丁濤 ，劉建平 ，何強(qiáng) ，邵擁軍，鄭旭，袁玲玲，謝云

（1.有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中南大學(xué)），湖南 長沙 410083；2.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083）

0 引言

錫是我國傳統(tǒng)優(yōu)勢礦產(chǎn)，但隨著錫資源的生產(chǎn)消費(fèi)逐步提高，從2003年開始，我國從錫的凈出口國變成凈進(jìn)口國，且進(jìn)出口逆差越來越大（張建斌等，2015），錫礦資源供給形勢嚴(yán)峻。華南錫礦資源主要分布于云南、廣西、湖南、廣東、廣西、四川等?。ㄌ镆暗龋?016；夏慶霖等，2018），對國內(nèi)的資源潛力預(yù)測顯示，湘南的香花嶺-千里山預(yù)測區(qū)是國內(nèi)5個重要的預(yù)測目標(biāo)區(qū)（夏慶霖等，2018；周念峰等，2020），而香花嶺-千里山預(yù)測區(qū)錫最有潛力的地區(qū)翹楚是香花嶺礦田。香花嶺礦田發(fā)育完善的巖漿-熱液成礦系列，發(fā)育眾多的大中型礦床，前人對該區(qū)礦床的研究集中于北部癩子嶺巖體的新風(fēng)、塘官鋪錫多金屬礦床，其他礦床很少涉及。前人對該區(qū)個別礦床水平分帶進(jìn)行了研究（杜方權(quán)，1983；文國璋等，1984；張德全和王立華，1988），認(rèn)為自巖體向外，自下而上，依次出現(xiàn)花崗巖型的稀有元素礦床和偉晶巖型的稀有元素礦床（花崗巖體的頂部或其附近）、矽卡巖型的鉛鋅、錫及稀有元素礦床（正接觸帶）、高溫?zé)嵋哄a礦床（于接觸帶附近或花崗巖體內(nèi)）、中溫?zé)嵋恒U、鋅礦床（遠(yuǎn)離于花崗巖體的外接觸帶）（文國璋等，1984），但缺乏單個礦床，尤其是脈狀礦床的垂向礦化空間分帶的解剖，制約了該區(qū)錫多金屬礦的深部勘查工作。香花嶺礦田南部斷裂中茶山錫鉛鋅礦床相對遠(yuǎn)離花崗巖巖體，構(gòu)造控礦特征明顯，勘查資料顯示礦化垂向分帶明顯，是開展熱液脈型錫多金屬礦床礦化空間分帶及成礦機(jī)制的理想礦床。本文在野外地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)上，采集了代表性樣品進(jìn)行顯微鑒定，開展了毒砂和閃鋅礦的礦物化學(xué)研究，厘定了礦床垂向礦化分帶規(guī)律及成礦作用過程，最后探討了礦床成因及找礦方向。

1 成礦地質(zhì)背景

湘南地區(qū)處于東西向南嶺成礦帶與北東向欽杭成礦帶交匯部位，獨(dú)特的大地構(gòu)造環(huán)境使湘南成為華南地區(qū)著名的鎢錫鉛鋅多金屬礦集區(qū)（毛景文等，2011）。區(qū)內(nèi)出露最老地層為南華系-寒武系淺變質(zhì)碎屑巖（圖1a），不整合覆蓋其上的為中泥盆統(tǒng)-下三疊統(tǒng)濱海相-淺海相碳酸鹽巖和碎屑巖，之后為上三疊統(tǒng)至中侏羅統(tǒng)湖盆相碎屑巖及煤系地層，下白堊統(tǒng)-第四系陸相碎屑巖及沉積物（柏道遠(yuǎn)等，2016）。區(qū)內(nèi)中酸性巖漿巖廣泛發(fā)育，代表性巖體有騎田嶺、王仙嶺、千里山、癩子嶺等（車勤建，2005）。圍繞中晚侏羅世花崗巖巖體及巖脈發(fā)育眾多的稀有金屬、有色金屬礦床（圖1a）（黃革非等，2003；齊釩宇等，2017）。

