湖南省大义山西南地区矿床地质特征、矿床成因及找矿方向分析

李云青, 李明领, 周念峰, 栗 烈

(湖南有色地质勘查局一总队,湖南 郴州 423000)

1 地质背景

大义山矿田位于华南准地台湘赣粤桂上古台坳的中部，湘赣粤陷褶断束西缘与湘桂拱断束东北缘交变部位，邵阳—郴州北西向基地断裂带，耒阳—临武南北构造带与阳明山—塔山—上堡东西向隆起带交汇处。

1.1 地层

元古界震旦系及下古生界寒武系主要为类复理石建造，为一套浅变质岩系，岩性有泥板岩、石英细砂-粉砂岩、粉砂岩、变质砂岩、炭质页岩，局部有白云质灰岩、白云岩夹层和团块，总厚2 657 m以上，构成加里东褶皱基底，分布于泗州山一带。

上古生界泥盆系中上统及石炭系下统主要为浅海碳酸盐岩建造，在泥盆系中统下部、上统顶部及石炭系下统中部有浅海-滨海相碎屑岩沉积，总厚大于1 600 m，构成海西-印支构造层，以泥盆系中统跳马涧组为底界不整合于加里东褶皱基底之上[1]。

1.2 构造

区内构造以断裂为主、褶皱次之。断裂以北西向“大义山式断裂”(李四光、吴磊伯1948年提出)为主体，控制了大义山岩体的分布，也控制了大义山矿田的展布(见图1)。北东-北东东向华夏系断裂相对密集成带发育，控制了沿脉及局部矿脉的展布，近南北向断裂控制了区内主要矿(化)体的分布。

图1 大义山地区地质略图

褶皱由泗州山复式背斜组成，其加里东期基底褶皱轴线呈北东向展布，发育多个北东向次级褶皱，核部地层为震旦系泗州山组，两翼为震旦系天子地组及寒武系地层，倾角45°～70°。其上部印支期盖层褶皱轴向呈近南北向-北北西向展布，以泗州山隆起为中心，两翼为泥盆系中上统与石炭系地层，倾角30°～50°。接触带构造北缓南陡，倾向南西西，倾角30°～55°。

1.3 岩浆岩

大义山复式花岗岩体出露面积280 km2，呈北西向展布，分“南体”和“北体”，侵入时代属燕山期，有五次倾入，前四次属燕山早期三个阶段的产物，由中深成相酸性岩组成，后一次属燕山晚期，由浅成相酸性岩组成。大义山西南地区位于大义山岩体西南外接触带内凹处，东与大义山南体(γ52a)接触[2]，北东与大义山北体(γ52b)接触。加里东期隆起区发育三组北东向花岗闪长斑岩脉(群)，由北西至南东依次为牛含心岩脉、泗洲山—天岭岩脉群、木鱼岭岩脉群。

1.4 地球物理、化学异常

1.4.1 地球物理特征

据1∶50万重力资料，区域重力场异常等值线形态与阳明山—塔山—大义山东西向隆起带完全吻合，该区位于大义山岩体的西南部重力低异常梯度带上，等值线密度较雷坪矿区、绿紫坳矿区稍密，低重力异常值相当，说明工作区存在隐伏岩体，且接触带产状较其他两个矿区陡。

据1∶50万航磁地球物理资料，该区磁场呈高背景场(20-40γ)，西北稍高，东南稍低，梯度变化平缓。在高背景场上分离得航磁异常湘C-73-28(见图2)，由东西两部分组成，东部(湘C-73-28A)处于石听下至枫树坪一带，西部(湘C-73-28B)处泗洲山电视转播站东大宝上一带。地磁检查，湘C-73-28A为由形状不一，南北连续出现的5个局部异常组成，处于大义山南体γ52a(1)外接触带。湘C-73-28B由形状不一，规模和强度不等的6个局部异常组成，处于大义山北体γ52b外接触带[3]。

图2 白沙福1/50万航磁异常图

1.4.2 地球化学特征

据1999年湖南有色地质勘查局247队在大义山岩体南部地区的1/5万水系沉积物测量在目标区圈出了大水井、绿紫坳—石听下、野猪山三个组合异常区，异常区由Pb、Zn、Cu、As、Sb、W、Mo、Be等8个元素共11个异常组成。

