江西廣豐靠坑黑滑石礦地質(zhì)特征及成因

張連湘　鄭　緒　歐陽(yáng)淇生　龔　興

(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院)

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江西廣豐靠坑黑滑石礦地質(zhì)特征及成因

張連湘鄭緒歐陽(yáng)淇生龔興

(江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院)

靠坑黑滑石礦床位于江西省上饒市廣豐區(qū)NW330°方位直距約7km處，交通十分便利,該礦床是1座大型稀有非金屬礦床，也是我國(guó)最重要的黑滑石資源基地。黑滑石礦床賦存于震旦系下統(tǒng)朝陽(yáng)組，層位固定且穩(wěn)定，嚴(yán)格受地層的控制，礦床類型屬于沉積變質(zhì)型礦床。結(jié)合靠坑黑滑石礦普查、詳查工作成果，對(duì)靠坑黑滑石礦礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征及成因進(jìn)行詳細(xì)分析，為區(qū)內(nèi)找礦工作提供參考。

黑滑石礦床地質(zhì)特征礦床成因沉積變質(zhì)型礦床

靠坑黑滑石礦床位于江西省上饒市廣豐區(qū)境內(nèi)，大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)和華南褶皺系的接壤地帶，屬于Ⅱ級(jí)構(gòu)造錢塘臺(tái)拗西南緣，萍鄉(xiāng)—廣豐深斷裂東端北側(cè)，定位于玉山—廣豐磷、滑石、膨潤(rùn)土、石灰?guī)r等非金屬礦聚集區(qū)[1-3]。區(qū)域內(nèi)滑石礦產(chǎn)較豐富，分布廣泛，呈NE向斷續(xù)延長(zhǎng)約15km，經(jīng)30多年的斷續(xù)工作，地質(zhì)找礦取得了豐碩成果，先后發(fā)現(xiàn)了溪灘(特大型)、萍塘(大型)、楊村(超大型)、靠坑(大型)等黑滑石礦床，廣豐黑滑石礦田內(nèi)探獲滑石資源儲(chǔ)量超過(guò)2億t，是我國(guó)最重要的黑滑石資源基地。為進(jìn)一步指導(dǎo)區(qū)內(nèi)找礦工作，本研究對(duì)靠坑黑滑石礦礦床地質(zhì)特征及成因進(jìn)行探究。

1　礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1地層

靠坑黑滑石礦區(qū)出露地層主要有震旦系下統(tǒng)朝陽(yáng)組、流源組、南沱組，震旦系上統(tǒng)燈影組，寒武系下統(tǒng)荷塘組、中統(tǒng)楊柳崗組及第四系，其中震旦系下統(tǒng)朝陽(yáng)組上段(Z1c2)為礦區(qū)黑滑石礦的含礦層位，出露于礦區(qū)北部，NE走向，傾向SE，陡傾斜，傾角59°～80°，受構(gòu)造影響局部產(chǎn)狀具由陡變緩的現(xiàn)象。該段上部以灰黑色、灰白色假鮞狀硅質(zhì)巖、灰黑色條帶狀含鮞粒玉髓硅質(zhì)巖、灰黑色含滑石鈣質(zhì)硅質(zhì)巖為主；中部為滑石巖層，主要為灰黑—黑色鱗片狀滑石巖，局部夾含硅鈣假鮞狀滑石巖和灰黑色假鮞狀硅質(zhì)巖、含滑石假鮞狀硅質(zhì)巖、灰白色硅質(zhì)巖，滑石巖通常呈灰黑—黑色，鱗片狀結(jié)構(gòu)、局部呈假鮞狀、變形鮞狀，片理、塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為滑石，因其中含有機(jī)碳質(zhì)而成黑色，含量一般55%～70%，普遍呈鱗片狀定向排列，局部呈鮞粒狀，片(粒)徑1～3mm，由硅質(zhì)、石英、白云石等灰白色礦物充填膠結(jié)，地表滑石巖經(jīng)風(fēng)化及地表水淋濾、溶蝕等作用，碳質(zhì)流失通常呈灰白色；下部為灰黑色假鮞狀硅質(zhì)巖，巖石中鮞粒圓度較好、粒度較大，與上部假鮞狀硅質(zhì)巖有所區(qū)別。

1.2構(gòu)造

1.3巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)不強(qiáng)烈，在鄰近桃源、高塢區(qū)段青白口系上墅組地層中見有火山—次火山巖，為晉寧期的產(chǎn)物，燕山期脈巖規(guī)模小，分布零星。

