硅钙面模式在白水源矿区的找矿应用

李云青

（湖南省有色地质勘查局一总队 湖南郴州 423000）

硅钙面模式在白水源矿区的找矿应用

李云青

（湖南省有色地质勘查局一总队 湖南郴州 423000）

随着人们对已知矿山的认识深入，发现硅钙面对各类矿床都具有较普遍的成矿控制作用。大义山矿田矿床成因类型以岩浆热液成因为主，次沉积改造型矿床，两类矿床中硅钙面控矿特征显著。白水源矿区位于大义山岩体西南接触带内凹转折处，周边多个矿区主要矿体、矿集区受硅钙面控制作用明显，运用硅钙面模式在白水源矿区找矿，在三个主要硅钙面-岩体与碳酸盐岩接触带、锡矿山组上下段界面及棋梓桥组与跳马涧组过渡层-上都取得了良好效果，找矿前景好。研究应用硅钙面成矿模式对湘南地区找矿乃至世界找矿都具有重要意义，对未来找矿主战场-隐伏矿床-找矿也将发挥其炽热的光芒。

硅钙面；白水源；控矿作用；岩浆热液矿床；沉积改造型矿床

前言

随着人们对已知矿山的认识深入，发现硅酸盐类岩石（Si）与碳酸盐类岩石（Ca）之间形成的岩性界面对各类型矿床具有较为普遍的成矿控制作用，此类专题学术论文亦见于各大期刊、杂志，称为“硅钙面”控矿。

大义山矿田矿床成因类型以岩浆热液成因为主，由岩体到围岩，高温云英岩型锡（钨）矿床、岩体型锡矿床-中高温接触带夕卡岩型矿床铜锡多金属矿床-中、低温裂隙充填交代型矿床铅锌多金属矿床依次成带发育，其中后两种矿床硅钙面控矿作用显著。白水源矿区处于大义山岩体西南接触带上，本次工作在分析研究硅钙面在大义山地区的控矿特征后，结矿区实际情况，应用硅钙面模型进行找矿，取得了可喜的效果。

1 地质背景

白水源矿区位于南岭成矿带中段北缘，邵阳-郴州北西向深大断裂与耒阳-临武南北构造带交汇处，阳明山-大义山-上堡东西向区域隆起带中段，大义山花岗岩体南西接触带内凹转折处。

图1 大义山地区地质略图

矿区坐落在泗州山复式背斜（隆起）东翼，南北向绿紫坳-白水源成矿带南段，西部由震旦系的浅变质含冰啧砾岩、碎屑岩、硅质岩、泥岩夹碳酸盐岩组成基地构造层，中部为古生界泥盆系中统-石炭系下统滨海-浅海相碳酸盐岩夹碎屑岩系组成盖层构造，东部为大义山复试岩体的双凤庵超单元[1]，主要岩性为细中粒巨环斑状黑云母（二长）花岗岩，局部大面积钾化。

由于奥陶纪华夏陆块与扬子陆块自南东向北西方向碰撞（加里东运动）[2]，产生北西向挤压应力使基地构造层中形成北东向泗州山基地褶皱（复式背斜）和北西向、北东向断裂，花岗闪长斑岩脉沿北东组断裂倾入。盖层地层在印支期形成北北西-近南北向的褶皱、断裂[2]，矿区盖层为一向东倾斜的单斜构造，断裂以近南北向为主，其次发育北西向及北东东-近东西向的小断裂组。

2 区域矿产

矿田内已发现锡、铅锌、铜、锑等各类内生和外生金属矿床100余处，其中大、中型矿床11个。内生金属矿床分布总体以大义山岩体为中心，具正向分布规律，由岩体到接触带和围岩依次分布锡（钨）-铜铅锌-铅锌、银、锑、汞、金，呈高温-中温-低温的成矿序列。

