遵義轉(zhuǎn)龍廟錳礦地質(zhì)特征及成礦作用研究
發(fā)布時(shí)間:2018-06-25 來(lái)源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:
摘要:轉(zhuǎn)龍廟錳礦賦存于二疊系茅口組三段(P2m3),根據(jù)錳礦層與白泥塘層、城墻式硅質(zhì)巖的產(chǎn)出關(guān)系及錳礦層厚度、品味變化可知,錳礦分布受白泥塘層及城墻式硅質(zhì)巖體控制明顯。城墻式硅質(zhì)巖體的沉積、改造,形成“島嶼”,為錳礦的沉積提供了充足的錳質(zhì)來(lái)源。錳成礦作用經(jīng)歷了錳質(zhì)準(zhǔn)備、有利古地理環(huán)境形成及錳質(zhì)沉積成礦三個(gè)階段。
關(guān)鍵詞:礦床地質(zhì);沉積環(huán)境;物質(zhì)來(lái)源;成礦作用;轉(zhuǎn)龍廟錳礦
錳是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略資源,廣泛應(yīng)用于冶金工業(yè)(脫氧劑、脫硫劑、錳系合金制造等)、陶瓷工業(yè)、環(huán)保材料、輕工業(yè)(電池、印漆等)等領(lǐng)域(付勇等,2014;陰江寧等,2014)。中國(guó)錳礦資源豐富,儲(chǔ)量規(guī)模位居世界前五,含錳地層從中—新元古界、南華系、震旦系、寒武系、奧陶系、石炭系、二疊系和三疊系均錳礦床產(chǎn)出,礦石為高磷高鐵錳礦石,以貧礦為主,常見(jiàn)中小型錳礦床(楊瑞東等,2002;2007)。
貴州錳礦產(chǎn)出層位有南華系和二疊系,南華系錳礦有松桃道坨超大型錳礦床、楊立掌、西溪堡、楊家灣大型錳礦床,二疊系大型錳礦有遵義錳礦床,其他以中小型錳礦床(點(diǎn))為主(楊瑞東等,2009;2010)。本次研究對(duì)象為遵義轉(zhuǎn)龍廟錳礦床,其位于遵義市以南直距約8km,錳礦層賦存于二疊系茅口組三段(P2m3),根據(jù)錳礦層產(chǎn)出特征,其分布區(qū)域受白泥塘層及城墻式硅質(zhì)巖體控制明顯(劉平等,2005;劉志臣等,2013)。本次擬從巖性巖相分布及厚度變化特征、礦石組成、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面入手,討論遵義轉(zhuǎn)龍廟錳礦床形成環(huán)境、物質(zhì)來(lái)源及成礦機(jī)理,以期為該區(qū)錳礦研究提供有益思路。
1.區(qū)域地質(zhì)背景
轉(zhuǎn)龍廟錳礦區(qū)域大地構(gòu)造位置位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西段、滇-黔-川古臺(tái)坳、黔東南北下古褶斷束、黔中下古隆褶帶與黔西北下古陷褶束三個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元的交接部位。在遵義錳礦床分布區(qū)發(fā)育一系列褶皺構(gòu)造及斷裂構(gòu)造(圖1),多定型于燕山期,向斜多開(kāi)闊,常形成復(fù)式向斜,背斜除個(gè)別外多較緊密,且背斜北西翼較陡,南東翼較緩,北西翼及近軸部發(fā)育一系列高角度逆斷層,使錳礦層多次重疊,形成平行的多個(gè)錳礦體(層)。銅鑼井背斜、兩路口背斜及張王壩背斜是區(qū)內(nèi)主要賦錳構(gòu)造單元,尤其前者最為重要,產(chǎn)出銅鑼井大型錳礦床。
根據(jù)巖性組合特征,研究區(qū)茅口組三段相變明顯,可分為正常淺海臺(tái)地灰?guī)r相、島嶼硅質(zhì)巖相、島湖相,其中島湖相為具有工業(yè)價(jià)值錳礦賦存巖相區(qū)。正常淺海臺(tái)地相主要形成生物灰?guī)r、生物礁灰?guī)r。島嶼硅質(zhì)巖相是由海底“玄武巖噴發(fā)”就近堆積,沉積改造形成“城墻式硅質(zhì)巖體”,分布長(zhǎng)3km~20km不等。下部巖石具火山噴發(fā)特征,如流紋構(gòu)造,氣孔構(gòu)造等,后期中上部、頂部暴露地表接受古風(fēng)化,形成現(xiàn)今的硅石礦—粉石英(經(jīng)各地開(kāi)采了解,埋藏幾十至百余米,礦石、礦物結(jié)構(gòu)無(wú)大的變化)!盎鹕綅u湖相”是在海底“玄武巖噴發(fā)”就近形成的“城墻式硅質(zhì)巖體”或火山島圍限范圍內(nèi)形成的(“遵義銅鑼井島湖”和“遵義和尚場(chǎng)島湖”)。在地殼震蕩上升過(guò)程中,這些島湖水體變淺,局部火山泥沼化時(shí),湖內(nèi)錳質(zhì)濃度升高,沉積形成含錳系(錳礦體)和含錳生物灰?guī)r。
