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摘自《湘西金矿志(1981.01~2000.12)》
来自《湖南辰州矿业论坛》网友:云山雾隐
湘西金矿总部座落在张家界以南和桃花源以西的沅陵县境内。矿区开发可追溯至1875年,1950年接管,1953年5月命名为湘西钨矿,1976年改名为湘西金矿,2000年12月25日改制为“湖南辰州矿业有限责任公司”。2006年6月1日注册成立为“湖南辰州矿业股份有限公司”。
年产“辰州”牌产品:黄金2000kg、锑锭20000t、三氧化锑8000t、APT(仲钨酸铵)5000t、高纯三氧化二锑;副产品有银锭、粗铅、钨渣等。年产值超过5亿人民币,利税过近亿元。至2000年止,累计向国家交售黄金19534.5kg,精锑97595t,白钨46144t,氧化锑745t,利税达5亿元。先后建成常德金山宾馆,常德锑品厂(年生产能力2000t)和联合企业湘安钨矿(日处理200t),企业总投资达1.8亿元。本部建有200000t/d的采选生产线,30t黄金提纯、20000t精锑冶炼、5000t仲钨酸铵生产能力品深加工生产线等;拥有独资企业或控股子公司8个,矿山3座。
地质概况
矿区有沃溪、鱼儿山、西安等矿山,分布于沅陵、桃源及安化大溶溪,江南古陆中段,雪峰隆起带由北转为东西向转折部位的东南侧。下构造层为冷家溪群,中构造层为板溪群,上构造层由震旦系及其上覆地层组成。沃溪金锑钨矿床产于古佛山背斜北翼成矿带中,西安白钨矿床产于古佛山背斜南翼的成矿带中。冷家溪群和板溪群为一套滨海相、浅海相复理石建造的浅变质板岩、砂质板岩和砂岩等互层状岩层,偶夹凝灰质砂岩、凝灰质板岩和白云质灰岩、泥灰岩。震旦系、寒武系砂、页岩,白垩系为一套厚层块状红色砾岩。区域构造为响水洞穹窿,仙鹅抱蛋穹窿、明月山穹窿组成NEE向复式背斜构造,称为古佛山背斜。同时发育NEE向的沃溪逆断层,冷家溪逆冲断层,唐虎坪逆冲断层、唐家园逆冲断层。由这些穹窿和大断层组成本区NEE向构造带,为控制沃溪金、锑、钨矿带Ⅰ级构造。区域内岩浆岩不发育,分布少而散。在沃溪矿区外围南东方向约40公里为大神山花岗岩株。矿区外围北东方向,有少量加里东期辉绿岩脉,煌斑岩脉分布,与成矿关系不大。
矿区处于沅陵—安化钨、锑、金成矿带西端,褶皱、断裂、节理裂隙较发育。沃溪矿区处于仙鹅抱蛋背斜的北东倾伏端。仙鹅抱蛋背斜形态不规则,总体轴向北东。其核部为冷家溪群,岩层强烈褶皱、变形,近东西向劈理发育,局部岩层产状甚至被后期面理置换。翼部为板溪群马底驿组和五强溪组,其内层间局部褶皱较发育,其枢纽呈不规则状弯曲,常向NE、NEE向倾伏,控制了区内金锑钨矿体的产出。浅部褶皱主要为舒缓波状起伏,形成以十六棚公为中心的倾伏裙边式横跨褶曲。横跨褶曲的波幅大小、开闭程度、倾伏方向,严格控制着矿体的规模、展布和延伸方向。十六棚公西向斜随着延伸深度的增加,褶皱逐渐紧闭,至深部-350米部位,褶皱呈紧闭的“V”字型;轴向由北东45°逐渐向北东东方向偏转,其轴向逐渐转为北东80°,倾角12-20°,呈上陡下缓。延伸至-400m时与中背斜复合,继而中背斜消失,以西向斜构造为主体继续向北东东方向侧伏延伸,至-450m以下,其紧闭的“V”字型褶皱逐渐舒展,呈“U”字型继续往深部逐渐展开。
