湖南锡矿山超大锑矿介绍

湖南锡矿山超大型锑矿介绍老师：吕新彪学生：张毅学号：020021-43

2004年12月

资源学院020021班矿床学作业一、锡矿山锑矿矿床简介锡矿山锑矿位于湖南中部冷水江市,是一座超大型锑矿床,其锑的储量达211万ｔ,超出国外锑矿的总储量(200万ｔ),被誉为“世界锑都”。1.区域地质背景和矿床地质背景

1)构造背景锡矿山锑矿田位于区域性的安化-宁乡东西向构造带以南,白马山-龙山东西向构造带以北,祁阳山字型构造北东翼与城步-新化-桃江断裂的复合部位。属新化-涟源褶皱带的涟源盆地。矿田位于扬子地台南东陆缘区,加里东褶皱带的湘中地体(断陷盆地)。自早震旦世以来,长期处于北西西-南东东的拉张状态,产生一系列成因和空间分布上密切相关的伸展构造。同时,同生断裂发育,开阔的盆地水体之下出现地堑、地垒式地形。2)地层

矿区出露地层主要为上泥盆统佘田桥组和下石炭统岩关阶和大塘阶。其中佘田桥组分布极为广泛,岩关阶及大塘阶只在矿区周围发育,彼此皆为整合接触。锡矿山锑矿床主要赋矿层位为上泥盆统佘田桥组。这套地层具有复杂的岩性组合,依据岩性和化石可以分为上、中、下3段,即页岩段、灰岩段、砂岩段。二：矿床地质特征1.矿床(体)受地层、岩性控制

锡矿山锑矿床主要赋存在上泥盆统佘田桥组,佘田桥组按岩性可划分为3段。上段为页岩段；中段为灰岩段；下段为泥质粉砂岩段。靠近断层Ｆ75下盘局部地段的灰岩硅化后,有透镜状囊状辉锑矿体。2.矿体受构造控制明显

整个锡矿山锑矿田被一个巨大的锡矿山短轴背斜控制。背斜西翼被断层(Ｆ75)切割,东翼较平缓,亦发育一条断裂(充填煌斑岩脉)。超大型锡矿山锑矿即产于两断裂之间,包括老矿山、童家院、飞水岩、物华等4个工业矿床。它们分别产于4个次级背斜中,被断裂或无矿地段分隔。3.矿体多沿一定层位呈带状分布锡矿山锑矿田内主要矿体形态为层状、似层状、扁豆状、透镜状、脉状、侧羽状、囊状等,多为2向或3向延长,沿一定层位呈带状分布。

四、围岩蚀变较弱

近矿围岩蚀变主要为硅化、碳酸盐化;重晶石化、萤石化较少,只在物华矿床、飞水岩矿床极个别矿段出现。其中硅化分布广泛,是最重要的围岩蚀变,可以说没有硅化就没有矿化。煤矿水灾害的成因分析：1、一些煤矿，特别是乡镇小煤矿，在开采设计过程中，对于防治水灾害的措施不合理，没有设计探放水措施，没有设计防水煤柱等。2、对煤矿的水文地质分析不够，特别是探放水不够，在开采中盲目掘进，造成突水事故。3、在开采过程中，矿工违章违规操作，造成水灾事故。4、煤矿没有制定相应的安全规程，装备不齐全，不到位，导致水灾害发生。5、煤矿供电和排水系统运行可靠性能出现故障，造成煤矿水灾害事故。6、地震，山洪暴发等自然灾害引发了煤矿水灾还事故等。三、成矿模式锡矿山是在燕山晚期至喜山早期拉张环境下有热水循环而形成的低温热液矿床。