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦體特征

2.1.1礦體形態(tài)規(guī)模與空間位置

2.1.2礦體圍巖

礦體頂?shù)装鍑鷰r為灰黑色假鮞狀硅質(zhì)巖、含滑石假鮞狀硅質(zhì)巖，其產(chǎn)狀與礦體一致，礦體與圍巖呈漸變關(guān)系，礦體及其頂?shù)装鍑鷰r中均發(fā)育有假鮞狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)了兩者的一致性，其中底板巖石中鮞粒圓度較好、粒度較大，與頂板圍巖有所區(qū)別。

2.2礦石特征

2.2.1礦石物質(zhì)組分

2.2.1.1礦物成分

含礦巖石為滑石巖，通常呈灰黑色、黑色，地表風(fēng)化后呈淺灰白色、灰白色，巖石結(jié)構(gòu)以鱗片狀結(jié)構(gòu)為主(圖1)，局部呈假鮞狀結(jié)構(gòu)(圖2)，普遍因強(qiáng)應(yīng)力作用而片理化呈片理構(gòu)造，局部假鮞狀結(jié)構(gòu)礦石呈塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為黑色滑石，由灰白色礦物膠結(jié)而成。滑石具較強(qiáng)滑膩感，以鱗片狀為主，局部假鮞狀，具定向性，鱗片狀者定向排列呈集合體，形成巖石片理，片徑及鮞粒粒徑1～3mm，滑石含量一般55%～70%，灰白色膠結(jié)物(30%～50%)主要為白云石，次為玉髓、石英，呈他形粒狀或膠狀分布于滑石鱗片、鮞粒之間，膠結(jié)滑石。

圖1　鱗片狀滑石巖

圖2　假鮞狀滑石巖

礦石鏡下鑒定為白云石-滑石巖，巖石具粒狀-纖維狀變晶結(jié)構(gòu)，透鏡狀-條痕狀構(gòu)造。巖石主要礦物(滑石+碳質(zhì))含量60%，白云石含量32%，(石英+玉髓)含量8%，巖石原巖為白云巖，由細(xì)晶白云石組成，呈半自形粒狀，粒徑0.04～0.1mm，經(jīng)HCL試驗(yàn)后，不起泡，粉末微弱起泡。石英呈不規(guī)則狀產(chǎn)于白云石粒間，粒徑0.2～0.4mm，被白云石交代。巖石經(jīng)后期熱液蝕變作用，白云石產(chǎn)生滑石化，形成滑石，滑石具纖維狀，淡淡的褐灰色，多呈條痕狀聚晶體，粒徑(0.8～2.8mm)×(0.5～1mm)，定向展布，有輕微的“S”形扭折，兩端具不清晰的壓力影構(gòu)造，影子礦物為鱗片狀滑石，部分呈透鏡狀聚晶體。白云石呈粒狀，少數(shù)呈半自形、菱形，粒徑0.03～0.07mm。石英呈不規(guī)則狀，產(chǎn)于白云石粒間，粒徑0.2～0.4mm，被白云石交代。玉髓呈隱晶狀，重結(jié)晶呈粒狀，粒徑0.01～0.06mm。此外，礦石中尚有少量呈云霧狀附著于滑石表面的有機(jī)碳質(zhì)，使滑石呈黑色，含量小于5%。

2.2.1.2礦石化學(xué)成分

礦區(qū)礦石化學(xué)成分平均含量見表1。

表1　礦石化學(xué)成分含量 %

2.2.2礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

(1)礦石結(jié)構(gòu)。礦區(qū)礦石結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，主要為鱗片狀結(jié)構(gòu)，次為假鮞狀結(jié)構(gòu)、纖維狀變晶結(jié)構(gòu)。

(2)礦石構(gòu)造。礦區(qū)礦石構(gòu)造較簡(jiǎn)單，主要為片狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，均具定向性的特點(diǎn)。

2.2.3礦石類型

(1)自然類型。跟據(jù)礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造類型，礦石自然類型分別為鱗片狀滑石型、假鮞狀塊滑石。

(2)工業(yè)類型。跟據(jù)礦石的礦物組分，礦石工業(yè)類型為白云石-滑石型。

3　礦床成因

(1)巖相古地理。靠坑礦區(qū)早震旦世處于沉降的濱海、淺海環(huán)境，并曾一度處于冰磧沉積，進(jìn)入晚震旦世，沉降幅度加大，氣候轉(zhuǎn)暖，低等生物開始大量繁殖，此時(shí)的沉積主要為泥砂質(zhì)、硅質(zhì)、碳酸鹽、磷酸鹽、鎂硅酸鹽、有機(jī)質(zhì)等，具有清晰的水平層理，且在硅質(zhì)巖和鎂硅酸鹽中較普遍地發(fā)育假鮞狀結(jié)構(gòu)和條帶狀構(gòu)造，說(shuō)明礦區(qū)此時(shí)處于略具動(dòng)蕩的淺海氧化—還原環(huán)境，在該古地理及沉積動(dòng)力條件下，使海水中的鎂質(zhì)得以在有利的部位分異沉淀，對(duì)滑石礦床的形成具有決定性的作用，是有利于黑滑石礦床沉積形成的巖相古地理環(huán)境。

