湖南省宜章縣蔡背嶺礦區錫礦地質特征及成因

■胡玉靈畢艷玲

（1湖南省湘南地質勘察院 湖南 郴州423000；2湖南省有色地質勘查局一總隊 湖南 郴州423000）

湖南省宜章縣蔡背嶺礦區錫礦地質特征及成因

■胡玉靈1畢艷玲2

（1湖南省湘南地質勘察院 湖南 郴州423000；2湖南省有色地質勘查局一總隊 湖南 郴州423000）

通過對宜章縣蔡背嶺礦區地層、構造、巖漿巖及圍巖蝕變特征的分析研究，礦床受蔡背嶺倒轉背斜的控制，在研究錫礦體地質特征的基礎上，對礦床成因進行初步分析，認為蔡背嶺礦區錫礦成因屬氣化-高中溫熱液型錫礦床。

錫礦地質特征成因蔡背嶺宜章縣湖南省

0 前言

蔡背嶺礦區位于芙蓉礦田的南部。芙蓉礦田地處騎田嶺復式花崗巖體南部內外接觸地帶，大地構造位置為南嶺緯向構造帶北緣之耒陽—臨武南北向構造帶與茶陵—臨武北東向斷裂帶的復合部位。成礦地質條件非常有利。礦田內的白臘水、山門口等錫礦區已是全國聞名。

本文在綜合分析前人資料的基礎上，主要研究宜章縣蔡背嶺礦區錫礦地質特征探討礦床成因

1 礦區地質特征

1.1 地層

蔡背嶺礦區出露地層有中晚石炭世的黃龍組、船山組、早二疊世的棲霞組、當沖組、晚二疊世的龍潭組及第四系。各地層單位的巖性巖相特征及相互關系如下：

黃龍—船山組（C2h+C3c）：

主要分布于平頭嶺、下吳家、王家等地，面積約0.50Km2。巖性均系淺海相碳酸鹽巖建造，因出露不佳，界線不易確定，故兩組合并表示。區內巖層傾向北東，傾角25-50°；下部為淺灰、灰白色或白色厚層狀至塊狀粉－亮晶白云巖，偶夾不穩定同生角礫狀白云巖，風化面灰黑色，刀砍狀構造發育；上部為灰白、淺灰色厚至巨厚層狀泥－粉晶灰巖夾云灰巖、灰云巖和白云巖。區域上其厚度大于310m。

黃龍—船山組與巖體接觸部位均形成大理巖或大理巖化灰巖，這些大理巖或大理巖化巖石為很好的建筑裝飾材料，當地建有多家開采此類巖石的建材礦山。

棲霞組（P1q）：

主要分布于桐子山、平頭嶺—闡堤沖、江灣東側一帶，出露面積約0.20km2。巖性為一套穩定的淺海相碳酸鹽巖建造。由于巖漿侵入及斷裂破壞，巖層倒轉。巖石主要由灰、深灰色至灰黑色中至厚層狀泥粉晶灰巖、生物碎屑灰巖組成，局部含白云巖透鏡體及團塊、燧石結核或條帶。巖石風化面多呈黑色，溶洞發育，其下部地段巖溶地貌發育。棲霞組與下伏地層船山—黃龍組呈整合接觸。區域上厚度約122m。

當沖組（P1d）：

主要分布于新屋里、江灣等地，出露面積合約0.15km2。為一套臺盆相硅質巖建造，厚度14.3-56m。巖性下部為灰至深灰色硅質頁巖，局部含炭質，夾有灰巖透鏡體，上部為褐灰、褐黑、棕黃色鐵錳質，炭泥質硅質巖。局部有鐵、錳質富集。與下伏地層棲霞組呈整合接觸。

潭組下段（P2l1）：

主要分布于桐木窩、刀背脊—江灣—楓樹嶺一帶，出露面積約0.75km2。為一套濱海瀉湖－沼澤－三角洲相砂、泥質及含煤建造，巖性以灰色薄層狀粉砂質頁巖為主，夾灰黃色中層狀粉砂巖，細粒石英砂巖和少量灰黑色炭質頁巖，頂部為一層細中粒長石石英砂巖，層厚197-238m。與下伏地層當沖組呈整合接觸。

