粵西廣寧洞頭南鈮礦床地質(zhì)特征及成因分析

粵西廣寧洞頭南鈮礦床地質(zhì)特征及成因分析

廣寧東頭南鋯礦床位于嶺南成礦帶的粵西成礦帶。它屬于廣寧-布南耀縣南部的鋯帶北東端。該礦床規(guī)模中等。本文側(cè)重研究分析礦床地質(zhì)特征及成礦控礦因素,這對(duì)粵西成礦區(qū)(帶)尋找鈮鉭等稀有稀土偉晶巖型礦床具有較重要的指導(dǎo)意義。1地質(zhì)背景和沉積特征洞頭南鈮鉭礦床位于華南加里東褶皺系的次級(jí)構(gòu)造單元——云開(kāi)大山窿起的北東端。北與湘、桂、粵海西-印支坳陷毗鄰,西與桂東南大瑤山窿起相接。又位處吳川-四會(huì)斷裂與廣寧-羅定斷裂帶斜接匯合部位的NE側(cè),為NE向構(gòu)造(華夏系)、EW向構(gòu)造(緯向構(gòu)造系)與NNE向構(gòu)造(新華夏系)的交匯復(fù)合部位。區(qū)內(nèi)廣泛出露震旦系地層,因遭受多期次構(gòu)造作用和巖漿活動(dòng),普遍發(fā)生不同程度的區(qū)域變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)和接觸變質(zhì)。本區(qū)受德慶-廣寧NE向褶皺帶控制,又受到EW向構(gòu)造和NNE向構(gòu)造的疊加改造,主體褶皺為一NE向緊密線狀復(fù)式背斜,并發(fā)育一系列NE向、NNE向壓扭性斷層以及NNE-近SN向和NW向張性斷層。礦區(qū)北側(cè)為印支期江屯花崗巖巖體(同位素年齡值為310±17Ma),南面為加里東期石澗混合花崗巖體(同位素年齡值490±62Ma)。礦區(qū)又位處廣寧-郁南鈮鉭偉晶巖帶的北東端,屬粵西成礦區(qū)(帶),其周邊有眾多的偉晶巖型礦床(點(diǎn))分布,成礦條件較好,礦產(chǎn)資源較豐富,找礦前景很大(圖1)2礦區(qū)地質(zhì)特征2.1震旦系c組zc5礦區(qū)地層為震旦系C組第四～第六段(圖2),原巖主要是碎屑巖和泥質(zhì)巖夾少量硅質(zhì)巖,屬淺海相類(lèi)復(fù)理石碎屑巖建造,普遍遭受多期次區(qū)域變質(zhì)、動(dòng)力變質(zhì)和熱接觸變質(zhì)作用。震旦系C組第四段(Zc4):分布廣泛,出露于礦區(qū)中部和南部,為NNE向,因受斷層影響,局部呈近SN向展布。下部為黑云母長(zhǎng)石石英角巖夾二云母石英片巖。中部以堇青石片巖、堇青石石英二云母片巖、堇青石二云母石英片巖為主,局部夾變粒巖或角巖透鏡體;上部為石英巖和長(zhǎng)石石英雜砂巖。厚度229～498m。震旦系C組第五段(Zc5):分布于礦區(qū)東部和西部,大致呈NE向展布。由長(zhǎng)石石英雜砂巖、黑云母長(zhǎng)石石英角巖夾薄層石英二云母片巖組成,厚度>300m。震旦系C組第六段(Zc6):分布于礦區(qū)西部,呈NE向展布。以二云母石英片巖、白(絹)云母石英片巖為主,夾變質(zhì)石英雜砂巖,厚度>260m。以上各巖性段間均呈整合接觸關(guān)系,局部呈斷層接觸關(guān)系。