2.浙江省第七地质大队 浙江杭州 310011
摘要：孙家桥-双溪口锡铁多金属矿位于浙西成矿带大溪边—双溪口成矿远景区，区域大地构造属浙西大复向斜之吴兴-昌化凹陷，钱塘台褶带华阜—新登凹陷带的中南段，是省内重要的锡成矿带。本文通过成矿地质背景的研究，认为区内斑状花岗岩为重熔型花岗岩，且为锡铁矿床提高成矿物质来源。通过地球物理及地球化学研究，确定了磁法、水系、土壤化探异常与矿床的耦合性，也为找矿前景预测提供了依据。通过矿石结构构造分析，阐明了金属矿物的结晶顺序，表述了锡矿石的类型和锡石的产出形式。综合成矿地层、岩浆、构造及物化的研究，结合野外实际，认为其成矿类型地表为中低温热液硫化物型锡铁多金属矿床，浅深部转变为中-高温接触交代型锡铁矿床。简要叙述了后续找矿前景。
关键词：浙西北；锡铁多金属矿；孙家桥-双溪口矿区；重熔型；
孙家桥-双溪口地区锡铁多金属矿位于扬子地台东南缘，江山-绍兴拼合带西北侧（图1）。区域大地构造位置属浙西大复向斜之吴兴-昌化凹陷，钱塘台褶带华阜—新登凹陷带的中南段，北东向构造形迹组成了区域构造的基本框架。成矿区带属“浙西成矿带大溪边—双溪口成矿区陈家门—双溪口锡铅锌砷B类成矿远景区（Ⅲ2-Ⅳ6-Ⅴ19）”，从属长江中下游中生代铜、金、铁、铅、锌、硫成矿带东段之南缘。大溪边—双溪口成矿区内已发现各类矿床（点）近20处，从铜山—白沙畈—陈家门—双溪口呈北东向带状分布，为儒洪岩体、陈家门、孙家桥和双溪口岩株附近的断裂带控矿，成矿体系为钨（铍）→锡铁铜→铅锌银→砷锑银的热液成矿体系，均属与燕山期中酸性—酸性岩类有关的热液矿床系列。研究区已发现具工业品位锡铁矿体2条，锡铁矿化体2条。孙家桥——双溪口锡多金属矿是危机矿山“攻深找盲”的一大成果。
1 成矿地质背景
1.1 研究区地层特征
研究区出露地层总体呈北东向展布，与区域构造线一致，由老至新分别为：奥陶系长坞组，文昌组，志留系霞乡组，河沥溪组，康山组，唐家坞组，泥盆系西湖组，珠藏坞组。研究区主要赋矿地层为奥陶系长坞组（O3c），自下而上可分为两层。第一层岩性组合主要出露于孙家桥—送兵村—双溪口一带，为灰色、青灰色中—薄层状泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩组成复理石、类复理石韵律层，间夹中层状细砂岩，泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩中常发鲍马序列组合，属深海浊流相沉积；第二层主要分布于第一层两侧，岩性为灰色、青灰色厚层状粉砂质泥岩、钙质泥岩，夹细砂岩，属浅海陆棚相沉积。
1.2 研究区构造特征
研究区褶皱构造形迹主要为洪村——仙姑洞北西向向斜南西端的次级褶皱孙家桥——双溪口背斜，轴迹在洞坑口-孙家桥-双溪口一线，轴向50°～60°，背斜核部出露长坞组、文昌组粉砂质泥岩，两翼为志留、泥盆系。背斜北翼岩层倾向北西，倾角一般40°～60°，南东翼相对较陡，大多岩层倾向南东，倾角一般50°-85°，局部岩层倒转。
图1 研究区大地构造位置图
断裂构造主要形成于燕山早期，发育北东向、北北东向和北西向三个方向断层。
北东向断层与褶皱轴向一致，发育于南坑底—双溪口一带，长约1.9km，宽1～5m，产状：135°∠50～70°。局部与岩层呈极小夹角或顺层发育，往往继承褶皱轴面劈理基础上发展，特别是在长坞组上部钙质细砂粉砂岩，常发育顺层破碎带，含矿热液渗透交代后，沿断裂充填形成矿床。断层带由构造角砾及断层泥组成，角砾大小2～20mm不等，成分为粉砂质泥岩，由同成分的粉末状物质及断层泥胶结。上下盘断面清晰、平整，局部可见镜面。该断层为压扭性断裂，控制了Ⅰ号锡铁矿体及次一级断裂的产出。