第四系（Q）：

廣泛分布于礦區中南及東部較平坦地帶，為居民和農田區，分布面積達2.5km2。為殘坡積物和沖洪積物，其中殘坡積物：以灰色砂質粘土、粘土質粉砂為主，夾少量碎石，一般厚0.1-5m；沖洪積物：上部為灰褐色粉質粘土，厚1-2m；下部巖性為含砂礫卵石，徑2-20cm，呈次棱角或次圓狀，厚2m左右。

1.2 構造

礦區位于耒陽-臨武南北向構造帶東緣與茶陵-臨武深斷裂帶的復合部位。區內構造發育，縱橫交錯，形成以北東向構造為主，北西向構造、近東西向構造、南北向構造次之，組合復雜的構造格局。區內構造以斷裂構造為主，褶皺較緊閉，斷裂多延伸穩定。

1.2.1 褶皺

區內主要褶皺見有蔡背嶺倒轉背斜。

蔡背嶺倒轉背斜：分布于曹家村到江灣一帶，形態復雜、不完整，只見南西翼，北東翼為花崗巖所蝕。背斜軸向為北西—南東向，北西段起于曹家村北西側，經告公田、平頭嶺到江灣一帶，平面上構成向北西凸出的牛軛狀。核部出露石炭系黃龍—船山組，由核部往西依次出露棲霞組、當沖組、二疊系龍潭組等。在背斜的南西翼，由于次級褶皺比較發育，同時因斷裂構造及巖漿巖侵入的影響，地層產狀較亂，見有倒轉現象。

1.2.2 斷裂

測區內斷裂構造縱橫交錯，組合復雜。根據斷層總體走向大致分為北東（東）向、北西向、東西向、南北向等四組，數量達數十條。其中北東（東）斷裂特別發育，它們成群成帶分布。以F26為界，F26以東蔡背嶺一帶以北東向斷裂為主，F26以西告公田-樓梯嶺一帶以北東東向斷裂為主，北東（東）向斷裂是區內主要控礦構造。

1.3 巖漿巖

礦區位于騎田嶺巖體南部，巖漿巖廣泛出露，出露面積約4.82Km2，約占礦區總面積的54.0%，全為花崗巖類，為晚侏羅世產物。本區巖漿巖具多期次、多階段侵入的特點，從燕山早期到晚期都有活動，巖相以中深成相為主，淺成相次之。本區出露的巖漿巖主要為芙蓉超單元中燕山早期第三階段(γ52-3)侵入的將軍寨單元和燕山晚期第一階段(γ53-1)侵入的荒塘嶺、回頭灣單元等三個單元，還有少量的細?；◢弾r脈。區內花崗巖與成礦關系密切。

1.4 圍巖蝕變

受巖漿熱力及構造應力的影響，區內巖石蝕變十分普遍，蝕變種類多、程度強。計有云英巖化、絹云母化、綠泥石化、矽卡巖、鉀化、螢石化、電氣石化、大理巖化、角巖化、硅化等，各種蝕變?；ハ嘀丿B。其中云英巖化、綠泥石化、絹云母化、矽卡巖、螢石化與成礦關系密切。

礦區在巖體內接觸帶100-300m范圍內發育一呈北東走向的蝕變花崗巖帶，總長約1.2km，北東端延伸出圖。該帶中巖石蝕變種類和強度變化較大，蝕變種類有絹云母化、綠泥石化、硅化、云英巖化等，往往在斷裂構造發育地段蝕變強烈，并伴隨有錫礦化，局部地段可形成構造蝕變帶型錫礦體，如50、53等礦體即屬此。在外接觸帶300-1500m范圍內主要為大理巖化、角巖化、矽卡巖化和硅化等蝕變，在有斷裂構造發育地段蝕變較強，局部還伴隨有錫鉛鋅礦化。

2 礦體特征

2.1 礦體形態、產狀及規模

蔡背嶺礦區位于芙蓉礦田南東部。處騎田嶺復式花崗巖體南東接觸帶，成礦條件非常有利。區內目前已發現有構造蝕變帶型、矽卡巖型兩種錫礦類型共11條礦脈。其中構造蝕變帶型錫礦賦存于細粒斑狀鉀長花崗巖及粗中粒斑狀黑云母鉀長花崗巖中，少數地段分布于龍潭組下段砂頁巖及石炭系黃龍—船山組白云質大理巖中，大多受北東—北東東向斷裂構造控制，

