锡矿床地质特征与控矿因素分析

2021-12-26张志斌孙立强

世界有色金属 2021年18期

张志斌，孙立强

（内蒙古赤峰地质矿产勘查开发有限责任公司，内蒙古赤峰 024005）

通过对锡矿矿石地质特征及结合岩相古地理、物质来源、构造等方面对矿床成因及找矿标志进行总结，有助于更好地发现和开采地区矿产，提升地区的锡矿产量，为地区的经济效益提升提供帮助。

1 区域地质背景

该锡矿位于内蒙古大兴安岭地区的花岗岩岩体中南段，呈现为北东高和南西低的绵延趋势，矿体为脉状[1]。矿石金属矿物的成分复杂，属于锡、钼、铜、锌及稀有元素铷的共生组合，当前矿区的主要开采矿产业为铁矿、锡矿和钨矿等，内蒙古地区锡矿的矿床形成和花岗岩岩体、韧性剪切带有关，矿床性质为中高温岩浆热液型锡矿。

矿区附近村镇有完整的硬化水泥路，交通系统发达，来往方便度高，适合进行矿产开发工作。内蒙古地区的锡矿区位于富、贺、钟有色金属成矿带中，该地区的开采历史相当悠久，尤其是民采时间较长，早于新中国建国时期，因为过长的民采行为，该地区的地表附近有大量的小型采空区，这导致该地区的具体采空储量无法统计，因矿已采光无法取样且无从统计采空储量。

矿区的岩浆岩分布面积较广，岩浆活动频繁，构造运动强烈，这造成该地区的地质构造非常复杂且多变，铜、锌、铅、银异常强度高，且面积大，北部地区的铜金属量异常面积较大。该地区的岩浆岩以浆混类型为主，矿区内的矿产有锡、铜、银、钨、金等多种，整体矿种较多、矿产丰富且分布广泛，山脉沿岩体西、西南接触带东部方向分布有一些大、中型锡多金属矿床，整体而言，区域的成矿条件比较优秀，有较高的开采价值[2]。

2 矿区地质环境

该地区构造剥蚀低山丘陵区，位于区域地壳稳定区内。在自然条件良好的情况下，山体的斜披非常稳定，且地质灾害的发育不强，现状环境地质属于良好状态。在对原生锡矿进行地下开采过程中存在因为采空引发地面塌陷、崩塌和滑坡一类自然灾害问题。

根据调查的结果，因为砂锡矿露天开采而引起采场边坡、排土场及尾矿库等崩塌的可能性较大，严重情况下甚至会出现滑坡及泥石流等危害因素较大的地质灾害，同时当前的地理环境影响，开设露天采场，在排水上会对地区的自然生态带来严重影响，出现岩溶地面塌陷等性质较恶劣的地质灾害[3]。由于地质原因，如果选用露天开采将对大兴安岭地区的矿区地形地貌与土地产生较为严重的破坏。井下矿坑和露天采坑排水对含水层结构影响并不大，而矿坑水及选矿废水有较高概率污染矿区及下游的地下水、地表水及村屯用水，对矿区的生态环境以及地方住民带来严重的情况。根据调查情况，矿区局部地段的地质环境影响问题比较突出，矿区环境的地质条件属于中等类型。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 地层与成矿的关系

根据地层关系和过去对内蒙古地区的地质调查研究成果显示，矿区内的出露地层有二叠系、侏罗系、白垩系及第四系。

寒武系，泥盆系和石炭系地层以残留体形式出现的，规模较小，地区内的二叠系哲斯组地层中存在大理岩与花岗岩接触部位矽卡岩化，是区内锡、铅锌矿的主要赋矿层[4]。

从岩石化学性质来看，地区的旧新次序为中二叠统大石寨组、哲斯组及零星出露的上二叠统林西组，大石寨组和哲斯组属于主体含矿层位，因为晚二叠世抬升成陆以及多次构造运动的缘故，该矿区的内褶皱紧密度和复杂程度较高，在探采矿工程中可以发现少量的裂隙。

