我国滑石矿的一般成矿规律及找矿标志论文_潘标开

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摘要:中国滑石矿床成因类型主要有6种:区域变质型、接触交代型、超基性岩自变质型、古岩溶加热液交代型、沉积型和风化壳型。以区域变质型为最重要,其次是沉积型。

关键词:滑石矿;规律;找矿标志

1 矿床类型

(1)区域变质型

矿床成因主要是含镁碳酸盐岩区域变质热液交代作用。该类型矿床分布广,资源储量占总资源储量的55%。是我国滑石矿床最重要的成因类型。成矿时代主要集中于古元古代和新元古代。根据含矿建造的产出环境和岩石组合细分为下面几个亚类型:①白云石大理岩型:含矿建造由白云石大理岩、云英片岩、变粒岩、透闪片岩、滑石岩等岩石组合而成,以不含菱镁矿大理岩为特征。主要分布于山东胶北和东秦岭地区,如山东栖霞李博士夼和东秦岭一带滑石矿床。②白云石大理岩-菱镁矿型:含矿建造由菱镁矿大理岩、白云石大理岩、绿泥绢云千枚岩、云英片岩、二云变粒岩等岩石组合而成,以出现大量菱镁矿大理岩,而且是滑石矿主要围岩为特征。主要分布于辽东和胶北地区,如海城范家堡子、山东莱州等滑石矿床。③白云石大理岩-细碧角斑岩型:含矿建造由白云石大理岩、细碧角斑岩、石英绢云母千枚岩等岩石组合而成,以出现细碧角斑岩为特征。主要分布于广西龙胜地区,如广西龙胜上朗、鸡爪滑石矿床。④橄榄石大理岩-蛇纹石大理岩型:含矿建造由橄榄石大理岩、蛇纹石大理岩、钠长变粒岩、浅粒岩、斜长角闪岩等岩石组合而成,以出现大量蛇纹石大理岩、浅粒岩、变粒岩为特征。主要分布于辽东地区,如吉林集安、辽宁凤城翁泉沟、营口后仙峪等滑石矿床。

(2)接触交代型

矿床成因主要是镁质碳酸盐岩与基性或酸性侵入岩接触,在接触界面附近蚀变形成。矿床分布广,资源储量却不大,占总资源储量的4%。成矿时代比较多,有加里东期、华力西期、印支期、燕山期等,大致与岩浆岩侵入的时代相当。如印支期陕西宁陕东平沟滑石矿床。

(3)超基性岩自变质型

矿床成因主要是超基性岩自变质作用。矿床分布局限,资源储量相对较多,占资源总储量的13%,但矿石质量不好。成矿时代主要有加里东期和燕山期。前者如青海茫崖滑石矿床,后者如福建莆田长基滑石矿床。

(4)古岩溶加热液交代型

矿床成因主要是古岩溶加热液交代作用。矿床分布比较局限,资源储量相对较小。成矿时代为石炭纪。如广西上林马鞍山滑石矿床。

(5)沉积型

矿床成因主要是沉积-成岩作用。矿床分布比较广,资源储量相对较大,占总资源储量的27%,主要是黑滑石,是我国滑石矿床重要的成因类型之一。成矿时代为震旦纪和二叠纪。如江西广丰溪滩、萍塘滑石矿床。

(6)风化壳型

矿床成因主要是表生风化改造作用。矿床多分布于我国南方,资源储量相对较少,占总资源储量的1%。成矿时代为第四纪。如重庆南桐滑石矿床。

2 成矿规律

2.1时空分布特征

在时间分布上,我国滑石矿成矿期比较多,成矿作用沿续时间比较长。矿床在时间上的分布不均匀,重要的成矿期突出。滑石矿最早的成矿时间是古元古代,最晚的成矿时间是第四纪。时间跨度长达2000百万年,中国成矿期有6个。最重要的成矿期为前寒武成矿期。见表1、图1。

前寒武成矿期中,以古元古代和新元古代最为重要。这两时期形成了我国规模最大质量最好的滑石矿床。古元古代形成了辽宁海城范家堡子、本溪连山关、山东栖霞李博士夼等滑石矿床;新元古代形成了广西上朗、鸡爪、古坪等滑石矿床。震旦纪则以黑滑石为主,如江西广丰溪滩、萍塘等滑石矿床。

其他成矿期矿床除了加里东成矿期青海茫崖石棉伴生滑石矿床为大型外,规模一般不大。且矿床矿石质量比较差,不具重要地位。

在空间分布上,我国滑石矿床空间分布第一个特点是分布广泛又局部集中。在全国20个省(直辖市)都发现有不同规模的滑石矿床,但又局部集中,丛聚性明显,形成矿集区。见图2。矿集区内矿床数量多,规模大,常常出现大型、中型矿床。辽宁矿集区有以范家堡子为代表2个大型、5个中型、54个小型矿床。山东矿集区有以李博士夼为代表1个大型、4个中型矿床。广西矿集区有以上朗为代表个3个大型、2个中型、3个小型矿床。江西矿集区有以萍塘为代表2个大型、2个中型、5个小型矿床。青海矿集区有以茫崖为代表1个大型和1个中型矿床。