1號礦體：位于蔡背嶺村至曹家大隊林場一帶，產于將軍寨單元粗中粒斑狀鉀長花崗巖中，受F1斷裂控制，礦體呈脈狀產出，走向60°，傾向北西，傾角75°，礦體長550m，平均厚度1.19m，礦石中主要有用礦物為錫石，Sn平均品位0.783%。

50號礦體：為2008年新發現的礦體，位于告公田細粒斑狀花崗巖體北西側，礦脈受F16斷裂的控制，呈脈狀、透鏡狀、厚板狀產出。走向北東-北東東，傾向330-350°，傾角67-72°。該礦體可分為兩段，北東段分布于將軍寨單元粗中粒斑狀鉀長花崗巖中，主要有用礦物為錫石及磁（褐）鐵礦，南西端插入二疊系龍潭組砂頁巖之中，主要有用礦物為錫石、方鉛礦、閃鋅礦。

52號礦體：位于告公田細?；◢弾r體北西側，礦體受F120斷裂的控制，走向北東70°，傾向北西，傾角46-70°。自北東向南西由細粒斑狀花崗巖體插入到二疊系龍潭組砂頁巖之中。該礦體呈脈狀、透鏡狀、厚板狀產出?，F控制礦脈走向長540m，南西段為主要為錫礦體，北東段上部為錫，深部為鉛鋅礦體。

56號礦體：是區內唯一走向近南北向礦體，位于林峰工區至平頭嶺一帶，受F117斷裂的控制，傾向東，傾角75°。該礦脈從北向南穿過了二疊系龍潭組砂頁巖，細粒斑狀花崗巖及二疊系棲霞灰巖，并將細粒斑狀花崗巖體錯斷。礦體呈脈狀、透鏡狀、厚板狀產出。

61號礦體：位于告公田一帶。礦體受F122斷裂的控制，走向65°，傾向北西，傾角70°。走向長980m，控制最大斜深380m，礦體厚0.35-9.58m，平均2.61m。礦體呈脈狀、透鏡狀、厚板狀產出，具分枝復合現象。礦體西段頂底板為角巖化粉砂質泥巖，礦體東段頂底板以細粒斑狀花崗巖為主。

55號礦體：位于狗頭嶺至曹家坪一帶，受巖體接觸帶控制，屬矽卡巖型錫礦體，礦脈呈帶狀沿細粒斑狀花崗巖與碳酸鹽巖地層接觸帶產出。其總體產狀：160°/0°-75°，近地表產狀較陡，往深部變得平緩。

2.2 礦石特征

2.2.1 礦石的礦物組合特征

本礦區錫礦床類型主要為構造蝕變帶型、矽卡巖型等，各類型錫礦中礦物種類亦較多，且組合較復雜。根據野外觀察和鏡下鑒定，金屬礦物主要有錫石，次為黃銅礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦、毒砂、黃鐵礦、磁鐵礦、輝鉍礦、白鎢礦及少量褐鐵礦、赤鐵礦、自然鉍、鋯石、針鐵礦、鈦鐵礦、輝銅礦等；非金屬礦物主要有石英、鈉長石、更長石、鉀長石、綠泥石、絹云母，次有黑云母、電氣石、螢石、綠簾石、透閃石、陽起石、方解石、符山石、高嶺土等。

2.2.2 主要有用礦物特征

礦區主要有用礦物有錫石，次有白鎢礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦、磁鐵礦、黃鐵礦、輝鉍礦、毒砂等。茲將其特征分述如下：

錫石（SnO2）：是礦石中最主要的錫礦物，顏色多種，有黃褐色、黑褐色、黃棕色、淡黃色、無色等多種顏色。錫石粒級不等，從粗粒到微粒均有產出，但以細粒級為主要，一般粒徑為0.07-0.30mm，局部地段大于1.0mm。錫石具環帶，中心深，邊緣淺。由于擠壓的影響，糙面顯著，裂紋發育。錫石與多種金屬硫化物及脈石伴生，有相互包裹連生、穿切的現象，其與輝鉍礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦關系密切，嵌布上述礦物裂隙及礦物中。此外，錫石廣泛分布在石英、長石、螢石、綠泥石等脈石礦物中，呈星散浸染狀或集合體的團粒狀產出，其顆粒相對較粗，與脈石呈鑲嵌狀分布。