1.5 围岩蚀变

(1)矽卡岩化：主要有外接触带和正接触带两种夕卡岩，外接触带夕卡岩主要发育在断层破碎带和泗州山背斜东翼棋梓桥组层间裂隙中，与铅锌锡矿关系较密切，正接触带夕卡岩与铜、锡矿关系密切；(2)铁锰碳酸岩化：主要为方解石脉密集发育或裂隙铁锰质物充填，是热液活动在浅表的反应，在铅锌、锡矿体外围常形成铁质细脉；(3)硅化、黄铁矿化：产于硅钙面及断层附近，与铅锌锡矿关系密切；(4)大理岩化：是热变质作用或热液活动的外围蚀变，对寻找矽卡岩和断层有很大帮助[4]。

2 矿床地质特征

2.1 层间裂隙充填(交代)型铜(锡)、铅锌矿床

该矿床是目前区内最主要的矿床类型，主要分布在泗州山背斜东翼泥盆系棋梓桥组、锡矿山组下段及跳马涧组中，由北往南成矿温度由高温(铜、锡)到中高温(锌、锡、铅)，次为西翼泥盆系棋梓桥组下部，在泗州山隆起北端岩体外接触带上也有发育，但控制程度较低，见图3。

(1)背斜东翼。铜锡矿体：分布在大义山岩体西南内凹处，绿紫坳—石厅下一带。矿体形态多呈透镜状、似层状产出，走向NNW，棋梓桥组中倾向东，倾角45°～70°，锡矿山下段中倾向西，倾角45°～70°，剖面上形成一个漏斗，长150～700 m，厚0.5～6.2 m，铜矿体品位Cu 0.91%～2.33%、Sn 0～0.34%。赋矿围岩为泥盆系棋梓桥组白云石大理岩和锡矿山组下段大理岩(见图4)，矿石矿物有斑铜矿、黄铜矿，其次辉铜矿、黝铜矿，及氧化的孔雀石、铜兰、锡石、铁闪锌矿、毒砂、磁铁矿等，脉石矿物有透辉石、透闪石、石榴石、白云石等，矿石结构主要为它形粒状结构、填隙结构、乳浊状结构、文象结构等，矿石构造主要为块状构造、浸染状构造、细脉状构造、条带状构造[5]。

铅锌矿体：主要分布在白水源一带，赋存于棋梓桥组中下部、跳马涧组上部及锡矿山组下段。矿体形态透镜状、似层状，走向近SN，倾向东，倾角40°～70°，矿体分布长900余米，厚0.15～0.46 m，品位Pb 0.63%～13.57%、Zn 0.18%～12.68%、Ag 58.4～1226.8 g/t、Sn 0.026%～1.015%。赋矿围岩为泥盆系棋梓桥组白云石大理岩、跳马涧组粉砂岩与石英砂岩和锡矿山组下段白云石大理岩，矿石矿物有铁闪锌矿、方铅矿、辉银矿，次锡石，脉石矿物有白云石、石英、方解石、透辉石、透闪石等，矿石结构主要有自形-它形不等粒结构，交代残余结构等，矿石构造有块状构造、浸染状构造等。

图3 大义山西南地区地质略图

1—断层；2—地质界线；3—不整合界线；4—铅锌；5—铜多金属；6—锑；7—铜；8—锡；9—砷锡；10—中型；11—小型；12—矿点；13—矿化点；γ52a(1)—燕山早期第一阶段第一次倾入体；γ52b—燕山早期第二阶段倾入体；γ52c—燕山早期第三阶段倾入体；γ53—燕晚期倾入体

图4 矿床类型分布剖面图

(2)隆起区。由于工作程度低，目前仅在北端寒武系下部见有一个铜锑矿体。矿体呈似层状，走向NE，倾向SE，倾角69°，长200 m，厚1.36～2.11 m，品位Sb 0.57%、Cu 0.88%。赋矿岩石为硅化石英脉、硅化板岩、砂岩及透闪透辉石矽卡岩，矿石矿物有黄铜矿、辉锑矿，脉石矿物有石英、透闪石、透辉石、黄铁矿、云母等，矿石结构有它形-半自形粒状结构、交代结构、充填结构，构造有团块状、浸染状。