沃溪大断层位于仙鹅抱蛋复背斜北翼,马底驿组与五强溪组接触界面上,呈东西向纵贯矿区的压扭性逆断层,倾向北,倾角28°。走向长>20km,倾斜延伸>2km。断层面舒缓波状,沿走向和倾斜上表现为波形褶曲变化。破碎带宽20-130m。断层下盘与马底驿组紫红色板岩间界面清晰,中有断层泥0.1-1.5m。该断层具有多期活动特征,在矿区西部对矿体有后期破坏作用。其下盘的紫红色板岩中层间裂隙发育,产状与岩层基本一致,偶见小角度斜切岩层。断层沿走向呈舒缓波状起伏,其波弧大小与横跨褶曲波弧相对应。区内发现有多条层间断层,走向长650-5300m,倾斜延深可达2500m以上,西部与沃溪大断层呈“入”字型构造相交。层间断裂的主断层面为层间剪切滑动面,其上、下盘及其中可见1~20cm厚的断层泥,断裂两侧常发育有伴生羽裂,多为网羽状矿脉所充填。层间断裂的规模和形态控制着蚀变带和矿体的规模和形态,层间断裂的产状分布特征亦制约着层脉矿体的走向延长和倾斜延深。区内横断层属成矿后断层,对矿脉破坏较小。较为常见的有两组,以走向NE、倾向NW最为发育,倾角30°-80°不等,属张扭性正断层,常将矿脉切割成阶梯状,断距以2-5m及20-50m较常见。其次走向NW,倾向NE或SW的断层,断距1-5m,对矿体有一定的破坏作用。矿区节理裂隙比较发育,有平行层间断裂的层节理与层间断裂成大角度相交的张节理及张剪节理,分布于小型背斜轴部,两条层脉靠近部位,主脉与支脉分支、复合部位,层脉与大的节理脉相交的“入”字型构造内侧。大的张节理形成切层节理脉,细小而密集的层节理和张剪节理群,是赋存细脉带型矿体的有利构造部位。区内矿点众多,主要有沃溪金锑钨矿、西安白钨矿、桃安白钨矿、冷家溪金矿等。
沃溪金锑钨矿床赋存于马底组第二岩性段的紫红色绢云母含钙板岩中,含矿石英脉沿层间断裂、分支断裂及次级张剪裂隙充填。可分为层脉、网状细脉(网脉)和切层节理脉三种,层脉规模最大,网脉次之。矿脉的富集基本上受岩相的控制,产于马底驿组的紫红色绢云母含钙板岩中,在空间上受褶皱、层间断裂和节理裂隙控制。矿区位于仙鹅抱蛋穹窿北东翼,次级褶皱为倾伏裙边式横跨褶曲。自西向东,依次为红岩溪背、向斜,鱼儿山背、向斜,粟家溪向斜,十六棚公西向斜、中背斜、东向斜,上沃溪背斜等Ⅱ控矿构造。矿化受沃溪大断层、层间断层的控制,层间断层的规模和形态控制着蚀变带和V1、V2、V3、V4、V7、V8等矿体的矿柱,矿体的形态和规模。区内横断层属成矿后断层,对矿脉破坏较小。平行层间断层的节理及与层间断层成大角度相交的张节理及张剪节理群,是赋存细脉带型矿体的有利构造部位。沃溪矿床现正开采深部24平至28平,上部矿体已基本采完,深部勘探至34平。红岩溪矿段曾经开采,现正补勘,鱼儿山矿段正开采70m中段以上,勘探至50m中段。
1、沃溪矿段
矿石矿物为自然金、辉锑矿和白钨矿;有害成份为砷、硫;伴生有黑钨矿、黄铁矿及少量黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、毒砂;脉石以石英、方解石为主,次为铁白云石、白云石、绢云母、绿泥石、伊利石,磷灰石等。褪色化、硅化、黄铁矿化,其次为碳酸盐化、绿泥石化、绢云母化、伊利石化和叶腊石化。沃溪矿床成因问题,六十年代前认为是中低温热液充填石英脉型矿床。1974年涂光炽认为金锑钨成矿物质来源围岩,与岩浆没有直接关系,为沉积再造成因。1979年,中南矿冶学院张振儒认为应中低温热液充填及变质作用叠加成因的石英矿脉矿床。1980年,中南矿冶学院丁碧英认为是渗流卤水中低温热液成因。1981年,南京大学认为属层控中低温变质热液石英脉矿床。根据矿体产状形态和矿石结构不同,分为层石英脉矿石、网状细脉矿石和含金钨蚀变板岩矿石三种矿石类型。
