湖南省白果市地区锡矿成矿地质特征及其成矿规律

高 华，沈亚飞，谢玉华，熊建忠

（湖南省核工业地质局三0 一大队，湖南 长沙 410000）

1 区域地质概括

白果市地区位于金洞管理区白果市-土坳-鄢家蓬一带，区域上位于华南褶皱带南岭纬向成矿构造带中段北缘，北东向攸县-宁远深大断裂、长寿街-双牌深大断裂与东西向阳明山-大义山-上堡基底断裂带以及北西向阳明山-骑田岭断裂带复合交汇部位。区域内除缺失志留纪、白垩纪、第三纪地层外，从寒武-第四纪地层均有分布，其中以奥陶系最发育，出露最完整，组成区内基底地层。

区内岩浆活动频繁强烈，阳明山复式花岗岩体沿阳明山隆起带核部呈近EW 向展布，属晚三叠世侵入产物。区内花岗岩与区内内生金属矿产成矿关系密切，尤其是钨锡矿。

本区共经历了加里东、印支、燕山、喜马拉雅等四个构造阶段，构造总体以断裂为主，不同期次的断裂构造彼此错动、叠加、利用、改造，呈现以EW 向隆起为基底，NNW-SN、NNE 和NE向断裂为主体，并伴生不同方向组次级断裂的构造格局。

2 研究区成矿地质特征

2.1 地层

区内出露的地层有奥陶系、中泥盆统系，其中以奥陶系地层最发育，出露最完整，主要围绕阳明山-塔山穹窿呈环状分布，岩性以浅变质碎屑岩为主，夹少量板岩，组成区内基底地层。

2.2 构造

区内的构造总体以断裂为主，区域性断裂以NNE、NNW 以及NE 向等三组为主，其次为区域性大断裂产生的次级断裂。

NNW 向断裂：该组主要有荒塘-白果市断裂，为区域性断裂，规模较大，构造活动也较强烈，并具有多期活动特点。该断裂走向345°、倾角50°～75°，区内出露长约20km。断裂构造较破碎，主要由硅化角砾岩、硅化碎裂岩为主。根据构造产物，脉体穿插关系等因素，初步判断该断裂带先后有三次活动：早期为岩石碎裂硅化；第二次硅化岩石再破碎，中晶石英充填及绢云母化；第三次则是由铁泥质胶结的角砾岩、不连续的糜棱岩及擦痕明显，总体显示了顺时针扭动的压扭性质。

NNE 向断裂：主要有野马-土坳断裂和朱家冲-磨石沅断裂，都为区域性大断裂，规模较大，延伸长，切割深，构造活动较强烈，同时具多期活动特点明显。该组断裂于加里东期形成，在印支和燕山期重新活动。在区内该组断裂与成矿关系密切，为区内主要控矿、导矿断裂。野马-土坳断裂；走向25°，倾向285°～300°，倾角70°～80°，区内出露长约19km，构造具有压扭-张扭-压扭的多次活动性，由一套硅化碎裂岩、石英脉、含泥质裂隙组成。朱家冲-磨石沅断裂呈舒缓波状延伸，总体走向20°，倾向北西，倾角30°～70°，区内出露长约12km。断裂由硅化碎裂砂岩、构造角砾岩、网脉状石英及少量断层泥等组成，宽1 ～10 余米。

近SN 向、近EW 向断裂：主要为区域性断裂的次级断裂，为区内锡矿的主要容矿构造，该组断裂成带近平行、等间距产出。破碎带由石英脉、云英岩脉及两侧云英岩化花岗岩及电气石化花岗岩等充填，破碎带规模大小不一，延伸不稳定，厚0.3m ～1.5m，倾角一般较陡，最陡时近于直立。，

2.3 岩浆岩

区内岩浆活动频繁，岩体规模大，侵入期次多，自西向东分别出露阳明山岩体、白果市-土坳岩体。

2.3.1 阳明山岩体

岩体呈东西向出露于阳明山隆起西部，岩体呈岩基产出，侵入时代为晚三叠世。根据岩相可分为过渡相的中粗粒斑状二云母二长花岗岩和边缘相的中细粒斑状二云母二长花岗岩。

根据湖南阳明山地区矿产地质调查报告对岩体的研究，阳明山岩体岩石属铝过饱和酸性岩，据岩体岩石化学特征参数，阳明山岩体岩石属富钾的钙碱性过铝质系列花岗岩，成因类型属S型花岗岩。岩石分异程度较高。岩石的微量元素Rb、Li、Sn、Bi等元素含量较高，分别为维氏值的3 倍、4 倍、11 倍和50 倍，具有较明显的浓集特征，表明岩体能够为区内锡成矿提供了较丰富的成矿元素。