香花嶺礦田位于湘南礦集區(qū)的西南（圖1a），出露最老地層為寒武系，巖性為變質(zhì)砂巖及板巖等淺變質(zhì)巖，分布于香花嶺背斜的核部（圖1b）。不整合覆蓋在寒武系之上的泥盆系至三疊系地層，為濱海相-淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖。三疊紀(jì)之后沉積的地層為下侏羅統(tǒng)的陸相碎屑巖及新生界沉積層（鐘江臨和李楚平，2006）。構(gòu)造上整體處于短軸背斜和北東向斷裂控制，發(fā)育北東向F1和F101斷層及北西向F2斷層（蔡宏淵，1991）。礦田內(nèi)地表出露了3個相對較大的花崗巖巖株：癩子嶺巖株、通天廟巖株和尖峰嶺巖株，圍繞這些巖株，發(fā)育眾多的巖脈，尤其以癩子嶺巖株周緣巖脈發(fā)育，如花崗斑巖、細(xì)晶巖脈?；◢弾r巖石學(xué)及地球化學(xué)研究顯示這些巖體為高分異花崗巖（來守華，2014），其形成時代集中在165～150 Ma（彭建堂等，2008）。

圖1 湘南地質(zhì)礦產(chǎn)圖（a，據(jù)馬麗芳,2002；黃革非等，2003修改)和香花嶺地質(zhì)礦產(chǎn)圖（b，據(jù)湖南湘南地質(zhì)勘察院，2020①）

圍繞花崗巖巖株及巖脈，礦田內(nèi)發(fā)育完整的巖漿熱液成礦系統(tǒng)，根據(jù)礦體產(chǎn)狀、元素組合及控制因素，可分為6類（王新元和王吾提，1997②）：①與花崗巖頂部和細(xì)晶巖脈內(nèi)的Nb、Ta礦化；②花崗巖體與灰?guī)r接觸帶的矽卡巖型W、Be礦化；③巖體周緣淺變質(zhì)巖中的石英型W、Sn礦化；④巖體周緣斷裂帶的脈狀Sn、Pb、Zn礦化；⑤花崗斑巖中Sn、Pb、Zn礦化；⑥產(chǎn)于碎屑巖中的似層狀Sn礦化。其中，第④～⑥類為區(qū)內(nèi)主要的錫礦化類型。前人獲得香花嶺礦田成礦年齡為160～150 Ma（Yuan et al.,2008;Li et al.,2018），與成巖時代一致，為南嶺地區(qū)第二階段成礦大爆發(fā)事件的產(chǎn)物（毛景文等，2007）。

2 礦床地質(zhì)概況

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

茶山鉛鋅錫礦床位于香花嶺礦田南部，處于F101斷裂帶的北東端（圖1b），礦區(qū)出露地層有泥盆系和石炭系，少量二疊系。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖漿巖，西南方向距尖峰嶺巖體2 km。據(jù)1∶5萬物探資料推測礦區(qū)東側(cè)存在隱伏花崗巖（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1990③）。

2.1.1 地層圍巖

礦區(qū)地層受斷層錯動影響出露不連續(xù)，主要地層為中泥盆統(tǒng)跳馬澗組、棋梓橋組、上泥盆統(tǒng)佘田橋組以及下石炭統(tǒng)孟公坳組、石蹬子組、測水組、梓門橋組，中上統(tǒng)壺天群組（圖2a）。其中中泥盆統(tǒng)跳馬澗組出露礦區(qū)西北部，主要為砂頁巖；棋梓橋組分布于F5斷層以北的中部地區(qū)，與跳馬澗組整合接觸，與上覆地層斷層接觸，該組地層下、中、上段地層巖性差異明顯，下段為泥灰?guī)r，中段為粒狀白云巖，上段為灰色中厚層狀泥灰?guī)r，以中段白云巖分布最為廣泛，是礦區(qū)主要容礦圍巖；佘田橋組分布于礦區(qū)東北部及中部F5與F6之間，與其他地層多為斷層接觸，礦區(qū)內(nèi)出露該組的中、上兩個巖性段，中段為致密灰?guī)r，近斷裂局部受熱液蝕變成灰白色白云巖，是區(qū)內(nèi)近礦蝕變圍巖，也是主要容礦圍巖，上段為鈣質(zhì)砂巖和致密灰?guī)r。

