一、矿床时空分布及成矿规律
(1)赋矿层位与岩性控矿 目前,除侏罗系和白垩系尚未发现工业矿床外,从前震旦系至第四系均有分布,但从发现的矿床和探明储量来看,主要集中分布在泥盆系,是其重要特色(国外主要为志留系)。泥盆系地层是我国锑矿的最重要的赋矿层位,发现并勘查的矿床多、规模大,探明的锑储量占全国锑总储量的64%,如分布在华南锑矿带的湖南锡矿山(超大型)、广西大厂(超大型锡铅锌锑多金属矿)、云南木利、广东乐家湾及秦岭汞锑矿带的陕西公馆等地。
锑矿赋存的围岩具有多样性的特点,但以碳酸盐为主,占全国锑矿床总数的29%,占探明储量的64%;其次是浅变质岩类,主要为板岩,占全国锑矿床总数的25%,占探明储量的20%;还有硅质岩类,主要是砂岩,占锑矿床总数的13%。
(2)成矿时代 据《中国内生金属成矿图说明书》(1987)统计,我国主要锑矿床的成矿时代,燕山期成矿占60%,多期成矿占38%,其他成矿期则很少。
(3)区域成矿带分布 主要有4个成矿带,并分别与世界4个锑矿带相连:
1)华南锑矿带:这是我国最重要的锑矿带,也是环太平洋锑矿带的重要组成部分。已知锑矿床(点)占全国锑矿床(点)总数的85.5%,占全国锑总储量的83.1%。
2)滇西、西藏锑矿带:西延与地中海锑矿带相连,占全国锑矿床(点)总数的2.4%,占全国锑总储量的0.3%。
3)秦岭-昆仑山锑矿带:西延与中亚锑矿带相连,已知锑矿(点)占全国锑矿床(点)总数的9.7%,占全国锑总储量的16.3%,是近10年来查明的重要锑矿带。
4)长白山-阴山-天山锑矿带:西延与外贝加尔锑矿带相连,是新发现的区带,占全国锑矿床(点)总数的3.4%,占全国锑总储量的0.3%。
二、矿床类型
一是根据矿体形态,成矿作用方式、控矿条件和矿石建造等,钟汉、姚凤良主编的《金属矿床》(1987),将锑矿床分为3个类型,即①层状、似层状锑矿床,②热液脉状锑矿床,③红土层中的残积锑矿床。
二是以成矿作用为主,结合成矿物质来源及主要成矿地质条件等因素,乌家达、张九龄(1996)将中国锑矿床划分为6个类型,即①沉积改造型,②喷流沉积改造型,③火山沉积改造型,④沉积变质再造型,⑤岩浆热液充填型,⑥表生堆积型。
三是以含矿岩系为主导,兼顾矿床产出地质背景、成矿环境、物质组成、成矿物理化学条件等因素,乌家达等将我国锑矿床划分为7个类型,即①碳酸盐岩型,②碎屑岩型,③浅变质岩型,④海相火山岩型,⑤陆相火山岩型,⑥岩浆期后型,⑦外生堆积型。这种分类的优点,是简明实用,有利于找矿、勘探、开采。该分类已编入在《中国矿床》专著(上册,1989,1994)。7个类型主要地质特征如下:
(1)碳酸盐岩型锑矿床 这类矿床赋存于碳酸盐岩系地层内,成矿物质主要来自矿源层,经热卤水改造而形成的矿床。含矿岩系为一套多陆源碎屑的碳酸盐岩,大多数矿床以灰岩、白云岩、白云质灰岩、生物碎屑灰岩为主;个别矿床以燧石岩为主。矿床明显地受沉积因素制约。矿体常限于一定层位沿层间构造充填,主要呈层状、似层状、扁豆状,与地层整合,仅局部地段有小角度斜交,具多层性;也有的以脉状为主。矿床规模多为大型,个别的为超大型。典型矿床为湖南锡矿山、云南木利等锑矿床。
(2)碎屑岩型锑矿床 这类矿床含矿岩系为海相(滨海局部洼地、陆地边缘)碎屑岩,即泥岩、粉砂岩、细砂岩,也常夹较多的不纯碳酸盐岩。其中常见有机质及黄铁矿。成矿物质来自矿源层,主要经成岩期后深循环热卤水改造而形成的矿床。矿体多为脉状,产于细碎屑岩向碳酸盐岩过渡部位,或者不整合面上的层间破碎带中。矿床规模为大中型,典型矿床为贵州半坡锑矿床。
