鮑振襄

（湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊，湖南 吉首 416007）[1]

摘 要：含錫石鐵帽系銅金嶺原生含錫多金屬礦床經(jīng)次生氧化、分解作用后，機(jī)械地堆積于表生帶和其附近洼地的微喀斯特化灰?guī)r的次生氧化富集帶的產(chǎn)物。錫石主要來源于云母-螢石交代巖脈帶的錫礦體（化），是湘南尋找和預(yù)測高中溫巖漿熱液型錫多金屬礦床的重要地質(zhì)標(biāo)志。

關(guān)鍵詞：原生錫礦化；褐鐵礦帽；找礦意義

郴縣銅金嶺含錫多金屬礦床（化），位于湘南耒（陽）臨（武）南北向構(gòu)造帶中段，騎田嶺花崗巖體北側(cè)[1]。區(qū)內(nèi)主要出露地層為石炭系碳酸鹽巖夾碎屑巖，巖層大致作北東走向，傾角60°～80°，斷裂構(gòu)造發(fā)育（圖1）。礦區(qū)北部多處出露煌斑巖脈，深部發(fā)現(xiàn)隱伏花崗巖株。

1 原生含錫礦床（化）地質(zhì)特征

銅金嶺原生含錫礦床（化），主要為云母 螢石交代巖脈，賦存于大塘階石磴子段碳酸鹽巖內(nèi)，充填于次級北北東向銅金嶺背斜近軸部及東翼之一組共軛剪切斷裂帶內(nèi)（圖1）[2]，包括兩側(cè)蝕變帶最厚可達(dá)12m。多數(shù)交代巖脈以沿構(gòu)造裂隙充填的薄脈狀及細(xì)脈狀脈為主，少數(shù)為大脈狀。如TC23在寬7.92m的北西西組斷裂帶內(nèi)，有云母 螢石交代巖脈21條，單脈一般厚1～7cm，厚者20～70cm，最厚1.60m，最薄僅1mm，總厚3.69m，含脈率46.2%，所夾巖石為細(xì)晶灰?guī)r巖塊或扁豆體，一般厚13～27cm，最厚1.05m，共厚4.29m，占53.8%。

本區(qū)所稱云母螢石交代巖呈顯微鱗片粒狀變晶等結(jié)構(gòu)，其礦物成分主要由螢石（40%～63%）和部分云母（12%～40%）、微量石英、電氣石組成，并有不等量的金屬礦物（3%～15%）。而含錫石螢石云母交代巖，因金屬礦物多半呈條紋 條帶狀分布，故巖石呈現(xiàn)條紋 條帶狀構(gòu)造。該類巖石是由巖漿汽化熱液作用形成的一類以云母 螢石為主的巖石，是區(qū)內(nèi)主要含錫（銅）多金屬礦床（化）的地質(zhì)體，多呈脈狀充填于構(gòu)造裂隙中，局部或疊加于矽卡巖、巖漿巖、石英脈之中。長數(shù)十至千余米不等，延深300～500m，呈陡傾斜脈帶產(chǎn)出（圖2）。云母 螢石交代巖脈中的錫礦體，主要呈脈狀賦存其間，長50～100m，延深25～100m，厚0.42～1.98m，含Sn0.27%～0.44%，伴生組分WO30.01%～0.035%， Cu0.11%～0.43%，Bi0.01%～0.06%。

交代巖中的含錫礦物主要是錫石（Sn O2），褐黃色—深棕色，微晶短柱狀、柱粒狀及他形粒狀晶體，少數(shù)晶粒較粗，其粒徑為0.3～0.4mm，但多數(shù)錫石粒徑一般較細(xì)，為微晶，長柱狀者長軸最長為0.2～0.25mm，一般為短柱狀，粒徑0.04～0.1mm，粒狀者小于或近于0.05mm。據(jù)鏡下觀察，有以下幾種產(chǎn)出形式：①分散在電氣石脈旁或集中部位之邊緣；②分散嵌布在螢石晶粒間，有的連成線狀分布于螢石條帶之中；③分布于黃銅礦晶粒間隙中。