(2)層位?？靠雍诨V及鄰近溪灘黑滑石礦、萍塘黑滑石礦、楊村超大型黑滑石礦均賦存于震旦系下統(tǒng)朝陽(yáng)組上段地層中，嚴(yán)格受層位控制，其他地層中未發(fā)現(xiàn)有同類型的礦床(與下二疊統(tǒng)茅口組鎂質(zhì)黏土或稱黑滑石的礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造有所區(qū)別)。黑滑石礦體產(chǎn)狀與圍巖一致，礦體與圍巖呈漸變關(guān)系，礦體及其頂?shù)装鍑鷰r中均發(fā)育有假鮞狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)了兩者的一致性，表明是在同樣的淺海水動(dòng)力條件下沉積形成的。組成礦石的脈石礦物(白云石、石英、有機(jī)質(zhì)等)均屬典型的同生沉積礦物，即為沉積-成巖作用的產(chǎn)物，顯微鏡下觀察，黑滑石礦石和白云巖中并未出現(xiàn)交代生成的大量方解石、鈣質(zhì)硅酸鹽、蝕變礦物綠泥石等，也無(wú)明顯的交代結(jié)構(gòu)，具有典型的沉積鮞粒粒屑結(jié)構(gòu)，宏觀和微觀特征均說(shuō)明了黑滑石礦床可能由沉積作用而形成。

(3)變質(zhì)作用。礦石中的主要礦物(滑石)鏡下鑒定具鱗片狀、纖維變晶結(jié)構(gòu)，說(shuō)明滑石是經(jīng)過(guò)后期的變質(zhì)、重結(jié)晶而形成的。

(4)構(gòu)造。江西黑滑石礦僅在Ⅱ級(jí)構(gòu)造錢塘臺(tái)坳西南緣中的萍鄉(xiāng)—廣豐深大斷裂東端的廣豐、玉山及上饒朝陽(yáng)等地出露，江西省其他地區(qū)及鄰省均未發(fā)現(xiàn)，在區(qū)域上同類型黑滑石礦床均不同程度地受構(gòu)造影響、控制，尤其受NE向褶皺、斷裂構(gòu)造控制明顯。礦區(qū)構(gòu)造較發(fā)育，礦體受NE、NW向構(gòu)造控制，后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使礦石結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，由鮞粒結(jié)構(gòu)變?yōu)樽冃熙b狀和片狀結(jié)構(gòu)，以致礦石具強(qiáng)片理化、揉皺折曲現(xiàn)象普遍，礦石中的礦物具有褶皺及卷曲構(gòu)造、定向構(gòu)造，且具不清晣的壓力影構(gòu)造，礦體沿走向、傾向厚度變化較大。在礦區(qū)及區(qū)域上，礦體走向上受構(gòu)造錯(cuò)動(dòng)明顯，斷續(xù)出露，傾向上受構(gòu)造影響呈透鏡狀產(chǎn)出，礦體頂?shù)装鍘r石嚴(yán)重破碎，呈角礫狀、碎塊狀，穩(wěn)定性較差，表明礦床受構(gòu)造影響強(qiáng)烈。

4　結(jié)　語(yǔ)

在詳細(xì)分析靠坑黑滑石礦礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，對(duì)礦床成因進(jìn)行了深入探討，認(rèn)為靠坑區(qū)段黑滑石礦是受層位控制，經(jīng)歷了同生沉積后經(jīng)過(guò)變質(zhì)作用又受到后期強(qiáng)烈的構(gòu)造作用的疊加形成了以片理化為主的滑石巖，礦床成因類型應(yīng)屬于沉積變質(zhì)型礦床。

[1]徐新之.江西廣豐溪灘滑石礦礦床地質(zhì)特征[J].江西地質(zhì)，1990(4)：378-385.

[2]邸素梅，陳正國(guó).廣豐萍塘震旦系沉積型黑滑石礦物學(xué)特征[J].中國(guó)非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊，1993(4)：11-14.

[3]雷煥玲，蔣少涌，孫巖，等.江西廣豐楊村超大型滑石礦床成因探討[J].礦床地質(zhì)，2012，31(2)：241-254.

2016-03-09)

張連湘(1988—)，男，助理工程師，330001 江西省南昌市青云譜區(qū)井岡山大道361號(hào)。