(3)浅变质岩型锑矿床 这类矿床含矿岩系为细碎屑岩夹火山沉积岩,形成Au、Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、W、Sb、Hg的火山沉积物矿源层,经各种改造作用,使这些元素发生空间分离,分别形成钨锑、金锑、金锑钨石英脉型综合矿床。矿体形态以脉状和脉带为主。次为扁豆状、透镜状等。矿床规模中小型居多,个别的为大型。典型矿床有湖南沃溪、龙山,陕西公馆,甘肃崖湾等锑矿床。
(4)海相火山岩型锑矿床 该类型含矿岩系中火山岩及火山沉积岩均很发育。矿化层上盘常是火山熔岩,矿体赋存于变余玄武岩及粘土岩(含凝灰质、玄武岩屑、玄武砾石)的蚀变岩石中,下盘为灰色巨厚层状生物灰岩。矿床规模为大中型,典型矿床有贵州晴隆锑矿床。
(5)陆相火山岩型锑矿床 该类型为我国锑矿新类型。矿床产于活化地台火山断陷盆地边缘。成矿与燕山晚期-喜马拉雅期的陆相裂谷式火山活动有关。安山玄武岩、安山岩、闪斜煌斑岩的气液提供成矿物质。含矿石英脉沿喷发熔岩(或超浅成侵入岩脉)内的断裂带充填,有的产于岩脉内、外接触带部位。矿床规模为中小型,典型矿床有江西宝山锑金矿床。
(6)岩浆期后锑钨矿床 这类矿床的成矿母岩为岩浆岩,多与燕山中、晚期浅成或超浅成小岩体、岩脉关系更密切。含矿陡倾斜石英脉常产于这类岩株、岩脉的接触带上;有的锑矿床还产在加里东期花岗闪长岩体内接触带上,或者印支期花岗岩的内接触带上;还有的矿床产在与岩体有一定距离的围岩中。锑矿床与钨、锡、铜、铅、锌等矿床构成以岩体为中心的水平分带,反映了成矿温度递降的特征。这类矿床按成矿方式及成矿温度的差别,分为高-中温热液交代充填矿床和中-低温热液充填矿床两个亚类。矿床规模为中小型,典型矿床有湖南高挂山钨锑矿床。
(7)外生堆积型锑矿床 这类矿床是原生锑矿物地表氧化生成的锑赭石、黄锑华等,经风化剥蚀,与自然金或锡石一起,成为砂矿,易采易选,但多属小型矿床,个别的为中型,主要分布在广西上林、田阳、德保一带。
三、典型矿区
(一) 湖南锡矿山锑矿
锡矿山锑矿开采历史悠久。从清·光绪23年(1897)实行民采官收官炼以来已有百年开采历史,也是近代矿产地质调查最早的矿区之一。1914~1948年曾有不少中外地质学家来此调查。较系统的地质矿产调查和大规模地质勘探始于1955年。由湖南地质勘探公司进行勘探工作。1959~1989年间提交锡矿山矿田飞水岩、物华、童家院等矿床地质勘探报告和补充勘探报告以及科研报告等,至今找矿又有新的重大进展。
图3.16.2锡矿山锑矿田构造地质图
矿田由南、北两区组成。南区为飞水岩矿床、物华矿床;北区为老矿山矿床、童家院矿床。其中,飞水岩和童家院两个矿床规模巨大。飞水岩矿床的锑储量占全矿区的53.1%,有4个主要矿体,呈层状、似层状、扁豆状、透镜状、个别的为陡斜脉状等。其中,Ⅰ号矿体沿走向长600m,倾向长1800m,平均厚度2.5m,锑品位4.5%;Ⅱ号矿体沿走向长600m,倾向长1300m,平均厚度7m,锑品位4%。童家院矿床也有4个主要矿体,呈层状、似层状、串珠状、透镜状、条带状、侧羽状、陡倾斜脉状等。其中,Ⅰ号矿体沿走向长440m,倾斜长260m,平均厚度2m,锑品位5.7%;Ⅱ号矿体沿走向长800m,倾向长260m,平均厚度8m,锑品位4%。
原生矿石为单一硫化锑矿石,几乎全部为辉锑矿,仅有少量黄铁矿、磁黄铁矿等。氧化矿石主要为黄锑华、锑华、锑赭石等。
围岩蚀变主要为硅化,与成矿关系极为密切,其次为黄铁矿化、重晶石化和碳酸盐化。
矿床类型为碳酸盐岩型沉积-改造层控矿床。
(二) 广西大厂锡多金属伴生锑矿
地质调查始于1928年,丁文江等曾来此调查。新中国成立后,1954年广西地质勘探公司二一五队即在大厂地区进行大规模地质勘探工作,从过去只有3条小矿脉的矿山,经过30多年来研究和大量地质勘查工作,探获了举世瞩目的超大型锡多金属矿田,其中探明锑储量82万t。于五六十年代建设成投产以锡为主、综合回收铅锌锑银等多金属的采选冶大型联合企业。