2.2成礦后斷裂特征2.2.1褶皺構(gòu)造2.2.2斷裂構(gòu)造2.3.1江屯巖體(γ51)2.3.2偉晶巖礦區(qū)處于江屯NE向倒轉(zhuǎn)背斜的南東翼,整體顯示一單斜構(gòu)造,形態(tài)簡(jiǎn)單,走向NNE(局部SN向),傾向NWW,傾角30°～80°不等。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,有一系列NNE向壓扭性斷層、NNE-近SN向張扭性斷層和NW向張性斷層。按其形成時(shí)間與偉晶巖脈的關(guān)系,分為成礦期和成礦后斷裂。成礦期斷裂:主要為NNE向,傾向NWW,傾角25°～65°,大多已被偉晶巖脈充填,是礦區(qū)的主要控礦斷裂。該組斷裂平面上大致呈側(cè)列狀分布,剖面上大致平行排列,走向上呈反復(fù)輾轉(zhuǎn)延伸,顯示追蹤性質(zhì)。成礦后斷裂:主要有NE向、NNE向、SN向和NW向等四組。NE向斷裂有F1、F2、F3、F4和F5等五條;NNE向有F13;SN向有F17和F18;NW向有F22和F23。其中F1、F4、F5為逆斷層,其余均為正斷層,其中F1、F13、F18、F22和F23規(guī)模較大,F4、F5、F17、F18和F22等對(duì)礦體(脈)均有不同程度的破壞。2.3江屯巖石地球化學(xué)特征分布在礦區(qū)北部,僅是江屯巖體南緣的邊緣相,巖性為細(xì)粒黑云母花崗巖?；野咨?細(xì)粒結(jié)構(gòu),塊狀-片麻狀構(gòu)造。主要礦物為微斜長(zhǎng)石(40～45%),中長(zhǎng)石(15～20%),石英(30～35%)和黑云母(10～15%);副礦物有鈦鐵礦、鋯石、石榴石、電氣石、晶質(zhì)鈾礦、獨(dú)居石、綠簾石、磷灰石、尖晶石、黃鐵礦、金紅石、鈮鉭鐵礦等。巖石化學(xué)成分:SiO267.41%、Al2O315.57%、Fe2O32.61%、FeO2.42%、TiO20.34%、MnO0.00%、MgO2.05%、CaO2.78%、K2O1.80%、Na2O2.35%、P2O50.06%,具高硅、富鋁特征,為鋁過(guò)飽和巖石。江屯花崗巖體與震旦系地層主要呈侵入接觸,局部呈斷層接觸關(guān)系。區(qū)內(nèi)偉晶巖脈十分發(fā)育,為江屯花崗巖的派生產(chǎn)物,主要分布在震旦系C組第四段,有些脈體即為鈮鉭礦體。根據(jù)偉晶巖長(zhǎng)石和云母的種類(lèi)、蝕變交代強(qiáng)弱及鈮鉭礦化富集程度,可分為四種類(lèi)型偉晶巖:Ⅰ.白云母微斜長(zhǎng)石偉晶巖;Ⅱ.白云母更長(zhǎng)石微斜長(zhǎng)石偉晶巖;Ⅲ.白云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖;Ⅳ.白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖。其中Ⅲ和Ⅳ類(lèi)為本區(qū)主要偉晶巖型礦床類(lèi)型。3礦床的地質(zhì)特征3.1礦脈形態(tài)、特征偉晶巖(礦體)產(chǎn)于江屯巖體南部外接觸帶震旦系C組變質(zhì)巖地層中,距巖體邊界0.5～1.0Km,礦體圍巖為黑云母長(zhǎng)石石英角巖,黑云母(角閃石)變粒巖和各類(lèi)片巖及石英巖等。