湖南杉木溪矿区雄黄矿体地质特征及找矿前景
朱真真 黄文海 王元 肖飞云
文章编号：1672-5603（2018）02-031-6
摘 要 通过对杉木溪矿区雄黄矿的成矿物质来源、微量元素在地层中的富集与成矿关系、控矿因素、矿体成因的综合分析与研究；结合其矿区地質特征、矿体地质特征，对杉木溪矿区雄黄矿体进行找矿前景分析，为在矿区深部探寻雄黄矿体提供找矿思路。
关键词 杉木溪；雄黄；控矿因素；低温热液
中图分类号：P611.1 文献标识码：A
The Geological Features and Prospecting Prospect of the Realgar Mineral Body over Shamuxi Mining Area in Hunan Province
Zhu Zhenzhen，Huang Wenhai，Wang Yuan，Xiao Feiyun
（The First Team of Hunan Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau，ChenZhou Hunan 423000）
Abstract： Through comprehensive analysis and study of the origin of metallogenic material， the concentration of trace elements in the stratum and metallogenic relation， ore-controlling factors and the genesis of ore body for realgar ore over Shamuxi mining area； to make analysis of the prospecting prospect of realgar ore body over Shamuxi mining area combining with geological characteristics of the mining area and orebody， so as to provide prospecting ideas for exploring realgar ore in the deep part of the mining area.
Keywords： Shamuxi； realgar； ore-controlling factors； low temperature hydrothermal
0 引言
杉木溪矿区位于香花岭矿田南部。香花岭矿田矿产资源丰富，有钨、锡、钼、铋、铅、锌、铌、钽、铷等矿种，为高温-中温矿床。近年来随着地质工作的深入，首次在香花岭矿田探获雄黄矿体。本文通过对杉木溪矿区雄黄矿体的地质特征及控矿因素的研究，为杉木溪矿区内雄黄矿体的找矿提供了下一步找矿方向，具有极好的找矿前景，为今后在香花岭矿田探寻雄黄矿体提供依据。
1 区域地质背景
杉木溪矿区位于香花岭矿田东南面。香花岭矿田位于南岭东西向成矿带中段北缘，炎陵—郴州—蓝山北东向基底深大断裂通过本区。
区内构造活动强烈且具有多期性，构造形迹具多样性和复杂性等特点。构造总体上以南北向香花岭短轴背斜为主体，两侧发育南北向压性断层和北北东向紧闭复杂线形褶皱为辅的构造格架（图1）。
区内岩浆活动强烈，出露岩体多属陆壳浅源重熔型。香花岭矿田内出露有燕山早中期癞子岭岩体、通天庙岩体、尖峰岭岩体和花岗斑岩脉、石英斑岩脉，多以岩株、岩豆、岩脉形式产出。岩体中蚀变作用强烈，形成自下而上的黑云母花岗岩（原岩）→钾化花岗岩→钠化花岗岩（产Nb、Ta矿）→云英岩化花岗岩或云英岩（有Sn、W、Nb、Ta矿）的蚀变分带。矿田内的岩体分布有“一基多带，一带多峰，一峰多枝，一枝多脉”的特点，从而影响到本区内各类矿床的形成及产出。
2 矿区地质概况
矿区位于尖峰岭黑云母花岗岩体的东侧（图2）。矿区内地层呈北北东-南南西走向，中部（轴部）地层为二叠系，往两翼出露石炭系；其中石炭系石磴子组地层在矿区两侧大面积出露，西翼的石磴子组上部是雄黄矿体的赋存层位。矿区褶皱、断裂构造较发育，主要含矿构造有北东向F407、北北东向F406、近南北向F416。尖峰岭岩体倾向南东，倾角30-40°。
