湖南茶陵錫田礦田荷樹下鎢礦礦床特征及找礦標志淺析

陳 驥

茶陵錫田礦田位于湘贛兩省交界的茶陵縣，大地構造位置處于揚子板塊和華夏板塊的結合部位—欽（州）—杭（州）結合帶的中部。位于南嶺鎢錫鉛鋅多金屬成礦帶湖南東段，郴州-茶陵北東向鎢錫多金屬成礦帶北東段（龍寶林等，2009）。為南嶺成礦帶的重要組成部分，亦為中國W-57 號成鎢帶的重要組成部分，該帶還分布有柿竹園、香花鋪、新田嶺等一系列大型鎢礦礦床（盛繼福等，2015）。錫田地區出露的地層中鎢、錫、鋅等主要成礦元素含量較高，此外，區內巖漿巖發育，以酸性巖為主。圍巖與巖體的接觸帶是形成矽卡巖型鎢錫多金屬礦的有利部位。而已有研究表明，錫田已知礦床（點）受構造控制明顯。區內大面積出露的含鎢、錫、鋅等主要成礦，元素含量較高的地層層位、斷裂及褶皺構造的發育和大面積出露的巖漿巖，均反映出本區成礦地質條件好。同時，區域化探異常顯示，化探異常區與含礦地層、構造疊合明顯，反映本區找礦潛力巨大。

1 區域地質背景

錫田礦田荷樹下鎢礦位于錫田巖體啞鈴柄地段東部，為錫田礦田內典型的鎢礦床。區域上處于鄧阜仙-錫田-萬洋山-諸廣山NW 向構造巖漿巖帶與茶陵-郴州NE 向構造巖漿巖帶的交匯部位。

1.1 地層

錫田地區出露的地層主要為寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系，其次為二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、第三系。上述地層根據其巖相組合，沉積環境及沉積間斷，可劃分為三個構造層。下構造層由前震旦系－奧陶系組成；中構造層由泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系下統構成；上構造層由三疊系上統、侏羅系、白堊系、第三系組成。

寒武系－奧陶系（∈－O）：寒武系在本區為淺變質的深海相泥砂質濁流沉積，是鎢、錫、銀、金重要賦礦層位。奧陶系主要為淺變質的含筆石泥砂質、碳硅質、硅泥質建造，中上部出現砂巖、礫巖，局部夾火山巖、碳酸鹽巖層，為銀、鉛賦礦層位。

泥盆系－三疊系（D－T）：泥盆系為連續的地臺型沉積。泥盆系巖相復雜，工作區沉積區為碳酸鹽巖和碎屑巖沉積，它是鎢、錫、鉛、鋅、金的重要賦礦層；石炭系下統為淺海相碳酸鹽巖夾海陸交互相含煤碎屑巖建造，向東西兩側漸變為海陸交互相含煤碎屑巖建造、陸相含煤碎屑巖建造或碎屑巖建造；上統巖性穩定，主要為一套淺海相碳酸鹽巖建造。該層位中的碳酸鹽巖為錫多金屬礦產重要賦礦巖性。二疊系下統主要為淺海相碳酸鹽巖建造；上統以濱海沼澤相、海陸交互相的含煤碎屑巖建造為主。三疊系中下統為濱淺海碳酸鹽巖和碎屑巖建造，上統巖相差異大，主要有陸相含煤碎屑巖建造、以陸相為主的海陸交互含煤碎屑巖建造、淺海相鐵磷碳酸鹽巖－碎屑巖建造等。

侏羅系－新近系（J－E）：沉積特點反映了燕山期構造運動的特點。侏羅系中下統主要為陸相盆地堆積，整合或假整合于上三疊統之上，為陸相含煤碎屑巖建造的礫巖、砂礫巖、長石石英砂巖、碳質頁巖夾煤線等，局部夾火山碎屑巖，上統為陸相噴發－沉積或陸相盆地砂礫巖建造，局部夾煤線。白堊系為陸相沉積，散布于大小不等的盆地中，主要為濱湖、淺湖相砂、泥巖，山麓相礫巖，局部夾鹽湖相膏泥巖。下統含石膏、鈣芒硝；上統產銅、鈾及石膏礦。古近系和新近系屬陸相沉積，主要分布于衡陽盆地。古近系為淡水淺湖相砂泥巖及鹽湖相巖鹽、泥膏巖、鈣芒硝，局部有碳酸鹽巖及油頁巖。新近系為河流相礫巖、砂巖。

1.2 構造

從區內已有的地層記錄、地質體接觸關系、花崗巖漿活動及同位素年代學資料等方面進行綜合分析，區內地殼演化歷史可上溯至古生代寒武紀，直至第四紀，經歷的構造運動就地表巖石變形、變質而言，主要有加里東運動、印支運動、燕山運動及喜馬拉雅運動，從而形成大量不同時代和期次、不同方向與規模、不同性質的斷裂、褶皺、構造盆地等構造形跡。

