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        粵西羅定盆地黃嶺錳多金屬礦成因淺析

        2021-11-26 08:57:10余亮
        西部資源 2021年1期

        余亮

        摘要:羅定盆地區(qū)域上位于云開后加里東隆起之羅定海西—印支凹陷帶內(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(gòu)造帶三者圍限的“構(gòu)造強應變?nèi)菂^(qū)”,是地質(zhì)構(gòu)造活動十分強烈的地區(qū)之一。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(gòu)成本區(qū)的基本構(gòu)造格局,并控制了礦產(chǎn)的分布。對于黃嶺錳多金屬礦床的成因,認為屬于熱液貴金屬、多金屬礦床有關的鐵錳帽礦床。其成礦過程是個復雜、不可逆的過程,綜合前人資料及本次勘查成果,初步認為該礦床具有熱液礦床和次生礦床雙重特征。

        關鍵詞:羅定;錳多金屬;熱液礦床;次生礦床

        1.自然地理概述

        礦區(qū)位于廣東省羅定市境內(nèi),處于羅定盆地南緣,地形總體呈現(xiàn)為西高東低、南高北低之勢,北部為白堊紀地層形成的丘陵地貌,丘陵頂部呈渾圓形,其余是臺地,最高海拔約160m,最低海拔70m,區(qū)內(nèi)屬南亞熱帶季風氣候,夏季日照強、氣溫高,降水充足;區(qū)內(nèi)地表水流發(fā)育,屬珠江之西江水系羅定江支流。河流規(guī)模較小,具山區(qū)河流特點。

        2.區(qū)域地質(zhì)概述

        羅定盆地區(qū)域上位于云開后加里東隆起之羅定海西—印支凹陷帶內(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(gòu)造帶三者圍限的“構(gòu)造強應變?nèi)菂^(qū)”,是地質(zhì)構(gòu)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(gòu)成本區(qū)的基本構(gòu)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(gòu)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(圖2)。

        羅定盆地是一個北東走向的白堊系斷陷盆地,面積875km2。盆地基底及周邊由震旦紀淺變質(zhì)砂巖、奧陶紀砂質(zhì)頁巖、泥盆紀灰?guī)r、石炭紀灰?guī)r組成,是一個走向北東,兩翼不對稱的向斜盆地。軸部偏東南側(cè),槽部地層平緩,傾角5°~10°,從盆地中心向邊緣傾角加大,斷裂附近傾角變陡達50°(圖3)。

        礦區(qū)及其周邊先后開展各項基礎地質(zhì)工作,工作程度高,工作手段多樣,成果豐碩。通過資料分析研究,認為該地區(qū)成礦地質(zhì)背景好,具有較好的地表礦化顯示,且外圍已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多個礦床,找礦空間巨大。

        3.礦區(qū)地質(zhì)特征

        礦區(qū)內(nèi)主要見奧陶紀、泥盆紀、白堊紀和第四紀地層出露,地層之間呈不整合接觸關系,東西向展布。燕山晚期八簾山巖體出露于勘查區(qū)東部,巖性為花崗斑巖;勘查區(qū)內(nèi)及外圍發(fā)育花崗斑巖脈和石英脈,沿近東西向構(gòu)造和北北西向構(gòu)造充填。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動較強烈,發(fā)育東西向褶皺、壓扭性逆斷層。

        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(gòu)造充填的花崗斑巖脈等。

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

        4.礦體地質(zhì)

        礦區(qū)按礦種、控礦因素,產(chǎn)出部位的不同,可劃分為糯米坑錳多金屬礦、關塘金鉛多金屬礦、牛崗頂銀錳礦等三個地段(圖4)。

        礦區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)豐富、多種類型,以銀、鐵錳為主要礦產(chǎn),次為金、鉛、鋅礦。銀錳礦、鐵錳礦受大規(guī)模的逆沖斷裂帶控制,礦體規(guī)模中型到大型;金礦主要受石英脈和蝕變硅化帶控制,礦體主要為小型;原生鉛鋅礦控礦因素復雜,礦區(qū)西側(cè)連州礦權(quán)在奧陶紀基底鉛鋅礦找礦有重大突破,指示其具有較大的潛力。各地段礦體基本特征見表1。

        本文以黃嶺地區(qū)糯米坑地段為主要對象,探討其錳多金屬礦成因。

        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(圖5)。

        4.1堆積錳多金屬礦(Ⅰ礦層)

        礦體頂板為第四紀殘坡積土,底板主要為灰?guī)r。分析前人資料結(jié)合本次勘查工作成果,認為連州斷裂帶具大型以上低品位錳多金屬礦床潛力。而礦區(qū)內(nèi)糯米坑地段認為具備中型以上規(guī)模找礦潛力。特別是在連州斷裂帶以北0m~120m范圍內(nèi),礦體厚度大,品位較好,可進一步詳細勘查。總體特征:礦體規(guī)模中—小型、形態(tài)中等、構(gòu)造復雜程度為簡單、有用組分分布均勻。

        4.2淋積錳多金屬礦(Ⅱ礦帶)

