廣西河池五圩礦田箭豬坡礦區主要成礦元素富集規律

肖振宙，湯善勇，趙正云

(廣西二一五地質隊有限公司，廣西 柳州 545006)

0 引言

五圩礦田位于著名丹池成礦帶的東南端，發育有拔旺、才里銀多金屬礦點，下愛、芙蓉廠、拉塘銻礦，水落汞砷礦以及三排洞、箭豬坡銀多金屬等礦床(圖1)。自1957年開始，先后有廣西有色地勘公司215隊、廣西地礦局下屬的第四地質隊、第七地質隊、第八地質隊、第九地質隊等單位在該區進行過錫、鉛、鋅、銻、銀、汞等金屬礦產的普查、詳查及勘探工作。自該礦田發現以來，有大量的專家學者對箭豬坡礦區進行了研究，多側重地質特征、成礦溫度、控礦特征、流體特征、成礦規律以及隱伏花崗巖等方面[1-17]。主要結論：丹池成礦帶晚階段形成的中—低溫熱液型汞、銻、鉛、鋅礦床主要分布在五圩礦田及礦帶外圍，五圩礦田SN向構造及脈狀礦化更發育[1]，箭豬坡銀多金屬礦深邊部為一級找礦遠景區[2]。

圖1 五圩礦田礦產分布圖Fig.1 Mineral distribution map of Wuxu orefield1—三疊系泥巖、泥灰巖、凝灰巖 2—二疊系硅質巖、灰巖、泥灰巖3—石炭系灰巖、白云巖、泥巖 4—中—上泥盆統灰巖、硅質巖 5—下泥盆統泥巖 6—斷層 7—背斜軸 8—大型銀多金屬礦 9—大型汞砷礦 10—小型銻礦 11—銀多金屬礦點

受礦區開發條件的限制，過去工作多限于地表及淺部。2020年，廣西二一五地質隊有限公司在對礦區進行深部勘查及科研工作中，研究總結礦體在空間上的分布規律以及礦化元素在空間上的富集變化規律，通過元素富集變化的總結研究，對該區成礦有了新的認識。同時也對礦區深部的礦化特征及變化規律進行闡述，為深部找礦，尤其是尋找錫多金屬礦提供了依據，為下一步工作提供指導性意見。

1 大地構造及成礦帶位置

箭豬坡礦區是五圩礦田的重要組成部分。礦區構造上位于羌塘-揚子克拉通滇黔桂被動陸緣南盤江—右江裂谷盆地南丹坳陷帶的東南緣，屬湘中—桂中北(坳陷) Sn-Pb-Zn-W-Fe-Cu-Sb-Hg-Mn 成礦帶桂中北 Pb-Zn-Sn-Cu-Sb-Fe-Mn(Hg)-W 成礦亞帶芒場-大廠 W-Sn-Pb-Zn-Sb-Au-Ag 成礦帶，坳陷帶內NW向線型復式褶皺、斷裂構造發育，斷裂控制礦區內生熱液礦產的分布，為成礦提供了熱液通道及部分容礦空間[3]。巖性以泥質、鈣質巖及硅質巖為主，富含成礦元素，為成礦提供了部分礦源[4-5]。隨著燕山晚期酸性巖漿的侵入，并伴隨有強烈的成礦活動，形成芒場礦田、大廠礦田和五圩礦田，構成了著名的丹池成礦帶[6]，3個礦田各相距約30 km(圖2)。

圖2 丹池成礦帶礦田分布圖Fig.2 Distribution map of the ore fields in Nandan-Hechi metallogenic belt1—斷層 2—背斜 3—礦田(床) 4—槽盆界線 5—花崗巖 6—推測隱伏花崗巖