整體而言，整裝勘查區基底構造層由炎陵縣－桂東南北向隆起帶和炎陵縣－湯市北西向褶斷帶組成，主要形成于加里東期最后定型于印支期。前者由一系列復式巖體組成，主要由萬洋山巖體，彭公廟巖體，諸廣山巖體和一些小的巖株、巖脈群組成，這些地質體構成隆起帶的主體，侵位于震旦系、寒武系、奧陶系組成的復式背斜中，總體走向近南北向伸展。后者由短軸狀的褶皺組成，軸向從北往南由330°～300°。

蓋層構造層分布于區內中部，由一系列北北東向－北東向復式背向斜和斷裂組成。褶皺構造由廣塘背斜、嚴塘向斜、大塘里背斜組成。斷裂主要有蓮花斷裂帶、嚴塘斷裂帶、炎陵－睦村斷裂帶等，它們組成長度大于30km，組成寬度10km ～20km，走向15°～30°，呈平行展布，具有一定的等距性，距離5km ～10km，是區內的主要控礦構造。

1.3 巖漿巖

錫田地區巖漿巖發育。酸性－中性－基性－超基性巖類均有，出露面積以酸性巖最大，中性巖及超基性巖最少。侵入巖多，噴出巖很少，單個巖體規模大小懸殊，大的巖體出露面積大于500km2，小的呈巖脈產出，地表僅幾平方米，另尚有一些由地質和物化探資料推測可能存在的隱伏巖體。地表出露的巖漿巖主要形成于加里東期、印支期、燕山期，其中燕山期中、酸性侵入巖與鎢、錫、銅、鉍、鈮鉭、鉛鋅及稀有稀土及放射性等礦產關系密切。

加里東期花崗巖是萬洋山巖體的主體，早階段巖石類型主要為輝石閃長巖、（輝石）石英閃長巖、英云閃長巖、和花崗閃長巖，晚階段巖石類型主要為花崗閃長巖、二長花崗巖。巖石主量元素分析顯示為富鉀、貧堿，為亞堿性、過鋁質鈣堿性巖石；微量元素地球化學特征反映為火山弧－同碰撞構造環境。

印支期花崗巖體為錫田、鄧阜仙等。巖石類型主要有黑云母二長花崗巖、二云母二長花崗巖、黑云母花崗閃長巖等。地球化學特征顯示形成于造山環境。

燕山早期花崗巖呈巖株、巖枝侵入于錫田、鄧阜仙花崗巖體中，巖石主要有黑云母二長花崗巖、二云母二長花崗巖、二云母堿長花崗巖、黑云母正長花崗巖、黑云母花崗閃長巖等，地球化學特征顯示其形成于后造山環境。

巖體多侵入于下古生代淺變質巖及上古生界碳酸鹽巖，巖體內及巖體附近，花崗斑巖、石英斑巖和石英脈較發育。巖體侵位的深度為淺至中等，剝蝕程度較淺。與巖體有關的礦產豐富，除鎢、錫、銅、鉛鋅、黃鐵礦、螢石外，還有稀有、稀土金屬等。

1.4 區域地球化學特征

區內1/20 萬水系沉積物測量資料顯示，分布有大面積鎢、錫、鉛、鋅、金、砷化探異常，這些異常一般分布在鄧阜仙、錫田巖體內外接觸帶以及區域性斷裂帶上，異常成群成帶出現，規模大、強度高、濃集中心明顯。異常水平分帶特征明顯，異常中心向外側，組合元素呈現由高溫元素到低溫元素的變化趨勢，其內帶以鎢錫為主，中帶以錫、鉛、鋅、鋅、銀為主，外帶為金銀、銻（鉛鋅）。一般來說，異常區內豐度最大的元素即為主要成礦元素，而銀、砷、銻、氟、鈹等異常是鉛鋅多金屬礦床的重要指示元素。

1.5 自然重砂特征

區域內重砂礦物種類繁多，以錫石分布最廣，次為白鎢礦、黑鎢礦、銅礦物、汞礦物、金等。主要圍繞錫田、鄧阜仙巖體內外接觸帶分布，異常規模大、強度高、濃集中心明顯。且與化探異常重疊性較好。