        礦體賦存于連州分支斷裂構(gòu)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,目前揭露情況看,皆為小型礦體??傮w自北向南厚度增大趨勢。總體特征:礦體規(guī)模小型、形態(tài)復雜、構(gòu)造復雜程度為簡單、有用組分分布均勻。

        4.3淋積錳多金屬礦(Ⅲ礦帶)

        該礦體賦存于連州斷裂構(gòu)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礦帶)下部。目前揭露情況看,礦體受構(gòu)造控制明顯??傮w特征:礦體規(guī)模中—小型、形態(tài)復雜—中等、構(gòu)造復雜程度為簡單、有用組分分布均勻。

        5.礦石質(zhì)量特征

        5.1礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

        礦石全氧化,以膠代及變膠代狀構(gòu)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(jié)構(gòu)。

        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(gòu)造。

        5.2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%。

        5.3主要礦物特征

        a.自然金—銀金礦

        金黃—黃白色,形態(tài)多樣,如不規(guī)則粒狀、球粒狀、長條狀、似正方體狀等。金的成色為600~768之間。嵌布于石英脈石中(或脈石的裂隙、晶隙中)。

        b.自然銀

        銀白色,反射率強。金屬光澤,成薄片狀,表面有擦痕,d=±0.1mm??梢娮匀唤?、銀,占金、銀總量的比例較低,而大部分賦存于褐鐵礦、軟錳礦和礦泥中。初步認為,金的賦存狀態(tài),除少部分呈離子狀態(tài)被鐵錳的氧化物或氫氧化物吸附外,大部分可能成為微細包體的形式分散在鐵錳礦物中。分散狀態(tài)的銀被吸附的程度比金略大,其量可能達到一半左右,其余同金一樣,在鐵錳礦物中亦可能呈微細包體狀態(tài)存在。

        C.軟錳礦

        是礦石中含金、銀較高的金屬礦物之一,形態(tài)不同,有柱狀、針狀、細晶集合狀、腎狀、鮞狀、粒狀等。單礦物化學分析結(jié)果含金最高0.8g/t,最低0.24g/t,平均0.474g/t。銀含量最高達408g/t,最低35g/t,平均259.9g/t,含量變化幅度銀比金大。礦物形態(tài)不同,其中金、銀含量有異,柱狀軟錳礦含金、銀較高,致密、粒狀軟錳礦含銀較高。

        d.褐鐵礦、赤鐵礦、水針鐵礦

        這三種礦物是礦石中含量僅次于軟錳礦的金屬礦物,絕大部分為不規(guī)則粒狀。金含量最高0.74g/t,最低0.29g/t,平均0.52g/t。銀最高82g/t,最低8g/t,平均33.5g/t,銀的離散程度亦比金大。

        5.4有用組分元素相關性分析

        總體上Mn、Fe、Ag、Au、Pb、Zn元素含礦層系一致,同一地質(zhì)構(gòu)造條件下就位,在礦床范圍內(nèi)具伴生關系特征。通過對第Ⅰ礦層某鉆孔樣段各元素含量曲線對比(圖6),及第Ⅲ礦層某鉆孔樣段各元素含量曲線對比(圖7),分析可以得出各元素存在一定的相關性,曲線走勢較為一致。相對而言鉛元素品位變化大,形成孤峰,同時第Ⅲ層礦各元素正相關性比第Ⅰ層礦明顯。

        通過施工的23個鉆孔礦心樣品分析結(jié)果統(tǒng)計(見表2),表明Pb與Zn,F(xiàn)e與Au,Pb與Au呈顯著線性相關,其它他兩元素呈低度線性相關??傮wPb、Zn、Fe、Au四個元素相關性強,而Ag與Mn、Au相關性好。

        6.總結(jié)及結(jié)論

        對黃嶺錳多金屬礦床的成因,認為其屬于熱液貴金屬、多金屬礦床有關的鐵錳帽礦床。成礦過程是個復雜、不可逆的過程,綜合前人資料及本次勘查成果,初步認為該礦床具有熱液礦床和次生礦床雙重特征。

        6.1熱液礦床特征

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

        b.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(gòu)造活動提供。

        c.礦石組分不但有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)的組分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)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。有一個鉆孔在139.95m處見到一半氧化褐鐵礦一半原生硫鐵礦的巖心,原生半邊可見到方鉛礦,鉛品位3.12%。一方面為成因認識提供實物證據(jù),另一方面推斷連州斷裂帶深部存在原生礦的可能。

        d.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(gòu)造之間的關系。

        e.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。

        f.根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)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(γπ53(2))侵入之后,又被更晚期的石英脈型金礦疊加;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。

        6.2次生礦床特征

        a.上部礦體受地形影響較大。

        b.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。

        c.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。

        6.3成礦機制分析

        a.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。

        b.構(gòu)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(gòu)造部位交代沉淀,形成初步礦化。

        c.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。

        d.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。

        e.連州斷裂在燕山期晚轉(zhuǎn)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。

        6.4找礦標志

        a.地表鐵錳帽的廣泛發(fā)育,并受構(gòu)造帶控制為帶狀展布,是最為明顯的找礦標志;

        b.古、今風化殼都是選擇氧化鐵錳礦的有利部位。

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