余端珍

摘要：介紹粵西連州氧化型鐵錳礦礦床地質(zhì)、礦石特征，分析礦床的成礦機制。認為該礦床具備熱液礦床、次生礦床雙重特征，燕山期前就位連州斷裂的原生多金屬礦帶，后期受古地形、氣候因素作用，形成現(xiàn)有的氧化型鐵錳礦。

關鍵詞：鐵錳礦床；地質(zhì)特征；成礦機制；粵西

前言

粵西羅定市連州鐵錳礦的發(fā)現(xiàn)與勘查，歷史時間悠久，近幾年的勘查突破，礦床規(guī)模已經(jīng)達到中型規(guī)模，整個礦帶遠景可望大型。礦石質(zhì)量一般，屬于低品位礦石，伴生豐富的金銀鉛鋅的元素，易采選，屬于優(yōu)質(zhì)鐵錳礦石。該礦床類型、礦石特征獨特，總結其成礦地質(zhì)特征、研究礦體和礦石特征、分析成礦機制，對指導粵西開展同類錳礦具有一定的指導意義。

1.成礦地質(zhì)背景

區(qū)域上位于云開后加里東隆起之羅定海西一印支拗陷帶內(nèi)。恰處于吳川——四會斷裂帶、廣寧——羅定斷裂帶、貴子——羅鏡弧形構造帶三者圍限的“構造強應變?nèi)菂^(qū)”，是地質(zhì)構造活動十分強烈的地區(qū)之一（圖1）。區(qū)內(nèi)廣泛出露晚元古代變質(zhì)巖紀、晚古生代、中新生代地層。區(qū)內(nèi)以東西向褶皺、斷裂為主，構成本區(qū)的基本構造格局，并控制了礦產(chǎn)的分布。其次為規(guī)模較小的南北向、北西向斷裂構造。區(qū)內(nèi)多期的巖漿活動形成了多期的花崗巖類巖體和巖脈的有序分布。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了金屬礦產(chǎn)地近200處，其成礦地質(zhì)條件良好。

1.1含礦層位

區(qū)內(nèi)出露古生代奧陶紀、泥盆紀、中生代白堊紀及第四紀地層。連州礦床產(chǎn)于晚泥盆世廣寧古陸、信宜古陸夾持的東西向濱海盆內(nèi)；到二疊系早期，廣寧古陸與信宜古陸合并為廣寧云開古陸，礦區(qū)抬升轉為山地，結束沉積；早白堊世受羅定——廣寧斷裂控制，形成了斷陷淡水湖泊盆地，又接受沉積。

對于該區(qū)巖石地層時代判定爭議一致比較大，如該區(qū)奧陶系地層有資料統(tǒng)一化為震旦系云開群，晚泥盆世的榴江組（D₃lj）定為中泥盆世早期的桂頭組（D₂gt）地層。同時不同研究資料對該區(qū)及周邊錳礦含礦層位認識不統(tǒng)一，但總體認為“泥盆紀含錳建造可分為臺地相含錳碳酸鹽沉積和濱海相含錳碎屑巖沉積”。通過近幾年勘查發(fā)現(xiàn)，在奧陶系淺變質(zhì)巖風化殼、羅定組下段砂巖中發(fā)現(xiàn)錳礦或錳礦化（表1），故該區(qū)礦化層多樣?？傮w上泥盆紀含錳建造中礦體規(guī)模大，其它地層中礦體規(guī)模小，品位相差不大。

奧陶系（O_2-3）：地層總體呈北東東或北東向展布，傾向北西或南東，傾角40°～80°，厚度大于932m。巖性主要為：灰～青灰色變質(zhì)中細粒石英砂巖、變質(zhì)石英粉砂巖、含炭質(zhì)絹云母千枚巖、石英絹云母千枚巖。巖石普遍受區(qū)域變質(zhì)和動力變質(zhì)，具片理化、硅化。地層中金背景較高，區(qū)內(nèi)的石英細脈型金礦點主要分布在該地層中。其頂部與羅定組紅盆接觸界面為原生鉛鋅礦主要含礦部位。以其青灰色、千枚狀、淺變質(zhì)為主要特征。

