甘肅省金塔縣白石壩錫多金屬礦地質特征及成因淺析

高 翔，李學冊，邵小鵬，趙 瑋

（甘肅省地質礦產勘查開發局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730050）

白石壩錫多金屬礦位于甘肅省金塔縣北東60公里處，地處哈薩克斯坦板塊東緣，隸屬方山口-七角井子-白山堂金、銅、鎳、鎢、鐵、錳和釩-磷-鈾成礦帶東段，成礦地質條件優越，找礦潛力極大，已發現多個具有一定儲量規模的金、銅、釩、鐵礦床[1]。該成礦帶內未有發現錫礦的相關文獻報道，白石壩錫多金屬礦的發現正好填補了這一空白。筆者在總結礦床地質特征的基礎上，初步分析了其成因，以期對后續發現該類型礦產具有指導意義。

1 區域地質背景

白石壩錫多金屬礦位于甘肅北山造山帶東部，大地構造屬哈薩克斯坦板塊、馬鬃山中間地塊、馬鬃山地體中(圖1)(張新虎等，2013年)。地層發育極不完全，僅有中元古界、上古生界、中生界和新生界不連續沉積，出露地層主要為長城系鉛爐子溝群、薊縣系平頭山組、石炭系下統紅柳園組、白堊系下統新民堡群、新近系中上統苦泉組及第四系等[2]。

區域構造活動具多期次性，不同時期的構造活動相互疊加。區域整體構造線走向與地層走向基本一致，呈北西西向。

區域巖漿活動頻繁而強烈，以中酸性侵入巖為主，構成巖基，基性和超基性侵入巖均呈小巖體及巖脈產出，侵入活動持續時間長，從加里東-華里西期均有不同規模的巖漿巖侵入活動。

2 礦區地質特征

2.1 礦區地層

勘查區地層屬北山地層大區、馬鬃山地層區、馬鬃山地層分區。區內地層出露簡單，主要為早石炭世紅柳園組和第四系。

紅柳園組主要巖性為中酸性火山巖，灰巖及碎屑巖，分為三個段：

紅柳園組一段（Ch1）為中酸性火山巖夾碳酸鹽巖建造，巖性主要為英安巖、安山質凝灰巖、熔結凝灰巖、火山灰凝灰巖等。火山巖中有大理巖和結晶灰巖透鏡體。地層呈近東西向展布，北側被二疊紀二長花崗巖體侵入，在侵入接觸帶中有錫礦體產出。

紅柳園組二段（Ch2）為碳酸鹽巖建造，巖性為中厚層狀白云質大理巖夾結晶灰巖透鏡體，與一段呈斷層接觸關系。

紅柳園組三段（Ch3）為淺變質細碎屑巖建造，巖性為薄層狀粉砂質板巖，與二段呈整合接觸關系。

第四系在勘查區廣泛分布，出露面積約占全區30%。按成因類型可分為上更新統洪積層和全新統洪積層。

2.2 礦區構造

勘查區斷裂按展布方向分為近東西向、北北西和北北東向三組。其中近東西向斷裂為區內的主要斷裂，展布方向與地層的展布方向基本一致，控制了區內地層的展布，傾向北東，沿斷裂常發育十余米至數十米寬的破碎帶，帶內巖石十分破碎，形成斷層角礫巖及斷層泥，地層強烈揉皺變形。局部被北北西、北北東向斷裂破壞[3]。

2.3 侵入巖

侵入巖分布于勘查區北部和西南部，巖性為淺肉紅色二長花崗巖，另有少量花崗閃長巖和鉀長花崗巖。二長花崗巖體呈巖基產出，侵入于紅柳園組一段中，與地層展布方向一致，侵入時代為華里西期。

圖1 白石壩錫多金屬礦大地構造位置圖（據張新虎等，2013）

在北部巖體與地層的接觸帶中，二長花崗巖巖石破碎，礦化蝕變強，礦化主要為褐鐵礦化，次為黃鐵礦化，褐鐵礦呈條帶狀、團塊狀；蝕變主要為硅化、綠簾石化、綠泥石化，次為高嶺土化，石英呈細脈狀，脈寬0.5mm～5.0mm，沿裂隙分布。

脈巖在勘查區零星分布，主要為石英脈，次為花崗巖脈、輝綠玢巖脈和輝長巖脈。石英脈大多分布于巖體內，長約10m～120m，寬約0.5m～3.0m，在巖體與地層的接觸帶兩側，均有規模較大的石英脈。

3 礦體地質特征

3.1 礦體特征

礦化蝕變帶總體呈北西西向展布（圖2），嚴格受巖體侵入接觸帶控制，地表斷續長約1.2km，寬度變化較大，為5m～20m。通過槽探、鉆探工程施工，礦化蝕變帶中共發現和控制Sn1、Sn2和Zn3三條礦體，礦體主要產于巖體邊部紅柳園組一段碎裂英安巖和英安質凝灰巖中，礦體特征見表1。

（1）Sn1礦體：由TC1、TC2控制。長160m，單工程礦體厚度分別為1.60m和1.40m，單工程平均品位分別為0.12%和0.17%，其中TC2中Sn最高品位為0.28%。礦體呈脈狀，傾向102°～105°，傾角27°～48°，沿南東東向逐漸變陡。礦化體向兩側延伸，走向穩定。