圖1 銅金嶺錫多金屬礦床地質(zhì)略圖

1.大塘階測水段；2.大塘階石磴子段；3.實(shí)測地質(zhì)界線；4.背斜軸線；5.推測斷層及編號；

6.云母螢石交代巖脈及編號；7.鐵帽上要分布地段

圖2 銅金嶺錫多金屬礦床地質(zhì)剖面圖

1.表土；2.次生富集帶（黑土層）；3.石灰?guī)r；4.大理巖；5.斷層及編號；6.云母螢石交代巖；

C1d.1-3.石磴子段上部；C1d1-2.石磴子段中部；C1d1-1.石磴子段下部；γ.花崗巖

此外，在蝕變（硅化）破碎帶內(nèi)見以黝錫礦（Cu2Fe Sn S4）為主構(gòu)成的錫礦體（化），其產(chǎn)出形式有：①主要呈不規(guī)則晶體與磁黃鐵礦嵌布在一起，并交代包裹磁黃鐵礦；②分散于石英晶粒之間，交代石英或充填于黃鐵礦裂隙中；③在浸染狀黃鐵礦黃銅礦石中，黝錫礦呈細(xì)晶狀、不規(guī)則狀集合體，多與黃銅礦嵌布在一起，或與黃銅礦、閃鋅礦呈連晶產(chǎn)出。

2 含錫石褐鐵礦帽的主要特征

2.1 產(chǎn)狀、形態(tài)及規(guī)模

經(jīng)大量地表揭露和采礦資料證實(shí)，本區(qū)含錫云母 螢石交代巖脈的次生氧化富集帶或其附近，存在著不少的含錫石褐鐵礦帽或團(tuán)塊，井構(gòu)成易采易選的小型錫礦床（點(diǎn)）。

該區(qū)含錫石褐鐵礦帽主要分布在銅金嶺錫多金屬礦床北端，延伸約250m（向北為水庫所沒），寬100～150m。從地貌上看，位于原生含錫云母-螢石交代巖脈向北伸展的低洼地段（相對高差30～65m），幾乎呈“水平狀”平鋪在石灰?guī)r微喀斯特化的洼地上，系本區(qū)含錫石褐鐵礦的主要分布地段，也是本文討論的重點(diǎn)。鐵帽厚1.3～2.6m，含Sn0.44%～0.78%，Cu0.37%～0.56%，其南地表出露錫（銅）礦體（Sn0.19%～1.58%，Cu0.27%～0.57%），故在空間上含錫石褐鐵礦帽與原生錫礦化相伴，即由原生含錫云母 螢石交代巖脈中的錫礦化，經(jīng)次生機(jī)械和化學(xué)風(fēng)化再富集而成。此外，本區(qū)含錫云母螢石交代巖脈多已風(fēng)化（深2～13m），往往在其下部或底部的殘（坡）積層即“黑土層”內(nèi)，亦見次生錫石的富集，分布雖較廣泛，但多數(shù)情況下經(jīng)濟(jì)意義不大。

2.2 褐鐵礦的礦物特征

含錫石褐鐵礦帽主要為褐色、黑褐色塊狀，少數(shù)為土狀褐鐵礦。據(jù)鏡下鑒定，礦物成分主要為褐鐵礦，含量30%～60%，高者可達(dá)80%；次為石英，含量10%～35%，高者可達(dá)62%，錫石5%～25%，有時可見很富的塊狀集合體錫石。此外，偶而可見微量透閃石、云母等。具隱晶質(zhì)土狀、網(wǎng)脈狀結(jié)構(gòu)等。

（1）褐鐵礦。主要為隱晶質(zhì)集合體，其成分為針鐵礦、纖鐵礦和泥質(zhì)混合體，為含錫石褐鐵礦的主體。而含少量錫石（1%～3%）的褐鐵礦，大部分為氧化鐵質(zhì)與泥質(zhì)混合物，部分為隱晶質(zhì)膠狀體，還有少量為隱晶質(zhì)針鐵礦或纖鐵礦組成的塊體，后者多為四方柱或粒狀體具黃鐵礦之假象。

