周 鑫，呂 游，蒲東鴻，丁迎軍

(中國建筑材料工業(yè)地質勘查中心江蘇總隊，江蘇 南京 211135)

我國凹凸棒石粘土礦儲量約占世界的60%[1]，蘇皖地區(qū)是我國凹凸棒石粘土礦的主要產(chǎn)地，其中盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦儲量約6 700萬t，占全國儲量的70%以上[2]，是世界上最大的凹凸棒石粘土礦集區(qū)。盱眙地區(qū)發(fā)現(xiàn)凹凸棒石粘土礦時間較晚，1979年盱眙境內首次發(fā)現(xiàn)具有工業(yè)規(guī)模的凹凸棒石粘土礦床，目前盱眙地區(qū)發(fā)現(xiàn)礦床(點)39個，包括雍小山、龍王山、黃泥山、馬腰山、楊二山、高家洼(梁家洼)等凹凸棒石粘土礦床(點)[2-3]。

自盱眙凹凸棒粘土礦被發(fā)現(xiàn)以來，眾多學者對該地區(qū)的成礦機理進行過研究，黃光煦[4]認為區(qū)內湖泊相盆地的堿性沉積環(huán)境創(chuàng)造了良好的成礦環(huán)境，玄武質火山巖碎屑物提供了成礦物質來源；肖書明等[5]對高家洼—梁家洼礦床的研究證實了這一點；田煦等[6]、易發(fā)成等[7]認為成礦物質來源于與火山作用有關的含礦熱液；陳正國[8]通過對黃泥山礦床的研究認為黃泥山凹凸棒石粘土礦屬風化殘余礦床。

本文依托蔡港地區(qū)的找礦工作，對盱眙地區(qū)成礦條件進行分析和總結，認為新近系玄武巖的多次噴發(fā)沉積和區(qū)內獨特的沉積環(huán)境為盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦成礦提供了有利條件。

1 地質背景

盱眙地區(qū)位于郯廬斷裂帶東側，揚子板塊西緣，張八嶺隆起與金湖凹陷之間。大地構造位置屬于揚子板塊(Ⅰ級)下?lián)P子板塊(Ⅱ級)蘇皖前陸盆地(Ⅲ級)滁巢斷塊(Ⅳ級)盱眙段隆起(Ⅴ級)(圖1)。

1.1 地層

盱眙地區(qū)出露地層主要為新元古界張八嶺巖群、震旦系陡山沱組、震旦系燈影組、古近系阜寧組、古近系三垛組、新近系中新統(tǒng)下草灣組、上新統(tǒng)桂五組和第四系。新近系地層呈北西—南東展布，是區(qū)內主要的賦礦層位，巖性主要由玄武質火山巖、火山碎屑巖和風化沉積粘土巖組成。

新近系中新統(tǒng)下草灣組玄武巖中常見灰綠粘土和泥質粉砂巖夾層，而上新統(tǒng)桂五組玄武巖常見磚紅色泥巖夾層，這是不同沉積環(huán)境的反映，也是區(qū)內多次隆起和沉降的結果。

圖1 成礦地質背景圖

1.2 構造

盱眙地區(qū)位于蘇北凹陷西部邊緣，南鄰淮陽山字型構造東翼反射弧外緣，西接郯廬斷裂帶，蘇皖北西向玄武巖噴發(fā)帶斜貫本區(qū)。北西向基底斷裂及其控制的隆起和凹陷帶是區(qū)內主要構造。

1.3 巖漿巖

盱眙地區(qū)火山巖以新近系玄武巖為主，主要沿北西向仇集—古城—八百里橋斷陷帶分布。根據(jù)巖系組合可以劃分為中新世(下草灣)和上新世(桂五)兩個噴發(fā)旋回和多次噴發(fā)韻律組，每個韻律組都是一個小的噴發(fā)—沉積旋回，這為區(qū)內形成多層凹凸棒石粘土礦提供了可能。侵入巖僅見于局部地段，屬燕山晚期中酸性侵入巖，區(qū)內巖漿巖燕山期的侵入活動目前顯示與凹凸棒石粘土礦的成礦關系不大。

2 礦體地質特征

盱眙地區(qū)目前共發(fā)現(xiàn)粘土礦床(點)39處(圖2)[5]，其中完成詳查工作的礦床11個、完成普查或預查的礦區(qū)7個、礦點21處[3]，從圖2可以看出，盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦床(點)在空間分布上具有以下兩個特點：①礦體均分布在新近系玄武巖中；②礦床(點)多集中在玄武巖火山口附近南北兩端的邊緣部位。

盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦礦體多呈層狀、似層狀，與地層產(chǎn)狀一致，呈水平產(chǎn)出，單礦體一般沿走向長200～4 000m，沿傾向寬度多集中在100～2 000m，礦層厚度一般為2～10m，其中高家洼—梁家洼礦區(qū)礦層厚度達23m。區(qū)內凹凸棒石粘土礦可分為六個含礦層位，根據(jù)賦礦標高，從低往高分別編號Ⅰ-Ⅵ，其中有五個含層(Ⅰ-Ⅴ)位于下草灣組地層中，Ⅵ號礦層位于桂五組下段地層的頂部，為桂五組上下段分段標志層。

圖2 盱眙凹凸棒石粘土礦礦點分布圖

(1)Ⅰ號礦層：主要分布在盱眙東部的天臺山、雍小山、前江營一帶，整體近北東走向，呈北東至南西收斂的喇叭狀分布。礦體賦存標高西高東低，賦存標高集中在-62～-19m，一般礦層厚度1～4m，頂?shù)装逡阅鄮r、泥質粉砂巖為主。

(2)Ⅱ號礦層：主要分布在盱眙東部地區(qū)，礦層西部邊界與I號礦層大致相同，南部邊界在史營以南。礦體賦存標高西高東低，賦存標高集中在-77～10m，一般礦層厚度1～5m，頂?shù)装逡阅鄮r、玄武巖為主。

(3)Ⅲ號礦層：在盱眙東部雍小山、龍王山、王郢和前江營一帶，盱眙西部打石山、龍頭山、破山口及斧頭山一帶均有分布，整體近南北走向，呈北窄南寬的梯形分布。礦體賦存標高集中在-34～13m，一般礦層厚度1～8m，頂?shù)装逡阅鄮r、含泥砂巖為主。

(4)Ⅳ號礦層：與Ⅲ號礦層相比成礦范圍在盱眙東部擴展到小珠山、黃泥山、高家洼一帶，整體呈近南北走向的長方形分布，在盱眙地區(qū)西部，Ⅳ礦層主要分布在破山口、花果山和斧頭山一帶，近東西展布。礦體賦存標高南高北低，賦存標高常集中在-14～54m，一般礦層厚度1～9m，頂?shù)装逡阅鄮r、玄武巖為主。

(5)Ⅴ號礦層：位于下草灣和桂五兩期火山噴發(fā)間歇期的沉積地層上部，是區(qū)內分布最廣，成礦最好的礦層，可分為北西向裂山—黃泥山—張家港礦帶和北東東向高家洼—龍頭山—雍小山成礦帶。Ⅴ號礦層頂板為桂五組玄武巖，底板為下草灣組玄武巖，礦體多呈灰白—青灰色，賦存標高集中在50～70m，沿走向長度為300～2 300m，沿傾向寬度為100～1 800m，一般礦層厚度2～10m。

(6)Ⅵ號礦層：位于桂五組下段頂部，在盱眙地區(qū)廣泛分布，但一般礦層厚度較小，且礦物成分以蒙脫石為主。

3 成礦地質條件分析

3.1 賦礦層位

盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦與新近系玄武巖在空間分布上關系密切，其中Ⅰ-Ⅳ號礦層位于下草灣組地層，Ⅴ號礦層位于下草灣組地層頂部，而Ⅵ號礦層位于桂五組下段玄武巖頂部。下草灣和桂五兩期火山噴發(fā)的間歇期沉積地層的上部是區(qū)內主要的賦礦層位。

通過對盱眙地區(qū)Ⅰ-Ⅵ號凹凸棒石粘土礦層地質特征的分析顯示：①新近系玄武巖尤其是下草灣組玄武巖中夾層的泥巖、砂巖往往與礦體共生，這說明在區(qū)域沉降接受陸源沉積的過程中，凹凸棒石礦化在同步進行；②下草灣組玄武巖中常見還原環(huán)境沉積的灰綠粘土，桂五組玄武巖常見氧化環(huán)境沉積的磚紅色粘土，而礦體絕大多數(shù)分布在下草灣組玄武巖中，這暗示還原環(huán)境對凹凸棒石粘土礦成礦較為有利；③區(qū)內的玄武巖近水平展布，且多次噴發(fā)沉積，為后期凹凸棒石粘土礦的形成提供了優(yōu)良的成礦空間。