3.1成矿热液湘中泥盆系含锑量等于地壳平均值的4.8～12倍。但据研究,泥盆系沉积成岩过程中没有发生明显的Ｓｂ、Ｈｇ、Ａｓ富集,各元素沉积富集系数一概偏低,Ｓｂ为0.07～2.19,Ｈｇ为0.058～0.065,Ａｓ为0.55～0.93[4]。因此,锡矿山锑矿田内丰富的锑质不是沉积活化聚积的结果,而是后期含锑热流体渗透和交代形成的。另一方面在拉张构造的陷陆期间,沉积的古陆风化剥蚀物及金属元素经海底成岩过程中被压实;在压实过程中岩层中的孔隙水受压被释放出来,形成以卤化物为主的热卤水,并与地下渗水一道经受地温和深部岩浆的热力作用,形成弱酸性、富有机质、高盐度的热卤水,使成矿作用具备了水源。3.2围岩含矿围岩均有硅化现象且硅化岩中的轻稀土总量高于沉积硅质岩,这说明其硅质有不同来源。因此,推测形成辉锑矿的成矿热液主要来自盆地内部,在盆地拉张期深部含矿热水沿同生断裂喷溢,沉积了热水硅质岩。3.3成矿阶段在热水循环过程中,围岩中的有用成份活化转移(萃取地层中的锑元素)并沿断裂上升到地表,被不透水岩层Ｄ33ｓ和Ｄ13ｘ遮挡、屏蔽,在Ｄ23ｓ地层沉淀交代,形成初始硅化岩石,并且弱锑矿化;此为早期成矿阶段,属晚泥盆世。此后,受印支-燕山运动影响,断裂继续活动,使早期形成的硅化层破碎;析出的锑质和硅与地层中的矿液和少量天然水混合成含矿热液,继续沿断裂和裂隙上升,并在有利部位沉淀成矿。此为中期成矿阶段,属燕山晚期。后来,进一步受地下水作用,硅质发生溶解和再沉淀,辉锑矿氧化,形成锑的氧化物,此为晚期成矿阶段。辉锑矿的形成主要是中期成矿阶段,即燕山晚期。

综上所述,锡矿山超大型锑矿床是一种产在沉积岩地区,矿石建造与沉积岩石类型和岩性密切相关的内生热液矿床。其形成深度位于地壳浅部,成矿温度在200℃左右,与岩浆活动无直接关系,当属非岩浆热液矿床。四：成矿元素众所周知,Ｓｂ在地壳中的丰度很低,仅为0.3×106。显然,锡矿山锑矿床是元素Ｓｂ大规模成矿和超常富集的结果。矿田主要层位锑丰度值见表1、2,并由此得出如下几点结论:①泥盆系地层本身锑含量接近或略高于地壳克拉克值,佘田桥组虽是赋矿层,但不是矿源层;②锡矿山锑矿及其近围泥盆系地层中锑含量是地壳克拉克值的4.48～36.63倍,和湘中区域地层剖面相比对应层位的锑含量也高出1.69～23.16倍,说明矿田及其近围的泥盆系地层中有外来锑的叠加改造,指示成矿物质曾有过大规模的预富集阶段;③前泥盆系地层锑含量较高,大乘山区和相连的白马山东缘相比,对应层位的锑含量,前者高出后者几倍—十几倍,具明显分区性,且变幅很大,说明这些老地层中的锑元素应是以易活化形式存在的,受物化、温压因素的影响易发生物质的迁出、迁入活动,它们应是锡矿山超大型锑矿的主要矿源层。五：成因分析