北北东向断层，发育于洞下一带，产状：78°∠65°，长约4.1km，宽1～3米。断层带内岩石破碎，由构造角砾及断层泥组成，角砾大小2～30mm不等，成分为粉砂质泥岩，由同成分的粉末状物质胶结。两侧断面清晰、平整，滑动面发育斜擦痕，示右行，造成了奥陶系长坞组、文昌组、志留系唐家坞组以及泥盆系西湖组地层错位。
北西向断层主要发育于孙家桥一带，产状：232°∠74°，长约0.9km，宽1.0～3.2米。破坏奥陶系长坞组第二岩性段内，断层带内岩石裂隙发育，呈碎裂状及角砾状，角砾大小2～3cm，大者可达5cm，并有硅化、黄铁矿化和褐铁矿化。该断层为压扭性断裂。
1.3 研究区侵入岩特征
孙家桥—双溪口背斜核部出露有孙家桥、南坑底、双溪口、荷岭4个岩株，岩性均为花岗斑岩，其中孙家桥花岗斑岩出露面积为0.27 km2，南坑底花岗斑岩出露面积为0.03 km2，双溪口花岗斑岩出露面积为0.05 km2，荷岭花岗斑岩出露面积为0.12 km2。花岗斑岩镜下鉴定结果显示，斑晶主要由石英，钾长石和斜长石组成，可见少量黑云母，基质主要为长英质。基质矿物主要呈0.05～0.8mm的微细粒状，其中长石略显长方形状，石英他形粒状或齿状，有的石英有聚集融合现象。基质具弱绢云母化，部分次生绢云母加大转变为≤0.5mm的白云母。岩石具热重结晶现象。
各岩体岩石化学成分变化很小，SiO2：75.23～77.32％，Al2O3：10.92～12.67％，Fe2O3+FeO：1.11～3.27％，K2O+Na2O：7.77～9.28％，（K2O＞Na2O）、CaO＜0.1％，TiO2＜0.15％，MgO＜0.27％，属钙碱系列岩石。岩石稀土、微量元素以及硅酸盐分析结果表明，岩体成因类型为改造型花岗岩［3］。
1.4 蚀变特征
区内主要蚀变为角岩化，以紫灰色长英质角岩为主，近岩体附近局部粉砂岩蚀变为斑点状角岩，局部见萤石矿化、云英岩化或黄铁矿化。在孙家桥-送兵一带，局部长坞组上部钙质细砂岩内，发育深灰绿色透闪石角岩。在钙质砂岩内裂隙还可见碳酸盐化。
2 地球物理、地球化学特征
2.1 地球物理特征
1∶5万高精度地面磁法测量圈定孙家桥-双溪口异常面积约10km2，异常呈北东向，长约6km，宽约0.8km，异常极值150nT，主要为正异常，其中在石林镇、双溪口和孙家桥局部磁异常相对高。
通过1∶1万地面高精度磁法测量，圈出3处高精度磁异常带：孙家桥异常带（△T1）、外坞异常带（△T2）、双溪口异常带（△T3）。其中：△T1呈“S”形，往西未圈闭。北侧为负异常，分布于孙家桥-双溪口背斜核部，北东端为孙家桥花岗斑岩体，异常内地层为长坞组粉砂岩，粉砂质泥岩，无磁异常，异常内地表已发现有北东向和北西向硅化带。△T2呈长椭圆形，中心最高值236.68 nT。异常内出露地层为长坞组上部粉砂质泥岩、粉砂岩夹钙质粉砂岩，与双溪口锡矿所处地层位置一致，异常北部800m为孙家桥岩体。△T3位于双溪口锡矿，呈北东走向，长800m，宽200-250m，正负异常对应出现，北为负异常，南为正异常，正异常宽为负异常宽2倍。异常最高321.21 nT，最低值-36.58 nT。地表沿脉探矿坑道所见磁黄铁矿具强磁性。本异常所处地层位置与前二者一致，可为前二者找矿参考标志。磁法反演推测，三处异常可能在地下不远处存在板状磁性体。
2.2 地球化学特征
1∶5万水系沉积物测量圈定的孙家桥-双溪口Au、Ag、Cu、Zn、W、Sn、As、Bi、F、Be、B（HS16）Ⅰ级综合异常，异常呈北东向椭圆形，面积约12km2，单元素异常重合，由北向南发育双溪口、直坑底、孙家桥东、孙空桥和外坞5个浓集中心。以双溪口和孙家桥二个浓集中心规模和衬度最大。