岩体内部以云英岩型、岩体型锡（钨）矿为主，东西两侧主要为接触带夕卡岩型铜多金属矿、层间裂隙充填（交代）型铜铅锌矿和断裂充填交代型铅锌多金属矿、锑矿。岩体东侧接触带夕卡岩型矿床有大顺窿、新生、黄沙窿、烟竹湖等，西侧有绿紫坳等。层间裂隙充填（交代）型铜铅锌矿有大宝上、绿紫坳、石厅下，大宝上矿区矿体赋存于震旦系白云岩夹层中，绿紫坳矿区矿体主要集中在锡矿山组上下段界面及棋梓桥组与跳马涧组界面两个硅钙面附近，石厅下矿体主要集中在锡矿山组上下段界面附近。泗州山背斜西翼大水井-黄毛江-白面城一带的铅锌、铜矿是产于棋梓桥组底部的沉积改造型矿床（图2）。

图2 大义山西南地区地质略图

3 硅钙面的特征与成矿的关系

张长青、叶天竺等将硅钙面划分为三种表现形式：倾入接触面型（Ⅰ）、火山-沉积界面型（Ⅱ）、沉积界面型（Ⅲ）[3]。大义山地区硅钙面有Ⅰ、Ⅲ两类。

3.1 沉积古地理环境特征

主要指沉积界面型，沉积古环境一般为地壳的快速升降，大义山地区地处扬子板块与华夏板块交界处，泥盆世中期地壳快速下降，海底喷流作用开始活动，铅、锌、铜等金属矿物沉积于棋梓桥组中下部地层中，为后期成矿提供丰富的物质来源，如桂阳县黄沙寺铜铅锌矿、白面城铅锌矿、黄毛江铜铅锌矿等。

3.2 物理特征

钙质岩石的物理特征硬度小、性脆、遇酸易溶解；硅质岩石硬度大、可塑性稍好、性质稳定。两者存在明显的物性差异。钙质岩石易产生破碎现象，在沉积成岩过程或成岩后的改造过程中，伴随热液活动可以产生溶解现象，利于热液流通与交代，并提供容矿空间，如凡口铅锌矿、董家河铅锌矿等；白云石比方解石的摩尔体积小（张学丰等，2010），灰岩发生白云石化，岩石孔隙度升高，储集空间将会增大[3]，有利于成矿热液渗透、交代，形成浸染状、团块状矿体。

硅质岩石，若岩性为砂岩、砾岩，岩石孔隙度高，渗透性好，岩石孔隙作为容矿空间，往往形成浸染状、角砾状矿石，如香花岭不整合面型锡矿；岩性为粉砂岩、页岩时，渗透性差，往往形成隔挡层，使成矿热液在其上侧或下侧沉积，如锡矿山锑矿（佘田桥组）、宝山铅锌银矿（测水组）。

硅钙面本身是一个脆弱面，在褶皱核部及断层附近极易形成层间裂隙、虚脱空间，是矿液运移和沉积的良好空间。

3.3 化学特征

碳酸盐岩化学性质活泼，Ca离子与Mg离子置换发生白云石化，与铁离子置换形成菱铁矿（如安徽铜陵铁矿），与SiO2反应形成夕卡岩矿物，使含矿气水热液的化学成分发生强烈变化，挥发分逃逸，压力变化，促使成矿物质沉积。

诸多野外实例证明含泥灰岩、粉砂质或薄层碎屑岩的不纯碳酸盐岩比单纯的碳酸盐岩更有利于成矿，硅钙面的SiO2、硅酸根离子在含矿气水热液沉积成矿过程中具有类似“催化剂”作用，加快矿物质沉积。

4 硅钙面模型的建立

泥盆世中期地壳快速下降，伴随海底喷流作用，富含铅、锌的热液分散于泥盆系棋梓桥组地层中。燕山期大义山复式岩体双凤庵超单元（J1）、关口超单元（J2）、汤石铺超单元（J3）、泥板田超单元（J4）依次倾入，双凤庵、关口和泥板田超单元与石炭系或泥盆系碳酸盐岩接触带上发育夕卡岩型铜锡多金属矿床。由于东西向挤压应力场的作用，层间裂隙（断裂）、虚脱空间（泗州山背斜两翼）及近南北向断层发育，围岩中岩浆分异气水热液主要沿近南北向断裂与沉积硅钙面等脆弱面运移并沉积成矿。在空间上，围岩中矿体主要集中分布在接触带夕卡岩型矿体（或接触带夕卡岩发育地段）之上（图3）。