2.3.2 白果市-土坳岩体

位于阳明山复式花岗岩体东部，由白果市和土坳岩体两个主岩体及周边的小岩株组成，侵入时代为晚三叠世。岩体总体呈近东西向展布，断续出露长约22km，面积约80km2，沿近东西向基底断裂侵入于下古生代地层中。岩体岩性基本一致，为中细粒斑状白（二）云母二长花岗岩。

根据湖南阳明山地区矿产地质调查报告对岩体的研究。白果市-土坳岩体岩石属铝过饱和酸性岩，据岩体岩石化学特征参数，岩体岩石属富钾的钙碱性过铝质系列花岗岩，成因类型属S型花岗岩。岩石分异演化程度较高。岩石中成矿元素Sn 含量较高，平均为32.46×10-6，为维氏值的10 倍，表明岩体中锡元素较丰富，可为成矿提供成矿物质，有利于锡矿成矿。

2.4 围岩蚀变

区内主要气热液蚀变主要有云英岩化、硅化、电气石化、白云母化、电英岩化、钠长石化、钾长石化、绿泥石化及多种硫化物化等。蚀变呈线状分布，主要沿断裂带、节理裂隙密集带、劈理带两侧不均匀分布，区内与锡矿化有关的蚀变主要为云英岩化、电气石化、硅化，电英岩化及硫化物化，其中云英岩化、电气石化叠加部位锡矿化较发育。

总体而言，蚀变种类越复杂、蚀变越强、矿化越好。

2.5 锡矿分布特征

区内已知的锡矿床（点）7 处，钨锡矿点1 处，主要分布于白果市-土坳岩体内、外接触带，其次分布于阳明山岩体内接触带，其成因类型均为高温热液充填型。

锡矿分布特征：石英脉型锡矿：该类型锡矿受次级断裂、节理和裂隙的控制，主要分布于岩体内外接触带附近，尤其是白果市-土坳-老寨岭一带较发育。在岩体内围岩主要为细粒白云母二长花岗岩，中细粒斑状白（二）云母二长花岗岩，在外接触带为浅变质碎屑岩、粉砂-砂质板岩。矿体多为薄矿体，呈脉状、似层状、透镜状产出，厚数厘米至1.3m 不等，锡品位一般较高，为0.12%～0.90%。矿石中有用矿物以锡石为主，次为黑钨矿，颗粒粗大，但分布不均匀，在石英脉两壁和云英岩脉（或团块）中较为富集，其次富集在云英岩化花岗岩中。矿脉（体）具有脉壁平直、产状稳定、成群成组分布的特点。围岩蚀变主要为硅化及云英岩化。锡矿化整体分布不均匀，沿倾向和走向有分段富集的特点。

3 矿床（点）地质特征

3.1 地质特征

区内地层出露简单，广泛出露奥陶系上统天马山组（图1），分布于白果市岩体、土坳岩体周边，构成岩体围岩，岩性为浅变质石英砂岩、粉砂岩、砂质板岩和炭质板岩。岩体与围岩有明显的热接触变质作用，近岩体处普遍角岩化，整体岩性较脆，节理裂隙发育，为锡矿脉的围岩之一。

区内断裂较发育，有北北东向、北东向和北北西向三组，热液活动较明显，区内有两条主要断裂F19、F8，断裂贯穿全区，为主要的导矿断裂，其产生的次级断裂即本区的容矿构造，控制区内锡矿脉的展布。

区内岩浆岩发育，为白果市-土坳岩体的一部分，自西向东依次出露白果市岩体、土坳岩体，岩性为中细粒斑状白（二）云母二长花岗岩。

区内蚀变较发育，与成矿关系密切的主要为云英岩化，其次为电气石化，硅化等，蚀变主要沿断裂带、节理裂隙带呈线性展布，其中云英岩化、电气石化为该区重要的找矿标志。

在麻拐漕-绵羊园一带开展了土壤剖面测量，圈出了W、Sn、Mo、Bi、F 元素组合异常，异常发育，分布于白果市岩体内外接触带。异常元素以W、Sn、Mo、Bi 元素为主，规模较大，面积1.28km2，异常元素峰值较高，其峰值为W296、Sn184、Mo7.75、Bi19.91、F2800（单位10-6）。