图3.16.3广西丹池多金属矿带构造地质图
1.三叠系;2.二叠系;3.石炭系;4.泥盆系;5.黑云母花岗岩;6.花岗斑岩;7.背斜轴;
8.向斜轴;9.断裂;10.地质界线
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图3.16.4大厂矿床网格构造示意图
(严云秀,1980)
1.泥盆系;2.北西向压性、压扭性断裂;3.北东向张扭性断裂;4.背斜轴;5.向斜轴;6.黑云母花岗岩;7.花岗斑岩脉;8.锡石磁黄铁矿矿体;9.夕卡岩化锌矿体;10.夕卡岩化锌铜矿体;11.锡石铅锌硫盐矿体;12.辉锑矿矿脉
大厂矿田中的锑矿床及锑矿体按形态划分为两种类型:①似层状整合型锑铅硫盐类矿床,如长坡-巴力-龙头山式(简称龙头山式);②脉状交错型锑钨矿床,如茶山式。
龙头山式锑矿床。现已探明大小矿体11个。其中最大是70年代末探明的100号矿体,Sn、Pb、Zn、Sb储量:锡13.68万t,其他3种金属储量130多万t。主矿体长900m,宽60~230m,平均厚12.61m。矿体形态较复杂,纵向较稳定,横向变化大,似弯曲状莲藕。矿体品位:Sb 3.69%,Sn 1.53%,Zn 3.44%,Pb 4.28%。1996年新上全国储量表的大厂巴力-龙头山多金属矿锑储量为50.78万t,锑品位4.72%。主要矿石矿物为锡石、毒砂、磁黄铁矿及脆硫锑铅等,共有34种硫盐类矿物。礁灰岩中常有退色化、弱硅化、大理岩化等,矿体产于蚀变带中。
茶山式锑钨矿床位于南丹县车河乡西偏南2.5km处,属大厂矿田的一部分,探明锑储量10.53万t,具大型规模。已知矿脉有42条,单脉长300~500m,厚0.23~0.67m,品位:Sb为0.35%~5.53%,WO3为0.08%~1.49%。其中28号脉组为主矿脉,地表断续出露长3800m,延深大于800m,厚0.5~10m,以锑、钨为主,伴生有银、铅、锌、铜、金等。主要矿石矿物为辉锑矿、黑钨矿、白钨矿,矿体呈透镜体、薄板状。近矿围岩蚀变为硅化、碳酸盐化等。矿床类型为岩浆期后中低温热液充填矿床。
(三) 贵州半坡锑矿
图3.16.5半坡锑矿床地质略图①
1.中泥盆统;2.下泥盆统;3.地质界线;4.断裂;5.锑矿体;6.富锑矿体
① 据张洪实验资料1985年修改
矿区地层主要为泥盆系下、中统。主要赋矿层位为泥盆系下统丹林群,假整合于志留系翁顶群之上,为灰色厚层状中细粒石英砂岩。矿区内北北西向断裂发育,辉锑矿充填其中(图3.16.5)。在该区域100km范围内未见岩浆岩。
区内辉锑矿体呈脉状产于半坡断裂破碎带中。共有工业矿体9条,沿赋矿断裂呈斜列展布。其中Ⅰ号矿体为主要矿体,占半坡锑矿床总储量的77%,其余矿体规模较小。Ⅰ号矿体呈不规则脉状,膨缩明显,长1220m,延深约500m,南宽、北窄,厚度由0.98~4.49m,最厚达26.45m,锑品位1.24%~6.66%,最高达22.29%。Ⅱ至Ⅸ号矿体也产于断裂带内,呈大脉状、长条状和透镜状产出,长120~550m,宽45~260m,厚0.34~9.3m,锑品位1.17%~10.07%。
矿石矿物成分简单,以辉锑矿为主,次为黄铁矿、锑华及锑赭石。矿区围岩蚀变常见有硅化、碳酸盐化、重晶石化、黄铁矿化及绢云母化。其中硅化与成矿关系密切,常与辉锑矿伴生产出。矿床类型属碎屑岩型沉积-热液改造锑矿床。
(四) 贵州晴隆锑矿
大厂锑矿于明末清初即已发现、开采和土法冶炼。1953年,开展普查找矿工作。1956年后由贵州省地质局一一二队、一○五队等在矿区及外围开展普查找矿和勘探工作,探明了这一大型锑矿,已构成一个锑矿田,包括大厂、西舍、水井湾、固路、后坡、支氽、黑山箐、沙家坪、银厂坪等矿段或矿床,并与其南部放马坪组成矿田,东西长26km,北西-南东宽16km,总面积达420km2。