礦脈主要分布本區(qū)中南部,呈側(cè)列狀分布,出露海拔標(biāo)高320～450m。礦脈形態(tài)復(fù)雜,多呈脈狀、薄板狀、透鏡狀,局部呈舒緩波狀及側(cè)列再現(xiàn)、尖滅再現(xiàn)和膨脹收縮狀等。多數(shù)礦脈走向近SN,與地層走向近一致,其次為NE走向,少數(shù)為NW和EW走向。一般向W傾斜,局部地段亦有反向傾斜現(xiàn)象。傾角變化大,在25°～65°之間。礦脈長(zhǎng)度一般為100～200m,有的僅數(shù)十米,最長(zhǎng)達(dá)340m。厚度2～8m不等。3.2偉晶巖的材料組成特征3.2.1石英及鈉長(zhǎng)石偉晶巖主要由微斜條紋長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、石英和云母組成。微斜條紋長(zhǎng)石呈淺肉紅色,粗粒呈不規(guī)則它形-半自形板狀晶體,常被葉鈉長(zhǎng)石交代成鋸齒狀或島狀,含量0～30%。石英:一種呈暗灰色、半透明、不規(guī)則粒狀,粒度較粗,屬早期結(jié)晶的產(chǎn)物,被鈉長(zhǎng)石交代成港灣狀;另一種呈灰白色,細(xì)粒,常交代葉鈉長(zhǎng)石,屬晚期云英巖化階段的產(chǎn)物。兩種石英的總量15～40%,云英巖化偉晶巖中可達(dá)55%。鈉長(zhǎng)石呈白、灰白、藍(lán)白色,形態(tài)以寬板狀、板狀、柱板狀、柱狀為主,部分為細(xì)板條狀、葉片狀、糖晶狀集合體,含量25～70%,最高達(dá)90%。白云母:一種為片徑較大的白云母集合體,另一種為分布較均勻的細(xì)小鱗片狀的白云母,白云母總量在2～10%。3.2.2其它次要副礦物偉晶巖中副礦物組合甚多,呈稀有及放射性礦物的有:鈮鉭鐵礦、細(xì)晶石、鉭錳礦、褐釔鈮礦、磷鋁石、綠柱石、普通鋯石、蝕變鋯石、獨(dú)居石、磷釔礦、晶質(zhì)鈾礦等。其它常見(jiàn)副礦物有:石榴石、電氣石、黃鐵礦、尖晶石、磷灰石、錫石、金紅石、銳鈦礦等。其它次要副礦物有:鈦鐵礦、方鉛礦、磁鐵礦、褐鐵礦、閃鋅礦、輝鉬礦、綠簾石、鈮鐵金紅石、白鈦礦、褐簾石、黃玉、泡鉍礦、鈣磷鐵錳礦等。其中鈮鉭鐵礦呈鐵黑色、條痕棕褐色、淺棕或淺褐色,金屬光澤為主,部分呈半金屬或?yàn)r青光澤,斜方晶系,晶形多呈厚板狀、薄板狀、細(xì)長(zhǎng)板條狀,次為不規(guī)則粒狀、針狀或柱狀。厚板狀者結(jié)晶粗大、光澤暗淡、晶面粗糙,且常見(jiàn)被熔蝕現(xiàn)象。薄板狀者光澤較強(qiáng),晶面光亮,具晶面縱紋。比重5.6～6.6。一般粒徑1.2～0.03mm,個(gè)別達(dá)1.7×1.3×0.25mm。鈮鉭鐵礦常與石英、長(zhǎng)石、白云母、鋯石、磷灰石、錫石等連生。3.2.3偉晶巖化學(xué)特征區(qū)內(nèi)在10條偉晶巖礦脈中采取15個(gè)樣品,分析結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出,偉晶巖化學(xué)特征具有高硅、富鋁(鋁過(guò)飽巖石,Al2O3>CaO+K2O+Na2O)、富揮發(fā)組分,鈮鉭的富集與Si,K,Na的增高及Fe,Mn的降低有關(guān)。