(3)背斜西翼。铅锌矿体，集中分布在泥盆系中统棋梓桥组下部，北起大义山北体，南至黄花冲，矿体分布长7 800 m[6]。矿体形态多呈似层状、板状，走向近SN，倾向西，倾角50°～60°，单个矿体长100～600 m，厚1.15～3.28 m，品位Pb 1.61%～4.26%、Zn 0.034%～3.05%。赋矿围岩为角砾状白云岩或含生物碎屑白云岩、碎裂白云岩，矿石矿物有方铅矿、闪锌矿，脉石矿物白云石、方解石、黄铁矿等，矿石结构主要为中细粒它形-半自形晶，构造有致密块状、脉状、团块状、浸染状等。

2.2 断裂破碎带充填交代型锡、铅锌、锑矿床

主要分布在泗州山隆起区及背斜东翼，含矿断裂有近SN向、NE向、NW向三组，矿体延伸长度、厚度及品位变化较大，形态多样。

锡矿体：主要分布在隆起区内的大宝上矿区。矿体呈脉状，有分支现象，走向30°～40°，倾向南东，倾角70°～87°，长250～1 700 m，厚0.2～16 m，品位Sn 0.362%～0.448%。赋矿岩石为透辉石、透闪石夕卡岩及白云质灰岩、硅化角砾岩等，矿石矿物有锡石、铁闪锌矿、辉锑矿，脉石矿物有透闪石、方解石、白云石、石英、磁黄铁矿等，矿石结构有半自形-它形粒状结构、花岗变晶结构、乳滴状结构，构造有条带状构造、脉状构造、浸染状构造。

铅锌矿体：主要分布背斜东翼的社背—大富口一带。矿体形态呈透镜状、似层状、囊状、柱状等，三组断裂均有含矿，倾斜方向分别为东、北西-北北西、北东向，倾角55°～70°不等，矿体走向长28～60 m，倾向长92～150 m，厚度0.56～2.33 m，品位Pb 0.43%～1.88%、Zn 1.08%～3.71%、Ag 8.16～81.01 g/t、Sn 0.064%～1.449%。赋矿岩石角砾岩为主，矿石矿物有铁闪锌矿、方铅矿、辉银矿，次锡石，少量黄铜矿，脉石矿物白云石、石英、方解石、黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿等，矿石结构有它形-半自形粒状结构、交代残余结构、包含结构等，构造有浸染状构造、条带状构造、细脉穿插状构造、块状构造、角砾状构造等。

锑矿体：主要分布在隆起区内，以野猪山—木鱼岭一带最集中。矿体呈脉状、囊状、串珠状，走向以北西为主，倾向北东，倾角65°～75°，长数米到数百米不等，厚0.92～1.85 m，品位Sb 0.77%～6.72%，天岭矿区Ⅱ矿体伴生Pb 0.71%、Zn 0.29%。赋矿岩石有硅化白云岩，硅化板岩、炭质板岩、砂岩等，矿石矿物有辉锑矿，次辉锑铅矿、方铅矿、闪锌矿，脉石矿物有石英、泥质、白云石、炭质等，矿石结构有它形-半自形粒状结构、充填结构、交代结构，次有嵌晶结构、溶蚀结构，构造有团块状构造、星点状构造、细脉状构造、针状放射状构造等。

2.3 接触带夕卡岩型铜锡矿床

分布在泗州山背斜东翼、大义山岩体西南内凹处。矿体受岩体接触带控制，形态复杂，变化较大，矿体走向NNW或SN，倾向西，倾角30°～50°，部分俘虏体边缘矿体呈不规则管状，长220～450 m，厚2.6～10 m，品位Cu 0.28%～2.33%、Sn 0.25%左右。赋矿岩石夕卡岩，矿石矿物主要有斑铜矿、黄铜矿、锡石、铁闪锌矿、毒砂等，脉石矿物有透辉石、透闪石、石榴石、符山石、蛇纹石、黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿等，矿石结构有他形晶粒状结构、填隙结构、乳浊状结构、晶架结构等，构造有块状构造、浸染状构造、细脉状构造、条带状构造。