第二个特点是呈东富西贫,南北均衡格局。矿床主要分布于我国东部。辽宁、山东、江西3个矿集区分布于我国的东部,西部只有青海一个矿集区。南方与北方基本相当。

第三个特点是主要分布在陆块区,造山带中分布比较少。辽宁、山东、广西、江西、青海五个矿集区都位于陆块区。这与国外滑石矿床空间分布有很大不同,国外有大量滑石矿床分布在造山带。如乌拉尔山、阿帕拉契山、阿尔卑斯山、喀尔巴阡山和比里牛斯山造山帶都有滑石矿床分布。

2.2区域地质环境

我国滑石成矿区域地质环境主要有陆块区裂谷、陆缘坳陷盆地、陆内坳陷侵入接触构造、板块缝合带;造山带裂陷槽-岩浆带等。以裂谷成矿环境为最重要。

裂谷成矿环境:主要与元古代裂谷有关,我国元古代裂谷出现镁质碳酸盐岩沉积环境。辽吉古元古代裂谷演化至均衡调整阶段处于相对较稳定的环境,在裂谷中央坳陷带及其南北外带沉积了含硅富镁碳酸盐岩建造的地层(辽河群大石桥组)。山东鲁东地块古元古代裂谷的情况与辽吉裂谷相类似。广西华南陆块桂黔湘新元古代裂谷,除了沉积镁质碳酸盐岩外,还有细碧岩、细碧角斑岩喷发(丹洲群三门街组)。后期岩石普遍发生绿片岩相-角闪岩相区域变质,出现有利于滑石成矿环境,含硅富镁碳酸盐岩经区域变质热液交代作用成矿。

陆缘坳陷盆地环境:主要与震旦纪、二叠纪古陆边缘坳陷盆地有关,这些坳陷盆地出现有利于滑石成矿环境,富硅流体与海水作用沉积成矿。如江西武夷山隆起北端饶南震旦纪坳陷盆地沉积了硅质页岩碳酸盐岩滑石岩建造,形成沉积型黑滑石矿床。沉积相为滨海潮下相,介质环境为还原环境。

碳酸盐台-盆侵入接触构造环境:碳酸盐台-盆沉积形成镁质碳酸盐岩建造,后期基性或酸性岩浆岩侵入,与镁质碳酸盐岩建造接触,出现有利于滑石成矿环境,矿床形成于侵入体外接触带的热变质晕圈中。

造山带裂陷槽-岩浆带环境:主要与印支造山带裂陷槽-岩浆带有关。造山带裂陷槽环境沉积形成镁质碳酸盐岩建造,后期基性或酸性岩浆岩侵入,与镁质碳酸盐岩接触,出现有利于滑石成矿环境。如秦岭造山带裂陷槽-岩浆带,形成接触变质型滑石矿床。

板块缝合带环境:在与古板块裂解或弧间扩张有关形成的蛇绿岩套、古板块内绿岩带的镁质科马提岩及大陆板块内与地幔热点有关的层状基性-超及性岩体、岩墙中,出现有利于滑石成矿环境。超基性岩体形成于扩张洋脊环境的岩石圈下部,因洋壳俯冲作用而残留于俯冲-碰撞带,矿床形成于岩体形成后在岩浆热液和(或)地下水热液等作用下发生的多阶段蛇纹石化过程中。如祁连早古生代岛弧蛇绿岩套,形成自变质型滑石矿床。

其他环境:如遭受长期风化的大陆板块中,形成风化壳型滑石矿床。

2.3成矿物质来源

滑石矿床成矿质来源主要分为壳源、幔源和壳幔源。

壳源:成矿物质主要来源于地壳。①镁质碳酸盐岩建造中区域变质型滑石矿床,围岩提供成矿所需的镁质和部分硅质来源,成矿热液提供成矿所需的部分硅质源。成矿热液的来源十分复杂,可以包括变质的、岩浆的、地下热卤水的、大气降水的和混合的多种来源(陶维屏等,1995);②海相硅质页岩碳酸盐岩滑石岩建造中沉积型滑石矿床,海水提供成矿所需的镁质来源,富硅流体提供成矿所需的硅质来源;③镁质碳酸盐岩与酸性岩浆岩接触交代形成的滑石矿床,镁质碳酸盐岩提供成矿所需的镁质来源,酸性岩浆岩提供成矿所需的硅质来源;④表生风化改造形成的风化壳型滑石矿床,成矿物质来源于成矿母岩(滑石矿化体)。

