色,自形—半自形結晶結構,浸染狀、脈狀構造。礦石礦物為輝銻礦,鉛灰色,強金屬光澤,硬度低於小刀,可見3種形態:細粒狀,粒徑1mm左右,呈細小粒狀、浸染狀分布於礦石中;針狀,晶體寬0.1~0.5mm,長可達10mm;長柱狀,少量。後兩種主要分布於裂隙面上及其邊側灰巖中,總含量15%~20%。黃鐵礦,呈稀疏浸染狀分布於礦石中,黃白色,顆粒細小,自形程度低,含量<5%。脈石礦物為方解石(矽化灰巖)和後期貫入的粗晶方解石脈或團窩,含量75%~80%。該含礦巖石具強烈的碳酸鹽化,表現為巖石中含有多量方解石脈或團窩

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B07

角礫狀輝銻礦礦石。礦石呈灰黑色,自形—他形粒狀結構,角礫狀構造。礦石礦物為輝銻礦,鉛灰色,強金屬光澤,以細粒狀他形晶為主,少量細針狀自形晶,晶體大小約為0.2mm×10mm,礦物含量約25%。黃鐵礦與輝銻礦緊密***生,呈細小他形粒狀,含量較少,約1%。脈石礦物主要為方解石(矽化灰巖角礫),黑色,硬度較大,含量約75%

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B08

輝銻礦化矽化灰巖。巖石呈灰黑色,細晶—微晶結構,塊狀構造。主要礦物為微晶方解石和石英,顆粒細小,肉眼不易區分,含量約95%。金屬礦物具少量輝銻礦,呈細粒他形晶,星點狀分布於巖石中,少數為細針狀,鉛灰色,強金屬光澤,含量約1%。黃鐵礦,黃白色,他形細粒結構,不均勻分布,微量,後期充填有方解石脈

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B09

角礫狀輝銻礦礦石。礦石呈灰色—深灰色,自形—半自形結構,角礫狀、致密塊狀構造。礦石礦物為輝銻礦,鉛灰色,強金屬光澤,長柱狀、針柱狀晶形,緊密鑲嵌構成角礫狀礦石的膠結物,呈致密塊狀集合體,輝銻礦多呈長柱狀,晶體大小(2~4)mm×30mm,平行柱面解理發育,致密塊狀礦石,輝銻礦含量高達90%,幾乎見不到其他礦物成分。脈石礦物為方解石(矽化灰巖),呈角礫形式存在,尖棱角狀,大小混雜,小者2mm×5mm,大者3cm×10cm,含量約35%~40%。礦石明顯為充填作用形成,交代作用不明顯

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B10

粗晶方解石。標本呈乳白色—無色,透明—半透明,玻璃光澤,粗晶塊狀。雖結晶粗大,晶形不好,但可見菱形晶面,兩組平行菱面體解理發育。解理上多見鐵質氧化物薄膜。礦物成分幾乎全部由粗晶方解石組成

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B11

角礫狀輝銻礦礦石。礦石呈灰色—深灰色,自形—半自形結構,角礫狀、致密塊狀構造。礦石礦物為輝銻礦,鉛灰色,強金屬光澤,長柱狀、針柱狀晶形,緊密鑲嵌構成角礫狀礦石的膠結物,呈致密塊狀集合體,輝銻礦多呈長柱狀,晶體大小(2~4)mm×30mm,平行柱面解理發育,致密塊狀礦石,輝銻礦含量75%,幾乎見不到其他礦物成分。脈石礦物以方解石(矽化灰巖)為主,少量石英,呈角礫形式存在,尖棱角狀,大小混雜,小者2mm×5mm,大者3cm×10cm,含量約25%。礦石明顯為充填作用形成,交代作用不明顯

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B12

角礫狀輝銻礦礦石。礦石呈灰色—黑灰色,自形—半自形結構,角礫狀構造。礦石礦物為輝銻礦,鉛灰色,強金屬光澤,自形—半自形晶,有兩種:①自形長柱狀,2mm×20mm,長柱平行排列,有時組成放射狀集合體;②半自形粒狀,呈浸染狀分布於礦石中,含量15%~20%。脈石礦物為方解石和石英(矽化灰巖角礫),角礫呈黑色,尖棱角狀,角礫中有時有小裂隙,裂隙中充填有微細脈狀輝銻礦,脈石礦物總量為75%~80%

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B13

角礫狀輝銻礦礦石。礦石呈灰色—黑灰色,自形—半自形結構,角礫狀構造。礦石礦物輝銻礦,鉛灰色,強金屬光澤,以細小半自形晶為主,含量約10%。礦石後期碳酸鹽化發育,沿裂隙或角礫空隙充填。脈石礦物為方解石和石英(矽化灰巖角礫),角礫呈黑色,尖棱角狀,角礫中有時有小裂隙,裂隙中充填有微細脈狀輝銻礦,脈石礦物總量約90%

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-B14

角礫狀輝銻礦礦石。礦石呈灰色,半自形—他形晶粒結構,角櫟狀、致密塊狀構造。礦石礦物為輝銻礦,鉛灰色,強金屬光澤,多呈細小他形粒狀晶形,部分呈細小針柱狀、放射狀集合體,致密塊狀礦石輝銻礦含量可達90%。脈石礦物為黑色矽化灰巖,由方解石和石英組成,含量約30%。礦石中輝銻礦含量總體約70%