2.1.2 礦區(qū)構(gòu)造

茶山礦床整體處于通天廟穹窿的東部與F101斷裂帶的交匯部位，構(gòu)造發(fā)育，為成礦提供了良好的成礦空間。礦區(qū)北部地層呈北北東傾向的單斜，礦區(qū)南部地層呈單斜構(gòu)造，地層傾向向東，中間被北東向斷裂帶錯動，這些單斜均屬于通天廟穹窿的東翼（圖1b）。礦區(qū)發(fā)育3組斷裂帶：中部北東向F101斷裂帶、北部東西向斷層和東南部北北東斷層帶（圖2a）。其中北東向F101斷裂帶分布礦區(qū)中部，寬約500～1000 m，走向?yàn)楸北睎|向，主要發(fā)育在棋梓橋組地層中，少數(shù)分布于南部石炭系地層中。棋梓橋組中的斷層帶西南端斷層少，分布窄，北東端斷層多，分布寬，呈現(xiàn)由北東往南西西收斂構(gòu)成區(qū)內(nèi)掃帚狀構(gòu)造（圖2a）。其邊界斷裂包含：①北部F1、F3和F4斷層，總體走向北東向呈向南東凸出的弧形，傾向南西。斷層在北東段地表至200 m以淺兩盤巖性均為棋子橋組白云巖，200 m以深為跳馬澗組砂巖，在西南端斷層兩盤均為跳馬澗組砂巖。F3、F4為F1的次級斷層，走向北東，傾向南東，傾角50°～65°。斷層性質(zhì)均為正斷層，這些次級斷裂中不同程度發(fā)育鉛鋅礦化角礫巖，F(xiàn)4是礦區(qū)重要的容礦斷裂。②南部F5、F6和F7斷層帶，橫貫礦區(qū)東西向，北北東至北東走向，中部向南凸出呈弧形，傾向向南至南東。F5斷層傾角56°～80°，產(chǎn)狀上部平緩，深部變陡，斷層上盤巖性為佘田橋組灰?guī)r及白云巖，下盤為棋梓橋組白云巖，該斷層是礦區(qū)主要容礦斷裂。F6斷層與F5平行，西端斜交F5，傾角63°～80°，產(chǎn)狀上緩下陡，上盤巖性為孟公坳組灰?guī)r，下盤為佘田橋組灰?guī)r和白云巖，是礦區(qū)容礦斷裂之一。F7斷層西端斜交F5，傾角40°～64°，斷層下盤為孟公坳組灰?guī)r，上盤為梓門橋組白云巖和測水組砂頁巖（湖南冶金二三八隊(duì)，1972④）。

圖2 茶山錫鉛鋅礦床地質(zhì)平面圖及剖面圖（據(jù)湖南冶金二三八隊(duì)，1972④簡化）

2.2 礦體特征

礦體產(chǎn)于F101斷層帶內(nèi)，主要產(chǎn)于F4、F5和F6斷層，以及F1至F5斷層之間次級斷層中。每條斷層帶中礦化連續(xù)性差，礦體規(guī)模較小，礦體數(shù)目較多，常形成礦體群。礦體形態(tài)上呈脈狀，部分次級斷裂交叉部位形成管狀礦體。根據(jù)礦床勘查資料（湖南冶金二三八隊(duì)，1972④），對礦區(qū)礦體群特征簡述如下：①F4斷層中的礦體群在2～4線、18線地段發(fā)育脈狀礦體，礦體長度較小，但延深較大。礦體賦存海拔在-50～450 m，在F3與F4靠近部位4線位置，F(xiàn)3斷層發(fā)育零星礦體，賦存海拔80～350 m。②F5斷層中礦體群是礦床中最為重要的礦體，分布于東端5線至西端15線，形成6個富集地段，產(chǎn)出海拔范圍-50～540 m。③F6斷層中礦體群分布于東端6線至西端13線，形成3個富集地段，產(chǎn)出海拔在200～530 m。④F1至F5斷層之間礦體群：分布于13～14線之間，標(biāo)高在600～700 m之間，產(chǎn)于兩斷層之間次級斷裂中，礦體呈透鏡狀，最厚處厚度變化范圍為2.57～4.00 m。

2.3 礦化空間分帶

礦體群在垂直上存在明顯分帶性，大致以海拔200 m為界，淺部為鉛鋅礦體，深部為錫石硫化物礦體（圖2b～d）。其中以2線最為典型（圖2d），上部鉛鋅礦體厚度為1.75 m，Pb 1.70%，Zn 0.34%，下部為錫礦體厚度為3.73 m，Sn 0.75%（湖南冶金二三八隊(duì)，1972④）?？傮w上，鉛鋅礦化較錫礦化范圍廣，錫礦體主要分布在2～4線F4礦體深部、6線F5礦體深部。礦化的分帶在礦石組成及類型上表現(xiàn)十分明顯。