矿田位于黔西南拗陷带北部,碧痕营背斜(轴向北东)的南东翼部位。矿田出露地层主要有下二叠统茅口组、大厂层、峨眉山组玄武岩及上二叠统龙潭组等(图3.16.6)。褶皱为宽缓的短轴背斜与向斜,轴向北东。断裂较发育,沿断裂带见有硅化、萤石化和锑矿化。矿田由100多个大小矿体组成了20多个含矿体。工业锑矿体大部分产于“大厂层”中,占矿田锑储量的97%。矿体呈层带状、似层状及凸透镜状产出,一般长由300~1200m,宽100~500m,厚2~20m。区内最大的矿体为大厂矿床的200m,宽400~500m,平均厚12m,最厚达27m。
图3.16.6晴隆锑矿床地质略图①
1.上二叠统峨眉山组玄武岩;2.上二叠统大厂层(含矿层);3.下二叠统茅口组(灰岩);4.逆断层;5.背斜轴;6.锑矿床;7.地质界线;①据1979年资料修改
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(五) 云南木利锑矿
矿区位于右江褶皱带西端,文山-广南-富宁弧形褶断带北东侧。矿田出露地层主要为寒武系、泥盆系及二叠系,赋矿层位为下泥盆统坡脚组中段强硅化(礁)灰岩,区内褶皱、断裂十分发育,展布方向与主构造线方向基本一致。
矿区工业矿体主要分布在木利矿段及三家村矿段,除局部有所出露外,一般均呈隐伏矿赋存于木利背斜之中。已知矿体断续分布在长2270m,宽68.5~241m,海拔标高由665~832m的空间范围内。
木利矿段,已查明工业矿体5个,以产于背斜核部的Ⅰ号矿体规模最大,探明储量占全区锑储量的99.2%。矿体呈层状、似层状产于下泥盆统坡脚组中段硅化礁灰岩之中。矿体连续长1397m(往南东延至三家村矿段),宽68.5~309m,平均厚7.9m(核部平均厚10.5m),锑平均品位5.36%(核部平均6.45%)。
三家村矿段,位于木利矿段南东端,属木利背斜东延部分,全长2500m。已查明45~75线之间有工业矿体6个。其中,以Ⅰ号矿体规模最大,长694m,矿体呈似层状产于背斜核部硅化礁灰岩之中,矿体厚0.55~14.1m,平均厚3.28m,锑平均品位5.58%。
区内矿石矿物组成简单,主要为辉锑矿、黄铁矿、锑赭石、黄锑华及红锑华。围岩蚀变主要是硅化,与锑矿化关系密切,次为方解石化、黄铁矿化。矿床类型为碳酸盐岩型沉积改造锑矿床。
(六) 甘肃崖湾锑矿
矿区锑矿的发现,1958年当地群众找矿炼铁,在崖湾上玄沟采掘铁帽,于深部发现辉锑矿。1974年由西北冶金地质勘探公司二队提交了《西和县崖湾锑矿床地质勘探总结报告》,探明为大型锑矿床。“七五”期间,由甘肃省自筹资金建矿开采。
矿床处于西秦岭印支褶皱带的东段,秦岭锑汞矿带西部。矿区地层为中三叠统三渡水组,是一套浅变质岩系,主要由板岩、灰岩及少量砂岩组成。矿区构造为单斜构造(有的认为是背斜),断裂构造发育且与成矿关系密切(图3.16.7)。岩浆岩不发育,仅有闪长岩脉及长英岩脉,且与成矿无关。矿体呈似层状、透镜状及脉状,产于中三叠统三渡水组薄层灰岩夹中厚层灰岩或其与钙质板岩的接触(破碎)带中。区内矿床已控制矿体42个,其中以6号矿体规模较大,占矿床中锑储量的78%,矿体长50~1000m,延深70~515m,厚1.0~33.24m。
图3.16.7崖湾锑矿床地质图
1~3.三叠系中统三渡水组第二层第三段(泥质灰岩夹板岩、砂岩)、第二段(薄层灰岩)、
第一段(钙质板岩夹灰岩);4.三叠系中统三渡水组第一层第三段(薄层灰岩);5.闪长玢岩脉;6.闪长岩脉;7.实测断裂及推测断裂;8.冲断层及编号;9.扭断层及扭张断层;10.锑矿体及编号;11.锑矿化体及编号;12.地质界线及岩层产状;13.勘探线及编号