沃溪矿床中的金锑钨在各类矿石中混合共生。金为自然金,呈粒状、片状、微粒状,赋存于石英脉、硫化物微裂隙中,含量稳定。品位变化系数为105%。锑为辉锑矿,呈块状、脉状、放射状、针状,常与白钨矿、石英、黄铁矿组成条带状、细脉状、角砾状构造,品位变化系数为165%。钨以自形、半自形的团块状、细脉状的白钨矿产出,也有少量钨铁矿呈细脉状产出,品位变化系数为285%。自然金有可见金、显微金和次显微金三种赋存状态。可见金粒径大于0.2mm,极少见。显微金的粒径在0.5微米以上,呈细脉状、环状、乳滴状、球状,熔蚀交代和包裹体等形状赋存于石英、白钨矿、辉锑矿及其他硫化物和蚀变围岩中。围岩钙,铁含量高是富集的有利化学条件;层间断裂规模,开闭程度,产状等,控制了矿体产状、形态和规模;岩层褶皱的轴部,是矿体富集的所在。其波幅大小、轴向,控制富集矿体大小、倾伏方向,如:红岩溪、鱼儿山、粟家溪、田香湾、十六棚公、上沃溪等矿段,就是在其轴部富集,其翼部则紧闭,成为无矿的间隔;围岩的退色化、黄铁矿化和硅化蚀变的同时出现,是矿脉富集的直接特征;绿泥石化和碳酸盐化的出现,预示矿脉尖灭变贫;两层间脉靠近或层间脉与节理脉相交的锐角部位,裂隙发育,是形成节理脉与网脉的有利条件;蚀变厚度大,矿化强,裂隙发育地段,且为富钙围岩,则有利于富集金—钨网脉矿体;围岩富铁,则有利于形成含金硫化物网脉矿体;自然金的富集与硫化物密切,呈正相关。
白钨矿以自形或半自形晶结构,组成不规则的团块状、粒状、细脉状与石英、方解石穿插。金的含量极少,呈显微和次微粒状存在于硫化物和白钨的微细裂隙中。钨的富集规律为:马底驿组下部两层白云质灰岩层,是矿体赋存的主要层位。在高钙、低镁、低硅的石灰岩泥灰岩相和含白云质泥灰岩相含矿层中形成富矿多,规模大;粘土质泥灰岩相含矿层中矿体富集少,规模小。高镁、高硅、低钙的白云质泥灰岩相和钙质板岩相含矿层中矿体富集最少,规模小。有时为零。北东向断裂、东西向层间断裂与含矿的褶皱、裂隙等成矿前构造,是成矿的有利空间,几乎所有矿都富集的断裂旁侧的含矿层及上下盘围岩裂隙中,尤其是含矿层沿倾向由陡变缓与断层的复合部位,常是似层状矿体的富集部位。含矿层细脉发育,有较强硅化、绢云母化、黄铁矿化;围岩蚀变厚度大,底板围岩有较强黄铁矿化,上盘围岩褪色化、硅化、黄铁矿化强等,是矿体富集的围岩特征。
区内出露的大神山花岗岩体,长9公里,宽6公里,呈东西向的面积约38平方公里卵园形岩株。主体为黑云母二长花岗岩和少量黑云母花岗岩,面积约34平方公里。补体呈东西长,南北窄的不规则的卵园形,面积约4平方公里,主要系细粒斑状黑云母长花岗岩。浅成相酸性岩脉有霏细斑岩、石英斑岩和花岗斑岩,后者往往成群出现。岩体大部分和五强溪组接触,部分与震旦系和寒武系接触,其界线较平整,多以40°-50°倾向围岩。大神山花岗岩体的侵入与大溶溪白钨矿的形成关系密切。矿区位于大神山岩体西端外接触带,香岩溪背斜西段北冀与唐家田斜冲断层复合部位。出露地层为板溪群五强溪组,震旦系南沱砂岩组,南沱冰碛砾岩组,陡山沱组、灯影组及少量第四系。
矿区处于香岩溪背斜西段北翼,距核部稍远,区内为具舒缓波状向斜的单斜构造,岩层走向北东或近东西,倾向北北西或北北东,向斜轴向为北西,两翼倾角较缓15°~30°,轴部较陡倾角30°以上,向斜西侧和深部被唐家田斜冲断层截断。节理裂隙发育,扭曲挠曲现象常见。翼部受剥蚀强烈。出露五强溪组上段,东翼与大神山花岗岩体接触。
