湖南锡田—邓阜仙矿集区钨锡多金属矿勘查工作进展及主要成果.pdf

第 14 卷 第 9 期2023 年 9 月Vol.14 No.9September，2023矿 产 勘 查MINERAL EXPLORATION湖南锡田邓阜仙矿集区钨锡多金属矿勘查工作进展及主要成果陈梅1，伍式崇1，张雄1，2，熊伊曲2（1.湖南省水文地质环境地质调查监测所，湖南 长沙 410131；2.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083）摘 要 湖南锡田邓阜仙矿集区位于南岭成矿带，成矿条件优越，通过对矿集区复式岩体及其相关的钨锡多金属矿产进行调查评价和研究，至今已提交或估算钨锡矿产资源约43104 t。本文系统梳理和总结了矿集区近20年来钨锡多金属矿床丰硕的找矿和科研工作成果，在简要阐述矿集区成矿地质特征的基础上，从成岩成矿作用、控矿构造、成矿空间和矿化类型、找矿标志等多方面分析了复式岩体多期次成矿作用，总结了不同的物探方法组合应用及其有效性，并对上述成矿预测理论进行了工程验证，成果推广及应用效果显著。关键词 锡田邓阜仙矿集区；钨锡多金属矿床；湖南中图分类号：P618.67 文献标志码：A 文章编号：1674-7801（2023）09-1614-07Progress and main achievements in the exploration of tungsten-tin polymetallic deposit in Xitian-Dengfuxian ore cluster area，Hunan ProvinceCHEN Mei1，WU Shichong1，ZHANG Xiong1，2，XIONG Yiqu2（1.Survey and Monitoring Institute of Hydrogeology and Environmental Geology of Hunan Province，Changsha 410131，Hunan，China；2.School of Geosciences and Info-Physics，Central South University，Changsha 410083，Hunan，China）Abstract:The Xitian-Dengfuxian ore cluster area in Hunan has superior mineralization conditions，which is located in the the Nanling Mountain metallogenic belt.Through investigation，evaluation，and research of the composite granites and related tungsten-tin polymetallic mineral deposits in the mining district，the estimated tungsten-tin mineral resources submitted so far amount to approximately 430，000 tons.This article systematically summarizes the fruitful exploration and scientific research results of tungsten-tin polymetallic deposits in the mining doi：10.20008/j.kckc.202309007收稿日期 2023-05-29；修回日期 2023-07-10基金项目 本文受中国地质调查局项目“湖南茶陵锡田锡铅锌多金属矿整装勘查区矿产调查与找矿预测”（DD20160050-047）及湖南省地质院科研项目“地质大数据在锡田地区钨锡矿深部找矿勘查中的应用”（201802-04）联合资助第一作者简介 陈梅，女，1985年生，硕士，高级工程师，主要从事地质矿产勘查工作；E-mail：。引用格式 陈梅，伍式崇，张雄，熊伊曲.2023.湖南锡田邓阜仙矿集区钨锡多金属矿勘查工作进展及主要成果 J.