粵西連州鐵錳礦特征及成礦機(jī)制分析

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(jī)制。認(rèn)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(guān)鍵詞：鐵錳礦床；地質(zhì)特征；成礦機(jī)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(shí)間悠久，近幾年的勘查突破，礦床規(guī)模已經(jīng)達(dá)到中型規(guī)模，整個(gè)礦帶遠(yuǎn)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(dú)特，總結(jié)其成礦地質(zhì)特征、研究礦體和礦石特征、分析成礦機(jī)制，對(duì)指導(dǎo)粵西開(kāi)展同類錳礦具有一定的指導(dǎo)意義。

1.成礦地質(zhì)背景

區(qū)域上位于云開(kāi)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(huì)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(qiáng)應(yīng)變?nèi)菂^(qū)”，是地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)十分強(qiáng)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(jì)、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(dòng)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(jì)、泥盆紀(jì)、中生代白堊紀(jì)及第四紀(jì)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?yàn)I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(kāi)古陸，礦區(qū)抬升轉(zhuǎn)為山地，結(jié)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(duì)于該區(qū)巖石地層時(shí)代判定爭(zhēng)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(kāi)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(shí)不同研究資料對(duì)該區(qū)及周邊錳礦含礦層位認(rèn)識(shí)不統(tǒng)一，但總體認(rèn)為“泥盆紀(jì)含錳建造可分為臺(tái)地相含錳碳酸鹽沉積和濱海相含錳碎屑巖沉積”。通過(guò)近幾年勘查發(fā)現(xiàn)，在奧陶系淺變質(zhì)巖風(fēng)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(jì)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(xì)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(dòng)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(xì)脈型金礦點(diǎn)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(jì)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(jié)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(jié)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(gòu)造可見(jiàn)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(jì)地層呈斷裂接觸，沿?cái)嗔鸦規(guī)r破碎、溶蝕強(qiáng)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(jiàn)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(biāo)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(gòu)造，往往有金的礦化，底部與基底變質(zhì)巖接觸部位見(jiàn)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(xì)砂巖；下部為厚層狀雜粉砂巖、雜砂質(zhì)石英粉砂巖、長(zhǎng)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(gòu)造帶基本特征

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（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(gòu)成區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造格架。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)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(gòu)造規(guī)模大，并為區(qū)內(nèi)錳多金屬礦的主要控礦斷裂構(gòu)造（圖2）。連州斷裂（F1、F2）產(chǎn)于奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)、白堊紀(jì)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(gòu)造，由F1、F2兩組構(gòu)造組成，F(xiàn)1、F2呈分支復(fù)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(fù)合，呈東西向舒緩波狀展布，并貫穿整個(gè)勘查區(qū)，傾向NNE或NNW，傾角40°～75°，長(zhǎng)度大于5km，寬度一般15m～25m，最寬可達(dá)30m～40m。斷裂構(gòu)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(fù)雜，常見(jiàn)有紅色砂巖及殘余礫巖透鏡體，并具硅化現(xiàn)象。同時(shí)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(cè)次級(jí)斷裂構(gòu)造發(fā)育，并控制了區(qū)域上的地層展布及巖漿活動(dòng)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(guān)巖漿巖特征

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)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。其中近東西向斑巖體與連州錳礦、云致硫鐵礦關(guān)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(zhǎng)度大于4.4km，寬5m～13m不等。巖脈侵入奧陶紀(jì)、白堊紀(jì)羅定組地層接觸界面，深部為奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)棋梓橋組地層接觸界面，并受南北向硅化帶錯(cuò)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(zhǎng)石5%～8%及少量黑云母1%、白云母1%～2%；副礦物有鋯石。長(zhǎng)石斑晶有蝕變現(xiàn)象，石英斑晶呈自行雙錐體?；|(zhì)具顯微鱗片變晶結(jié)構(gòu)的斑狀結(jié)構(gòu)。巖石局部被蝕變，同時(shí)有星點(diǎn)狀黃鐵礦化。巖石經(jīng)化學(xué)分析含金0.013g/t。大田崗ZK17-1揭露到的斑巖體底部見(jiàn)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(jì)、泥盆紀(jì)、白堊紀(jì)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(zhǎng)約6km。礦體頂板為第四紀(jì)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(shì)。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(gòu)造（F1），棋梓橋組灰?guī)r與奧陶紀(jì)淺變質(zhì)巖不整合面復(fù)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(gòu)造（F2），上部產(chǎn)于奧陶紀(jì)淺變質(zhì)內(nèi)，深部見(jiàn)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(zhǎng)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(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?fàn)?、角礫狀、條帶狀、蜂窩狀、土狀及松散狀構(gòu)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?fàn)畹V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(jī)制淺析

對(duì)照湖南瀏陽(yáng)七寶山多金屬礦床礦體、礦石地質(zhì)特征，認(rèn)為兩個(gè)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(yán)格受構(gòu)造控制。連州～垌心斷裂帶為一導(dǎo)礦局部容礦的高級(jí)構(gòu)造；平緩產(chǎn)狀的不整合面及層間構(gòu)造的張開(kāi)，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(guò)斷裂構(gòu)造活動(dòng)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(diǎn)。遺憾的是全部金銀鐵錳礦石均遭強(qiáng)烈氧化，原生礦石（未氧化時(shí)）的組份、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造沒(méi)有探得。但各礦體中均零星見(jiàn)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(guān)關(guān)系。金銀鐵錳品位有近導(dǎo)礦的連州～垌心斷裂帶高，而遠(yuǎn)距離則低的現(xiàn)象。顯示內(nèi)生成礦及導(dǎo)、容構(gòu)造之間的關(guān)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(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（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(jiàn)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(gè)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(jì)淺變質(zhì)基巖面上部可見(jiàn)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(jiàn)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(jī)制分析

（1）下古生代-泥盆紀(jì)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(lái)源。現(xiàn)階段勘查發(fā)現(xiàn)奧陶紀(jì)地層見(jiàn)大規(guī)模的鐵錳帽，該地層也是該區(qū)石英脈型金礦點(diǎn)主要地層。棋梓橋組灰?guī)r見(jiàn)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(lái)源可能為多地層。

（2）構(gòu)造活動(dòng)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。

（3）區(qū)內(nèi)原生多金屬礦與斑巖體關(guān)系密切，已知的幾個(gè)金銀鉛鋅原生礦點(diǎn)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(jiàn)到新鮮斑巖體，但局部地段可以看見(jiàn)巖漿熱液蝕變。因此推測(cè)巖漿巖的熱液改造對(duì)錳礦的富集有一定促進(jìn)作用。

（4）本區(qū)位于亞熱帶、氣候炎熱多雨，風(fēng)化殼發(fā)育。在斷裂帶、斷裂帶與古風(fēng)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(dá)到富集。

（5）受風(fēng)化作用經(jīng)短距離搬運(yùn)在各古風(fēng)化面上形成次生堆積。

（6）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(jiàn)到厚層狀錳多金屬礦體。