野外地質(zhì)調(diào)查顯示礦區(qū)礦石按構(gòu)造類型可分為塊狀、浸染狀、斑雜狀和脈狀網(wǎng)脈狀構(gòu)造礦石，按有用元素可分為鉛鋅礦石和錫礦石，按礦物組合可分為方鉛礦閃鋅礦礦石、方鉛礦閃鋅礦黃鐵礦礦石、方鉛礦閃鋅礦黃銅礦礦石、毒砂錫石礦石等。根據(jù)本次450 m中段、327 m中段、136 m中段、98 m中段、55 m中段和-40 m中段的樣品觀察，綜合各要素將礦體由淺到深分為兩大類礦石：

（1）鉛鋅礦石：產(chǎn)于礦脈淺部，礦石構(gòu)造包含塊狀、斑雜狀、脈狀、浸染狀構(gòu)造（圖3a～c），礦石礦物主要為方鉛礦、閃鋅礦，少量黃鐵礦和黃銅礦，塊狀礦石礦物顆粒較粗，品位較富，Pb+Zn品位在30%以上，細(xì)脈浸染狀礦石礦物呈細(xì)脈和星點(diǎn)狀，Pb+Zn品位在3%左右。

（2）錫石硫化物礦石：該類礦石按礦物組成及礦石品位可分為3個亞類：①含錫鉛鋅礦石，該亞類礦石較上部鉛鋅礦石的方鉛礦明顯減少，閃鋅礦主要為鐵閃鋅礦（圖3d～e），礦石中含有一定量的毒砂、磁黃鐵礦，黃銅礦，為鉛鋅礦石和錫礦石過渡型礦石。其Pb+Zn品位一般在5%，最高可達(dá)20%（湖南冶金二三八隊(duì)，1972④）。②富錫的錫石硫化物礦石，該亞類礦石產(chǎn)于主干斷裂深部，礦石構(gòu)造有塊狀、斑雜狀、脈狀-網(wǎng)脈狀構(gòu)造（圖3f～g），局部形成氣孔狀構(gòu)造（圖3h）。礦物組成以毒砂、錫石和黃銅礦為主，次為磁黃鐵礦、黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦，可形成毒砂錫石礦石、錫石黃銅礦礦石、錫石磁黃鐵礦礦石等礦物組合類型。Sn品位最高達(dá)8%，最低為0.25%（湖南冶金二三八隊(duì)，1972④）。③深部還發(fā)育少量的矽卡巖型錫石磁鐵礦礦石，礦化沿著斷裂帶中產(chǎn)出（圖3i）。

2.4 圍巖蝕變

礦區(qū)圍巖主要為白云巖和灰?guī)r，圍巖蝕變較為簡單，主要有矽卡巖化、螢石化、碳酸鹽化和綠泥石化。需要指出的是礦區(qū)內(nèi)蝕變主要形成于斷裂帶，如矽卡巖充填于灰?guī)r斷裂中（圖3i），邊部僅見2 cm大理巖化邊。毒砂錫石礦石中錫石邊部發(fā)育矽卡巖化（圖3j）。

圖3 茶山礦床典型礦石及蝕變照片

3 礦物學(xué)特征及成礦期次

3.1 分析方法

在野外調(diào)查基礎(chǔ)上，對代表型樣品進(jìn)行了光片及電子探針片磨制，并進(jìn)行顯微鑒定及電子探針分析。礦相觀察采用LEICA DM 2500P光學(xué)顯微鏡，電子探針分析儀器為島津Shimadzu EPMA-1720H（日本島津公司）型電子探針分析儀，礦物定量分析的實(shí)驗(yàn)條件為加速電壓15 kV，電流20 nA，光斑直徑1 μm。數(shù)據(jù)處理采用儀器自帶處理程序，校正方法采用ZAF校正法。礦石顯微觀察及礦物電子探針分析均在中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院電子探針實(shí)驗(yàn)室完成。