3 矿体地质特征
矿区发现的雄黄矿体为隐伏矿，地表仅有砷化探异常。深部有ZK001、ZK101钻孔和民窿PD1三个工程控制到雄黄矿体，矿体埋深在十几米到一百余米，赋存标高380-550 m；雄黄矿赋存于石炭系石磴子组上部碳质灰岩的裂隙中，呈浸染状、脉状、透镜状、团块状或囊状，并与雌黄矿共生，矿体沿走向控制长200 m，倾向长250 m，倾向南东东，倾角32°左右，与岩层产状基本一致。矿体与围岩呈渐变过渡关系；矿体平均厚度0.72 m，平均品位18.763%，具连续性较好，品位较高，厚度较稳定，埋藏较浅等特点。
矿石类型有细脉型和角砾岩型两种（图3、图4）。雄黄矿石呈桔红色，他形-半自形粒状结构，脉状、角砾状、浸染状、块状构造；矿石矿物主要为雄黄和少量的雌黄，脉石矿物主要为方解石（图5、图6）。
4 矿体控矿因素及矿体成因
通过收集区内及周边勘查成果资料，结合找矿勘查工作，对杉木溪雄黄矿体的成矿控制条件和矿体成因类型综合分析如下：
4.1 成矿物质来源
矿区内砷成矿物质的来源有二个方面：
（1）杉木溪雄黄矿赋矿围岩为石炭系石磴子组上部的灰岩、碳质灰岩。石磴子组岩石微量元素中As为12ppm，为其克拉克值的7倍；W为4.5ppm，为其克拉克值的3.5倍；其余元素均低于克拉克值（表1），为成矿物质As元素部分来源于石磴子组地层提供了有力的证据。
（2）燕山期尖峰岭花岗岩体岩石的微量元素的平均含量为（ppm）：Pb153、Zn155、Sn232、Cu42、As210、W162，富含锡、钨、铅、锌、砷等成矿元素，具有良好的成矿花岗岩的特征，说明雄黄矿的As元素部份来源于岩浆岩中。
4.2 微量元素在地层中的富集与成矿关系
矿区矿（床）点主要赋存在C1c和P2l地层中，主要为煤矿（床）点和铁矿（床）点。C1sh地层为钨锡矿（床）点及水泥灰岩点，C1c地层为煤、铁矿（床）点，P1d地层为锰矿（床）点，P2dl地层为铅锌多金属矿（床）点，二叠纪的龙潭组（P2l）煤矿（床）点多达7处之多（表2）。
资料来源湖南省地质矿产局区域地质调查所三队1990年提交的《区域地质调查报告》。
矿区Bi、As、Sr元素浓集中心在岩体外带及远离岩体处，富集于C1c和C1sh地层，以形成雄（雌）黄矿；当冲组（P1d）中的Mn富集高，形成锰矿。由此可见，地层中微量元素富集的多少和强度的高低，对成矿起着很大的控制作用。
4.3 矿体控矿因素
杉木溪雄黄矿（体）化带，赋存在张家坪复式向斜西翼（近尖峰岭花岗岩体）石磴子组上部的层间裂隙中，呈北北东走向。矿体的形成和富集主要受地层岩性的控制，岩浆活动为主要因素；岩浆活动至区内带来的含矿热卤水交代地层中的成矿物质，构造（裂隙）为其提供了导矿通道和有利的容矿空间。
4.3.1 构造控矿
矿区内雄黄矿（化）体的形成是燕山期构造运动的产物。岩浆热液活动沿断裂由西向东、由深部向浅部运移，其热液温度从高→中→低依次梯减，元素的分带从岩体向外依次出现稀有（Be、Nb、Li）→高温（W、Sn、Bi）→中温（Pb、Zn、Ag、Cu）→低温（As、Sb）元素组合（图7），断裂是热液活动的通道，在浅部热液温度降低，含矿低温热卤水沿断裂上升至石磴子组顶部，石磴子组灰岩与含矿低温热卤水产生接触交代反应，层间裂隙提供了容矿空间。热液沿F311断裂从尖峰岭岩体向东部地层运移，在距岩体1000-1200 m处的石磴子组地层上部交代地层中成矿物质，形成雄黄矿体。因此断裂构造在成矿过程中起了导矿的作用（图2）。
4.3.2 地层岩性控矿
雄黄矿（化）体赋矿于石炭系石磴子组上部，具有层控特征。赋矿岩性为灰岩、碳质灰岩。通过以往化探工作分析，本区的碳酸盐岩中As、Sb、Hg等微量元素含量比地壳同类岩石较高，其原始丰度大大高于克拉克值；含矿热液与碳酸盐岩发生交代作用时萃取地层中的As元素形成雄黄矿体。
岩石的物理性质与成矿也有一定的关系。赋矿层位为灰岩与碳质灰岩互层，其灰岩比碳质灰岩性较脆，在一定构造应力作用下，灰岩较容易破碎，能为成矿提供储矿空间。碳酸盐岩的孔隙率一般在0.23-5.05‰之间，有利于矿液的渗透和富集。
另外，雄黄矿化层之上是石炭系测水组下部的页岩和砂页岩，页岩和砂页岩为不透水层，对矿液的聚集起到了很好的屏蔽遮挡作用，从而为成矿提供了有利的地质环境。