3 矿床成因分析

泗州山背斜东翼，由北往南岩体揭露深度由浅到深，成矿温度由高温(Cu、Sn)到中高温(铁闪锌、Pb、Sn)，反应成矿热液与岩浆岩关系密切；在白水源一带，空间上，离接触带较远的NE-NEE低次序断裂以Pb、Zn为主，主断裂及外接触带附近的低次序断裂中以Sn、Pb、Zn、Ag为主，反应成矿热液流体运动轨迹是由接触带向外接触带扩散，说明岩体为成矿提供了物质来源和动力；根据岩矿鉴定结果，矿石中铁闪锌矿、方铅矿呈自形细脉状穿插细晶块状黄铁矿，或呈它形、半自形状充填于黄铁矿颗粒间，微细晶黄铜矿交代、包裹亮古铜色粗晶磁黄铁矿等，以及矿石致密块状、条带状、浸染状等构造特征，均为明显的热液活动成因[7]。综合分析认为，该区域内矿床成因为岩浆热液成因。

隆起区内主要矿种为锡、锑、铜，其中锡、铜矿体位于隆起区北部，与大义山北体较近，亦是高温矿种；主要赋矿层位为前寒武碎屑岩系中的碳酸盐岩夹层，赋矿岩石为交代形成的复杂湿夕卡岩，并引起了湘C-73-28B磁异常；从矿石矿物组合、交代强度、结构构造等观察，都具备显著的岩浆热液作用特点，属岩浆热液成因。而锑矿主要产于在隆起区中、南部北西向破碎带中，地表矿(化)点分布在北东向斑岩脉出露或隐伏地段集中；野猪山、大水井水系沉积物异常区是由Pb、Zn、Cu、Sb等8个元素组成的多元素综合异常区，符合岩浆热液成因异常特点；矿物组合非单一的锑矿，部分矿体有铅锌矿伴生；矿石具交代、嵌晶、溶蚀结构，细脉状构造等热液矿床特征，所以锑矿床属于岩浆热液成因[8]。

泗州山背斜西翼，铅锌矿体集中分布在棋梓桥组下部白云岩中，成矿元素单一，层位稳定；矿带长7 000余米，北部与大义山北体相接，矿化强度却南强北弱；区内泥盆系-石炭系碳酸盐岩中元素含量Pb 443×10-6、Zn 426×10-6，分别为维氏值的23倍和8倍，为成矿提供了物质来源。初步判断矿床成因类型为层控型。

4 找矿方向

(1)泗州山背斜东翼。受北西向邵阳—郴州基底断裂剪应力影响，泗州山背斜东翼泥盆系中统和上统锡矿山组下段中形成了众多层间裂隙、破碎带，为成矿提供了良好的容矿构造，北部绿紫坳矿区主矿体就属于此层位，南部白水源地区在该层位中亦发现有矿化较连续的矿(化)体。故在南部白水源地区寻找层间裂隙充填交代型矿床具有很好的找矿潜力。

接触带型铜锡矿是区域上主要矿床类型，如大顺窿、黄沙窿、绿紫坳等中小型矿床，主矿体均为此类，南部白水源地区成矿地质条件与绿紫坳基本相同，且外接触带中夕卡岩比较发育，所以在白水源地区接触带夕卡岩型矿床也具备良好的找矿前景。

(2)隆起区。前寒武变质砂岩、泥板岩夹白云质灰岩，较大的岩性差异容易形成层间裂隙，为热液运移提供通道，白云质灰岩活泼的化学性质，易与成矿热卤水发生交代作用，形成层间裂隙充填交代型锡、铜锑矿床，可重点对隆起区北端的铜锑矿体继续追索控制，控制资源储量。

野猪山—木鱼岭锑矿点群，矿点集中，沿脉发育，多组断裂交汇，部分矿点有铅锌伴生，在深部具备寻找铅锌矿体的可能，可作为一个找矿重点地区。震旦系上统天子地组变质砂岩与泥板岩的岩性差异，也应该容易形成层间裂隙，为成矿提供容矿空间。