幔源:成矿物质主要来源于地幔。如超基性岩自变质形成的滑石矿床,成矿物质主要来源于超基性岩本身,超基性岩是上地幔通过构造运动直接到达地表或由幔源区部分熔融形成。

壳幔源:成矿物质来源于地壳和地幔。主要有:①镁质碳酸盐岩-细碧岩建造区域变质交代型滑石矿床,镁质碳酸盐岩提供成矿所需的部分镁质来源,细碧岩提供成矿所需的硅质和部分镁质来源;②镁质碳酸盐岩与基性岩浆岩接触交代形成的滑石矿床,镁质碳酸盐岩提供成矿所需的部分镁质来源,基性岩浆岩提供成矿所需的硅和部分镁质来源。

2.4区域成矿地质作用

我国滑石矿区域成矿地质作用主要有区域变质成矿作用、热液交代成矿作用、沉积成矿作用、自变质成矿作用、接触交代成矿作用和表生风化改造成矿作用等。以区域变质成矿作用和热液交代成矿作用为最重要。

区域变质成矿作用和热液交代成矿作用:辽吉古元古代裂谷和山东鲁东地块古元古代裂谷沉积作用形成的一套含镁-富镁碳酸盐岩,在吕梁旋回形成与区域变质成矿作用和热液交代成矿作用有关的滑石矿床。如辽宁海城范家堡子、山东平度芝坊等多个大、中型矿床。广西华南陆块桂黔湘新元古代裂谷沉积作用形成的一套镁质碳酸盐岩,并伴随海底细碧岩、细碧岩角斑岩喷发,在广西运动旋回形成与区域变质成矿作用和热液交代成矿作用有关的滑石矿床。如广西上朗、鸡爪等大、中型矿床。属于裂谷成矿系统的一部份。

我国区域变质成矿作用和热液交代成矿作用形成的滑石矿床数量多、规模大、矿石质量优,地位十分重要。

沉积成矿作用:古陆边缘坳陷盆地为成矿作用提供了多种有利因素。盆地在富镁、富硅、贫铝和海水高于正常盐度时,具有沉积生成滑石的条件。经沉积成矿作用形成滑石矿床。如江西武夷山隆起北端饶南坳陷盆地滑石沉积成矿作用,震旦系灯影组为一套滨海潮下相硅质页岩碳酸盐岩滑石岩,形成多个大、中型矿床。

自变质成矿作用:古板块边缘,即一个板块向另一个相邻板块下方俯冲的带上,那里岛弧蛇绿岩大量发育。裂谷带深大断裂也是蛇绿岩发育区。超铁镁质蛇绿岩常有强烈的自变质作用,滑石矿床在此作用下形成。如青海茫崖石棉伴生滑石矿床。

接触交代成矿作用:碳酸盐台-盆侵入接触构造和造山带裂陷槽-岩浆带接触交代作用形成滑石矿床。海相沉积作用形成的镁质碳酸盐岩,后期岩浆侵入接触交代作用形成滑石矿床。

表生风化改造成矿作用:滑石矿化体经表生风化改造成矿作用形成风化壳型滑石矿床。如重庆南桐滑石矿床。

2.5矿体的空间分布特征

我国滑石矿不同的矿床类型,矿体的空间分布特征有比较大的区别。

区域变质型:矿床主要形成于元古代裂谷成矿环境,滑石矿体沿裂谷延伸方向长条形分布,形成同相继承性矿带。矿体产于特定的层位,辽吉裂谷主要为辽河群大石桥组,鲁东地块裂谷为粉子山群张格庄组和荆山群野头组,华南陆块桂黔湘裂谷为丹洲群三门街组。矿体常常成群集中产于向斜构造的构造挤压带中,矿体侧伏方向向下延伸有限。桂北龙胜成矿带,矿体产于北北东向三门复式倒转背斜的东翼次一级倒转向斜近核部,区域性断层纵切断裂,其上盘发育一组近南北向剪切断裂,矿体产于剪切断裂与主干大断裂的交叉部位。由于剪切断裂呈等距出现,矿体大致等距分布。该类型矿床矿体延长10m至数百米,个别达千米,延深数十米至数百米,厚数米至数十米。矿体埋藏深度0至数百米。矿体呈层状、似层状、透镜状、囊状、脉状和大小不等的扁豆体,无论沿走向或倾向,均可发现明显的膨缩,分枝复合等现象。如辽宁海城范家堡子、广西龙胜鸡爪、山东海阳滑石矿床。