（2）Sn2礦體：由ZK003和ZK001控制，延深145m，單工程礦體厚度分別為11.57m、4.59m，單工程平均品位分別為0.16%和0.18%，其中ZK003中Sn最高品位為0.33%。另外在ZK001的礦體中有一樣品（ZK001-13）Pb品位1.41%，Zn品位1.05%，厚度0.94m。礦體呈不規則脈狀，局部有膨縮現象。礦體頂板圍巖為赤鐵礦化英安質凝灰巖，底板圍巖為二長花崗巖。

圖2 白石壩錫多金屬礦大地構造位置圖（據張新虎等，2013）

（3）Zn3礦體：見于ZK701內，地表于TC701和TC3的地表中均見有錫礦化體出露，控制錫礦化體長度95m。ZK701控制礦體延深93m，厚度1.33m，Zn平均品位為1.13%，Sn平均品位為0.03%，礦體呈脈狀。礦體頂板圍巖為石英砂巖，底板圍巖為二長花崗巖脈[4]。

表1 礦體特征簡表

3.2 礦石質量

礦石結構主要為膠狀結構、碎裂結構、碎粒結構等；構造主要為浸染-網脈狀構造、不均勻浸染-網脈狀構造、塊狀構造和松散塊狀構造等。

礦石中金屬礦物主要有磁鐵礦和赤鐵礦，其次有少量的黃鐵礦、磁黃鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦和鈦鐵礦等；脈石礦物主要有石榴石、綠簾石和方解石，其次有微量角閃石、陽起石和硅灰石等。

人工重砂分析中未發現含錫元素礦物，通過與湖南省郴州市黃沙坪鐵錫礦的賦存位置和礦物成分對比（表2），推測可能的含錫礦物為錫石。

表2 礦體賦存位置和礦物成分對比表

3.3 圍巖蝕變

礦體的地表圍巖為二長花崗巖和英安巖，巖石較為破碎；深部圍巖為二長花崗巖和凝灰巖，巖石完整。礦化蝕變主要為矽卡巖化、磁鐵礦化、硅化、褐鐵礦化、綠簾石、綠泥石化、高嶺土化和碳酸鹽化等，其中矽卡巖化、磁鐵礦化、硅化與錫礦化關系密切。矽卡巖化在勘查區斷續分布，表現為巖體邊部的火山巖中有石榴子石和透輝石零星分布；褐鐵礦化廣泛分布，是蝕變帶的最顯著特征；石英脈在蝕變帶內分布不均勻，脈體長度、寬度變化大，但走向與蝕變帶一致。

3.4 礦石類型

根據礦石結構、構造、礦物組合和礦化蝕變特征，通過與黃沙坪矽卡巖型鐵錫礦對比，白石壩錫多金屬礦石工業類型劃分為矽卡巖型錫石-磁鐵礦礦石。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

根據礦體與圍巖的接觸關系，礦體的物質成分，礦石結構、構造等特征，初步認為白石壩錫多金屬礦屬于矽卡巖型，成礦期應劃分為矽卡巖期。成礦階段劃分為三個階段，分別為干矽卡巖階段、濕矽卡巖階段和氧化物階段。

（1）干矽卡巖-無礦階段：在高溫超臨界條件下，巖漿熱液中的SiO2和Fe等組分結合形成硅酸鹽礦物，如石榴石、透輝石、硅灰石等。由于該階段溫度高（800℃～500℃），形成的矽卡巖礦物不含水分，許多成礦元素活動強，礦石未沉淀，因此稱為“干矽卡巖階段”或“無礦階段”。

（2）濕矽卡巖-磁鐵礦階段：區內酸性巖體在侵入于中、淺部的中酸性火山巖、碳酸鹽巖等有利圍巖時，巖漿熱液溫度逐漸降低（500℃～400℃），巖漿中的揮發份明顯集中于接觸帶邊部，并與其它組分形成了綠簾石、角閃石、陽起石等含水的硅酸鹽礦物，因此又稱為“濕矽卡巖階段”。由于溫度的降低，熱液中的鐵元素活動性變差，逐漸沉淀，形成了單獨的磁鐵礦，也稱為“磁鐵礦階段”。

（3）氧化物階段：隨著溫度逐漸降低（500℃～400℃），形成了大量的金屬氧化物，如赤鐵礦、磁鐵礦、錫石等，也出現了少量硫化物，如黃鐵礦等，形成了錫礦體的產出。

4.2 找礦標志

（1）巖漿巖標志：華力西期二長花崗巖體。

（2）地層巖性標志：早石炭世紅柳園組一段與巖體的侵入接觸帶中；含礦巖性為碎裂英安巖和英安質凝灰巖。

（3）圍巖蝕變標志：主要為矽卡巖化、磁鐵礦化、硅化、褐鐵礦化、綠簾石、綠泥石化、高嶺土化和碳酸鹽化等，其中矽卡巖化、磁鐵礦化、硅化與錫礦化關系密切。

5 結論

（1）白石壩錫多金屬礦產于華力西酸性巖體與石炭紀紅柳園組一段中酸性火山巖的接觸帶中，礦體分布形態、產狀嚴格受接觸帶控制。

（2）白石壩錫多金屬礦的礦床類型為矽卡巖型，礦石類型為矽卡巖型錫石-磁鐵礦，成礦期為矽卡巖期，經歷了干矽卡巖階段-濕矽卡巖階段-氧化物階段等三個成礦階段。