棋梓橋組（D₂q）：大部分被第四紀覆蓋。地層總體呈北東東或近東西向展布，傾向北北西或南南東，傾角30°～70°。上部為灰、淺灰色石灰?guī)r、結晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r夾薄層狀含生物碎屑泥質(zhì)灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r；下部為灰白色含炭質(zhì)白云石大理巖、結晶灰?guī)r。該組地層厚度為79m～349m，在勘查區(qū)內(nèi)連州-古欖-帶零星出露，在地層內(nèi)發(fā)育的斷裂構造可見鉛鋅礦角礫和瀝青鈾礦角礫。在新榕組成新榕背斜的軸部。其與下付奧陶紀地層呈斷裂接觸，沿斷裂灰?guī)r破碎、溶蝕強烈，形成凹洼地貌，往往堆積較厚的錳多金屬礦。

榴江組（D₃lj）：主要分布在勘查區(qū)南部邊緣，即新榕的背部，為新榕背斜的北翼局部。在連州-新榕-帶不見出露。地層呈東西向展布，傾向北北西，傾角40°～70°，厚約419m。該組地層為新榕錳礦區(qū)主要的含礦地層，按照巖性組合特征，并以底部穩(wěn)定的含鐵錳礦層及頂部礫巖層作為標志可分為a、b、c三段。而本區(qū)出露的地層為其c段，僅在黃嶺地區(qū)南部少量出露。其新榕錳多金屬礦床主要含礦層位，以其夾有薄層紅色泥質(zhì)板巖為主要特征。

白堊系（K₁l）：該地層分布廣泛，地層產(chǎn)狀較穩(wěn)定，盆地中心地層傾角平緩（一般5°～15°），向盆地邊緣傾角變陡，巖層節(jié)理發(fā)育。層位中發(fā)育的硅化斷裂構造，往往有金的礦化，底部與基底變質(zhì)巖接觸部位見有厚層狀原生鉛鋅礦。該組地層大致可劃分為2段。①羅定組下段（Kl¹）：上部為磚紅色厚層狀雜粉砂巖、雜粉砂質(zhì)細砂巖；下部為厚層狀雜粉砂巖、雜砂質(zhì)石英粉砂巖、長石石英粉砂巖、雜不等粒碎屑巖，局部夾凝灰質(zhì)石英砂質(zhì)粉砂巖；底部厚層狀雜砂質(zhì)礫巖。該組地層總厚度為415m，與下伏古生界呈角度不整合接觸。②羅定組上段（Kl²）：上部為磚紅色厚層狀粉砂質(zhì)泥巖、雜粉砂巖；下部為灰、灰白色雜砂質(zhì)砂巖、雜砂質(zhì)礫巖夾粉砂巖、凝灰質(zhì)石英砂質(zhì)粉砂巖；底部為雜砂礫巖。該組地層厚度大于237m，與下伏羅定組（Kl¹）呈整合接觸。

1.2含礦構造帶基本特征

礦區(qū)位于貴子弧形構造帶中段內(nèi)側，褶皺構造、斷裂構造均十分發(fā)育。褶皺構造主要有連州背斜、新榕背斜，斷裂構造有近東西向連州斷裂（F₂）、北西向榃利崗斷裂、牛崗頂硅化破碎帶（F₂₁）和北北西-南北含金石英（硅化、碎裂巖）組帶，它們共同構成區(qū)內(nèi)主要構造格架。

區(qū)內(nèi)斷裂構造有近東西向、北北西向及南北向各組斷裂，其中以近東西的斷裂構造規(guī)模大，并為區(qū)內(nèi)錳多金屬礦的主要控礦斷裂構造（圖2）。連州斷裂（F1、F2）產(chǎn)于奧陶紀、泥盆紀、白堊紀地層接觸面的區(qū)域性斷裂，為區(qū)內(nèi)主要的控礦容礦構造，由F1、F2兩組構造組成，F(xiàn)1、F2呈分支復合現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在工作區(qū)東西兩端分支，在中間地段（即大田崗-五福村）復合，呈東西向舒緩波狀展布，并貫穿整個勘查區(qū)，傾向NNE或NNW，傾角40°～75°，長度大于5km，寬度一般15m～25m，最寬可達30m～40m。斷裂構造早期表現(xiàn)為壓扭性碎裂巖帶，后期表現(xiàn)為張性角礫巖帶，由鐵錳質(zhì)角礫巖、硅化石英砂巖、鐵錳質(zhì)粘土、褐鐵礦塊及破碎脈石英等充填組成，成分復雜，常見有紅色砂巖及殘余礫巖透鏡體，并具硅化現(xiàn)象。同時被北北西或北西組斷層F5、F6及脈巖切割。其上下盤圍巖具硅化、片理化和黃鐵絹英巖化。斷裂帶兩側次級斷裂構造發(fā)育，并控制了區(qū)域上的地層展布及巖漿活動等，區(qū)內(nèi)Fe、Mn礦主要賦存于該斷裂帶的上盤。