因此，石磴子组的碳质灰岩为成矿提供了物质来源，层间裂隙为成矿提供了空间；测水组下部的页岩和砂页岩起到了屏蔽遮挡作用。因此雄黄矿体主要受层位控制。
4.3.3 岩浆活动作用
雄黄矿体的形成除构造、地层岩性因素以外，还与岩浆岩活动有十分密切的关系。岩浆活动带来的含矿热液沿构造（裂隙）向外涌动，并对地层中的矿源层进行了渗透交代，使成矿元素进一步富集充填交代从而形成雄黄矿体。
4.4 矿体成因
对矿区构造、地层、岩浆岩特征进行分析认为，燕山期大规模的造山运动，在香花岭矿田内岩浆活动频繁使岩层褶皱形成短轴背斜，其断裂（裂隙）构造发育有利于岩浆热液向外扩散。区内地表水沿地层孔隙下渗和断裂（裂隙）水与岩浆活动产生的含矿热液（低温）在地层中循环运移，萃取地层中As成矿元素沿断裂（裂隙）向浅部汇集；由于测水组下部页岩和砂页岩的屏蔽，含矿卤水在石磴子组上部层间裂隙中富集充填交代而形成雄黄矿体。
综合分析，本区雄黄矿体类型为层间裂隙低温热液充填交代型。
5 找矿前景分析
杉木溪矿区位于尖峰岭岩体东侧，燕山期大规模的造山运动使矿区内断裂（裂隙）构造十分发育，断裂以岩体为中心呈网状向外延伸，使热液具有良好的运移通道，层间裂隙提供了容矿空间；同时岩体及C1sh地层富含As元素，为雄黄矿体提供了物质来源；而覆盖于C1sh地层上的测水组砂岩为含矿热液与碳酸盐岩发生交代时起到了遮挡屏蔽的作用。
通过上述成矿条件分析，认为本區尚有较好的找矿前景，其成矿地质条件优越；尤其是F416与F310、F311交汇部位之间，标高380-550 m，层间裂隙十分发育，是进一步找矿方向。
参考文献/References
[1]周代海，徐国万，肖松涛.香花岭矿田及外围锡矿矿源层地质特征及找矿意义的研究[R]，湖南省有色地质勘查局，1984年.
[2]卢建春，蔡宏渊，姚锦琪.湖南省香花岭矿田锡多金属成矿条件[R]，湖南省有色地质勘查局，1989年.
[3]袁见齐，朱上庆，翟裕生.矿床学[M]，北京地质出版社，1985年.
文章编号：1672-5603（2018）02-031-6
摘 要 通过对杉木溪矿区雄黄矿的成矿物质来源、微量元素在地层中的富集与成矿关系、控矿因素、矿体成因的综合分析与研究；结合其矿区地質特征、矿体地质特征，对杉木溪矿区雄黄矿体进行找矿前景分析，为在矿区深部探寻雄黄矿体提供找矿思路。
关键词 杉木溪；雄黄；控矿因素；低温热液
中图分类号：P611.1 文献标识码：A
The Geological Features and Prospecting Prospect of the Realgar Mineral Body over Shamuxi Mining Area in Hunan Province
Zhu Zhenzhen，Huang Wenhai，Wang Yuan，Xiao Feiyun
（The First Team of Hunan Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau，ChenZhou Hunan 423000）
Abstract： Through comprehensive analysis and study of the origin of metallogenic material， the concentration of trace elements in the stratum and metallogenic relation， ore-controlling factors and the genesis of ore body for realgar ore over Shamuxi mining area； to make analysis of the prospecting prospect of realgar ore body over Shamuxi mining area combining with geological characteristics of the mining area and orebody， so as to provide prospecting ideas for exploring realgar ore in the deep part of the mining area.