3.2 矿化体特征

3.2.1 赋矿部位

矿区的锡矿主要赋存于岩体内外接触带中的近东西向次级构造破碎带中及蚀变围岩中。

3.2.2 矿体分布特征

矿区已发现6 条矿脉，大致呈近东西向展布呈脉状、似层状产出，多数为锡石—石英脉，少数为含锡云英岩脉。矿脉（体）具有脉壁平直、产状稳定、成群成组分布的特点，矿脉倾向185°～215°，倾角61°～81°，厚0.7m ～1.1m，品位0.28%～1.01%。

3.2.3 锡矿类型

该区锡矿床类型按其赋存部位及产出形态有破碎带蚀变型和石英脉充填浸染型。

3.2.4 矿石矿物成分

矿石金属矿物以锡石为主，其次为黄铜矿、黑钨矿、黄铁矿、褐铁矿、钛铁氧化物、少量铜蓝，脉石矿物有石英、白云母、电气石、绿泥石等。

3.2.5 矿石结构构造

锡矿主要是以锡石的形式赋存，矿石结构主要为自形-半自形粒状结构、柱状、锥状结构，锡石部分与片状集合体状矿物共生，矿石构造主要有浸染状构造、脉状构造、块状构造。

图1 麻拐槽矿点地质略图

4 锡矿成矿规律研究

4.1 锡矿床类型

白果市地区锡矿工业类型以石英脉-云英岩脉锡矿为主，成因类型主要为高－中温热液充填型锡矿。

4.2 矿床时空分布规律

4.2.1 成矿时间分布规律

区内锡矿成矿时代属印支期晚期，与白果市-土坳岩体侵入时间基本一致，表明该区的锡矿与阳明山复式岩体的岩浆热液活动关系密切。

4.2.2 成矿空间分布规律

区内已发现的7 个矿床（点）均分布在白果市-土坳岩体内外接触带中，锡矿点受地层、岩体、构造作用共同控制。在白果市-麻拐漕-绵羊园一带，锡矿脉大致呈近东西向-北西西向展布，土坳-桎木湾-老寨岭一带，锡矿脉呈北北西-北东向展布，矿脉沿倾向一般较陡峭，倾角65°～86°，锡矿化分布极不均匀，沿走向及倾向具有分段富集的特征，沿石英脉两侧矿化较好，锡石多呈细脉状、星点状、粒状分布于石英脉壁处的羽状节理裂隙中及蚀变花岗岩中。

区内锡矿体在空间上与该区花岗岩的侵入形态和方向有密切关系，同时受后期构造活动（含晚期侵入活动）的影响。从目前发现的主要矿体来看，在平面上，矿化在接触界线内湾凹陷或舌状突出处较发育，如绵阳园、土坳锡矿点，在剖面上锡矿往往产于花岗岩侵入体“背形”构造的顶部；此外小岩株、岩脉旁侧，隐伏岩体上方，都是成矿的有利部位。

4.3 控矿因素分析

区内锡矿化受地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变等多种因素综合控制。

4.3.1 地层与成矿的关系

区内由奥陶纪地层组成的基底地层，处隐伏于深部8km ～13km 处的前震旦纪地层（富含W、Sn、Pb、Zn、Sb、Au等主要成矿元素）之上，在成矿作用上可视为屏蔽层，是石英脉型锡矿的赋矿围岩之一。区内广泛出露奥陶系，以浅变质砂岩为主，夹板岩，岩石脆性较强，断裂和裂隙构造较容易发育，为含矿热液的运移和富集成矿创造了条件。

4.3.2 岩浆岩与成矿的关系

区内岩浆活动较强烈，为晚三叠世同源岩浆多次脉动侵入的复式岩体，具“S”型花岗岩地球化学特征，成因类型属陆壳重熔型花岗岩类，花岗岩体的源岩均来自中元古代地壳物质（变质泥岩）部分熔融，各种物源和分异程度的岩浆，均能为内生成矿作用直接提供一定丰度的成矿物质。岩体岩石中富含F、As、B等有利于矿化的挥发份，成矿元素W、Sn、Mo、Bi、Rb、Li 等含量明显高于维氏值，能提供大量的成矿物质，是区内主要的成矿母岩。根据区内矿产分布特征，区内矿化分带性较明显，锡、钨、铅锌、铜、金等矿产位于岩体内及其周边，在空间分布上，具有由岩体中心向外，由高温（钨锡）—中温（铜铅锌）—低温（金）的分带特点，这些特征体现了成矿与 “S”型花岗岩体的亲缘关系。表明阳明山复式花岗岩体为锡矿成矿提供了物源和矿质活化、迁移、聚集所必需的热源、热动力。