当前推测该地区的成矿原因是因为蒙古～鄂霍茨克洋在中生代晚侏罗世时期发生闭合，由此引发碰撞后伸展作用，让矿区的地壳进入伸展～减薄的状态，同时因为地幔上涌，底侵作用产生，上部地壳出现了部分熔融，形成花岗质岩浆，而岩浆又在上升期间定位、分异演化，造成了Fe、Sn逐渐在硅酸盐残浆中聚集，并在岩浆演化时发生了高温气液成矿流体和硅酸盐残浆之间的液态分离，分离的成矿流体从断裂处侵入到哲斯组钙质地层，与地层中的钙质砂岩等岩石产生接触，并进一步发生交代作用，促使地层出现了角岩化和矽卡岩化，形成了矽卡岩型铁锡矿床。因为形成矿物质主要来自于岩浆热液，锡元素在与热液间易发生交代作用，从而促进有用矿物沉淀和富集，所以锡石物质来源于山脉花岗岩岩体内外接触带中锡石硫化物矿床、含锡矽卡岩、含锡云英岩等各种原生脉矿以及石英岩副矿物的微量锡石经风化作用形成矿床。

因此推断与成矿有直接关系的花岗岩岩体的埋藏深度不会太大，据矿石中矿物组成如石榴子石、石英、磁黄铁矿、黄铜矿等推断为高－中温热液矿床，主要矿石矿物、脉石矿物种类详见表1。

表1 原生锡石矿石矿物成份一览表

3.2 找矿标志

岩体与围岩接触带及附近有利于成矿物质的富集，矽卡岩化作用与矿床形成关系密切，是控制矿体形态，规模及铁锡富集程度的主要因素，可作为寻找矿床的主要标志，分析认为，钾长花岗岩体的外接触带是矽卡岩的主要发育带，这让矽卡岩沿倾向出现了带有膨缩现象的不规则分布状态，这种分布和地层产状基本一致，该矿区的矽卡岩整体呈似层状和透镜状，层控矿床特征比较明显。总结而言，该地区的找矿标志包括矿层露头标志、锡矿转石标志、地层标志、地层标志和重砂异常五类，矿层露头标志是因为原生锡矿层矽卡岩、锡石硫化物矿床地表往往有大小不等的铁帽露头或褐铁矿转石，风化后常见流失孔。且与围岩界线清晰，岩石中可见硫化物细脉，是直接找矿标志。锡矿转石标志指锡矿经热液成矿时出现矽卡岩化、大理岩化、硅化、云英岩化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化等化学反应，是近矿的重要找矿标志。地层标志指成矿花岗岩岩体，尤其是同源晚期阶段的浅成富碱性岩体对成矿有利，次级构造突起、石英岩突起往往是矿床定位的有利场所。中、上泥盆统不纯碳酸盐岩及不同岩性界面是有利赋矿层位及岩石组合。与上、下地层岩性差异较大，可作为明显的地层标志。磁场物理标志指测区磁异常主要沿山脉复式岩体的内、外接触蚀变带，以及复式岩体内不同期次的岩体间的接触带、相变带，呈串珠状、带状、面状展布，受岩体接触蚀变带和断裂构造破碎带双重控制，反映磁性地质体，成因上与岩浆侵入活动的一系裂蚀变矿化有关。磁异常规模大、浓集中心明显，是矿床的间接找矿标志[5]。特别是大片磁异常中的高强度磁异常可能直接指示矿体存在。重砂异常是因为长期的风化剥蚀和切割，矿区基岩的出露状况较好，矿床在地表有明显的裸露部分，矿体及矿化蚀变带经风化可形成锡石及其伴生重矿物的重砂异常，因此重砂异常可作为矿区锡矿床找矿预测标志之一。