矿产勘查，14（9）：1614-1620.Chen Mei，Wu Shichong，Zhang Xiong，Xiong Yiqu.2023.Progress and main achievements in the exploration of tungsten-tin polymetallic deposit in Xitian-Dengfuxian ore cluster area，Hunan Province J.Mineral Exploration，14（9）：1614-1620.1614第 14 卷 第 9 期陈梅等：湖南锡田邓阜仙矿集区钨锡多金属矿勘查工作进展及主要成果district over the past 20 years.Based on a brief description of the geological characteristics of the mineralization in the mining district，it analyzes the multi-stage mineralization of the composite granites from various aspects such as diagenesis，mineralization controls，mineralization space and mineralization types，and exploration indicators.The effectiveness of different geophysical exploration methods is also summarized，and the mineralization prediction theory is validated through engineering verification，with significant results in promotion and application.Keywords:Xitian-Dengfuxian ore-concentration district；tungsten-tin polymetallic deposit ore；Hunan Province0引言湖南锡田邓阜仙矿集区位于南岭成矿带中段，大地构造位置上处于扬子板块和华夏板块结合部位的中段，成矿条件优越，发育多期次的岩浆活动与钨锡多金属矿矿床（孙颖超等，2017；何苗等，2018；周念峰等，2020；刘飚等，2022）。前人通常把该区统称为“锡田”地区，并以“锡田模式”被地质勘查界所熟知（刘国庆等，2008；伍式崇等，2011；付建明等，2012；刘飚等，2021）。2002年至今，中国地质调查局、湖南省自然资源厅以及大型矿山企业在区内投入大量的勘查资金，对矿集区的复式岩体及其相关的钨锡多金属矿产进行调查评价、勘查和研究。在复式岩体复合成矿理论的指导下，通过剖析典型矿床成矿作用特征，研究主要复式岩体与钨锡多金属成矿的时空关系、形成机制和分布规律，建立成岩成矿地质模型，结合高精度重力剖面、可控音频大地电磁等物化探方法，综合建立找矿模型，优选找矿靶区，并进行工程验证，指导矿集区找矿勘查，生产应用效果突出，在湘东锡田地区发现并评价了超大型钨锡矿床，至今已提交或估算钨锡矿产资源约 43104 t，实现了找矿理论、成果的重大突破，产生了良好的经济社会效益。1成矿地质特征湖南锡田邓阜仙矿集区位于湖南省茶陵县境内，属南岭EW向构造-岩浆-成矿带中段北东部，郴州茶陵NE向钨锡多金属成矿带北东段（周云等，2017；刘飚等，2018）。该区包括北部的邓阜仙矿田和南部的锡田矿田，两者之间为大面积的白垩系红尘覆盖（图1）。矿集区地层从寒武系第四系均有分布，以寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系为主。寒武系在本区为浅变质的深海相泥砂质浊流沉积，是钨、锡、银、金重要赋矿层位；泥盆系、石炭系主要为碳酸盐岩和碎屑岩沉积，是本区钨、锡、铅、锌、金的重要赋矿层。区内经历了加里东运动、印支运动和燕山运动等多次构造事件，褶皱、断裂、构造盆地比较发育，岩浆活动频繁。发育一系列NENEE向的褶皱和断裂，与 NW 向多组断裂、褶皱交汇（伍式崇等，2012；王艳丽等，2015；刘飚等，2021）。大面积出露酸性侵入岩，单个岩体规模大小悬殊，大的岩体出露面积大于200 km2，如北部的邓阜仙岩体和南部的锡田岩体，小的呈岩脉产出，地表仅几平方米。地表出露的岩浆岩主要形成于印支期和燕山期，岩石类型主要为黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩等，与成矿关系密切（刘飚等，2022；宋宏星等，2022）。