2 礦床地質特征

礦區位于著名的丹池成礦帶五圩礦田中東部五圩背斜中部近核部附近，一組張扭性斷裂沿五圩背斜西翼呈NNW向展布[7]。

出露的地層主要為下泥盆統塘丁組(D1t)灰黑色條帶狀及薄層狀絹云母泥巖、深灰色薄—厚層泥巖夾中層狀粉砂質泥巖，以及第四系(Q)。塘丁組分布于整個礦區，為礦區內主要含礦層位。箭豬坡礦床位于五圩背斜中部近核部附近，主要褶皺是五圩背斜和伴生的次級褶曲。平均軸向約340°，為不對稱的復式褶曲。

礦區內發育了兩組斷裂，一組為NNW向張扭性斷裂，另一組為NNE向以扭性為主兼壓性。由于地處邊界條件不同，產生了局部扭力，形成了一組扭裂帶，而箭豬坡礦區剛好產于扭裂帶部位[2]。從宏觀上看有一個完整的平面或曲面，因扭力為順時針方向，故多為右斜列式出現，同時還伴生有小角度的扭裂隙和張裂隙，形成旋扭構造，這些構造在SE方向收斂，向NNE向散開，亦稱帚狀構造[8]。該組斷裂多成群近平行排列出現，它是本礦床的主要控礦構造，礦脈的產狀及形態嚴格受其控制。

礦區內發現的蝕變有硅化、碳酸鹽化、絹云母化、黃鐵礦化、葉蠟石化、炭化及高嶺石化等。其中，硅化、碳酸鹽化、絹云母化和炭化與礦化關系較密切。硅化以交代和充填形式出現，多金屬礦化均與硅化有密切關系，屬近礦圍巖蝕變；碳酸鹽化與多金屬硫化礦物共生在一起，屬近礦圍巖蝕變；絹云母化與熱液硫化礦物關系密切；炭化主要分布在斷裂擠壓帶的擠壓磨擦面上，與辰砂、鉬鈣礦、鈾黑等關系密切；黃鐵礦化與多金屬硫化礦物共生在一起。

3 礦體地質特征

礦區內揭露的礦脈賦存于下泥盆統塘丁組第二段的構造裂隙中，累計圈定礦脈78條。礦脈中規模較大(延長>300 m)的礦脈累計有14條，其中出露地表規模較大的有8條，分別為J1、J3、J6、J7、J9、J10、J13、J14；埋深于地下規模較大的有6條，分別為J11、J32、J34、J50、J59以及已揭露到的錫礦化體J130。礦體受NNW走向斷裂構造控制，呈脈狀、細網脈狀、條帶狀充填在斷裂帶中，沿走向和傾向厚度變化大，分支復合、尖滅再現現象均有出現，大部分礦脈傾向70°～90°，少量傾向250°～270°，傾角在60°～85°之間，局部直立，主要礦脈走向長50～1400 m，傾斜長一般為50～650 m，主要礦脈厚度變化統計，礦脈厚0.12～21.48 m，平均厚1.58 m，厚度變化系數多在55%～115.46%之間，平均79.8%，屬于較穩定至不穩定的類型[2]。

礦石基本埋藏地下，以硫化礦為主，礦石的自然類型為硫化礦。礦物成分較復雜，有硫化物類、硫鹽類、碳酸鹽類和氧化物類等礦物。礦石結構主要有他形粒狀結構、半自形—自形粒狀結構、交代結構等。礦石構造主要有脈狀構造、致密塊狀構造、浸染狀構造等。

礦床中主要有用組分為Pb、Zn、Sb、Ag、Sn，各元素賦存狀態：Pb主要賦存在脆硫銻鉛礦、方鉛礦及少量次生鉛礬、白鉛礦等礦物中；Zn主要賦存在閃鋅礦和少量異極礦中；Sb主要賦存在脆硫銻鉛礦和輝銻礦及少量銻的氧化物中；Ag主要分布在脆硫銻鉛礦和方鉛礦中，多呈類質同象狀態均勻分布；Sn主要賦存在錫石中。

