菲律賓迪納加特島5號鉻鐵礦區礦床地質特征及成因探討

■王昌炳

（中國冶金地質總局第二地質勘查院 福建莆田 351111）

菲律賓迪納加特島5號鉻鐵礦區礦床地質特征及成因探討

■王昌炳

（中國冶金地質總局第二地質勘查院 福建莆田 351111）

菲律賓迪納加特島5號礦區鉻鐵礦石以高品質聞名于世，2006年，中冶勘二院海外勘查項目組通過對該區的補充勘查地質工作，認識到該區賦存高品質鉻鐵礦的蛇綠巖形成環境為洋中脊，是含礦物質在巖體處于塑性狀態階段，受構造擠壓應力作用與構造同期結晶的過程形成的鉻鐵礦床，屬晚期巖漿貫入式礦床。

菲律賓迪納加特島鉻鐵礦蛇綠巖構造擠壓應力含礦組分晚期巖漿貫入式礦床

1 前言

菲律賓地區的地質構造背景屬環太平洋構造域，一般認為是晚白堊世海底擴張中心漂離華南大陸（海西-燕山期）邊緣的地殼碎塊（又稱“中型板塊”），在第三紀具有強烈的巖漿活動，形成“雙列型”火山島弧，并伴有反向俯沖的雙海溝系。菲律賓海溝斷裂、菲律賓大斷裂和馬尼拉海溝斷裂，構成了菲律賓海溝-島弧系的構造主體。其中菲律賓大斷裂全長1200km；為一規模巨大的左行平移巖石圈斷裂（左旋），沿走向滑動110千米，水平分量位移大于垂直分量，主要活動期為晚喜馬拉雅期（見圖1），大斷裂西側以晚中生代-早新生代島弧造山帶，東側以出露蛇綠混雜堆積巖帶為特征。豆莢狀鉻鐵礦產出在混雜堆積巖帶中，自下而上可劃分為3個部位；下部第一帶的礦體主要產在方輝橄欖巖中，零星分布，礦體規模與方輝橄欖巖之間沒有明顯關系；中部第二帶的礦體主要賦存在200-500m厚的純橄巖體中，與純橄巖相伴；上部第三帶的礦體主要位于100-500m厚的純橄欖巖與異剝橄欖巖互層中，呈整合至次整合的帶狀或透鏡狀。

2 區域地質

迪納加特島位于菲律賓群島東側，菲律賓大斷裂南段東側約35千米處，為蛇綠混雜堆積巖帶分布區，屬于菲律賓的比科爾（Bicol）-東棉蘭老蛇綠巖帶。它北與萊特島遙遙相對，南與棉蘭老島的蘇里高隔海相望，西瀕蘇祿海，東臨太平洋。

區域地層由白堊系變質基底（K）、晚第三系中新統下段（N1）、晚第三系中-上新統（N1-N2）、第四系（Q）組成；以一套覆蓋于前晚白堊世變質基底之上的層狀晚白堊世灰巖、碎屑沉積巖及火山巖的非均勻性混合物為特征。區域構造主要有南北向褶皺和逆沖斷裂、橫斷裂。南北向褶皺主要涉及中新統至下更新統地層。逆沖斷裂有近南北向的菲律賓海溝，科比爾逆沖斷裂等，長度最長數十公里。大多數逆沖斷裂的傾向是對著海溝，二者傾向往往相反。

區域巖漿巖是中生代末“冷侵入”的超鎂鐵質巖，為蛇綠混雜堆積巖帶之下部帶，以蛇紋石化深灰色斜方輝橄巖、橄欖巖與深灰綠色純橄巖為主，其次為層、脈狀產出的輝長巖和輝綠巖構成超基性雜巖體,出露面積大于800 km2，同位素年齡84.8Ma。細碧巖與橄欖巖常呈斷層接觸，蛇綠巖被漸新世至上新世地層覆蓋。

區域變質作用主要在白堊系變質基底（K）上可見明顯變形的含有輝石、石榴石、角閃石、和斜長石的綠片巖相帶，由千枚糜棱巖、片巖組成。多數發育在超基性巖體中的硅化、碳酸巖化、蛇紋石化等熱液蝕變。

3 礦體特征

5號鉻鐵礦區位于迪納加特島的近北端，礦區西部發育第四系沖洪積物，西外側海邊發育礁灰巖，以超鎂鐵質雜巖體為主；礦區構造以斷裂為主，為近南北向（345°-15°）、北東向、北西向三組不同方向的斷裂和一組北西西向低角度逆斷層。5號礦區分為東礦段和西礦段；共發現礦（化）體13個。