Keywords： Shamuxi； realgar； ore-controlling factors； low temperature hydrothermal
0 引言
杉木溪矿区位于香花岭矿田南部。香花岭矿田矿产资源丰富，有钨、锡、钼、铋、铅、锌、铌、钽、铷等矿种，为高温-中温矿床。近年来随着地质工作的深入，首次在香花岭矿田探获雄黄矿体。本文通过对杉木溪矿区雄黄矿体的地质特征及控矿因素的研究，为杉木溪矿区内雄黄矿体的找矿提供了下一步找矿方向，具有极好的找矿前景，为今后在香花岭矿田探寻雄黄矿体提供依据。
1 区域地质背景
杉木溪矿区位于香花岭矿田东南面。香花岭矿田位于南岭东西向成矿带中段北缘，炎陵—郴州—蓝山北东向基底深大断裂通过本区。
区内构造活动强烈且具有多期性，构造形迹具多样性和复杂性等特点。构造总体上以南北向香花岭短轴背斜为主体，两侧发育南北向压性断层和北北东向紧闭复杂线形褶皱为辅的构造格架（图1）。
区内岩浆活动强烈，出露岩体多属陆壳浅源重熔型。香花岭矿田内出露有燕山早中期癞子岭岩体、通天庙岩体、尖峰岭岩体和花岗斑岩脉、石英斑岩脉，多以岩株、岩豆、岩脉形式产出。岩体中蚀变作用强烈，形成自下而上的黑云母花岗岩（原岩）→钾化花岗岩→钠化花岗岩（产Nb、Ta矿）→云英岩化花岗岩或云英岩（有Sn、W、Nb、Ta矿）的蚀变分带。矿田内的岩体分布有“一基多带，一带多峰，一峰多枝，一枝多脉”的特点，从而影响到本区内各类矿床的形成及产出。
2 矿区地质概况
矿区位于尖峰岭黑云母花岗岩体的东侧（图2）。矿区内地层呈北北东-南南西走向，中部（轴部）地层为二叠系，往两翼出露石炭系；其中石炭系石磴子组地层在矿区两侧大面积出露，西翼的石磴子组上部是雄黄矿体的赋存层位。矿区褶皱、断裂构造较发育，主要含矿构造有北东向F407、北北东向F406、近南北向F416。尖峰岭岩体倾向南东，倾角30-40°。
3 矿体地质特征
矿区发现的雄黄矿体为隐伏矿，地表仅有砷化探异常。深部有ZK001、ZK101钻孔和民窿PD1三个工程控制到雄黄矿体，矿体埋深在十几米到一百余米，赋存标高380-550 m；雄黄矿赋存于石炭系石磴子组上部碳质灰岩的裂隙中，呈浸染状、脉状、透镜状、团块状或囊状，并与雌黄矿共生，矿体沿走向控制长200 m，倾向长250 m，倾向南东东，倾角32°左右，与岩层产状基本一致。矿体与围岩呈渐变过渡关系；矿体平均厚度0.72 m，平均品位18.763%，具连续性较好，品位较高，厚度较稳定，埋藏较浅等特点。
矿石类型有细脉型和角砾岩型两种（图3、图4）。雄黄矿石呈桔红色，他形-半自形粒状结构，脉状、角砾状、浸染状、块状构造；矿石矿物主要为雄黄和少量的雌黄，脉石矿物主要为方解石（图5、图6）。
4 矿体控矿因素及矿体成因
通过收集区内及周边勘查成果资料，结合找矿勘查工作，对杉木溪雄黄矿体的成矿控制条件和矿体成因类型综合分析如下：
4.1 成矿物质来源
矿区内砷成矿物质的来源有二个方面：
（1）杉木溪雄黄矿赋矿围岩为石炭系石磴子组上部的灰岩、碳质灰岩。石磴子组岩石微量元素中As为12ppm，为其克拉克值的7倍；W为4.5ppm，为其克拉克值的3.5倍；其余元素均低于克拉克值（表1），为成矿物质As元素部分来源于石磴子组地层提供了有力的证据。
（2）燕山期尖峰岭花岗岩体岩石的微量元素的平均含量为（ppm）：Pb153、Zn155、Sn232、Cu42、As210、W162，富含锡、钨、铅、锌、砷等成矿元素，具有良好的成矿花岗岩的特征，说明雄黄矿的As元素部份来源于岩浆岩中。
4.2 微量元素在地层中的富集与成矿关系
矿区矿（床）点主要赋存在C1c和P2l地层中，主要为煤矿（床）点和铁矿（床）点。C1sh地层为钨锡矿（床）点及水泥灰岩点，C1c地层为煤、铁矿（床）点，P1d地层为锰矿（床）点，P2dl地层为铅锌多金属矿（床）点，二叠纪的龙潭组（P2l）煤矿（床）点多达7处之多（表2）。
资料来源湖南省地质矿产局区域地质调查所三队1990年提交的《区域地质调查报告》。