唐家田斜冲断层北东向,从南向北东横贯矿区。西南部于大溶溪进入矿区,走向45°左右,在长弯里小水坝转为北东25°,向东至张马冲南东山坡上形成一个向北西突出的大弧形,继续往北东于白合村南水沟边走向转为北东65°,向东经过大溶溪后,走向转为北东东,局部近东西向,断层倾向北西,倾角49°~65°,断面具磨光镜面,呈波状起伏,上陡下缓,断层上盘有挤压破碎,在西段见2—3米断面夹着破碎带,宽度5-10m,东部破碎带宽15-30m,推断断层在深部切断了矿体,断层两侧出露五强溪组和震旦系地层。
北东向F2冲断层:由南西向北东横贯全区,是唐家田斜冲断层的分支断层。产状倾向北西,倾角50°-60°,断面平滑,未见明显破碎带。北西盘出露五强溪组下段,南东盘为震旦系,部分与灯影组接触,缺失地层较多,断距在1000m以上。成矿后断层规模较小,走向北北东至北东,倾向南东或北西,倾角60°以上的正断层和逆断层,断距从数米至数10米不等。矿区东部大神山花岗岩与五强溪组、南沱砂岩组、南沱冰碛砾岩组接触,形成宽500-1000m的角岩带,主要有云母石英角岩、石榴石英角岩、石榴透辉石石英角岩、堇青石透闪石英角岩、透辉透闪石英角岩、斑点状板岩等,部分地段具有硅化。
本区白钨矿赋存于南沱砂岩组地层中,呈层状似层状、透镜状产出。与围岩顶底板产状一致。四层矿基本平行产出I矿层产于南沱砂岩组与上覆冰碛砾岩接触部位,Ⅳ矿层产于南沱砂岩组与五强溪组接触部位,Ⅱ、Ⅲ矿层位于I、Ⅳ矿层之间。目前只开采I矿层,另外三矿层未做工作,原来在470中段西部施工了一长穿脉,未见工业矿化而终止。2001年,为缓解矿山储量紧张,在360中段、410中段、440中段西部对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ矿层进行了坑探,发现了矿层之间亦具有白钨矿化,但矿化极不均匀,矿体很难准确圈定。
I矿层是主体,呈层状似层状产出,产状较稳定连续完整。矿层产状西部走向北西70°至近东西,向东过渡至北东70°,为一个向北北西侧伏的向斜构造。上部倾角20°,深部为30°-45°。I矿层产于南沱砂岩顶部粉砂质灰岩,凝灰质粉砂岩和含锰粉砂岩中,西部出露550m,中部出露140m,东部出露540m,最高控制标高西部590m,中部560m,东部540m,东西长700m,倾斜延伸预计600m。Ⅰ矿层东西走向长近1000米,局部分为底脉和棚脉。底脉连续稳定,是开采的主矿体。棚脉不连续不稳定,只在矿化好、矿脉厚的具有工业价值的地段开采。底脉平均厚度1.3m,平均品位WO3为0.869%,最厚度7.82m。最低标高85m,延深大于860m。矿体与围岩界线本清楚,矿化均匀,无特高品位,品位变化系数为75.5%。矿体标志明显,白钨矿呈浸染状、条带状分布于石榴石、透闪石、透辉石等变质矿物发育的角岩化与硅化岩石中。
Ⅱ、Ⅲ矿层Ⅱ、Ⅲ矿层为次要矿体。Ⅱ层矿走向长500m,延伸150-300m,均厚1.54m,平均品位0.35%。Ⅲ矿层走向长500m,延伸150-600m,均厚1.16m,平均品位0.44%。因Ⅱ、Ⅲ矿层产于单一的南沱砂岩组岩石中,形成大的层间张裂带的可能不大,不太可能形成规模大的矿体。Ⅱ矿层距Ⅰ矿层19.78-28.86m,钻孔见矿层厚0.64-2.29m,均厚1.19m,矿化较弱,WO3品位0.27-0.45%。Ⅲ矿层靠近Ⅱ矿层,距Ⅱ矿层2.56-6.71m,厚0.59-0.76m,WO3品位0.165%-0.38%,矿化不稳定。Ⅳ矿层为仅次于I矿层的主要矿脉。走向长520m,延伸150-770m,均厚2.52m,平均品位0.55%,产于南沱砂岩组与五强溪组接触界面上。Ⅳ矿层钻孔见矿层厚0.74-5.08m,WO3品位0.25~0.42%。
