粵西大灣鐵多金屬礦床地質(zhì)特征及成礦條件分析

郭碧瑩

摘要：大灣鐵多金屬礦區(qū)位于羅定弧形構(gòu)造的南緣，挾持于廉江——信宜和吳川——四會兩斷裂帶之間。礦區(qū)賦存于寒武系八村群變質(zhì)巖系，區(qū)域構(gòu)造極為發(fā)育，變質(zhì)作用強烈，巖漿活動頻繁。本文介紹了大灣鐵多金屬礦區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景和礦區(qū)地質(zhì)特征，并就變質(zhì)作用，構(gòu)造活動，巖漿活動三個方面進行成礦條件進行分析。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)特征；成礦條件；大灣鐵礦

Key word：geological characteristics； metallogenic condition； dawan iron deposit

1. 區(qū)域地質(zhì)簡述

廣東省信宜市大灣鐵多金屬礦區(qū)礦區(qū)處在云開加里東隆起帶的中段北西向褶皺基底部位，吳川——四會深斷裂帶與貴子——信宜——廉江大斷裂夾持的弧形構(gòu)造中部，受控于大田頂弧形構(gòu)造帶，素有粵西聚寶盆之稱[1]。

本區(qū)域地層比較簡單，以寒武系八村群為主，北東分界凹陷有少量中、下泥盆統(tǒng)及第四系沉積。其中八村群為一套地槽型濱?！獪\海相的砂頁巖夾碳酸鹽的類復理式建造和海底火山噴發(fā)的熔巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)巖的混合連續(xù)沉積[2]。區(qū)內(nèi)受變質(zhì)作用強烈，主要開成各種片巖，加里東期發(fā)生褶皺造山運動及區(qū)域變質(zhì)作用，形成綠片巖相-角閃巖相變質(zhì)巖，局部發(fā)生混合巖化，形成各種混合巖[3]。

區(qū)域上位于惠來——高要緯向構(gòu)造帶的西段和吳川——四會華夏系構(gòu)造的聯(lián)合、復合派生的羅定弧形構(gòu)造的南緣，挾持于廉江——信宜和吳川——四會兩斷裂帶之間[2，4-5]。區(qū)內(nèi)構(gòu)造極為發(fā)育，緯向構(gòu)造、華夏系構(gòu)造和北西向構(gòu)造交接復合，互相干擾、遷就，制約和利用，形成復雜的構(gòu)造形跡，表現(xiàn)為摺皺、斷裂和片理帶，遍布全區(qū)極為醒目。

區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，既有海底火山噴發(fā)，又有巖漿侵入活動。區(qū)內(nèi)巖漿巖可分為加里東期、印支期、燕山期三個巖漿活動旋回，其中燕山期活動最強烈，加里東期次之，印支期活動最弱[2]。

信宜北部地區(qū)為粵西鉬銅錫鐵多金屬遠景區(qū)之一。黑色金屬有鐵、錳，有色金屬有鉬、銅、錫、鉛、鋅，貴重金屬有金、銀等；非金屬有磷、硫等礦床、礦點、礦化點計27處[2，6]。

2. 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)地層為寒武系八村群，礦區(qū)出露有第二亞群及第三亞群。第四系僅為坡殘積及山麓堆積。寒武系八村群第二亞群上段（∈bcb）礦區(qū)僅在北西角出露，可分為上、下兩個亞段。下亞段（∈bcb-Ⅰ）上部以淺黃綠、灰紫色云母片巖、石英云母片巖為主，中、下部為云母石英片巖、云母長石石英片巖夾片狀云母長石石英巖。本段夾15～20層綠片巖，底部一層綠片巖最厚。上亞段（∈bcb-Ⅱ）為灰黃綠、灰紫、黃褐色云母片巖、石英云母片巖、云母石英片巖、云母長石石英片巖，底部局部夾綠片巖。第三亞群（∈bcc）主要布于礦區(qū)東部，且僅出露其中下段，為云母長石石英巖、云母長石石英片巖與石英云母片等。

礦區(qū)位于區(qū)域羅罅倒轉(zhuǎn)背斜之南翼，屬單斜構(gòu)造，褶皺不發(fā)育；受區(qū)域南北西向斷裂錯動作用，西部地層向南移動，局部形成小型的層間拖拽褶曲。周邊有東西向壓扭性斷裂、北東向扭壓性斷裂和北西向扭張性斷裂三組，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)緯向構(gòu)造和華廈系構(gòu)造的復合體系。但礦區(qū)內(nèi)尚未見到明顯的斷裂構(gòu)造。

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動頻繁，巖石類型較多。有加里東期的巖漿噴發(fā)活動及燕山晚期的巖漿侵入活動。