縱觀全區具有多期次巖漿活動，并伴有斷裂活動，異常具元素組合齊全、強度高等特點，是尋找鎢、錫、鉛、鋅、金、銀等礦產的重要找礦遠景區。

2 礦床特征

2.1 成礦地質體

礦區出露印支期和燕山期花崗巖，其中印支期花崗巖包括含鉀長石巨斑黑云母花崗巖、中粗粒黑云母花崗巖和細粒黑云母花崗巖等巖性，顯示為中心相巖體；據43 號勘探線顯示，印支期花崗巖凹部與地層接觸帶處可見矽卡巖型礦體，是矽卡巖礦化的成礦母巖。燕山期花崗巖包括中細粒二云母花崗巖和白云母花崗巖等，但主要以巖脈形式穿切于印支期花崗巖中，并發育冷凝邊指示燕山期巖體為淺成相巖體。兩期花崗巖均以高硅、高鋁及高堿為特征，但是印支期巖體鎂、磷含量較燕山期高；富集Rb、K、U、Th 和REE 等微量元素，虧損Ta、Ti、P、Sr、Ba、Nb 等元素，均以明顯的負Eu 異常為特征，印支期花崗巖的稀土總量較燕山期稀土總量高，且以富集輕稀土，輕重稀土分餾比較明顯，燕山期花崗巖輕重稀土分餾不明顯。荷樹下鎢礦含礦石英脈中輝鉬礦Re-Os 及絹云母的Ar-Ar 結果分別為150±2.7Ma 和155.4±1.7Ma，與燕山期早期細粒（含）斑黑云母（二）正長花崗巖年齡值（155.5±1.7Ma）在誤差范圍內一致，表明主成礦作用可能與燕山早期花崗研究活動有關（付建明等，2008）。但由于燕山期發育細粒二云母花崗巖、白云母花崗巖，且白云母花崗巖晚于細粒二云母花崗巖，細粒二云母花崗巖中有云母線穿切的事實似支持更晚期的白云母花崗巖為成礦母巖。

2.2 礦床控礦構造

礦床為石英脈型黑鎢礦床，石英脈的產狀比較一致，為NWW 走向，陡傾，傾角70°～80°，平面上含礦石英脈具有明顯的側列現象，為左行右列展布型式。脈中有黑鎢礦和螢石，局部可見黃鐵礦和輝鉬礦。脈壁局部不平直，缺少擦痕，反映其容礦斷裂具張剪性質。石英脈的圍巖為印支期粗粒黑云母花崗巖，燕山期花崗巖脈也產于印支期花崗巖中；印支期黑云母花崗巖具有化學穩定性和力學均一性，當燕山期巖體侵入時，在印支期黑云母花崗巖中產生裂隙，源于深部隱伏的燕山期花崗巖的含礦流體沿這些裂隙充填，最終成礦；由于燕山期巖體主要表現為巖脈，因此可以認為容礦裂隙是深部隱伏巖體上侵的結果，并疊加含礦熱液致裂因素，因此認為其應有一定的深延。

2.3 成礦作用

2.3.1 礦床地質特征

礦床范圍出露的地層主要為泥盆系中統棋梓橋組（D2-3q）、上統吳家坊組（D3w）地層、錫礦山組（D3x）和岳麓山組上段（D3yl），其中棋梓橋組為一套中厚層-薄層狀灰巖、夾白云質灰巖和少量砂、鈣質頁巖的組合，在與印支期花崗巖接觸帶附近多發生大理巖化、角巖化及矽卡巖化；佘田橋組一套為灰-灰白色中厚層狀中細粒石英砂巖及紫灰色中厚層云母石英砂巖夾粉砂巖、泥質粉砂巖組合；錫礦山組下段為深灰-灰白色條帶狀灰巖夾砂質頁巖；錫礦山組上段為灰-灰白色中厚層狀細粒含云母石英砂巖夾砂質頁巖。礦床裂隙構造發育，裂隙多為含礦石英脈充填，裂隙垂直接觸帶密集成群展布，含黑鎢礦石英脈的產狀比較一致，且顯示明顯的側列現象，為左行右列展布型式，雁列間距在3m ～5m，每段延伸約20m，石英脈壁陡傾，波狀起伏，不平直，部分石英脈具分支復合現象，屬張剪性質。印支期和燕山期花崗巖在地表也均有出露，但是絕大部分為印支期花崗巖，含黑鎢礦石英脈主要產于印支期花崗巖中。燕山期花崗巖主要呈巖枝、巖脈形式穿插到印支期花崗巖。