3.2 礦物組成

礦石礦物組成較為簡單，金屬礦物有方鉛礦、閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、錫石、磁黃鐵礦和毒砂等（圖4），非金屬礦物主要為螢石、白云石、方解石和綠泥石等。通過詳細(xì)的巖礦鑒定和礦物電子探針，礦石中還發(fā)育黝銅礦、黝錫礦、磁鐵礦和自然鉍、輝鉍礦等礦物。其中礦區(qū)錫石存在3個世代的錫石（錫石Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，分別標(biāo)記為CstⅠ、CstⅡ、CstⅢ）：深部矽卡巖型礦石（圖4a～b）中發(fā)育錫石Ⅰ呈他形粒狀，粒度較小，約為10～20 μm，與矽卡巖密切共生（圖4a）；錫石硫化物型礦石中（圖4c～f）發(fā)育錫石Ⅱ（圖4c），自形程度高，粒度較大，約為300～500 μm，可見后形成的黃銅礦和黝錫礦沿錫石內(nèi)部裂隙充填；含錫石的鉛鋅礦礦石（圖4g～h）中的錫石Ⅲ，顆粒細(xì)小，多呈半自形（圖4g）；礦區(qū)錫礦體中發(fā)育3個世代的毒砂（毒砂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，分別標(biāo)記為ApyⅠ、ApyⅡ、ApyⅢ）：矽卡巖型礦石中的毒砂Ⅰ、錫石硫化物型礦石中的毒砂Ⅱ和含錫的鉛鋅礦石中的毒砂Ⅲ，毒砂Ⅰ（圖4a）自形程度較好，粒徑約為500 μm，毒砂Ⅱ（圖4g）粒徑較大，約為1500 μm，錫石硫化物型礦石中可見黃銅礦充填于毒砂間（圖4f）。礦區(qū)發(fā)育4個世代閃鋅礦（閃鋅礦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，分別標(biāo)記為SpⅠ、SpⅡ、SpⅢ、SpⅣ），其中錫石硫化物礦石中發(fā)育閃鋅礦Ⅰ、Ⅱ，其中閃鋅礦Ⅰ多呈細(xì)粒被黃鐵礦交代（圖4e），閃鋅礦Ⅱ（圖4f）充填于毒砂粒間，含較多的黃銅礦固溶體；閃鋅礦Ⅲ（圖4g和4h）發(fā)育較多的黃銅礦出熔體被晚期黃鐵礦交代；閃鋅礦Ⅳ為淺色閃鋅礦，反射率較低，被晚期方鉛礦所交代（圖4i）。

圖4 茶山礦床典型礦物組合顯微照片

3.3 成礦期次

根據(jù)礦石礦物共生組合、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及圍巖蝕變，成礦作用過程可劃分為2個成礦期和4個成礦階段，礦物生成順序見圖5。矽卡巖期劃分出濕矽卡巖階段，在錫礦體的深部發(fā)育陽起石典型的濕矽卡巖礦物，該階段形成螢石、陽起石、毒砂Ⅰ和少量錫石Ⅰ。熱液期包含3個階段：①磁黃鐵礦-毒砂-錫石階段，為Sn-Cu礦化主要階段，形成磁黃鐵礦、毒砂Ⅱ、錫石Ⅱ、黃銅礦、閃鋅礦Ⅰ、閃鋅礦Ⅱ、方鉛礦礦物。②錫石-閃鋅礦-方鉛礦-黃鐵礦階段，發(fā)育Pb、Zn礦化，形成閃鋅礦Ⅲ、方鉛礦、黃鐵礦、錫石Ⅲ、毒砂Ⅲ、白云石、方解石。蝕變類型有硅化、碳酸鹽化。③方鉛礦-閃鋅礦-碳酸鹽階段，發(fā)育Pb、Zn、Fe、Mn礦化，形成方鉛礦、閃鋅礦Ⅳ、鐵錳碳酸鹽礦物，圍巖蝕變?yōu)樘妓猁}化。