区内发育有大量的钨锡、铅锌矿床，及少量的铌、钽等稀有金属与萤石非金属矿产，外生矿产有煤、铁等，矿产资源丰富（伍式崇等，2011；董超阁，2018）。钨锡铅锌多金属矿产主要分布在锡田岩体和邓阜仙岩体内部及内外接触带，均为岩浆期后热液成矿作用成矿，成矿潜力巨大，且形成一个完整的高中低温热液成矿系列（曹荆亚，2016；刘飚等，2018）。矿集区南北两侧的矿床地质特征稍有不同。南部锡田矿田已发现的主要钨锡、铅锌矿床类型为矽卡岩型、构造-矽卡岩复合型，其次为隐伏云英岩脉型、构造蚀变岩型、石英脉-云英岩脉带型；北部邓阜仙矿田已查明的矿床主要为石英脉型钨锡矿床，分布在湘东钨矿一带，在其北部分布有金竹垄蚀变花岗岩体型大型铌钽矿床，另在岩体内见有蚀变破碎带型铅锌多金属矿床（伍式崇等，2011；曹荆亚，2016；晏超等，2017；董超阁，2018；毛禹杰等，2021）。矽卡岩型矿分布于印支期锡田岩体的接触带或其附近的层间接触带，石英脉及云英岩型矿化分布于燕山期花岗岩的顶部或者在印支期花岗岩16152023 年矿产勘查以及灰岩地层的内部（邓渲桐等，2017；董超阁，2018）。图1区域构造位置图（a）及湖南茶陵锡田钨锡铅锌多金属矿综合地质图（b）1第四系；2古近系-新近系；3白垩系；4侏罗系；5二叠系；6石炭系；7泥盆系；8奥陶系；9寒武系；10晚侏罗世侵入岩；11晚三叠世侵入岩；12志留世侵入岩；13断层；14推测断层；15角度不整合界线；16钨锡矿床；17钨矿床；18铅锌矿床；19钨锡矿点；20钨矿点；21铅锌矿点1616第 14 卷 第 9 期陈梅等：湖南锡田邓阜仙矿集区钨锡多金属矿勘查工作进展及主要成果2复式岩体多期次成矿2.1成岩成矿作用的复合叠加锡田邓阜仙矿集区北部邓阜仙复式花岗岩的岩浆活动主要可以分为 3 期：晚三叠世（225 Ma）、晚侏罗世（155 Ma）和早白垩世（140 Ma），同时早白垩世还发育有基性的煌斑岩脉。南部锡田复式花岗岩的岩浆活动可以分为 4 期：志留纪（435 Ma）、晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世。矿集区存在多期次钨锡多金属成矿作用，邓阜仙矿田存在晚侏罗世和早白垩世两期成矿作用叠加（图2），锡田矿田存在晚三叠世、晚侏罗世和早白垩世三期成矿作用叠加（Xiong et al.，2017，2019，2020；Li et al.，2019）（图3）。图2邓阜仙矿田两期成矿作用叠加野外特征a叠加形成的“富矿包”；b脉体宽度差异巨大；c两期脉体的穿插；d两期脉体叠加形成的“富矿层”图3垄上钨锡多金属叠加型矿化a叠加于层状矽卡岩中的白钨矿、萤石、方解石脉；b层状石榴子石矽卡岩叠加绿帘石脉16172023 年矿产勘查2.2控矿构造的复合叠加成矿受矿田及矿床两级、两期构造控制，矿集区构造表现为NEE向的地堑系，发育系列NENEE向正断层，为成矿物质的运移提供了良好通道。在NW 向的伸展背景控制下，可形成 NENEE 以及NWNNW向的次级断裂；同时NW向的伸展与岩浆上侵时的应力场的综合作用，在岩体上方产生楔状断裂系，成为成矿物质的聚集空间，在有利地段成矿（Liu et al.，2020；刘飚等，2021）。叠加构造则是成矿的最有利的构造样式，表现为燕山期的断裂构造与印支期岩体接触带的叠加，二者产状可以不同，在二者交汇处发生矿床/体的叠加富化，成矿构造与多期岩浆-流体的相互作用，是成矿作用的关键因素（伍式崇等，2014；Liu et al.，2019）。2.3成矿空间和矿化类型的复合叠加分别建立了邓阜仙和锡田矿田的岩浆-热液多金属成矿系统。北部邓阜仙矿田显示出从金竹垄铌钽矿床湘东钨锡矿床鸡冠石钨矿床太和仙金铅锌矿床大垄铅锌矿床的成矿温度逐渐降低，成矿元素组合由花岗岩型的铌钽矿床逐渐演化为W-Sn和Pb-Zn-（Au）的热液脉状矿床（图4）。铌钽矿床主要产出在岩体侵入中心的顶部，通常与高分异的白云母花岗岩密切相关，并呈现一定的垂向岩相分带；W-Sn矿床通常产于岩体侵入中心顶部的云英岩化带及岩体凸起上覆围岩的裂隙构造中；Pb-Zn等脉状矿化多发育于岩体侵位中心310 km范围内的围岩裂隙中（Xiong et al.，2019；毛禹杰等，2021）。南部锡田矿田具由南向北的沿NE走向的W-Sn、Pb-Zn、萤石等脉状矿化分带，并显示了成矿温度由南向北降低的空间格局（戴雪灵等，2018；Kang et al.