（2）石英。他形粒狀、柱粒狀，不規(guī)則狀之晶體，多分布于褐鐵礦空隙中，其顆粒間隙中有鐵質(zhì)的污染與分布。

（3）錫石。褐鐵礦中心錫石多為他形粒狀，極少數(shù)為柱粒狀，多呈條帶狀不均勻地密集嵌布于褐鐵礦空隙中，少數(shù)分散嵌布于石英集合體中。他形晶粒狀結(jié)構(gòu)，以充填為主，偶見交代褐鐵礦現(xiàn)象。錫石的粒徑較粗且均勻，多數(shù)在0.1～0.15mm之間，少數(shù)粗粒者0.2～0.3mm，主要來自原生含錫石云母-螢石交代巖脈中的錫礦體（化），經(jīng)機(jī)械和化學(xué)風(fēng)化作用再聚集，故可見有次生富集加大成集塊狀者。

據(jù)人工重砂鑒定結(jié)果，錫石為棕褐色、黃褐色，少數(shù)棕黃褐色，鏡下常見單形晶體，主要呈不規(guī)則粒狀，少數(shù)柱狀、四方柱狀，個別為柱狀曲膝雙晶，大部分晶體因受氧化表面凹凸不平，少數(shù)顆粒的柱面上可見細(xì)的縱紋，粒徑小于0.125mm者占2%～16.36%，粒徑為0.125～0.3mm者占18%～23.44%，粒徑大于0.3mm者占60.25%～80%。多數(shù)錫石無電磁性（占66.2%～75.9%），少數(shù)含鐵較高者及一部分褐鐵礦連生的有弱電磁性（占24.1%～33.8%）。

3 鐵帽中錫的物源及形成機(jī)制

區(qū)內(nèi)含錫石褐鐵礦帽里的錫石，主要來自該區(qū)含錫云母 螢石交代巖脈帶及其錫礦化。這除了由云母螢石交代巖脈→次生氧化富集帶（即“黑土層”）→含錫石褐鐵礦帽中Sn的含量相應(yīng)地提高了3倍和12倍得到證實(shí)外（表1），在空間分布上，氧化富集帶（“黑土層”）一般位于云母 螢石交代巖脈的表層（圖3），含錫石褐鐵礦帽（團(tuán)塊）則集中分布于含錫云母 螢石交代巖脈向北伸展的，而且錫礦化（體）相對富集地段的喀斯特凹地或斜坡之下，少量見于“黑土層”底部或下部。包括廣布礦區(qū)云母-螢石交代巖脈分布地段及其附近的“黑土層”底部或下部殘坡積層內(nèi)的錫石，都可能是由于原生錫礦體（化）或部分含錫地質(zhì)體，經(jīng)次生機(jī)械（化學(xué)）風(fēng)化富集形成的錫石表生富集帶。

圖3 Tc1次生氧富集帶剖面示意圖

1.表土層；2.黑土層；3.含錫石團(tuán)塊；4.大理化灰?guī)r；

5.云母螢石交代巖；括號內(nèi)數(shù)字為樣數(shù)