1.3與成礦有關巖漿巖特征

區(qū)內(nèi)巖漿活動強烈，主要發(fā)育有燕山晚期的花崗斑巖體、巖脈等，分布于勘查區(qū)的古欖-連州-云致一帶。外圍有八簾山花崗斑巖體、竹殼山花崗斑巖體，區(qū)內(nèi)以沿近東西向和北北西向斷裂構造充填的花崗斑巖脈等。其中近東西向斑巖體與連州錳礦、云致硫鐵礦關系密切。

EW向云崗花崗斑巖脈（γπ），分布在大田崗——云崗——魚花塘一帶，傾向北，傾角50°～70°。長度大于4.4km，寬5m～13m不等。巖脈侵入奧陶紀、白堊紀羅定組地層接觸界面，深部為奧陶紀、泥盆紀棋梓橋組地層接觸界面，并受南北向硅化帶錯斷。巖石具綠泥石化、黃鐵礦化、鉀化。淺黃、肉紅、灰白色。巖石由斑晶及基質(zhì)兩部分組成?；|(zhì)成份有石英34%～40%，絹云母40%及微量白云母1.0%，斑晶為石英10%。長石5%～8%及少量黑云母1%、白云母1%～2%；副礦物有鋯石。長石斑晶有蝕變現(xiàn)象，石英斑晶呈自行雙錐體。基質(zhì)具顯微鱗片變晶結構的斑狀結構。巖石局部被蝕變，同時有星點狀黃鐵礦化。巖石經(jīng)化學分析含金0.013g/t。大田崗ZK17-1揭露到的斑巖體底部見有鉛鋅銀的工業(yè)礦化。

2.礦體與礦石特征

2.1礦體特征

糯米坑錳多金屬礦床，主要產(chǎn)于奧陶紀、泥盆紀、白堊紀三地層不整合破裂接觸面上，上部地層礦受地形影響較大，為堆積錳多金屬礦，下部受連州-垌心斷裂帶（F1、F2）控制明顯，屬淋積型礦床。

（1）堆積錳多金屬礦（Ⅰ礦層）

礦化范圍較廣，南起不整合破裂面的地表邊界及F1斷裂帶，北迄東西向花崗斑巖以北0m～50m；西起黃膽嶺、綠馬山，東至古欖，帶長約6km。礦體頂板為第四紀殘坡積土，底板主要為灰?guī)r。走向近東西、傾向北，局部受地形影響，傾向南，傾角3°～13°。礦體總體自北向南厚度增大趨勢。礦體呈層狀，厚透鏡體狀。

（2）淋積錳多金屬礦（Ⅱ礦帶）

礦體賦存于連州分支斷裂構造（F1），棋梓橋組灰?guī)r與奧陶紀淺變質(zhì)巖不整合面復合部位，位于堆積錳多金屬礦（I）下部，走向近東西、傾向北。傾角51°～59°。礦體呈斜漏斗狀，上部厚大，下部尖滅。

（3）淋積錳多金屬礦（Ⅲ礦帶）

該礦體賦存于連州斷裂構造（F2），上部產(chǎn)于奧陶紀淺變質(zhì)內(nèi)，深部見有薄層的棋梓橋組灰?guī)r，位于淋積錳多金屬礦（Ⅱ）下部。走向近東西、傾向北。傾角64°～82°。礦體沿走向長650m，沿傾向100m～360m。礦體呈大脈狀、厚透鏡體狀。

2.2礦石特征

（1）礦石結構、構造

礦石全氧化，以膠代及變膠代狀構造為主，派生演化有放射狀、纖維狀、束狀、微晶粒狀、顯微鱗片及隱晶質(zhì)結構。以膠狀、變膠狀為主，次為塊狀、皮殼狀、鮞狀、豆狀、角礫狀、條帶狀、蜂窩狀、土狀及松散狀構造。