“火山島湖相”又分為濱湖亞相和深湖亞相:濱湖亞相產(chǎn)透鏡狀錳礦體和含錳巖系,并向“城墻式硅質(zhì)巖體”方向,整個(gè)巖性段尖滅為零,該相區(qū)錳礦體(層)分布率僅為20%~40%;深湖亞相為層狀、似層狀錳礦體(層)含錳巖系、含錳生物灰?guī)r組合,錳礦體(層)的產(chǎn)出只受湖底地形起伏影響,湖底起伏幅度一般0m~3m,個(gè)別達(dá)6m~8m,這種起伏控制著錳礦體(層)的厚度和品位變化,形成厚富礦帶與薄貧礦帶相間的地質(zhì)現(xiàn)象,礦帶延伸方向大致于湖岸線平行,延伸長(zhǎng)數(shù)公里不等,寬幾十米至數(shù)公里不等(圖2),轉(zhuǎn)龍廟錳礦床“厚富礦帶上”。
2.礦床地質(zhì)特征
2.1含礦巖系特征
遵義錳礦含礦巖系錳礦層及其頂?shù)装瀹a(chǎn)出層序及巖性根據(jù)區(qū)域特征綜合由上至下描述如下(圖3):
、幔ńY(jié)構(gòu)圖12層)深灰—灰色中厚層含錳生物碎屑灰?guī)r,為含錳礦系頂板含硅、泥、錳質(zhì),其中部分地段含錳可達(dá)3%~7%,多由下向上遞減。厚度16m~35m。
、啵ńY(jié)構(gòu)圖11層)深灰色長(zhǎng)石粉砂質(zhì)泥巖,含菱鐵礦及黃鐵礦結(jié)核,部分含錳質(zhì),具清晰之透鏡狀層理,蟲(chóng)孔發(fā)育。底部常存在一小沖刷面,見(jiàn)下伏地層之扁平礫石或礫石薄層(黏土礫石為主)。厚0m~1.85m。
、撸ńY(jié)構(gòu)圖10層)深灰、黑色炭質(zhì)泥巖,個(gè)別地段(具勘查、開(kāi)采總結(jié):“厚富礦帶”與“薄貧礦帶”接觸帶)夾煤層(厚0m~0.48m),底為根土巖。頂部偶見(jiàn)鐵錳礦(或錳鐵礦)透鏡體,此層常被沖刷。厚0m~2m。
⑥(結(jié)構(gòu)圖9層)灰白灰色黏土巖,含黃鐵礦結(jié)核。厚0m~ 0.9m。
⑤(結(jié)構(gòu)圖8層)灰白色含黃鐵礦質(zhì)黏土巖。上部含黃鐵礦較富,多呈密集的微~細(xì)晶顆粒;頂部,在部分地段有粒狀菱錳礦或含錳菱鐵礦產(chǎn)出,局部富集成透鏡體,厚0.11m~ 0.94m,俗稱‘上礦層’,不具工業(yè)價(jià)值;底部含少量斑塊狀及粒狀菱錳礦。該層厚0m~5.00m。
、苠i礦層(結(jié)構(gòu)圖3、4、5、6、7層):灰~深灰?jiàn)A棕紅、褐等色碳酸鹽錳礦,中含黃鐵礦、黏土巖、綠泥石巖及有機(jī)質(zhì)等。按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造,主要礦區(qū)(尤其是“厚富礦帶”上多可分為三個(gè)部分。
、郏ńY(jié)構(gòu)圖2層)淺灰?jiàn)A翠綠色斑塊水云母黏土巖(巖礦鑒定,有似火巖巖屑,疑為火山灰沉積)。含較多黃鐵礦聚晶小團(tuán)塊及星點(diǎn),間夾扁豆?fàn)畹慕Y(jié)核狀錳礦,具微細(xì)層理。厚0m~0.7m,本礦區(qū)未見(jiàn)該層產(chǎn)出。
、冢ńY(jié)構(gòu)圖1層)灰色、灰綠黏土巖,含較多細(xì)晶黃鐵礦,具微細(xì)層理,紋層隨下伏地層的巖溶凹凸頂面起伏而起伏!昂窀坏V帶”邊緣區(qū),時(shí)夾1層~2層厚一般小于0.2m(個(gè)別可達(dá)0.5m)的劣質(zhì)煤層(線)及碳質(zhì)泥巖。厚0m~0.95m。
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