3.3鈉長(zhǎng)石化構(gòu)造巖石學(xué)劃分偉晶巖的內(nèi)部構(gòu)造,一些脈體較厚的具較明顯的分帶現(xiàn)象,脈體較薄的則分帶不明顯。分帶完好的偉晶巖從下到上大致可劃分為以下六個(gè)帶:①下殼層:鈉長(zhǎng)石化細(xì)粒偉晶巖或云英巖化鈉長(zhǎng)石化細(xì)粒偉晶巖;②下外側(cè)帶:弱鈉長(zhǎng)石化中細(xì)粒含電氣石偉晶巖;③下內(nèi)側(cè)帶:條帶狀白云母鈉長(zhǎng)石中細(xì)粒偉晶巖;④上內(nèi)側(cè)帶:長(zhǎng)石石英塊狀或塊狀白云母微斜長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石偉晶巖;⑤上外側(cè)帶:鈉長(zhǎng)石化中細(xì)粒含電氣巖偉晶巖;⑥上殼層:云英巖化鈉長(zhǎng)石化細(xì)粒偉晶巖。3.4結(jié)構(gòu)半風(fēng)化狀態(tài)區(qū)內(nèi)偉晶巖由地表往下5m,通常呈風(fēng)化-半風(fēng)化狀態(tài),為灰白色,土狀、粉狀或糖粒狀,結(jié)構(gòu)松散。新鮮偉晶巖呈淺灰-灰白色,細(xì)-中粒結(jié)構(gòu),局部粗粒結(jié)構(gòu),塊狀結(jié)構(gòu)。3.5鈉長(zhǎng)石化、云英巖化、鈮礦化原因偉晶巖中蝕變交代作用有:綠泥石化、絹云母化、硅化、白云母化、電氣石化、鈉長(zhǎng)石化、云英巖化、鈮鉭礦化,其中鈉長(zhǎng)石化和云英巖化與鈮鉭礦化關(guān)系密切,鈉長(zhǎng)石化和云英巖化強(qiáng)烈部位,鈮鉭礦化最強(qiáng)?？梢?jiàn)礦化與鈉長(zhǎng)石化和云英巖化有關(guān),據(jù)上所述,本區(qū)礦床類(lèi)型為白云母鈉長(zhǎng)石偉晶巖型鈮鉭礦床。4成礦控制因素的分析4.1繞江屯巖石體及其周邊偉晶巖有選擇性地產(chǎn)布在一定區(qū)域,并圍繞江屯花崗巖體及其周邊作有規(guī)律地分布。巖體周邊的偉晶巖常產(chǎn)在不同變質(zhì)程度的變質(zhì)巖系中,并且主要是震旦系C組地層。4.2偉晶巖的形成與江屯砂巖的聯(lián)系據(jù)上所述,偉晶巖的化學(xué)成分具高硅、富鋁的特征,為鋁過(guò)飽和巖石,與江屯花崗巖化學(xué)成分相似,因此,偉晶巖的形成及其物質(zhì)來(lái)源與江屯花崗巖有著內(nèi)在聯(lián)系。4.3偉晶巖巖漿成礦作用本區(qū)位于緯向構(gòu)造體系與新華夏構(gòu)造體系的斜接交匯處,多體系多期次構(gòu)造活動(dòng),導(dǎo)致海西期以來(lái)頻繁巖漿活動(dòng),伴隨偉晶巖的形成及其鈮鉭等稀有稀土的成礦作用。構(gòu)造起到重要的控巖控礦作用,其中廣泛發(fā)育的NNE向和近SN向緩傾張扭性節(jié)理破碎帶,是本區(qū)偉晶巖的主要控制構(gòu)造,偉晶巖漿往往沿之就位,形成一系列偉晶巖脈和鈮鉭礦脈。5巖漿巖和構(gòu)造標(biāo)志綜上所述,本礦床從時(shí)間上明顯與海西-印支期的花崗巖漿活動(dòng)有關(guān),空間上則賦存于江屯花崗巖體中及巖體周邊的