地质勘探简史
沃溪矿区自1875年发现金,1895、1946年发现辉锑矿和白钨矿。西安矿区是1946年刘长旺在大溪边(即现周家冲)、老虎岩首先发现西安白钨矿,同年9月开始了西安矿区的开采。1957年,成立矿山勘探队,1958年改称237勘探队。1965年7月,提交《沃溪金锑钨矿储量报告书》。提交远景矿石量为78万t,金5401.3kg,锑2007t,钨2026t。冶金237队于1965年底,提交《冷家溪金矿床评价报告》,探获C+D级地质矿石量42万t,黄金571kg。1970年5月,经省冶金局批准冷家溪矿区闭坑。1971年6月撤退完毕,交给当地手采。
沃溪矿区西起中南门,东止张家湾,面积154平方公里,评价过马儿桥钨矿点、大偏金矿点及鱼儿山矿段勘探和上沃溪矿段及十六棚公深部评价。1976年2月,完成鱼儿山矿段储量报告;1978年5月,完成上沃溪矿段地质评价报告;1979年完成1/1万普查报告;1980年底完成沃溪矿区深部评价,结束沃溪、西安矿区勘探。在沃溪矿区深部,探获远景矿石量57.2万t,金4829kg、锑15073t、钨606t。早期在沃溪只开采层间石英脉矿体,有时很完整的节理脉视为野脉而丢弃。
1956年至1957年矿山钻探中,在1/CK69,7/CK80,5/CK92等孔中发现蚀变围岩中石英细脉含钨,才得以重视。找金工作始自七十年代初。
1972年2月经8个多月工作,探获矿石量48.1万t,金2617kg,锑4877t,钨1297t。
1975年矿山重新组建钻探队,到1980年完成钻探26673m,坑探2918m,生探9381m,地质储量由初期的142.8万t,增至251.8万t。1976年矿山与中南矿冶学院合作,搞清了金与锑、钨的共生关系,富集规律。
1985年5月,武警黄金16支队提交《沃溪矿区鱼儿山矿段补充地质勘探报告》,提交C+D矿石量112.3万t,金6920kg,锑10037t,钨2708t。1986年7月12日,湘西金矿的西安坑口二区闭坑,1994年完成西安全部坑口闭坑报告的编写,并被批准封井闭坑。
1989年11月,湘西金矿“沃溪矿区金(钨)矿段勘探报告”提交B+C+D级储量矿石量28.6万t,金997kg,钨384t。1990年7月,湘西金矿“沃溪矿区三号西矿柱勘探报告”提交B+C+D级储量矿石量15.1万t,金1592kg,锑6743t,钨771t。“八五”矿山投资683万元,于1993年11月提交“沃溪矿区金锑钨勘探报告”,B+C+D矿石量111.7万t,金9012kg,锑36894t,钨3493t。1998年11月提交“沃溪十六棚公金锑钨勘探报告”,B+C+D矿石量26.5万t;金3375kg,锑11564t,钨414t。
自1996年以来,中南工业大学进行了两期地质地球物理探矿研究,提交科研储量黄金41吨,部份物探异常被证实,找到了两条盲矿体。1998年编制了“湘西金矿深边部地质勘查方案”。
西安矿区,1964年勘探结束时保有储量仅6.7年,6年后保有储量增为8.4年。1974年第2次结束勘探时,保有储量5.3年(22.7万t),到1980年末还保有6.1年(26.3万t)。