矿区Bi、As、Sr元素浓集中心在岩体外带及远离岩体处，富集于C1c和C1sh地层，以形成雄（雌）黄矿；当冲组（P1d）中的Mn富集高，形成锰矿。由此可见，地层中微量元素富集的多少和强度的高低，对成矿起着很大的控制作用。
4.3 矿体控矿因素
杉木溪雄黄矿（体）化带，赋存在张家坪复式向斜西翼（近尖峰岭花岗岩体）石磴子组上部的层间裂隙中，呈北北东走向。矿体的形成和富集主要受地层岩性的控制，岩浆活动为主要因素；岩浆活动至区内带来的含矿热卤水交代地层中的成矿物质，构造（裂隙）为其提供了导矿通道和有利的容矿空间。
4.3.1 构造控矿
矿区内雄黄矿（化）体的形成是燕山期构造运动的产物。岩浆热液活动沿断裂由西向东、由深部向浅部运移，其热液温度从高→中→低依次梯减，元素的分带从岩体向外依次出现稀有（Be、Nb、Li）→高温（W、Sn、Bi）→中温（Pb、Zn、Ag、Cu）→低温（As、Sb）元素组合（图7），断裂是热液活动的通道，在浅部热液温度降低，含矿低温热卤水沿断裂上升至石磴子组顶部，石磴子组灰岩与含矿低温热卤水产生接触交代反应，层间裂隙提供了容矿空间。热液沿F311断裂从尖峰岭岩体向东部地层运移，在距岩体1000-1200 m处的石磴子组地层上部交代地层中成矿物质，形成雄黄矿体。因此断裂构造在成矿过程中起了导矿的作用（图2）。
4.3.2 地层岩性控矿
雄黄矿（化）体赋矿于石炭系石磴子组上部，具有层控特征。赋矿岩性为灰岩、碳质灰岩。通过以往化探工作分析，本区的碳酸盐岩中As、Sb、Hg等微量元素含量比地壳同类岩石较高，其原始丰度大大高于克拉克值；含矿热液与碳酸盐岩发生交代作用时萃取地层中的As元素形成雄黄矿体。
岩石的物理性质与成矿也有一定的关系。赋矿层位为灰岩与碳质灰岩互层，其灰岩比碳质灰岩性较脆，在一定构造应力作用下，灰岩较容易破碎，能为成矿提供储矿空间。碳酸盐岩的孔隙率一般在0.23-5.05‰之间，有利于矿液的渗透和富集。
另外，雄黄矿化层之上是石炭系测水组下部的页岩和砂页岩，页岩和砂页岩为不透水层，对矿液的聚集起到了很好的屏蔽遮挡作用，从而为成矿提供了有利的地质环境。
因此，石磴子组的碳质灰岩为成矿提供了物质来源，层间裂隙为成矿提供了空间；测水组下部的页岩和砂页岩起到了屏蔽遮挡作用。因此雄黄矿体主要受层位控制。
4.3.3 岩浆活动作用
雄黄矿体的形成除构造、地层岩性因素以外，还与岩浆岩活动有十分密切的关系。岩浆活动带来的含矿热液沿构造（裂隙）向外涌动，并对地层中的矿源层进行了渗透交代，使成矿元素进一步富集充填交代从而形成雄黄矿体。
4.4 矿体成因
对矿区构造、地层、岩浆岩特征进行分析认为，燕山期大规模的造山运动，在香花岭矿田内岩浆活动频繁使岩层褶皱形成短轴背斜，其断裂（裂隙）构造发育有利于岩浆热液向外扩散。区内地表水沿地层孔隙下渗和断裂（裂隙）水与岩浆活动产生的含矿热液（低温）在地层中循环运移，萃取地层中As成矿元素沿断裂（裂隙）向浅部汇集；由于测水组下部页岩和砂页岩的屏蔽，含矿卤水在石磴子组上部层间裂隙中富集充填交代而形成雄黄矿体。
综合分析，本区雄黄矿体类型为层间裂隙低温热液充填交代型。
5 找矿前景分析
杉木溪矿区位于尖峰岭岩体东侧，燕山期大规模的造山运动使矿区内断裂（裂隙）构造十分发育，断裂以岩体为中心呈网状向外延伸，使热液具有良好的运移通道，层间裂隙提供了容矿空间；同时岩体及C1sh地层富含As元素，为雄黄矿体提供了物质来源；而覆盖于C1sh地层上的测水组砂岩为含矿热液与碳酸盐岩发生交代时起到了遮挡屏蔽的作用。
通过上述成矿条件分析，认为本區尚有较好的找矿前景，其成矿地质条件优越；尤其是F416与F310、F311交汇部位之间，标高380-550 m，层间裂隙十分发育，是进一步找矿方向。
参考文献/References
[1]周代海，徐国万，肖松涛.香花岭矿田及外围锡矿矿源层地质特征及找矿意义的研究[R]，湖南省有色地质勘查局，1984年.
[2]卢建春，蔡宏渊，姚锦琪.湖南省香花岭矿田锡多金属成矿条件[R]，湖南省有色地质勘查局，1989年.
[3]袁见齐，朱上庆，翟裕生.矿床学[M]，北京地质出版社，1985年.