由于深部老地层(主要是指前泥盆系地层)中有丰富的以活化形式存在的Ｓｂ元素物质源,印支晚期,区内发生的大规模构造-岩浆活动又提供了充足的热源,下渗地下水经热烘烤加速溶解萃取了地层中的Ｓｂ等成矿元素,形成含矿地下热水溶液。温差和在加里东期就已形成的桃江—城步断裂带产生的压力差使热水溶液反复循环,溶液中Ｓｂ等成矿物质的浓度不断升高。燕山早期,经历了印支期强烈构造-岩浆活动的湘中地区已隆起为陆地,形成较多的层间滑动、层间破碎带。尤其在Ｄ2ｑ、Ｄ3ｓ层位中,因长时间的地下水溶解、侵蚀等作用,这些构造部位已经形成了岩溶层间裂隙带等极为有利的成矿空间。成矿热液通过桃江—城步断裂带迁移,当矿液进入到Ｚ、∈层位的断裂破碎带时,形成脉状锑矿,如大乘山仙人岩锑矿,矿液进入到Ｄ2ｑ灰岩中则形成层控型锑矿(目前尚未找到),受空间的限制,部分含矿热液沿通道继续上侵到Ｄ3ｓ灰岩中,此时的能量经过多次释放后,液压显著降低,无法透过Ｄ3ｓ3和Ｄ3ｘ1的页岩段,因此,含矿热液主要在Ｄ3ｓ3之下的层位中沉淀成矿。故本区锑矿的成因类型属异地沉积-改造型中低温锑矿床。六：成矿流体结合各种资料得到了关于成矿流体的结论：(1)成矿流体主要来源于大气降水;(2)成矿物质Ｓｂ、Ｓ来源于前泥盆系地层,硅质可能来源于前泥盆系地层;(3)成矿溶液是一富含Ｓｂ、Ｓ、Ｓｉ的中低温(100～300°Ｃ)、低盐度的偏碱性真溶液;(4)该偏碱性真溶液沿Ｆ75运移至浅部时,由于物理化学条件的改变特别是温度、ｐＨ值的下降导致硅质沉淀及锑沉淀成矿。七：讨论--成矿控制因素7.1常见控矿因素低温热液成矿观点和背斜加断裂(即俗称“背斜加一刀”)的控矿模式.这种模式可转换成3个主要控矿因素:一是地热流体的通道;二是矿体定位或成矿物质沉淀的空间;三是成矿地球化学障(包括成矿物理化学条件的变化,页岩提供的屏蔽作用等).在本区断裂构造十分发育,既有区域性深大断裂,也有时代与走向各异的中小型断层,有利于地热流体的运移.此外,断裂构造在一定条件下又可成为容矿空间,与背斜核部一起构成了矿体的成矿有利地段。7.2“三层楼”控矿模式如果我们纵观整个矿床的控矿构造特征,可以得出:从浅部向深部,断裂构造或裂隙对矿体的控制作用越来越明显,背斜的控矿作用越来越弱,直至消失;而与之相反,越往浅部,背斜的控矿作用越明显,直至断裂控制作用逐渐消失,显示了明显的构造分层控矿特点.从下到上可分为3层特征各异的控矿构造,相应地控制了3层矿体,可归纳为“三层楼”构造控矿模式八：结束语—锡矿山的前景

通过这次作业，颠覆了我对我国“地大物博”的概念，我发现我国很多的矿产资源甚至是很多优势矿种都陷入了深深的危机之中。锡矿山作为我国为数不多的超大型矿床之一，本来蕴藏有丰富的锑矿资源，其原来储量超过了国外各个国家储量的总和。但是经过100多年的开采,已生产锑产品近100万ｔ.随着生产的不断发展储量逐年减少,据估计,保有储量不能满足10年生产.因此,加强矿区深边部的找矿,扩大储量,已成为十分紧迫的任务。而且锡矿山的挽救迫在眉睫。国家应该限制我国优势矿种的出口，不要只顾眼前利益而不看长远。如果继续放任这种情况发展下去，锡矿山的势必会在没有完成它的历史任务之前“夭折”！！！参考文献：1.杨照柱，马东升，解庆林锡矿山超大型锑矿床流体成矿作用及矿床成因，地质找矿论丛第13卷第3期1998年9月2.戴塔根陈国达锡矿山锑矿控矿构造———“三层楼”模式及其意义中南工业大学学报第30卷第4期1999年8月3.印建平戴塔根湖南