沉积型:矿床主要形成于陆缘坳陷盆地成矿环境,滑石矿体产于特定的层位,武夷山隆起北端饶南坳陷盆地为震旦系灯影组,四川盆地东南缘为二叠系茅口组。矿体受沉积盆地构造控制。矿体长数百米至数千米,延深数百米,厚数米至数十米。矿体埋藏深度0至数百米。矿床可形成数个至十几个矿体。矿体形态呈层状、似层状、大透镜状,并有分枝复合。矿体产状与围岩产状基本一致。如江西广丰萍塘、溪滩滑石矿床。

超基性岩自变质型:矿床主要形成于板块缝合带成矿环境,滑石矿体局限于超基性岩浆岩内。矿体受岩体内断裂、节理裂隙等构造控制。矿体长和延深数十米至数百米,厚数米至数十米。矿体埋藏深度0至数百米。矿床可形成数十矿体。矿体形态呈似层状、透镜状、脉状、同心圆状等。矿体产状与构造关系密切。如青海茫崖滑石矿床。

接触交代型:矿床主要形成于碳酸盐台-盆侵入接触构造和造山带裂陷槽-岩浆带接触成矿环境,滑石矿体产于接触带薄弱带白云石大理岩一侧,矿体长和延深数十米至百多米,厚数米至数十米。矿体埋藏深度0至数百米。矿床可形成数个至十几个矿体。矿体形态呈扁豆状、似层状、分枝尖灭。矿体产状与接触构造关系密切。如江西于都岩前、云南丽江石鼓滑石矿床。

表生型:矿床主要形成于第四系残积堆积成矿环境,滑石矿体产于风化壳内。矿体长数十米至数百米,延深数米至数十米,厚数米至数十米。矿体埋藏深度0至数十米。矿床可形成数个矿体。矿体形态呈层状、似层状、席状。矿体分布与地形地貌、风化深度和保存条件有关。如重庆南桐滑石矿床。

3找矿标志

我国滑石矿不同的矿床类型,找矿标志具有不同的特点。

区域变质型:(1)成矿环境标志:裂谷环境。(2)地层标志:辽吉裂谷为辽河群大石桥组,鲁东地块裂谷为粉子山群张格庄组和荆山群野头组,华南陆块桂黔湘裂谷为丹洲群三门街组,具有成矿专属性。(3)岩石标志:辽吉裂谷为含石英菱镁矿大理岩,鲁东地块裂谷为白云石大理岩,华南陆块桂黔湘裂谷为白云石大理岩-细碧岩、细碧角斑岩组合。(4)构造标志:向斜构造的构造挤压带。(5)变质相标志:辽吉裂谷和鲁东地块裂谷为角闪岩相,华南陆块桂黔湘裂谷为绿片岩相。(6)围岩蚀变标志:硅化、滑石化、绿泥石化、黄铁矿化。(7)矿物流体包裹体标志:矿石中流体包裹体盐度和温度均高于围岩,可利用矿体盐晕和热晕作为找矿标志。(8)地球物理标志:矿体的电阻率显著低于围岩。

沉积型:(1)成矿环境标志:古陆边缘坳陷盆地。(2)地层标志:武夷山隆起北端饶南坳陷盆地为震旦系灯影组,四川盆地东南缘为二叠系茅口组,具有成矿专属性。(3)岩石标志:硅质页岩碳酸盐岩滑石岩组合。(4)构造标志:同生断裂、向斜构造。(5)沉积相标志:滨海潮下相。(5)介质环境标志:还原环境。

超基性岩自变质型:(1)成矿环境标志:板块缝合带。(2)岩石标志:含辉纯橄岩、辉橄岩、橄榄岩。(3)构造标志:岩体内断裂、节理裂隙。(4)围岩蚀变标志:蛇纹石化、石棉化、菱镁矿化、绿泥石化、黄铁矿化、滑石化。

接触交代型:(1)成矿环境标志:碳酸盐台-盆侵入接触构造和造山带裂陷槽-岩浆带接触构造。(2)岩石标志:白云石大理岩-花岗岩或白云石大理岩-辉绿岩组合。(3)构造标志:接触界面薄弱带。(4)围岩蚀变标志:透闪石化、滑石化。

表生型:(1)成矿环境标志:遭受长期风化的大陆板块。(2)地层标志:第四系残积堆积层。(3)岩石标志:基岩含有滑石矿化体。(4)气候标志:温暖潮湿气候。

作者简介:

潘标开,男,1965年10月出生,壮族,广西钦州人,合肥工业大学地质矿产勘查专业本科毕业,高级工程师,研究方向为地质找矿和矿产地质勘查,现任职中国建筑材料工业地质勘查中心广东总队副总工。

论文作者:潘标开

论文发表刊物:《防护工程》2017年第4期

论文发表时间:2017/7/6

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