圖5 礦物生成順序

3.4 典型礦物的化學(xué)成分

茶山礦床中硫化物發(fā)育，選擇深部錫礦體中毒砂，選擇錫、鉛鋅礦體貫通性閃鋅礦進(jìn)行了電子探針分析，以揭示垂向礦物化學(xué)變化特征。

3.4.1 毒砂

礦相觀察顯示從底部矽卡巖到中上部的含錫的鉛鋅礦體中發(fā)育3類毒砂：矽卡巖型礦石中的毒砂（ApyⅠ）、富錫的錫石硫化物礦石中毒砂（ApyⅡ）和含錫鉛鋅礦石中的毒砂（ApyⅢ），本次測的各類毒砂電子探針測試結(jié)果見表1，元素箱型圖見圖6。18個電子探針數(shù)據(jù)顯示毒砂（ApyⅠ）中As含量為44.94%～48.57%，S的含量為17.38%～20.45%，F(xiàn)e含量為34.23%～36.10%，Sb和Zn含量低于檢測限，普遍在0.01%以下。毒砂（ApyⅡ）中As含量為44.16%～46.4%，S的含量為17.9%～20.17%，F(xiàn)e含量為33.73%～34.56%，Sb和Zn含量低于檢測限。毒砂（ApyⅢ）的As含量為41.37%～49.85%，S含量為16.74%～21.67%，F(xiàn)e 含量為33.71%～35.99%，含有一定量的Sb和Zn，平均含量分別為0.59%、0.76%?？梢?種類型的毒砂中，F(xiàn)e、As、S變化并不大，差異主要在毒砂（ApyⅢ）中含一定量的Sb與Zn雜質(zhì)元素（圖6）。

圖6 錫礦體中不同類型毒砂As（a）、S（b）、Fe（c）、Sb（d）和Zn（e）元素箱型圖

表1 毒砂電子探針測試數(shù)據(jù)/%

3.4.2 閃鋅礦

錫鉛鋅礦體發(fā)育貫通性礦物閃鋅礦，由深到淺依次為錫石硫化物礦石中的閃鋅礦Ⅰ（SpⅠ）和閃鋅礦Ⅱ（SpⅡ）、含錫的鉛鋅礦石中的閃鋅礦Ⅲ（SpⅢ）、以及鉛鋅礦石中的閃鋅礦Ⅳ（SpⅣ）。共獲得29個閃鋅礦電子探針測試（表2）。數(shù)據(jù)顯示閃鋅礦Ⅰ中的Zn含量為51.18%～51.90%，F(xiàn)e含量為8.34%～9.35%，Cu 含量為0.09%～0.13%，Cd 含量 為0.56%～0.65%，In 含量為0.97%～1.11%。閃鋅 礦Ⅱ中Zn 含量 為49.50%～52.45%，F(xiàn)e 含量為9.32%～10.60%，Cu 含量為0.00%～1.62%，Cd 含 量為0.30%～0.38%，In 含量為1.41%～2.77%。閃 鋅礦Ⅲ中的Zn 含量 為54.62%～55.90%，F(xiàn)e 含量為8.63%～9.41%，Cu含量為0.69%～1.36%，Cd含量為0.42%～0.53%，In普遍低于檢測限。閃鋅礦Ⅳ中Zn含量為57.39%～63.13%，F(xiàn)e含量為2.76%～6.98%，Cu含量為0.02%～0.80%，Cd含量為0.22%～0.41%，Mn含量為0.1%～0.35%，In低于檢測限。綜合分析可知，由深到淺閃鋅礦S、Cu、In、Fe、Cd元素含量逐漸降低，而Zn元素含量逐漸上升（圖7）。

圖7 不同類型閃鋅礦S（a）、In（b）、Cu（c）、Cd（d）、Zn（e）和Fe（f）元素箱型圖

表2 茶山礦床閃鋅礦電子探針測試數(shù)據(jù)/%

從銦的富集程度角度，上述各世代的閃鋅礦可以分為富銦的閃鋅礦（SpⅠ、SpⅡ）和貧銦的閃鋅礦（SpⅢ、SpⅣ）。對這兩類閃鋅礦分別進(jìn)行元素的二元相關(guān)圖解（圖8）。在富銦閃鋅礦中In與Cu元素具有明顯的正相關(guān)性（圖8a），In、Cu與Zn元素呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖8b），暗示可能存在In2++Cu2+?2Zn2+的替代關(guān)系，與前人研究結(jié)果一致（Murakami and Ishihara,2013），Zn、Fe元素關(guān)系無相關(guān)性（圖8c），而貧銦閃鋅礦中Zn與Fe元素呈負(fù)相關(guān)關(guān)系（圖8d），Zn與Cd元素呈正相關(guān)關(guān)系，Zn、Cd與Fe呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，暗示貧銦閃鋅礦中存在Zn2++Cd2+?2Fe2+的替代關(guān)系。