(2)標本鏡下鑒定照片及其特征描述

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-g02

主要金屬礦物有赤鐵礦和黃鐵礦。赤鐵礦(Hem)為主要金屬礦物,含量約98%,他形粒狀結構,可分為兩個世代的赤鐵礦:少量早世代赤鐵礦呈星點狀或者團塊狀分布於方解石角礫內;大量晚世代赤鐵礦呈鮞粒狀集合體,其中鮞粒又可分為近圓形、橢圓形和長條狀3種形態。鮞粒狀赤鐵礦主要為膠結方解石角礫。黃鐵礦(Py)含量約2%,呈他形粒狀結構,粒徑小於0.04mm,分布於赤鐵礦的內部,可見黃鐵礦被赤鐵礦交代呈他形交代殘余結構

礦物生成順序:黃鐵礦→赤鐵礦1→赤鐵礦2

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-g06

主要金屬礦物有黃鐵礦、輝銻礦。黃鐵礦(Py)含量約10%,大部分呈半自形—他形粒狀,粒徑小於0.05mm,大部分為0.02mm左右,主要呈稀疏浸染狀分布於石英角礫中,可見黃鐵礦被石英交代的交代殘余結構。輝銻礦(Sb)含量約90%,可分為兩個世代:大部分為早世代,分布在石英、方解石脈體中,呈不規則狀、尖角狀交代脈石礦物;少量為晚世代輝銻礦,分布於石英角礫中,有不規則狀和長板狀,粒徑變化較大,介於0.1~1mm之間,可見輝銻礦隨角礫被石英、方解石脈體切穿

礦物生成順序:黃鐵礦→輝銻礦1→輝銻礦2

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-g07

主要金屬礦物有黃鐵礦和輝銻礦。黃鐵礦(Py)為主要金屬礦物之壹,含量約10%,呈半自形—他形粒狀結構,粒徑小於0.1mm,主要呈星點狀或者稀疏浸染狀分布於圍巖中,少量分布於膠結物中;部分黃鐵礦的集合體呈草莓狀結構,草莓狀集合體粒徑約0.04mm。輝銻礦(Snt)含量約90%,呈不規則狀,粒徑介於0.05~1mm之間,粒徑較大者可見聚片雙晶結構;少量輝銻礦結晶形成長板狀,顆粒大小為0.05mm×0.1mm至0.1mm×1mm。可見輝銻礦呈尖角狀交代圍巖,可見圍巖呈孤島狀分布於輝銻礦中,可見早世代的輝銻礦呈浸染狀分布於圍巖中並呈尖角狀交代圍巖。晚世代的輝銻礦呈不規則狀分布於圍巖的石英、方解石膠結物中

礦物生成順序:黃鐵礦→輝銻礦1→輝銻礦2

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-g09

主要金屬礦物有黃鐵礦和輝銻礦。黃鐵礦(Py)含量約15%,呈半自形—他形粒狀結構,大部分粒徑約0.01mm,個別可達2mm,可見圍巖脈體穿切黃鐵礦顆粒,主要呈稀疏浸染狀分布於圍巖中,可見黃鐵礦被圍巖交代的交代殘余結構。輝銻礦(Snt)含量約85%,主要呈不規則狀大面積交代圍巖,可見聚片雙晶結構,集合體呈塊狀構造。可見輝銻礦呈尖角狀交代圍巖,可見透明礦物呈孤島狀分布於輝銻礦中

礦物生成順序:黃鐵礦→輝銻礦

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-g13

主要金屬礦物有黃鐵礦和輝銻礦。黃鐵礦(Py)含量約10%,大部分呈半自形—他形粒狀結構,個別呈自形的四面體,粒徑小於0.05mm,大部分為0.02mm左右,主要呈稀疏浸染狀分布於圍巖中,可見黃鐵礦被圍巖交代的交代殘余結構。輝銻礦(Snt)含量約90%,可以分為兩個世代:晚世代輝銻礦分布在石英、方解石脈體中,呈不規則狀大面積分布,並可見聚片雙晶結構;早世代輝銻礦呈星點狀分布於圍巖中,粒徑相對較小,大部分小於0.2mm,呈尖角狀交代圍巖,主要呈不規則狀大面積交代圍巖

礦物生成順序:黃鐵礦→輝銻礦1→輝銻礦2

中國典型礦床系列標本及光薄片圖冊.鉛鋅銻銀金礦

Sb1-g14

主要金屬礦物有黃鐵礦、透明礦物和輝銻礦。黃鐵礦(Py)含量約10%,呈半自形—他形粒狀,粒徑小於0.05mm,主要呈星點狀或者稀疏浸染狀分布於圍巖中,可見黃鐵礦被透明礦物交代的交代殘余結構。輝銻礦(Snt)含量約90%,主要呈不規則狀大面積交代圍巖,與石英、方解石***生,可見聚片雙晶結構,可見輝銻礦呈尖角狀交代圍巖,可見圍巖呈孤島狀分布於輝銻礦中

礦物生成順序:黃鐵礦→輝銻礦