西礦段位于礦區西部，已知M1、M2、M3號鉻鐵礦體由北到南、由低處到高處分布，自170-310米高程均有礦化，礦體規模小，M2、M3號鉻鐵礦體為工業礦體，估算資源量占全區總量的15%。賦存部位是純橄巖向上部斜方輝橄巖的過渡帶附近的微細粒-塊狀純橄巖相中，純橄巖從下往上間夾三段含中低品位條帶狀鉻鐵礦體的中粗粒-細粒純橄巖。近礦圍巖為細粒-微細粒純橄巖，礦體走向近南北，傾向東（85°）、傾角15-35°，礦體呈囊狀、扁豆狀、似層狀、小透鏡狀產出，以貧礦為主。礦石以中細粒半自形-自形結構，稀疏-中等浸染狀構造為主，局部稠密浸染狀、豆狀、瘤狀構造；礦石礦物為鉻尖晶石、脈石礦物為橄欖石及蛇紋石；礦石品質：W（Cr2O3）：13.36-39.55，W（Cr2O3）/W（FeO）：1.5-3.0。中粗粒純橄巖相中除蛇紋石化外，較少或幾乎沒有菱鎂礦，反而在蛇紋巖化微細粒純橄巖相-塊狀純橄巖相中見大量菱鎂礦沿裂隙充填。

東礦段位于礦區中、東部，包括圣拉蒙、控金、布萊三個小礦段。據東礦段所采樣品鑒定結果統計巖石礦物含量為:橄欖石85-96%(其中約一半發生蛇紋石化),斜方輝石1~10%,大多為頑火輝石。由于后期的風化改造作用,純橄巖、輝橄巖中的橄欖石大多發生蛇紋石化,從而轉變為蛇紋石化橄欖巖。輝石大多發生絹石化（冶金工業部赴菲斑巖銅礦地質考察，1980，Hedenquist JW 等，1994；Elias M等，1981）。

礦區中部的圣拉蒙礦段，S1、S2鉻鐵礦體由北到南分布，水平間距約500米，約占礦區估算資源量的10%；鉻鐵礦體呈扁豆（透鏡）體狀賦存于純橄巖異離體中，純橄巖異離體中與近礦圍巖斜方輝橄巖的界線呈漸變過渡；走向長度30-50米，傾向260°、傾角

50°。礦石以粗中粒半自形-他形結構，中等-稠密浸染狀、塊狀構造為特征，礦石礦物為鉻尖晶石、脈石礦物為橄欖石。礦石品位：W（Cr2O3）25.36-38.76，W（Cr2O3）/W（FeO）＞3.0。

礦區東部北面為控金礦段、南面為布萊礦段，水平相距約1千米，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ個鉻鐵礦體由北到南呈大致等距分布。

東礦段Ⅰ號鉻鐵礦體呈扁豆（透鏡）體狀賦存于斜方輝橄巖內的純橄巖異離體中，與近礦圍巖斜方輝橄巖的界線呈漸變過渡；一般有二至三條平行礦脈組成，其礦體走向長度65米，傾向233°，傾向延伸大于60米，傾角70°。礦體厚度一般2-5米，最寬處達10余米。兩端被兩條北東向斷層錯斷而夾持，沿傾向方向被一系列北西西向低角度逆斷層錯斷，錯距不等。礦體向西南側伏，側伏方位角190°-210°，側伏角30°-50°。礦石以中-細粒半自形-他形結構，中粗粒自形-半自形結構，條帶狀，中等-稠密浸染狀，致密塊狀，網格狀構造為主，局部為稠密浸染-塊狀礦石。礦石礦物主要為鉻尖晶石，粒度0.2～4毫米，一般1～2毫米。稠密-塊狀礦石質量：W（Cr2O3）≥40，W（Cr2O3）/W（FeO）＞3.5；脈石礦物主要為橄欖石、極少量斜方輝石，以及由其蝕變或風化后形成的蛇紋石。

Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ號鉻鐵礦體走向長度30-50米，傾向245-260°，傾角60-70°；礦石質量：W（Cr2O3）28.66-34.77，W（Cr2O3）/W（FeO）＞3.0；中粒-中粗粒，半自形-他形結構，中等-稠密浸染狀構造，礦石礦物為鉻尖晶石、脈石礦物為橄欖石，賦礦巖石純橄巖、近礦圍巖為斜方輝橄巖，Ⅱ號礦體具側伏現象、側伏方位200°左右。

Ⅵ、Ⅶ號鉻鐵礦體走向長度30-320米，傾向300-320°，傾角均為35-45°；礦石質量：W（Cr2O3）：40，W（Cr2O3）/W（FeO）＞3.0；粗中粒半自形-他形結構，細粒-微細粒半自形-他形結構，隱晶膠狀結構，中等-稠密浸染狀、團塊狀、致密塊狀、塊狀構造；礦石礦物為鉻尖晶石、脈石礦物為橄欖石、隱晶橄欖石，賦礦巖石為純橄巖、近礦圍巖為斜方輝橄巖，礦石構造從上到下由浸染狀漸變至塊狀。