輝鉍礦（Bi2S3）：是礦區主要的含鉍礦物，呈鉛灰色，他形晶—半自形晶片狀、羽毛狀、毛發狀，集合體呈纖維狀不規則粒狀、板狀、脈狀，粒徑0.074-0.04mm，部分小于0.04mm和大于0.5mm。輝鉍礦較為分散，無富集現象。其產出形式有的呈浸染分散狀在各種礦物中，如黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等礦物邊緣裂隙中；有的填充在礦物粒間和空洞中，常構成礦石的填隙結構。另外，輝鉍礦與脈石礦物在多種礦石中廣泛連生。

黃鐵礦（FeS2）：是含硫礦物之一，淺黃銅色，強金屬光澤，在礦石中呈中細粒浸染狀分布，自形—半自形晶四面體粒狀及碎屑狀，碎屑由粗粒黃鐵礦受力破碎而成，一般粒徑0.5-0.1mm，粗粒1-2mm。黃鐵礦在礦石中一般單體星散分布，很少富集成塊或呈集合體的團粒產出，常與毒砂、黃銅礦、輝鉍礦、鐵閃鋅礦共生，黃鐵礦氧化后形成礦石中的褐鐵礦。

方鉛礦（PbS）：呈鉛灰色，金屬光澤，階梯狀立方體解理完全，部分為半自形晶，它形粒狀晶。粒徑一般0.01-1.2mm，多呈星點狀，小團塊狀產出，局部呈團塊狀，細脈狀。方鉛礦往往與鐵閃鋅礦相伴產出，可見方鉛礦交代鐵閃鋅礦現象。

鐵閃鋅礦（（FeZn）S）：礦區所見閃鋅礦多為鐵閃鋅礦，顏色分布不均勻，呈褐紅色、暗褐色、棕褐色至黑色，半金屬光澤，鏡下為半自形晶或它形晶粒狀，常呈不規則的粒狀集合體和細脈沿裂隙充填分布，粒徑0.1-0.7mm，局部呈團塊狀，與方鉛礦共生，可見其包裹黃銅礦、毒砂等早期形成的礦物。

毒砂（FeAsS）：呈鋼灰色，條痕灰黑色，金屬光澤，不透明，硬度中等，性脆，錘擊發蒜臭味。鏡下呈亮白反射色，非均性明顯。毒砂在礦區礦石中分布較少。單體為自形、半自形粒狀或板條狀，多呈粗粒集合體產出，或以星散浸染狀的形式嵌布在脈石中，沿粒間、裂隙或邊緣可見黃銅礦、鐵閃鋅礦或方鉛礦充填交代。粒度一般0.1-1.0mm。在磁黃鐵礦出現的礦石中，毒砂往往呈包裹體出現。

磁鐵礦（Fe3O4）：鐵黑色，條痕黑色，半金屬光澤，性脆，具強磁性。主要分布在區內矽卡巖型礦石中，多呈不規則粒狀集合體嵌布在脈石中，與脈石的接觸界線不平直，集合體邊緣可見微細粒錫石分布，粒徑大小0.02-0.30mm，一般的粒度0.20mm左右。在近地表氧化帶多形成褐鐵礦，常吸附和包裹錫石、黃鐵礦、黃銅礦等礦物。

白鎢礦（Ca[WO4]）：呈乳白色或微帶灰色，半透明，油脂光澤。一軸晶，正光性，正極高突起，自形-半自形晶，表面平凈，粒徑0.07-0.50mm，與透閃石、陽起石、透輝石、螢石等在一起，與螢石的關系特別密切。零星分布在55等礦體中。

2.2.3 礦石的結構構造

（1）礦石結構

礦石結構按成因分為結晶結構、固溶體分離結構、交代結構、壓碎結構等。其中結晶結構為礦區礦石基本結構，固溶體分離結構和交代結構也廣泛分布于區內各類型錫礦體中，壓碎結構主要見于區內構造蝕變帶型錫礦體中。

（2）礦石構造

主要有角礫狀構造、細脈浸染狀構造、團塊狀構造、皮殼狀構造、條帶狀構造等，這些礦石構造形態廣泛分布于區內各類礦石中，其中角礫狀構造主要見于構造蝕變帶型錫礦體中，而皮殼狀構造主要見于地表風化礦礦石中。