箭豬坡礦床的成礦過程經歷了3個主要成礦階段[9-10]，即石英-閃鋅礦-黃鐵礦階段階段、石英-硫鹽礦物-錫石-硫化物階段與石英-方解石-輝銻礦-鐵錳碳酸鹽階段，早期礦化以黃鐵礦、石英的沉淀析出為主，中期以脆硫銻鉛礦和閃鋅礦為主，到晚期以碳酸鹽礦物和輝銻礦的沉淀為主。

成礦過程中主要金屬礦物組合由Pb+Zn+Ag(Ⅰ成礦階段)→Pb+Zn+Sb+Ag(Ⅱ成礦階段)→Sb+Zn(Ag)(Ⅲ成礦階段)[10]，整個礦化的演化過程呈現Pb含量逐漸降低、Sb含量逐漸升高的趨勢，主要結構構造由粗晶塊狀、角礫狀→細晶、脈狀、網脈狀。根據3個礦化階段和礦物相互穿插關系，列出礦物生成順序表(表1)。

表1 五圩箭豬坡礦床礦物生成順序Table 1 The sequence of mineral generation in Jianzhupo deposit in Wuxu ore field

4 成礦元素富集規律

4.1 礦化富集與層位、巖性的關系

礦區主要賦礦層位為下泥盆統的塘丁組，其巖性多為泥巖、絹云母泥巖、炭質泥巖、泥灰巖及粉砂質泥巖。完整的泥巖在這里起著良好的阻隔作用，阻止礦液向外擴散，有利于成礦元素的富集。泥巖覆蓋層下面的白云質泥巖、絹云母泥巖、炭質泥巖、粉砂質泥巖、泥灰巖中的破碎帶，有利于成礦。在塘丁組第一段(D1t1)頂部和塘丁組第二段(D1t2)中部的含鈣質泥巖中往往形成富礦段。

由圖3可見，區內不同層位和巖性地層中均發育有順層滑動破碎帶(Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ)。原生暈測量結果表明，不同順層破碎帶內 Sn、Pb、Zn、Sb、Ag 等成礦元素均產生了一定富集。相比較而言，產于鈣質巖石中的順層滑動破碎帶內(Ⅰ和Ⅱ)成礦元素的富集程度明顯高于非鈣質巖石(Ⅲ)，表明同一成礦時期，鈣質巖石對元素富集成礦更有利[11]。礦山巷道在247 m中段至190 m中段有含鈣質泥巖中，揭露控制了順層細脈狀“非”字型銻鉛鋅礦(J7及J9礦脈的兩側)，礦體延伸長未完全控制，控制寬50 m，控制厚度57 m。采樣分析平均品位為Sb 1.94%、Zn 4.76%、Pb 1.69%、Sn 0.12%、Ag 84.41×10-6。表明與礦化相關構造兩側的含鈣質泥巖中有利于形成厚大礦體。

圖3 箭豬坡礦區構造-地球化學剖面圖(據蔡明海等，2019內部資料)Fig.3 Structural and geochemical profile in Jianzhupo mining area1—第四系 2—下泥盆統塘丁組第二段 3—下泥盆統塘丁組第一段 4—順層破碎帶 5—鈣質泥巖 6—泥質粉砂巖 7—含炭粉砂質泥巖 8—泥巖 9—粉砂巖 10—含炭鈣質粉砂質泥巖

4.2 礦化富集與構造的關系

五圩背斜控制了五圩礦田的分布，礦田內構造活動強烈，斷裂發育，斷裂構造為區內主要的導礦構造和容礦構造，單脈或脈組具有向南東側伏的趨勢，脈組群具有較大延深。

次級斷裂控制了礦區礦體的空間分布及產出，尤其是SN—NNW向斷裂帶對成礦最為有利，已發現的礦(化)體嚴格受斷裂構造的控制。五圩背斜拐彎部位尤其是該部位產出的順層滑動破碎帶應為似層狀礦化產出的有利部位[8]，如245 m水平至190 m水平中段新發現的J7號脈和J9號脈兩側的“非”字型順層細脈狀礦體。各斷裂更次級斷層、片理化帶、疊加的脆性破碎帶和各種裂隙構造系統控制了礦體產狀、形態、規模以及礦脈和礦體內部礦石組構變化和鉛鋅銻貧富變化，形成了礦體形態復雜、規模大小不一的礦床。