Ⅲ號鉻鐵礦體賦存于發育在斜方輝橄巖相的近南北向斷裂中，呈薄脈狀、豆莢狀、不規則囊狀、串珠狀分布，走向近南北，長度大于400米，斷續相連；西傾，傾向延伸幾米-幾十米；傾角多變，平均65°；礦體厚度變化大，一般1.0米，最小0.2米，最大2.6米。沿走、傾向都具有膨脹收縮、尖滅再現、雁行排列以及分枝復合的現象。常見相當于純橄巖成分的夾石與鉻鐵礦之間呈非此即彼、互為替代的關系。礦石品質：W（Cr2O3）45-50，W（Cr2O3）/W（FeO）＞3.5。以中粗粒半自形-他形結構，致密塊狀構造礦石為主，邊緣部位常過渡為反角礫狀礦石，與圍巖界線清晰，局部可見純橄巖薄殼，可見少量浸染狀礦石。

Ⅷ號鉻鐵礦體位于Ⅲ號礦體西南方向約200米處，賦存于斜方輝橄巖內的純橄巖異離體中，地表出露走向長度30米，傾向210°，傾角50-60°。向西南側伏，傾向延伸大于100米；上部礦體中間以中粗粒半自形-他形結構，稠密浸染狀-塊狀鉻鐵礦石為主，向四周逐漸過渡到邊緣為中等浸染狀礦石；純橄巖異離體與斜方輝橄巖呈漸變過渡。礦體中、下部中間以中粗粒半自形-他形結構，塊狀礦石為主；邊緣以中粗粒半自形-他形結構，稠密浸染狀-塊狀礦石為主，邊緣部位“突出”純橄巖異離體的包裹，直接“插入”斜方輝橄巖中，以塊狀構造為主，局部為反角礫構造，礦體與圍巖界線清晰，呈突變接觸；礦石質量為全島最佳，W（Cr2O3）接近理論值，W（Cr2O3）/W（FeO）＞3.5。Ⅷ號鉻鐵礦體開采出高品質塊狀礦石累計達1萬噸以上，雖然開采過程浪費嚴重。

4 礦床成因類型探討

本文認為：5號鉻鐵礦區屬于晚期巖漿貫入式鉻鐵礦床。西礦段所有鉻鐵礦（化）體形成于橄欖石開始晶出階段，超鎂鐵質巖漿結晶分異形成鉻鐵礦體，鉻鐵礦體形成前后的巖漿化學成分變化較小，礦體規模也小，占全礦區資源量比重約15%，對礦床成因類型影響有限，根據晶間壓濾成礦作用礦化范圍和時段，應屬早期巖漿鉻鐵礦床。東礦段所有鉻鐵礦體占全礦區資源量比重約85%，都屬晚期巖漿貫入式礦床，其中Ⅲ、Ⅷ號鉻鐵礦體是晚期巖漿更進一步演化為殘余巖漿，為晚期巖漿貫入式礦床特殊類型或情況，以在礦體邊緣形成反角礫狀構造礦石為特征，分屬為殘余巖漿貫入式礦床上部帶和中-下部帶。形成機制是晚期超鎂鐵質巖漿由于大量橄欖石成分晶出后，巖漿含鎂量降低，鐵、鉻質相對富集程度大，加入少量水分等成分后巖漿熔點降低，流動性增加，局部形成半塑性-液態純橄巖異離巖漿包，在構造擠壓應力作用下，有利于含礦組分的運移及其在巖體范圍內沿壓力最小的地帶富集；巖體處于塑性狀態階段，當富含成礦物質的純橄巖異離巖漿包與構造作用同期結晶時形成的晚期巖漿貫入式鉻鐵礦床；當晚期巖漿中水分等成分繼續增加，巖漿熔點降更低，流動性更強，在構造應力作用下純橄巖異離巖漿包成礦組分沖破的純橄巖外殼，運移至脆韌性斜方輝橄巖斷裂中形成反角礫狀和塊狀礦石時，形成殘余巖漿貫入式礦床。

[1]吳良士供稿 菲律賓地質構造及其區域成礦主要特征 2012年6月 礦床地質 MINERAL DEPOSITS第31卷第3期31(3)642-644.

[2]吳良士供稿 菲律賓地質構造及其區域成礦主要特征 （二）2012年10月 礦床地質MINERAL DEPOSITS第31卷第5期31(5)1132-1134.

[3]王志剛菲律賓迪納加特島紅土型鎳礦床地質特征及找礦勘查方法2010年3月地質與勘探GEOLOGY AND EXPLORATION第46卷第2期.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-64-2

王昌炳（1972～），2006-2007為菲律賓迪納加特島5號礦區項目技術負責，2006-2011年在菲律賓野外礦產勘查生產一線，地質工程師。