2.2.4 礦石類型

（1）自然類型

根據野外觀察和室內鑒定，本區礦石受風化作用的影響不大，故礦石的自然類型屬原生錫礦石。

（2）工業類型

蔡背嶺礦區錫礦石由多種有用元素組成，除錫外，還有鉛、鋅、鎢、鉍、銅等有用元素。礦石礦物主要是錫石、白鎢礦、方鉛礦、鐵閃鋅礦、輝鉍礦、黃銅礦等。據礦石中主要礦物的組合特征，區內礦石類型以石英—錫石礦石為主，鉛鋅（銀）礦石、硫化物—錫石礦石、透輝石—透閃石—錫石礦石等次之。各種礦石類型在同一礦體乃至同一工程中可同時出現，這說明該區內錫礦是多期次成礦作用的產物。

3 礦體圍巖與夾石

礦區內礦體圍巖隨礦體類型的不同而各有差異?，F將礦區內主要礦床類型的礦體圍巖與夾石情況簡述如下：

構造蝕變帶型錫礦：礦體受構造破碎帶控制。圍巖與夾種類較多，主要為花崗巖，次有灰巖，大理巖化灰巖、大理巖、砂頁巖等。礦體與圍巖接觸關系一般較清晰，局部呈漸變接觸關系。

矽卡巖型錫礦（55號礦體）：礦體圍巖與夾石為花崗巖、大理巖、矽卡巖、大理巖化灰質白云巖、灰巖等，二者界線一般也較清楚，但局部地段與大理巖化灰質灰巖、矽卡巖則呈漸變接觸關系。

4 控礦因素

4.1 地層巖性對成礦的控制

據1：5萬區調化探巖石測量結果，壺天群、二疊系當沖組等巖層中Sn元素平均含量高于維氏值，在有利的構造和巖漿氣液活動等條件下有可能萃取出來富集成礦。

區內棲霞組、船山—黃龍組等碳酸鹽巖石化學性質活潑，有利于礦液滲透交代，在與巖體接觸帶附近易形成接觸交代型錫礦體（55號礦體）；在斷裂構造或層間裂隙面附近易形成構造蝕變帶錫礦。

區內龍潭組砂頁巖及當沖組的硅質巖，雖巖石性質不活潑，不利于礦化交代作用的進行，但其具有較高的剛性，在各種構造應力作用下易破碎，產生大量的節理、裂隙而成為巖漿期后礦液運輸和沉淀的場所，從而形成構造蝕變帶型錫礦。

4.2 構造對成礦的控制

區內的控礦構造主要為北東向斷裂構造，它們呈與其它方向的斷裂構造斜接復合，形成區內斷裂構造格架。高序次的斷裂構造（如F26）是區內主要的導礦構造，控制著該區錫礦帶、錫礦床的空間分布；次一級的伴生斷裂構造（如F116、F123、F120等）是區內的容礦構造，控制著礦體的形態、產狀、規模等。一般來說，礦體的產狀、形態與容礦斷裂基本一致，礦體的規模與容礦斷裂的規模成正比。

4.3 巖漿巖對成礦的控制

巖漿活動是該區內生礦床形成的主要因素。騎田嶺巖體是一個分異、演化較完全的重溶型復式花崗巖體。

騎田嶺復式巖體，從印支-燕山期均有巖漿活動，不同期次、不同階段侵入的巖體的成礦作用與成礦專屬性具明顯差異。分布于巖體東部的印支期第二階段菜嶺超單元的巖漿巖礦化作用較弱，僅形成一些Sn、Pb、Zn礦（化）點。而分布于巖體南部的燕山早期第三階段及燕山晚期第一階段的芙蓉超單元巖漿巖的成礦作用較強，能形成規模大的錫礦床

5 礦床成因

區內錫礦主要賦存于花崗巖中及內接觸帶，少量賦存于外接觸帶；總體受北東向斷裂構造的控制；主要以充填交代方式成礦；與圍巖界線一般較清楚；形態多呈脈狀、透鏡狀；礦體頂、底板圍巖蝕變強烈，種類復雜，與錫礦化關系密切的有綠泥石化、絹云母化、云英巖化、矽卡巖化、螢石化等；礦石構造以脈狀、浸染狀、角礫狀、條帶狀為主；成礦物質來源主要為巖漿巖，礦床空間分布主要受斷裂構造的控制。綜上所述，區內原生錫礦的成因類型為氣化-高中溫熱液型錫礦床。

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-8-2

胡玉靈（1991～），男，本科，助理工程師，研究方向為地質調查與礦產勘查。畢艷玲（1982～），女，工程師，本科，研究方向為地質礦產勘查。