礦脈為黑鎢礦石英脈，約10條～15條，其走向為295°～310°，傾向南西，傾角陡傾，常高于80°；礦脈長度100m ～1000m，脈體間距20m ～100m左右，脈寬寬幅較大，30cm ～100cm；礦體賦存于花崗巖中，平面上呈舒緩波狀，沿走向偶見Y型分支延伸，在礦脈局部具膨大縮小現象。黑鎢礦賦存于礦脈中和兩側，常呈不規則團塊狀、梳狀、板柱狀及針狀，鎢礦含量較好，礦脈中WO3平均（算術）品位0.172%～0.700%；礦脈中含多種硫化物，如黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦、毒砂等。硫化物在礦脈中大小不一，其多呈不規則狀生長于脈側或脈中；可見1cm左右大小晶洞，偶見紫色、綠色螢石，還可見磨圓度較差的圍巖角礫。礦脈與圍巖間可發育云英巖化，圍巖硅化強烈，偶見黃鐵礦化。本區脈帶內礦脈在平面上表現出礦脈中礦物礦化不均勻，呈分段式富集，多呈富礦化礦段與弱礦化礦段交替出現。在垂直面上，礦脈中黑鎢礦礦化特征從下至上呈現出逐漸減弱，硫化物礦化特征逐漸增強；礦石礦物組合從礦床深部至礦床淺部由簡單變轉為復雜；在礦體形態上，單礦脈從下至上呈現出脈寬幅逐漸變小，礦脈形態轉變復雜，主要表現為主干脈側可見細脈分支以及脈體側列再現等。

2.3.2 礦石特征

礦石主要為石英脈型黑鎢硫化物礦石，礦石結構以半自形一它形粒狀結構為主，礦石構造以塊狀、浸染狀構造為主。

礦石的礦物成分比較簡單，鎢礦物主要有為黑鎢礦和白鎢礦兩種，黑鎢礦產于石英脈中，呈團塊產出，而白鎢礦主要產于石英脈裂隙面；錫礦物只有單一錫石；銅礦物主要為黃銅礦；鐵礦物種主要為黃鐵礦；鉬礦物主要為輝鉬礦；鋅礦物主要為閃鋅礦。脈石礦物的種類也比較簡單，主要為石英、絹云母、螢石等。各礦物描述如下：

黑鎢礦：多呈不規則團塊狀或梳狀和束狀分布于石英脈或者云英巖中。礦物顆粒大小1cm ～2cm，大者可至10cm。礦床礦脈內黑鎢礦分布不勻；多呈不規則團塊狀生長于脈中，呈梳狀、齒狀生長脈側，常與錫石等共生。

白鎢礦：粒徑較細，主要產于石英脈裂隙面上，呈星點浸染狀。

黃銅礦：在礦脈中呈細—中粒浸染狀。鏡下特征顯示其多為它形晶，偶見呈針狀，多被后期其他礦物所溶蝕。

黃鐵礦：半自形-它形，呈不規則塊狀。可與多種金屬礦物共生，如黃銅礦、閃鋅礦、黑鎢礦等。

閃鋅礦：呈半自形-它形產出，可被晚期的螢石、石英等交代、溶蝕

2.3.3 成礦流體特征

荷樹下石英脈型鎢礦床具有多階段的成礦作用，結合礦脈中礦物組合和鏡下觀察，可將成礦作用劃分為3 個階段：早階段：黑鎢礦—（輝鉬礦）—石英階段；主階段：黑鎢礦—黃鐵礦—黃銅礦—石英階段；晚階段：黃鐵礦—黃銅礦—石英階段。對流體包裹體開展了顯微測溫，荷樹下石英脈型黑鎢礦成礦溫度為187℃～382℃（湖南茶陵錫田錫鉛鋅多金屬礦整裝勘查區礦產調查與找礦預測子項目）。錫田荷樹下鎢礦床各個階段含礦石英脈中的流體包裹體的激光拉曼測定結果顯示其含H2O、CO2、CH4以及N2（湖南茶陵錫田錫鉛鋅多金屬礦整裝勘查區礦產調查與找礦預測子項目）。

3 結論

3.1 找礦標志

野外找礦應著重注意賦存于印支期鉀長石巨斑黑云母花崗巖、中粗粒黑云母花崗巖和細粒黑云母花崗巖中的成雁列式分布的石英細脈，尤其是傾角陡傾，平面上呈左行右列展布型式的NWW 向石英細脈帶。黑鎢礦多呈不規則團塊狀生長于脈中，呈梳狀、齒狀生長于脈側。脈中有黑鎢礦和螢石，局部可見黃鐵礦和輝鉬礦，脈壁局部不平直。圍巖蝕變主要為云英巖化、硅化強烈，偶見黃鐵礦化。

3.2 礦床類型

錫田荷樹下鎢礦為燕山期高溫石英脈型礦化，基于錫田荷樹下石英脈型黑鎢礦成礦溫度為中高溫（187℃～382℃），其成礦熱液主要為巖漿水，成礦流體沿裂隙運移時，與大氣水和地下水混合。是與燕山期富硅富堿過鋁質的花崗巖有關的中高溫熱液型鎢礦床。