对成矿远景区内11km2的1∶1万土壤测量分析结果处理统计，13种元素主要参数值如下（表1）：以平均值加2倍方差（X+2C）为异常下限，圈定异常。
表1 孙家桥-双溪口土壤测量参数表
初步确定区内主要的综合异常有7处，分别为芦桐坞异常（HT1）、外坞异常（HT2）、洞下村坞口异常（HT3）、直坑源头异常（HT4）、直坑底异常（HT5）、南坑底异常（HT6）、双溪口异常（HT7）。上述异常中HT1、HT2、HT6、HT7异常范围较大，异常元素较多，主要元素异常值高，异常浓集中心重合好（图5-31、32）。已查明HT1、HT2、HT6、HT7号异常由矿化引起：1号异常内分布有金、钨矿点各一处；7号异常与双溪口锡矿重合；2号异常存在矿化硅化带，其成矿地质背景等与7号异常类似，推测由矿化引起。
3矿床地质特征
3.1 矿体特征
研究区可见两个锡铁矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ，分布于奥陶系上统长坞组上部钙质粉砂岩、钙质泥岩的层间破碎带中，受层位和构造控制。矿化以锡、铁为主，次为铜、锌等，分布不均匀。Ⅰ号锡铁矿体位于南坑底村北东，为省已有矿产地双溪口锡矿Ⅰ号锡矿体的南西延伸段，产于F5断层破碎蚀变带中，呈带状、透镜状产出，长约600米，厚0.79-7.68米，平均厚188米，厚度变化系数为57.98%，厚度较稳定，控制最大倾向延深465米。产状145°∠60-75°。Sn平均品位0.32×10-2，品位变化系数为29.45%，属均匀型。
Ⅱ号锡铁矿体位于南坑底村南，发育于长坞组角岩化粉砂质泥岩的裂隙带中，长约150米，厚0.65-1.85米，呈带状产出，总体产状为176°∠72°，岩石破碎，由断层泥和构造角砾组成，蚀变较强，具强硅化、黄（褐）铁矿化，可见有锡石、黄铁矿等；由剥土BT02和探槽TC8011、TC8012控制，Sn为0.1-0.65×10-2。
3.2 矿石特征
矿石结构以自形，半自形粒状结构为主，次为交代残余结构。磁铁矿结晶程度一般较好，呈粒状紧密嵌布产出。脉石矿物含量较高地段，矿物间具明显的交代残余现象，如绿泥石交代透闪石，绿帘石交代角闪石、黄铜矿交代黄铁矿等。
Ⅰ号矿体中上部矿石主要金属矿物为锡石，次为黄铁矿、磁黄铁矿、闪锌矿、白铁矿、胶白铁矿和黄铜矿，下部矿石主要金属矿物为磁铁矿，次为锡石、黄铁矿和黄铜矿等；脉石矿物为普通角闪石、绢云母、绿泥石、阳起石、符山石、石英、方解石及萤石等，在矿体下部非金属矿物较少。矿物组份在矿石中分布不均匀。金属矿物结晶顺序为：磁铁矿→闪锌矿→锡石→方铅矿→磁黄铁矿→黄铜矿→黄铁矿，硫化物细脉明显穿插磁铁矿，反映有二个世代矿化。
脉石矿物在矿石中分布不均匀，主要分布在矿体中上部，含量不等，多则达30～45%，下部矿体中含量一般3-15%。普通角闪石一般呈针状，柱状、集合体呈禾束状、放射状杂乱分布。部分蚀变成阳起石。绿泥石在磁铁矿附近较多，多呈细小鳞片状集合体分布。阳起石呈纤维状、放射状集合体分布，其间隙中见少许它形晶萤石及方解石等充填。石英多呈它形粒状变晶集合体充填于黄铁矿及磁黄铁矿间隙中。绢云母多呈它形片状与黄铜矿伴生。
矿石构造以团块状及致密浸染状构造为主。局部见似条带状构造，金属矿物与脉石矿物呈条带状相间产出。
锡石颗粒微细，粒度大多在0.02～0.05mm间，其产出方式有三种，一是分布于磁黄铁矿显微裂隙中，二是伴随少量石英，绿泥石集合体嵌布于磁黄铁矿间隙中，三是分布于阳起石、符山石、石榴子石颗粒间或被包裹于符山石内。
根据上述锡石赋存特点，可将锡矿石划分为两种类型：蚀变含砾细砂岩型和矽卡岩型，并以后者为主。