4.3.3 构造与成矿的关系

研究区位于南岭东西向复杂构造带中段北缘，多组深大断裂的交汇部位，经历了多次构造变形，形成了加里东、印支、燕山期三期构造行迹，多期次活动的断裂纵横交织发育，主要以北北东向和北北西断裂最发育，规模较大，切割深度大，构造活动强烈，具有多期活动特征，成为含矿熔浆和热液运移的通道-导矿构造。区域性构造派生的近东西向、近南北向、北东向组的次级剪性（或先剪后张）断裂、裂隙、劈理带，是区内矿脉就位的有利场所，为区内的主要容矿构造。研究区内构造控矿作用明显，总体构成基底断裂控矿—区域性断裂导（配）矿—次级断裂容矿的构造成矿体系。

4.3.4 围岩蚀变与成矿的关系

区内围岩蚀变与成矿关系较为密切，主要发育云英岩化、电气石化、硅化，其中云英岩化、电气石化与石英脉型锡矿关系最密切。

4.4 矿床成因探讨

区内锡成矿作用与岩浆分异演化密切相关，矿化作用主要集中于岩浆作用晚期，是印支晚期多次岩浆活动的结果，同时岩浆为该区锡矿成矿的主要物质来源。

自中生代以来，区内所处区域范围内处于板块碰撞挤压和地壳增厚的构造环境，由于地温递增及深部热源，使地壳岩石发生局部熔融，地壳岩石重熔形成岩浆，形成的热液对流并萃取地层中的Sn、W、Cu、Pb、Zn等金属元素，使成矿元素得到初步富集。

岩浆动力加强并开始多次的上涌侵位，形成多期次、多阶段的复式岩体，Sn、W、Cu 等矿质元素随岩浆上侵，随着岩浆发生分异结晶，早期岩浆侵位成岩，晚期岩浆碱性较强易于Sn、W 等矿质保存，作用于早期岩体使矿质元素再次得到富集。由于岩浆分异演化，岩浆中的成矿元素再次产生不均匀分配，形成富W、Sn 的岩浆熔体。

富Sn、W 岩浆异动上侵，在侵入体顶部汇聚了大量的富含Sn、W 等成矿物质和挥发份等组分，岩体熔体的体积膨胀，岩体内部压力增大，在压力梯度作用下，含矿气热液沿早期导矿断裂运移，当运移至顶部时，因具张性特征的层节理发育，岩石渗透性良好，含矿气热液首先沿其充填，由于上部处于相对封闭状态，气热液可与花岗岩充分作用，形成厚大的云英岩体，随着气热液中含F-、Cl-矿物的大量析出和溶液性质的变化，从而使Sn、W 等金属络合物分解，锡石、黑钨矿等金属矿物析出，从而形成了云英岩体型钨锡矿床。后期在区域构造应力场的作用下，区域性断裂活动加剧，产生NNE、NNW-近EW 向断裂带，同时随着花岗岩浆的演化，溶离出富含矿物质和挥发份的富SiO2 非均匀熔浆-热液，并沿导矿断裂上升，发生充填交代作用，当其充填至层节理中时，形成产状平缓的似层状长英质脉，而当其充填至次级断裂构造时，形成了产状陡立的石英-云英岩脉型锡矿脉。

4.5 找矿标志

（1）岩体标志；研究区广泛出露阳明山复式花岗岩体，属“S”型花岗岩，为印支晚期多次岩浆活动侵入形成，锡矿点（床）主要分布在岩体内外接触带附近，特别是在接触界线内湾凹陷或舌状突出处，矿化较为发育。岩体中发育的小岩株、岩脉旁侧，隐伏岩体上方，都是成矿的有利部位。

（2）区内的北北东向和北北西向区域大断裂是区内的主要控矿断裂，在其两侧派生的次级构造是良好容矿空间，其产状急剧变化、分支复合、叠加改造地段是厚大富矿体产出部位，因此这些次级构造（小断裂、节理、裂隙）是重要的找矿标志。同时花岗岩体岩浆上侵形成的原生节理带控制岩体型锡矿产出，是寻找岩体型锡矿的构造标志。

（3）区内蚀变以云英化、电气石化、硅化为主，云英岩化越强烈矿化情况越好，因此云英岩化、电气石化是该区找矿的蚀变标志。

（4）石英脉型锡矿中锡石多富集在石英脉两侧及蚀变围岩中，特别是石英脉分支、复合部位矿化富集，因此该区的石英脉是本区的直接找矿标志。

（5）地球化学标志：成矿元素和伴生元素的地球化学场高背景区，有Sn、W、F、Cu、Pb、Zn-Sb 等多元素异常组合，异常强度高、浓集中心和梯度变化明显，且呈较大规模的带状、面状分布区 。