图3 大顺窿矿区17线地质剖面图

5 白水源矿区的找矿应用

绿紫坳矿区、石厅下矿区与白水源矿区属同一成矿带，地质条件基本相同，已知有岩体与碳酸盐岩接触带、锡矿山组上下段界面及棋梓桥组与跳马涧组界面三个控矿作用强的硅钙面，且以往地质资料中，在棋梓桥组与跳马涧组界面附近有较好的砷、锌原生晕异常，异常峰值均为0.2%。所以，白水源矿区以硅钙面为模型的思路找矿依据较充分。

白水源矿区处于普查阶段，在泥盆系棋梓桥组与跳马涧组过渡层发现铅锌矿化700余米，铁锰碳酸盐化蚀变约2300m，局部角岩化、硅化、黄铁矿化、毒砂矿化等，在棋梓桥组白云岩、跳马涧组泥质粉砂岩与跳马涧组石英砂岩三者界面上圈定两个铅锌矿化体，矿化体分布在层间裂隙空间较大、断层发育地段，过渡层与断裂交汇部位是寻找工业矿体的有利地段。泥盆系锡矿山组上下段界面附近发现300m角岩化、黄铁矿化蚀变，两个采矿老窿，一个铅锌银锡多金属矿点，ZK10002钻孔中见一个真厚度3m的铅锌银富矿体。岩体接触带水田覆盖，出露极差，岩体边部钾化发育；目前仅两个钻孔揭露岩体，岩体高角度下侵至-200～-300左右米标高，形成一个小型接触带凹陷，在接触带上发育透辉石、石榴石、透闪石夕卡岩，其中ZK10003孔见锡矿体（图4）。

6 意义

图4 白水源矿区100线找矿效果剖面图

岩浆热液矿床、沉积改造型矿床是湘南地区最主要的两类矿床类型，而硅钙面在这两类矿床中是主要的控矿构造，在湘南大部分矿床中均能找到硅钙面控矿的矿化富集区段，更深入的研究应用硅钙面成矿模式对湘南地区找矿乃至世界找矿都具有重要意义。硅钙面作为新兴找矿方法，对未来找矿主战场-隐伏矿床-的找矿也将发挥其炽热的光芒。

[1]湖南地质局.1比5万白沙镇幅区域地质调查报告[R].1982.

[2]曾志方.湖南大义山锡矿田构造控矿作用与成矿机理研究[D].中国地质大学，2013.

[3]张长青，叶天竺，吴越，等.Si/Ca界面对铅锌矿床定位的控制作用及找矿意义[J].矿床地质，2012，31（3）：405～416.

[4]龚述清，黄革非，胡志科，郭爱民.大义山岩体西南锡矿类型及找矿前景浅析[J].华南地质与矿产，2002（1）：67～72.

[5]周厚祥，杨贵花，蒋中和，陈强春.大义山锡矿田矿床地质特征及矿床成因[J].华南地质与矿产，2005（2）：87～94.

[6]伍光英，潘仲芳，候增谦，李金冬，车勤建，陈辉明.湖南大义山锡多金属矿田矿体分布规律、控矿因素及找矿方向[J].地质与勘探，2005，41（2）：6～11.

[7]费利东，全铁军，孔华，等.湖南省永兴县新生矿区隐伏岩体地质地球化学特征及其与成矿的关系[J].地质与勘探，2012，48（1）：110～118.

P641.4

A

1004-7344（2016）08-0169-02

2016-3-1

李云青（1988-），男，工程师，本科，主要从事地质勘查等工作，任白水源矿区项目负责人。