3.3 蚀变类型及分带性
研究区岩石发育面状角岩化，主要为长英质角岩，少量斑点状角岩。与矿化密切的为矽卡岩化透辉石蚀变岩，矽卡岩化透辉石蚀变岩以变余角岩结构为主，少量交代残余结构，薄层状构造，由透辉石（占50～65％）、石英、方解石和绢云母化的泥质组份构成，局部见粉砂质交代残余，透辉石以粒度较细的微粒状集合体为主，部分粒度较粗者与石英、方解石等新生矿物共生。在近地表伴生磁（黄）铁矿化、黄铁矿化，往深部近岩体渐变以磁铁矿为主，萤石增多。原岩为含钙、镁较高的薄层状泥质岩。
岩体边部细粒花岗岩具萤石矿化、硅化、黄铜矿化、绢（白）云母化以及绿泥石化。近矿围岩蚀变主要有硅化、黄铁矿化、次生绿泥石化、红柱石化等。
4 结论
通过对浙西北孙家桥-双溪口地区锡铁多金属矿床矿体地质特征及矿石结构构造特征的研究，形成了以下结论认识：
1）研究区矿体主要赋存于细粒花岗岩外接触带上的长坞组钙质粉砂岩、细砂岩中，岩石中钙质含高矿化较好，钙质含量矿化较差，表明岩石中钙质含量高利于成矿。
2）研究区矿体位于花细粒花岗岩的外接触带上，成矿作用与岩浆活动密切相关，岩体成岩年龄经黑云母K-Ar法同位素测定为147-156Ma，属晚侏罗世。矿区岩体属酸性岩类，δEu变化于0.08～0.42之间，平均为0.26，属铕亏损型，表明岩浆物质来源于地壳重熔，属“S”型花岗岩。岩浆活动促使地壳中元素成矿的分离和运移，为矿床的形成提供了必要的成矿物质来源。在岩体接触带上有利于成矿。
3）研究区矿体位于北东向断裂破碎带中，表明断裂构造发育部位能为矿液的运移和存储提供有利空间。
4）研究区围岩蚀变具矽卡岩化、红柱石化，主要矿石矿物有磁铁矿、锡石等。据高温高压模拟实验，该类矿物主要中在400-600大气压和400-700°C条件下生成。此外测区以西陈家门一带与双溪口地区属同一成矿带，据陈家门锡石包体测温为546°C，陈家门—双溪口一带的岩体侵入深度估算，岩体形成时顶面压力为600-900大气压。表明双溪口锡铁矿床形成温度属中-高温。
5）双溪口锡铁矿是晚侏罗世（143Ma）［4］“重熔型”岩浆期后中高温热液接触交代型锡铁矿床，矿区成矿作用与岩浆侵入活动有关。根据区域构造、连续的面状角岩化热蚀变和岩石化学特征，推断双溪口矿区的斑状细粒花岗岩体为区外的儒洪岩体向北东倾伏延伸体。富含锡铁锌氟钼锑等改造型花岗岩岩浆，在儒洪至双溪口一带沿区域性背斜核频繁活动，岩浆在侵入过程中，遇含钙质（灰岩或钙质砂岩）围岩形成中-高温接触交代型锡铁矿床，岩浆热液沿破碎带充填交代，则形成中低温热液硫化物型锡铁多金属矿床。
图7 Ⅰ号锡矿体品位变化等值线图
6）找矿前景预测：根据Ⅰ号矿体纵投影矿体等厚度图（图6）、等品位图（图7）可以看出该矿体向南东方向侧伏，且向深部有变厚、矿化变强的趋势。根据矿区ZK72孔资料显示，标高-200米处矿体显示为矽卡岩型锡铁矿床，推测Ⅰ号锡铁矿体深部仍有延伸，且矿体有变厚、矿化变强的趋势。
根据1：5万高精度磁法双溪口异常带（△T3）与1∶1万土壤异常带双溪口异常（HT7）耦合关系较好，且地表显示为Ⅰ号锡铁矿体，据此推测，1：5万高精度磁法外坞异常带（△T2）与1∶1万土壤异常带外坞异常（HT2）存在较好的耦合关系，推测外坞磁异常及土壤异常密集区存在较好的找矿前景。
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论文作者:邱小刚1,张亚军2
论文发表刊物:《房地产世界》2019年4期
论文发表时间:2019/8/7
标签：成矿论文; 异常论文; 溪口论文; 黄铁矿论文; 浙西论文; 东向论文; 矿体论文; 《房地产世界》2019年4期论文;