圖8 富銦閃鋅礦In-Cu（a）、（In+Cu）-Zn（b）、Fe-Zn（c）和貧銦閃鋅礦Fe-Zn（d）、Zn-Cd（e）、Fe-（Cd+Zn）（f）元素二元圖解

不同階段的毒砂與閃鋅礦的礦物化學(xué)顯示錫石硫化物沉淀后，毒砂中存在較多的Zn元素類質(zhì)同象替代，且閃鋅礦的In含量也劇增，此后Fe含量逐漸降低。

4 礦床成因及成礦規(guī)律

4.1 礦床成因

綜合礦區(qū)成礦地質(zhì)條件及礦化特征，茶山礦床是受地層圍巖、構(gòu)造和巖漿巖聯(lián)合控制的熱液脈狀錫鉛鋅多金屬礦床。其成礦的巖漿條件有：礦區(qū)地表南西西方向2.5 km 處出露高分異花崗巖（文春華等，2017），礦田內(nèi)地球物理異常資料顯示礦區(qū)東部發(fā)育隱伏巖體（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1990③），礦區(qū)深部發(fā)育矽卡巖化現(xiàn)象暗示礦脈距離花崗巖體不遠(yuǎn)，此外，文國璋等（1988）對茶山礦床方鉛礦、閃鋅礦開展了硫同位素研究，δ34S主要范圍為-3.95‰～4.19‰，變化范圍較窄，表明硫來源于巖漿。深部錫礦體中的閃鋅礦In含量較高指示其為巖漿熱液成因。礦石的方解石和方鉛礦氣液包裹體分析（吳延之和王增潤，1990⑤），成礦流體性質(zhì)為巖漿熱液特點(diǎn)。因此，礦床的形成與花崗巖關(guān)系密切，成礦物質(zhì)及成礦流體來源于巖漿巖。成礦構(gòu)造條件顯示礦床受斷裂構(gòu)造控制現(xiàn)狀，富礦體產(chǎn)于斷裂產(chǎn)狀變化或交叉部位，一般是在斷層傾斜較緩和構(gòu)造收斂部位以及主斷裂伴生的羽狀斷裂交叉部位，同時錫礦體主要賦存于主干斷裂，而鉛鋅礦體礦化范圍較廣，與此同時在富錫礦石中發(fā)育氣孔構(gòu)造（圖3h），可能暗示了錫石成礦階段成礦流體含有較多氣相組分，金屬的卸載沉淀通過減壓沸騰的形式沉淀。文國璋等（1988）對各成礦階段包裹體測溫顯示磁黃鐵礦-毒砂-錫石階段形成溫度為318 ℃，閃鋅礦-方鉛礦-黃鐵礦階段形成溫度248 ℃，方鉛礦-閃鋅礦-碳酸鹽階段形成溫度為200 ℃左右。因此，綜合礦床成礦物質(zhì)來源及成礦環(huán)境認(rèn)為茶山礦床為巖漿熱液高中溫錫鉛鋅礦床。

4.2 成礦規(guī)律及找礦方向

（1）成礦規(guī)律：綜合分析顯示茶山熱液脈型錫鉛鋅礦床空間分布具有如下特點(diǎn)：①礦化受斷裂控制明顯，在斷裂帶弧形部位是最佳的成礦地段。反映了成礦流體在受流體通道性質(zhì)改變而發(fā)生熱液沉淀。礦化產(chǎn)于北東向F101斷層帶中，但礦化富集地段為斷裂向南東凸出的5線～17線（圖2）。前人研究顯示香花嶺礦田北部F1斷層中礦體賦礦部位也有類似的規(guī)律，即主干斷裂巖走向或傾向彎曲轉(zhuǎn)折部位對礦體控制作用明顯，如太平礦段和新風(fēng)礦段礦體產(chǎn)在斷層產(chǎn)狀變化處（王新元和王吾提，1997②）。②礦化垂向分帶明顯，呈現(xiàn)由底部矽卡巖型錫石磁鐵礦帶→深部錫石硫化物帶→中深部含錫的鉛鋅礦帶→淺部鉛鋅礦帶的分帶。以6線中F5斷層中的礦體群（圖2b）、4線中F3和F4中礦體群（圖2b）、2線中F4斷層中的礦體群（圖2d）、垂向上礦化分帶明顯，且呈現(xiàn)在主干斷裂富集錫的特點(diǎn)。③礦物化學(xué)組分上，由深到淺，深部錫礦體中的毒砂逐漸富集Sb、Zn，而閃鋅礦由深部低In，逐漸變?yōu)楦籌n，在淺部變?yōu)樨欼n，閃鋅礦元素類質(zhì)同象替代存在差異。