表1 地層 巖石微量元素平均值（×10-6）

注：①為化學(xué)分析結(jié)果（%），其Be為Be O；其余均為光譜分析（×10-6）結(jié)果。

從表生地球化學(xué)來看，本區(qū)鐵帽中錫石的形成與氧化帶p H值的升高，導(dǎo)致大量高鐵硫酸鹽水解形成硫酸鹽亞鐵（Fe SO4）有關(guān)。據(jù)7件云母 螢石交代巖脈人工重砂鑒定資料，巖石中普遍見到的金屬礦物有：黃鐵礦（3138.5×10-6～96957.6×10-6，重砂含量，下同）、白鎢礦（1.9×10-6～7.4×10-6）、毒砂（0.3×10-6～1163.6×10-6）、輝鉍礦（0.3×10-6～16.6×10-6），此外還有黃銅礦（0.4×10-6～0.50×10-6）、閃鋅礦（833.9×10-6）、螢石（20?！?.3×10-6）、孔雀石（15粒～0.3×10-6）等，其中的3件樣品見到錫石，含量7.4×10-6～32.2×10-6。由此看來，本區(qū)云母 螢石交代巖脈中錫石的含量并不均勻，而含錫石褐鐵礦帽主要集中分布于礦區(qū)北端，在空間上首先與礦區(qū)北端云母-螢石交代巖脈相對富集的礦體（化）有關(guān)，該地段云母螢石交代巖脈含Sn0.22%～2.06%，Cu0.27%～1.41%，Be O 0.11%～0.43%，Bi0.05%～0.09%。所以說，本區(qū)含錫石褐鐵礦帽中的錫石，應(yīng)主要來自云母 螢石交代巖脈中的錫礦體（化）。其次，從錫的地球化學(xué)習(xí)性來看，云母 螢石交代巖脈中的錫除主要呈錫石存在，其中有一部分可能是呈Sn O2超顯微粒度形式存在。由于這個原因，在其氧化、分解過程中，礦床中的硫化物，如黃鐵礦等發(fā)生氧化，所產(chǎn)生的可溶性硫酸鹽亞鐵（Fe SO4）對錫具有極強(qiáng)的吸引力，硫酸亞鐵的不斷沉淀，沉積物中就包含著細(xì)分散相的錫石顆粒。隨著鐵的沉積物不斷結(jié)晶轉(zhuǎn)化為針鐵礦、纖鐵礦和少量赤鐵礦，大部分細(xì)分散相錫石顆粒變大而成為獨(dú)立礦物。故區(qū)內(nèi)含錫石褐鐵礦主要為含高鐵的塊狀褐鐵礦礦石。

此外，本礦床部分含錫云母 螢石交代巖脈及其他蝕變脈體中的錫呈黝錫礦形式存在，它在氧化帶內(nèi)易分解形成偏錫酸凝膠（H2Sn O4），后經(jīng)脫水作用亦可形成表生錫石。故在氧化帶內(nèi)未見到黝錫礦礦物。但褐鐵礦中見到的少量淺黃色、成多孔的土狀集合體，或者外形不定的極細(xì)的錫石顆粒，可能是由黝錫礦氧化而來。

4 含錫石褐鐵礦帽的找礦意義

湘南地區(qū)有色稀有金屬礦產(chǎn)資源十分豐富，而濕熱的氣候條件極大地促進(jìn)了礦床化學(xué)物理風(fēng)化作用的進(jìn)程。故在湘南地區(qū)各類已知與未知金屬礦床的地表或淺部，都不同程度地發(fā)育了規(guī)模不一的鐵帽，較常見的鐵帽是由黃鐵礦和鉛鋅礦等一類硫化礦物形成的鐵帽（包括“黑土層”），這對于尋找原生鉛鋅（銀、金）礦床有著重要的指示意義。但像銅金嶺含錫石褐鐵礦帽所見不多，它有其自身特殊的高豐度元素組合和地質(zhì)找礦意義。

據(jù)微量元素研究資料，銅金嶺含錫石褐鐵礦帽以其具有Sn、Cu等高豐度元素組合，并以Pb、Be、Bi、W元素次高豐度組合為特征，這種元素組合的本身即具有揭示中—高溫巖漿熱液礦床的成因意義。它不僅為湘南地區(qū)眾多的鐵帽類型增添了新的含錫石褐鐵礦帽一類，而且也是尋找與中—高溫巖漿熱液有關(guān)的錫（銅）多金屬礦床的重要地質(zhì)標(biāo)志。

參考文獻(xiàn)

[1]莫柱蓀，葉伯丹，等.南嶺花崗巖地質(zhì)學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1980：182-183.

[2]湖南省有色地質(zhì)勘查局二四五隊.湖南省郴縣銅金嶺錫多金屬礦床普查報告[R].1989.

[1]文章來源：《湖南地質(zhì)》，1992年第3期。作者簡介：鮑振襄（1933—），男，湖北襄陽人，高級工程師，從事金屬礦床找礦勘探、綜合研究。