箭豬坡礦區內已揭露控制延伸較長、規模較大的礦體，均產于五圩大背斜的西翼的次級構造中。礦體在平面上呈平行狀產出，由東至西，礦體J1、J3分布于次級背斜發育的斷裂中；J6、J7分布于次級向斜發育的斷裂中；J9、J10、J13、J14分布于次級背斜發育的斷裂中(或三級構造中)，其形態受斷裂構造控制，沿NNW向展布(圖4)。

圖4 箭豬坡礦床地質簡圖Fig.4 Geological sketch map of Jianzhupo deposit1—第四系 2—羅富組泥灰巖、泥巖 3—塘丁組泥巖夾泥灰巖 4—斷層及編號 5—背斜軸 6—向斜軸 7—地質界線 8—勘探線及編號 9—鉛鋅銻礦體及編號 10—裂隙脈、細脈 11—地化剖面 12—采礦權范圍

4.3 礦化富集與隱伏巖體的關系

區域上所發現的大型礦床(如芒場、大廠等)都有巖漿巖分布[12-13]，五圩鋅多金屬礦地表沒有發現巖體出露。前人研究資料表明，深部存在隱伏花崗巖體[14]，2020年5月，中國有色桂林礦產地質研究院有限公司通過重力反演結合地磁異常，推斷認為在五圩西部及南部的拔旺、下愛—箭豬坡西—塘志一帶為隱伏巖體中心[15]。隱伏花崗巖體為區內成礦提供了熱源及部分成礦物質[16]。礦床為與巖漿巖后期中低溫熱液型礦床[4]，礦床熱液從北部深部向南部運移[15-17]。

通過礦化特征、原生暈和流體包裹體等研究表明，區內以箭豬坡礦床為中心形成了良好成礦帶。在該區內發現主成礦期的兩組共軛節理，利用赤平投影求得其交線產狀為51°∠78°，而成礦期共軛節理交線產狀代表了礦液來源方向，因此推測，箭豬坡礦床成礦熱液可能來自約NE51°方向。通過對箭豬坡礦區不同中段主斷面上觀察到擦痕和階步，斷面上擦痕產狀為65°～75°∠63°～83°。這些擦痕和階步指示構造為張扭性活動，代表主成礦階段特征。成礦階段構造擦痕指示礦液運移方向，表明箭豬坡礦床成礦熱液可能來自NE方向(據蔡明海等，2019內部資料)。

以往資料研究表明，由深部存在隱伏花崗巖體引起低緩磁異常，ΔTmax=60 nT，ΔT轉換ΔZ⊥上，極值向北偏移，ΔZ⊥max=73 nT。上延時，ΔZ⊥隨上延高度增加，場源衰減較慢[14]。礦體賦存在硅化蝕變帶內，即有規律地分布在ΔZ⊥異常的邊緣(圖5)。

圖5 五圩航磁ΔT轉換ΔZ⊥異常平面圖(據黃啟勛[15])Fig.5 Aeromagnetic ΔT conversion ΔZ⊥ anomaly plan map in Wuwei area[15]1—大型多金屬礦床 2—大型多砷礦床 3—小型多金屬礦床 4—汞礦點 5—銻礦點 6—推斷隱伏巖體邊界