（2）礦物成分

礦石中主要礦物：褐鐵礦、軟錳礦、赤鐵礦、石英、絹云母、綠泥石、伊利石等。塊狀、豆狀礦石（≥2cm）中褐鐵礦、赤鐵礦、軟錳礦占50%以上，散狀礦石（<2cm）三種礦物約占40%～50%。

3.礦床成因機制淺析

對照湖南瀏陽七寶山多金屬礦床礦體、礦石地質(zhì)特征，認為兩個礦床成因具有相似性，連州錳礦床具有熱液礦床和次生礦床雙重特征。

3.1熱液礦床特征

（1）礦體產(chǎn)狀嚴格受構造控制。連州～垌心斷裂帶為一導礦局部容礦的高級構造；平緩產(chǎn)狀的不整合面及層間構造的張開，提供了廣闊的容礦空間，只是由于太大而不富集。

（2）目前為止該區(qū)缺少主要含礦層位，其成礦物質(zhì)須通過斷裂構造活動提供。

（3）礦石組份不但有Fe、Mn、Au、Ag尚伴生有Pb、zn、Cu、In、Co、Ga、S、As、Ti、Ba等，顯示內(nèi)生成礦及多期成礦的特點。遺憾的是全部金銀鐵錳礦石均遭強烈氧化，原生礦石（未氧化時）的組份、結構、構造沒有探得。但各礦體中均零星見到一些塊狀黃鐵礦、鏡鐵礦殘留體。

（4）金、銀、鉛含量明顯與鐵錳含量呈正相關關系。金銀鐵錳品位有近導礦的連州～垌心斷裂帶高，而遠距離則低的現(xiàn)象。顯示內(nèi)生成礦及導、容構造之間的關系。

（5）金、銀比值小，一般在1：100或更小。這是低溫金銀礦之共同特征。

（6）根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)構造發(fā)展史的分析，金銀鐵錳礦化發(fā)生在燕山晚期花崗斑巖（γπ₂^3（2））侵入之后，又被更晚期的石英脈型金礦迭加；礦區(qū)外圍。在燕山晚期花崗斑巖侵染之前，有南雄群火山碎屑巖噴發(fā)，可見火山噴發(fā)-超淺成侵入-鐵錳金銀礦化-石英脈型金礦化是一個有次序的完整系列。

3.2次生礦床特征

（1）上部礦體受地形影響較大。

（2）奧陶紀淺變質(zhì)基巖面上部可見到大面積分布的薄層狀鐵帽、鐵錳帽。

（3）礦石全部為氧化礦石，即使深部300m以下礦石也為氧化黑土，未能見到原生礦或者半氧化礦石，與一般熱液礦床區(qū)別。

3.3成礦機制分析

（1）下古生代-泥盆紀含礦層位系海底熱水沉積的產(chǎn)物，是該礦床的主要物質(zhì)來源?，F(xiàn)階段勘查發(fā)現(xiàn)奧陶紀地層見大規(guī)模的鐵錳帽，該地層也是該區(qū)石英脈型金礦點主要地層。棋梓橋組灰?guī)r見有鉛、鋅、銀的礦化，也是廣東省鉛鋅礦主要含礦主巖。綜合資料表明，該礦床成礦物質(zhì)來源可能為多地層。

（2）構造活動從上述地層中萃取鐵、錳、金、銀、鉛、鋅等多種元素，部分含礦熱液在連州斷裂構造部位交代沉淀，形成初步礦化。

（3）區(qū)內(nèi)原生多金屬礦與斑巖體關系密切，已知的幾個金銀鉛鋅原生礦點都位于斑巖體外帶100m以內(nèi)。而連州錳礦控礦帶內(nèi)雖然未見到新鮮斑巖體，但局部地段可以看見巖漿熱液蝕變。因此推測巖漿巖的熱液改造對錳礦的富集有一定促進作用。

（4）本區(qū)位于亞熱帶、氣候炎熱多雨，風化殼發(fā)育。在斷裂帶、斷裂帶與古風化殼接觸部位，地下水將一些易分解元素帶走，而軟錳礦、褐鐵礦、赤鐵礦及其吸附鉛鋅金銀礦達到富集。

（5）受風化作用經(jīng)短距離搬運在各古風化面上形成次生堆積。

（6）連州斷裂在燕山期晚轉為張性斷裂，為地下水淋濾提供了便利，故在斷裂帶深部見到厚層狀錳多金屬礦體。