加里東期活動在本礦區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為海底火山噴發(fā)和混合巖化，形成海底火山噴發(fā)巖系和混合巖、混合花崗巖?；鹕綆r分布在寒武系八村群內(nèi)，是由一套中基性——中酸性的火山熔巖及火山凝灰?guī)r所組成?；鹕綆r分布在寒武系八村群內(nèi)，是由一套中基性——中酸性的火山熔巖及火山凝灰?guī)r所組成。由于噴發(fā)后經(jīng)歷多次變質(zhì)作用，原巖結(jié)構(gòu)、構(gòu)造遭受強烈破壞，礦物組分也發(fā)生很大變化，只能根據(jù)少量巖石的殘余結(jié)構(gòu)構(gòu)造、巖石化學成分、副礦物及微量元素特征、結(jié)合野外產(chǎn)狀，初步推斷其原巖。混合巖分布于燕山四期園墩巖體和銅羅頂巖體之間，面積約2.5km2，形成于加里東晚期，主要由混合巖、混合花崗巖及其中未完全混合巖化的殘余變質(zhì)片巖組成。

區(qū)內(nèi)只出露燕山四期園墩巖體和銅羅頂巖體的一小部分。銅羅頂巖體分布于礦區(qū)南東邊緣，面積約0.12km2。為該巖體北西邊緣。銅羅頂巖體為面積約5km2巖株，侵入寒武系八村群第三亞群（∈bcc），巖性為中細粒黑云母花崗巖。園墩巖體分布于礦區(qū)西部，面積約0.26km2。為該巖體東部邊緣。園墩巖體為一面積約3km2巖株，侵入寒武系八村群片巖和加里東晚期混合巖，巖性為中細粒黑云母花崗巖。

3. 成礦條件分析

3.1 變質(zhì)作用

內(nèi)巖石經(jīng)受區(qū)域變質(zhì)、接觸變質(zhì)和接觸交代作用，前者形成云母石英片巖、石英云母片巖和云母片巖等各類片巖及結(jié)晶灰?guī)r；后者除熔巖已成變輝長輝綠巖、糜棱巖化（或片麻狀）斜長花崗斑巖外，其余主要以陽起石、透閃石、簾石、透輝石和石英等礦物組合構(gòu)成的“綠片巖”（下同）和部分片狀云母長石石英巖、變粒巖[3]。區(qū)內(nèi)綠片巖呈層狀、透鏡狀、似層狀分布于片巖中，沿走向長度200m～1000m，沿傾斜100m～900m，厚度2m～50m，沿走向、傾向相變?yōu)槠渌瑤r。各類簾石、透輝石、陽起石、柘榴子石及綠泥石的組合，構(gòu)成本區(qū)所稱“綠片巖”，為火山——沉積變質(zhì)熱液迭加銅鐵錫礦床的主要圍巖[7]。

由區(qū)域變質(zhì)作用所產(chǎn)生的熱液和混合巖化過程中所產(chǎn)生的熱液，在一定條件下，發(fā)生交代變質(zhì)作用，使礦化蝕變破碎帶發(fā)生強烈的蝕變和金、銀、砷等多金屬礦化[8]。

3.2 構(gòu)造活動

研究表明[9]桂東——粵西地區(qū)的礦床（點）主要集中沿轉(zhuǎn)換部位的構(gòu)造帶分布，如吳川——四會斷裂帶、廉江——信宜斷裂帶和博白——岑溪斷裂帶，礦區(qū)在區(qū)域上就挾持于廉江一信宜和吳川——四會兩斷裂帶之間，斷裂帶的多期次活動為本區(qū)成礦物質(zhì)來源提供了能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。

礦區(qū)同時位于羅定弧形構(gòu)造沉降帶之南，處于沉降帶和隆起區(qū)交接部位的云開隆起北部。隆起與坳陷區(qū)地殼之間的過渡地常形成綠片巖相韌——脆性剪切帶，有用元素開始活化[10]。在隆起與坳陷的交替部位由于局部動力系統(tǒng)轉(zhuǎn)換不僅驅(qū)使了成礦元素的活化遷移，而且這一部位流體作用強烈、構(gòu)造發(fā)育，是成礦作用發(fā)生的有利地段[9]。

3.3 巖漿活動

寒武系八村群第二亞群上段變質(zhì)巖系是一種火山一沉積巖套，在其下部和中部，以中基性噴出活動為主，見多層綠片巖呈夾層產(chǎn)于下亞段、中亞段片巖中；在其上部，則以中酸性噴出活動為主，見多層糜棱巖化斜長花崗斑巖（石英角斑巖）、變粒巖產(chǎn)于上亞段，與片巖互層或夾層產(chǎn)出，反映了巖漿噴發(fā)活動由中基性——中酸性的演化規(guī)律，構(gòu)成一個大的巖漿噴發(fā)旋回。粘土碎屑——碳酸鹽的沉積具明顯巖漿噴發(fā)的間歇的特征，是介于寧靜時期的沉積與火山噴發(fā)之間的是噴發(fā)活動處于低潮時期的火山碎屑與陸源碎屑的混合沉積。而在大的巖漿噴發(fā)旋回中，又可以根據(jù)噴發(fā)活動的特點劃分為若干小的旋回這一規(guī)律與區(qū)域上加里東早期巖漿侵入活動由基性至酸性的變化特征是一致的[2]。