，2023）。同时还在印支期花岗岩体与灰岩凹形接触构造带发育矽卡岩型矿化，并存在印支期矽卡岩型和燕山期热液脉型钨锡矿化的叠加。图4邓阜仙矿田岩浆热液成矿系统示意图1618第 14 卷 第 9 期陈梅等：湖南锡田邓阜仙矿集区钨锡多金属矿勘查工作进展及主要成果2.4复合找矿标志印支期矽卡岩型找矿标志主要为印支期岩体与碳酸盐岩围岩接触形成的矽卡岩化，以及大理岩化、硅化、绿泥石化等。燕山期花岗岩型铌钽矿床找矿标志主要为淡色花岗岩（白云母花岗岩、钠长花岗岩等）、钠长石化、电气石化、高岭土化等；而燕山期热液脉型矿床的找矿标志主要为云英岩化、硅化、电气石化、萤石化和绿泥石化等（伍式崇等，2014）。3找矿方法组合针对钨锡多金属成矿系统，创新性研发提出了适用于寻找矽卡岩型矿体、构造蚀变岩型和石英脉型矿体等科学先进、高效实用的找矿技术方法组合。通过多个物化探方法的实践对比研究发现（屈栓柱等，2018；喻忠鸿等，2023），某一种找矿技术方法或技术方法组合对于某一特定类型矿床具有较好的找矿效果，针对不同的矿床类型及矿体地质特征，统计了不同的物探方法组合应用及其有效性：地质+磁法+音频大地电磁（AMT）方法组合适用于找矽卡岩型矿体；地质+AMT+激电测深（IP）方法组合适用于找构造蚀变岩型和石英脉型矿体；地质+IP方法组合对于找云英岩型矿体非常有效（表1）。4工程验证根据上述成矿预测理论体系，圈定了湘东钨矿鸡冠石找矿预测区、锡田垄上小田找矿预测区、太和仙找矿预测区、皇图找矿预测区等10个预测区，对其中3个预测区进行了钻探工程验证，见矿率100%。在山田预测区施工一个992 m的深孔，在孔深975 m 处 揭 露 钨 锡 矿 体，厚 度 2.43 m，钨 品 位0.20%，锡品位 0.22%；在孔深 963 m 处，揭露一隐伏钨矿体，厚度 1.42 m，钨品位 0.13%。控制矿体斜深达 1150 m，新增钨锡潜在资源量 1.9104 t，达中型矿床规模。5成果推广与应用项目成果直接促成了部省合作协议“五方协议”和“锡田模式”，对湖南省甚至全国地勘行业产生了深远影响。研究成果已在湖南茶陵湘东钨矿床、大垄铅锌矿床等众多矿山增储勘查和开发中成功应用，具有较强的推广应用价值。以此为依托，培育了原国土资源部科技创新团队“湘东钨锡矿成矿规律研究科技创新团队”和湖南省科技创新团队“关键金属资源勘查创新团队”，为地质事业高质量发展和科研人才队伍建设提供有力支撑。6结论（1）湖南锡田邓阜仙矿集区成矿地质条件优越，多期次岩浆活动及构造运动，导致了区内多期次钨锡多金属成矿作用。北部的邓阜仙矿田和南部的锡田矿田具有不同的特征，邓阜仙矿田从岩体中心向四周成矿元素组合由花岗岩型的铌钽矿床逐渐演化为W-Sn和Pb-Zn-（Au）的热液脉状矿床，锡田矿田具有由南向北的沿NE走向的WSn、PbZn、萤石等脉状矿化分带特征。（2）锡田地区目前已探获或预测的资源量大多集中在700300 m标高之间，仅有少数几个地质工作程度较高的矿床如垄上钨锡矿、大垄铅锌矿工程揭露至0 m标高以下，深部具有良好的钨锡铅锌矿找矿前景。综合考虑区内钨锡矿最大成矿深度和剥蚀深度，初步预计研究区2000 m以浅钨锡铅锌总资源资源潜力约为200104 t。表1锡田地区物探找矿方法有效性评价地质体物探方法重力磁法AMTIP岩体/岩体与围岩接触面浅表中部中深部两期岩体接触面浅表中部中深部矽卡岩/矽卡岩型矿体浅表中部中深部构造蚀变岩型/石英脉型矿体浅表中部中深部云英岩型矿体浅表中部中深部注：有效性：很好，较好，一般。16192023 年矿产勘查参考文献Kang F，Liu B，Li H，Algeo T J，Vincent V I，Wu Q H.2023.Multi-stage W-Sn metallogenic processes in the Xitian Ore Field，South China：Evolution from skarn-type to vein-type mineralization J.Ore Geology Reviews，105495.Li H，Sun H S，Algeo T J，Wu J H，Cao J Y，Wu Q H.2019.Mesozoic multi-stage W-Sn polymetallic 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