4.4 礦體空間分布及元素富集變化特征

箭豬坡礦位于五圩背斜西側，受一組走向NNW與五圩背斜軸近于平行的張扭性斷裂構造控制，礦體呈脈狀—網脈狀，沿張扭性斷裂帶分布。礦體平面分布走向延伸范圍控制在311號～312號勘探線之間，傾向范圍控制在五圩背斜至斷裂F13之間(圖4)。從礦體空間分布情況來看，礦脈在303號～304號勘探線之間集中，且礦脈在304號勘探線以南有往深部側伏趨勢(圖6)。

圖6 礦脈空間分布圖Fig.6 Spatial distribution map of ore veins

在平面上，從307號～308號勘探線，通過對已揭露的礦體的厚度、各元素的品位進行統計分析，可以看出礦化在303號～304號勘探線之間集中，在300號勘探線附近出現峰值。礦體中各元素的品位、礦體的厚度變化，沿300號勘探線呈正態分布(圖7)。

圖7 元素分布散點圖Fig.7 Scatter diagram of element distribution

從地表至深部，礦(化)體在200 m水平形成一轉折端，部分礦脈在200 m水平開始有復合趨勢(如J10與J9號脈合并)，沒有復合的礦化帶中各元素含量呈漸降的趨勢；從200 m水平向深部延伸時，礦化帶因復合，其厚度略有變大，往下開始了再次的分枝現象，礦化帶中各元素含量呈一個漸升的趨勢，尤其是以銻元素最為顯著。

礦化元素從地表至300 m水平以Pb-Zn組合為主；在300～100 m水平以Sb-Pb-Zn-Ag組合為主；而從0 m水平開始，元素組合發生了變化，Pb元素含量呈逐漸降低趨勢，Sn元素開始出現，形成了Sn-Sb-Zn-Ag組合(圖8)。向深部延伸，Sn的品位正逐漸增加，約在-130 m水平處開始富集，形成了錫礦脈(如J130)。

圖8 箭豬坡剖面元素組合圖Fig.8 Element combination map of Jianzhupo section1—下泥盆統塘丁組第二段 2—鉆孔及編號 3—礦脈含礦脈斷裂

根據系統取樣分析結果，用相關系數計算PD7中J13號礦脈垂直礦脈水平方向所取樣品求出Pb、Zn、Sb、Ag 4種元素相關系數：γSb-Pb=0.91、γSb-Ag=0.84、γPb-Zn=0.797、γZn-Ag=0.69?？梢钥闯?，Pb與Sb、Ag為正相關，尤以Pb與Sb相關最密切。4種元素的含量相互之間大體表現為正消長關系，特別是Ag與Pb、Sb元素含量關系特別明顯(劉偉等，2015內部資料)。

5 結論

1)礦區內礦化帶受構造控制，較大的礦化帶均產出于五圩背斜西側的次級褶皺發育的斷裂中(圖2)。推測五圩背斜的西側發育的次一級皺褶，是該區尋找大脈狀礦體的有利地段。

2)礦區內較大礦脈的兩側往往發育次一級的層間裂隙與解理脈。在含鈣質圍巖中，礦液沿裂隙構造運移充填，形成細脈狀礦化的“非”字型鉛鋅銻礦化體。如在190 m水平中段和247 m平中段揭露到的賦存于J7號脈與J9號脈之間的順層細脈狀礦體。

3)已揭露到的礦脈，其元素組合、品位、厚度等以300號勘探線為中心呈正態分布。地表及深部揭露到的構造也在其附近出現了扭曲，形成“S”狀，300號勘探線附近為扭力的中心部位，富礦多集中于該部位附近。根據其空間上分布特點，應力約在200 m水平處集中，容易形成厚大的礦體。

4)箭豬坡礦床在0 m水平以下元素組合發生變化，Sn元素開始富集，形成錫礦化脈(J130號脈)，且其有往深部富集延伸的趨勢，說明在深部存在有錫礦脈的可能性較大。

致謝：感謝廣西大學教授蔡明海和廣西二一地質隊有限公司教授級高工范森葵對本文指導與幫助，審稿專家提出了寶貴意見，在此一并感謝。