3.2 成礦時代

通過前面的分析可知凹凸棒石礦化往往與區(qū)內沉降接受陸源沉積同期，這就大致圈定了區(qū)內凹凸棒石粘土礦的成礦時代，通過玄武巖的年齡可以厘定成礦時代的上下限。Ⅰ-Ⅳ號礦層位于下草灣組玄武巖中，其成礦時代應該處于下草灣組噴發(fā)旋回；Ⅴ號含礦層位于下草灣組玄武巖與桂五組下段玄武巖之間，其成礦時代應處于下草灣組噴發(fā)旋回和桂五噴發(fā)旋回之間；Ⅵ號含礦層位于桂五組下段玄武巖頂部，其成礦時代應處于桂五下亞旋回和桂五上亞旋回之間。

下草灣組玄武巖K-Ar同位素測年結果顯示其成巖年齡在15.41～16.52Ma，桂五組玄武巖成巖年齡在10.89～10.32Ma[10]，即凹凸棒石粘土礦成礦時代應該是在10.32～16.52Ma。

3.3 成礦物質來源

在盱眙蔡港地區(qū)開展的找礦工作顯示盱眙地區(qū)的凹凸棒石粘土礦成礦物質與新近系玄武巖及其風化產(chǎn)物關系密切。一是在賦存空間上，盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦頂?shù)装宥酁樾鋷r以及玄武巖風化物經(jīng)搬運沉積形成的砂巖和泥巖，即礦體與新近系玄武巖及其風化產(chǎn)物空間關系密切；二是巖石學方面，盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦的電子顯微鏡影像中可見玄武巖巖屑和長石板狀晶屑殘影，這說明其在巖石學、礦物學方面與新近系玄武巖及其風化物具有一定的繼承性(圖3)，盱眙地區(qū)玄武巖及其風化產(chǎn)物與凹凸棒石粘土礦具有一定的物源聯(lián)系。

圖3 盱眙蔡港地區(qū)凹凸棒石粘土礦電子顯微影像圖

3.4 沉積環(huán)境

前人通過粘土地球化學、穩(wěn)定同位素、礦物學特征、巖石學特征等條件對盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦的沉積環(huán)境進行了細致的研究[9，11-15]，目前多數(shù)學者認為盱眙地區(qū)成礦沉積環(huán)境為獨立的封閉內陸盆地沉積，水體溫度和鹽度略高，水體偏堿性，成礦時整體環(huán)境呈還原性，這與筆者在盱眙地區(qū)進行的地質調查相符。通過礦體地質特征可知區(qū)內Ⅰ-Ⅵ號凹凸棒石粘土礦層頂?shù)装宄Ｒ娔鄮r和砂巖，具有明顯的陸源沉積特征，礦層基本呈水平展布但在橫向上賦礦標高變化較大，這可能暗示在凹凸棒石粘土礦成礦期間，盱眙地區(qū)分布有若干孤立的封閉沉積盆地。

黃泥山礦區(qū)和蔡港地區(qū)凹凸棒石粘土礦及粘土夾層多呈灰綠、青灰色(圖4)，顯示其成礦時為還原環(huán)境，而頂部的蒙脫石粘土礦多為紅褐色，顯示其成礦時為氧化環(huán)境。從圖2中可看出區(qū)內凹凸棒石粘土礦床(點)多分布在南部和北部靠近火山口的區(qū)域，而中部未發(fā)現(xiàn)成規(guī)模的凹凸棒石粘土礦床(點)，這很可能暗示在成礦時火山活動提供了成礦的熱源，靠近火山口附近的區(qū)域水介質溫度較高，滿足凹凸棒石粘土礦的成礦條件；而中部區(qū)域水介質溫度較低，不滿足凹凸棒石粘土礦的形成條件。

圖4 盱眙黃泥山和蔡港地區(qū)凹凸棒石粘土礦體特征

4 結論

(1)新近系玄武巖尤其是下草灣組玄武巖的多次噴發(fā)沉積，為成礦提供了優(yōu)良的成礦空間，是區(qū)內形成多層礦體的基礎條件。

(2)凹凸棒石礦化往往與區(qū)內沉降接受陸源沉積同期，凹凸棒石粘土礦成礦時代大致在10.32～ 16.52Ma。

(3)從賦礦空間、巖石學特征方面綜合分析，盱眙地區(qū)新近系玄武巖及其風化產(chǎn)物與凹凸棒石粘土礦具有一定的物源聯(lián)系。

(4)盱眙地區(qū)凹凸棒石粘土礦形成于還原條件下的孤立封閉沉積盆地，成礦時水介質溫度較高。