本矿床属层控中低温变质热液石英脉型矿床,规模为大型金锑钨共生矿床。矿体具顺层产出、沿倾斜延深稳定而连续、深度大的特点,预测矿体在32中段(-510米)以下继续延深,显示沃溪矿区深部尚良好的找矿远景。
湘安钨矿
湘安钨矿座落于益阳市安化县境内,北纬28°18',东经111°10',属柘溪镇大溶村和中砥乡白鹤村所辖。1971年,湖南省地质局区测队普查时发现大溶溪白钨矿区,圈定了走向长25~30米,倾斜延深100~150米的3个似层状白钨矿体;1979年湖南省地质局物探队对矿区内大神山花岗岩体进行了物探工作。1980年5月至1985年12月,湖南省地质勘探245队对大溶溪白钨矿区找矿评价。历时5年的勘探初步证实,大溶溪白钨矿区是一个层位稳定、矿体连续性好,有一定品位和厚度的大中型规模的矿床。探获C+D级矿石量698.8万t,钨43870t。1984年5月,安化县中砥区筹办矿山,9月建成处理矿石量10t/d的重选厂1座,后因技术经济原因中断。1986年湘西金矿与安化县中砥区联营合资开采,1993年底建成投产,处理能力200t/d。1997年停产至1998年6月,后由湘西金矿金山开发公司租赁经营至今。租赁后将处理能力扩大到320t/d。目前正在进行处理500t/d的改扩建工程。
唐家田斜冲断层:北东向构造,从南西向北东横贯矿区,为区内最大规模断裂构造。断层倾向NW,倾角49-65度。断面具磨光镜面,呈波状起伏,上陡下缓,断层上盘有挤压破碎带,宽约5-30米不等,两侧出露五强溪组和震旦系地层。NE向冲断层:由南西向北东横贯全区,为规模较大的NE向构造,是唐家田斜冲断层的分支断层。倾向NW,倾角50-60度。断面平滑,未见明显破碎带。断层多为植被及浮土覆盖。其NW盘出露五强溪组下段,ES盘为震旦系,部分与灯影组接触,断距在千米以上。成矿后断层:矿区内成矿后断层规模较小,走向NNE至NE,倾向SE或NW,倾角60度以上的正断层和逆断层。断距从数米至数10m不等。
矿区东部大神山花岗岩与五强溪组、南沱砂岩组、南沱冰碛砾岩组接触,形成宽500-1000m的角岩蚀变带,大神山花岗岩体的入侵与成矿关系密切。白钨矿赋存于南沱砂岩组中,呈层状、似层状,透镜体状产出。与顶底板产状基本一致。共有4个含矿层,I矿层与II、III、IV矿层的间距分别为23m、33m和47m。Ⅰ、Ⅱ号矿层为区内主要矿体,III、IV号矿层为次要矿体。矿体产状与围岩一致,以17-25度呈单斜层向NNW延深。矿体西部产状平缓,向东产状变陡。主矿体呈层状、似层状与地层同步。次要矿体形态复杂,规模较小,成矿部位不稳定。矿体随地层产状的变化而同步弯曲。围岩产状稳定时,矿体形态亦较规则。围岩产状呈波状起伏时,其产状由缓变陡或由陡变缓处矿体厚度加大。
Ⅱ、Ⅲ矿层产于南沱组砂岩中,因层间张裂隙不发育,难以形成规模较大的矿体。白钨矿含量较少,呈星散浸染状、细脉浸染状。Ⅱ矿层走向长500m,延伸150-300m,均厚1.54m,平均品位0.35%。Ⅲ矿层走向长500m,延伸150-600m,厚1.16m,平均品位0.44%。两矿层矿化不强且不均不连续,仅局部富集地段可圈出矿体。IV矿层产于南沱砂岩组地层与五强溪组接触界面上。IV矿层为仅次于I矿层的主要矿体。走向长520m,延伸150-770m,均厚2.52m,平均品位0.55%。湖南省地质勘探245队计算的湘安钨矿矿石量698.85万吨,钨43870吨。湘西金矿计算的矿石量234.9万吨,钨金属26183吨。

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