（2）找礦方向：基于上礦床成因及成礦規(guī)律，礦山深邊部有利找礦部位有3處：①F101斷裂帶掃帚狀構(gòu)造的東西兩端，西端下盤的次斷裂及其延伸部位為砂巖與灰?guī)r接觸界面，與香花嶺新風(fēng)礦床的F1斷裂帶中的1號礦體具有類似的容礦構(gòu)造（周冬梅等，2013），具有良好的找礦前景，東端延伸方向尚未控制部位，淺部可能發(fā)育鉛鋅礦體；②以往勘查及礦山生產(chǎn)勘探中主干斷裂帶在淺部尚圈定有多個零星規(guī)模鉛鋅礦體，依據(jù)礦床礦化垂向分帶規(guī)律，其深部可能存在錫銅礦有利找礦地段；③根據(jù)尖峰嶺巖體周緣發(fā)育東山和香花鋪白鎢礦床，依照巖漿熱液成礦系列一般分帶規(guī)律，深部隱伏巖基接觸帶可能存在矽卡巖型鎢礦的有利地段。

5 結(jié)論

（1）茶山熱液脈型錫鉛鋅礦床礦體受北東向斷裂帶控制，礦體定位于斷裂構(gòu)造走向變化的引張部位，具有主干斷裂富錫，次級斷裂沉淀鉛鋅的規(guī)律。

（2）礦床垂向分帶特征顯著，淺部發(fā)育鉛鋅礦且富集鉛，深部（海拔200 m以深）以錫礦化為主，礦石礦物組合上，鉛鋅礦體發(fā)育石英-方解石-方鉛礦-淺色閃鋅礦組合；錫礦體上部發(fā)育黑色閃鋅礦-黃鐵礦-（錫石）組合、下部黃銅礦-磁黃鐵礦-毒砂-錫石礦物組合，底部局部發(fā)育磁鐵礦-錫石-（毒砂）礦物組合。

（3）礦石中毒砂和閃鋅礦礦物化學(xué)顯示錫礦體中毒砂由深到淺Sb、Zn含量逐漸增高。錫礦體和鉛鋅礦體中的閃鋅礦，深部錫石硫化物礦石中富含F(xiàn)e、In、Cu元素，而中上部閃鋅礦具貧Fe、富Mn的特點(diǎn)。

（4）綜合礦床地質(zhì)特征及礦相學(xué)研究，認(rèn)為茶山錫鉛鋅礦床為巖漿熱液高中溫錫鉛鋅礦床。結(jié)合礦床受斷裂構(gòu)造控制、礦床垂向分帶的成礦規(guī)律，提出了深部礦產(chǎn)勘查的3個方向：斷裂帶東西兩端深部不同巖性接觸帶部位、中部的深部地段、隱伏巖體接觸帶。

注 釋

①湖南湘南地質(zhì)勘察院.2020.湖南東坡-香花嶺礦集區(qū)錫多金屬礦礦集區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查（方圓-香花鋪地區(qū)）課題成果報(bào)告[R].郴州:1-265.

② 王新元,王吾提.1997.湖南香花嶺有色稀有多金屬礦床地質(zhì)[R].北京:中國有色金屬工業(yè)總公司地質(zhì)調(diào)查總局,1-76.

③湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1990.1∶50000香花嶺幅和臨武幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告（礦產(chǎn)部分）[R].長沙:1-238.

④ 湖南冶金二三八隊(duì).1972.湖南省臨武縣茶山鉛鋅礦區(qū)地質(zhì)評價報(bào)告[R].郴州:1-21.

⑤ 吳延之,王增潤.1990.香花嶺錫多金屬礦田控巖控礦構(gòu)造及找礦方向研究[R].長沙:中南工業(yè)大學(xué),1-69.