加里東火山——沉積巖套的微量元素十分豐富，成礦元素（Cu、Pb、Zn、Ag、Sn、W、Mo等）的豐度可達同類巖石的幾倍到幾百倍，該套巖系中成礦元素已具有初始的濃集。隨著火山噴發(fā)活動的加強，大量火山凝灰質(zhì)的沉積多熔巖的溢出，銅、錫、鐵及部分鉛、鋅礦體呈似層狀、透鏡狀直接產(chǎn)于寒武系八村群中的變質(zhì)綠片巖中，成礦作用達到了“高潮”。黃銅礦、磁鐵礦、磁黃鐵礦等在礦石中具明顯的沉積條帶和沉積韻律，并與圍巖同步褶皺，這是典型的火山沉積特征。這不但為后期的變質(zhì)作用，熱液迭加改造而形成廣義的“層控礦床”提供了直接的依據(jù)，亦為燕山晚期的殼源深熔巖漿成礦作用提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

燕山期主要為酸性熔巖噴溢，區(qū)域上的金礦床（點）成礦物質(zhì)來源與燕山晚期巖漿巖有關(guān)，成礦時代為燕山晚期[11-13]，巖漿巖的侵入為成礦作用帶來了豐富的物質(zhì)，是區(qū)內(nèi)成礦的重要條件[14]。

根據(jù)對相近的大金山礦床的燕山期黑云母花崗巖的研究，發(fā)現(xiàn)該礦床鎢錫多金屬礦的成礦作用主要與中細粒黑云母花崗巖相關(guān)，中細粒黑云母花崗巖具有高度分異演化，同位素顯示其源區(qū)的貢獻應以地殼物質(zhì)為主，礦區(qū)出現(xiàn)的燕山四期黑云母花崗巖的特征與其相似[15]。

另有前人研究桂東-粵西地區(qū)中生代花崗巖巖石放射性生熱元素的含量，發(fā)現(xiàn)海西——印支期到燕山期花崗質(zhì)巖石的生成熱值明顯增高，認為桂東——粵西地區(qū)巖石圈局部熔融、地幔上涌及巖石圈構(gòu)造轉(zhuǎn)換的動力來源和根本原因可能就是這種熱流值的增高[9]。

4. 結(jié)論

根據(jù)上述地質(zhì)特征的描述和分析，可對礦床的成礦條件分析如下：

（1）礦區(qū)位于信宜市云開隆起羅拉～樓垌鐵多金屬礦帶內(nèi)，礦區(qū)地層寒武系八村群受變質(zhì)作用強烈，區(qū)內(nèi)綠片巖十分發(fā)育。綠片巖是火山—沉積變質(zhì)熱液迭加鐵多金屬礦床的主要圍巖，它為本區(qū)鐵礦床的形成提供了最原始，也是最基本的成礦物質(zhì)來源。

（2）區(qū)內(nèi)巖石普遍變質(zhì)，且有強烈混合巖化。區(qū)域變質(zhì)和混合巖化作用，為成礦物質(zhì)的轉(zhuǎn)移、富集提供了條件。由于本區(qū)處于吳川——四會大斷裂帶，區(qū)域變質(zhì)作用使礦區(qū)寒武系八村群發(fā)生不同程度的變質(zhì)，形成變質(zhì)砂巖、板巖和片巖等。

（3）區(qū)域斷裂規(guī)模大且大多具有多期次活動特征，為本區(qū)成礦物質(zhì)來源提供了能量和物質(zhì)基礎(chǔ)。在不同走向斷裂交會部位，為巖漿侵入創(chuàng)造了良好的構(gòu)造條件，造成了成礦物質(zhì)多次活化富集的有利構(gòu)造環(huán)境。隆起與坳陷的交替部位也得于成礦元素的遷移。

（4）雖然礦區(qū)內(nèi)只見到燕山四期花崗巖株，但區(qū)域巖漿活動頻繁，從加里東期到燕山晚期均有，這些巖漿活動，伴隨著含礦熱液巖漿活動，有的帶來了新的成礦元素（如Sn、Mo），有的為原有成礦物質(zhì)活化轉(zhuǎn)移、富集提供了熱能、不同成分的巖漿水等物化條件。

上述有利的成礦地質(zhì)條件的分析，也為在本區(qū)找礦提供了理論依據(jù)。

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