江西广丰杨村超大型滑石矿床成因探讨!.pdf

“ 年月 5； 江西省地质矿产局赣东北大队，江西 上饶5 5 5 “ “；5江西省国土资源厅地质勘测基金管理中心， 江西 南昌 5 5 “ “ “ ） 摘要江西广丰杨村滑石矿储量达上亿吨， 是世界上超大型滑石矿床之一。矿石主要由鲕粒状滑石组成， 含 少量石英和碳酸盐矿物及浸染状有机质， 具有典型的沉积鲕粒状结构； 赋矿围岩白云岩硅化较强烈。研究结果表 明， 白云岩与滑石矿页岩标准化稀土元素分配模式基本一致， 重稀土元素相对轻稀土元素弱富集， 稀土元素总量低， 弱负铈异常， 并且它们具有相同的7 93 ’／ 7 3 ’比值 （“ F GA BC D， 均值为G D A BC D， （H 9 ／ I 9 ） JKB E BB E， 均值为B G L ，M 2 ／M 2 K B F B L ， 均值为B F L， 4 ／ 4 K B B D L， 均 值为 E ； 白云岩稀土元素总量为 B LA B C D B A B C D， 均值为G EA BC D， （H 9 ／I 9 ） J K B G L B D E， 均值为B E ，M 2 ／M 2 K B D B L ， 均值为B F B， 4 ／ 4 KB L E G， 均值为 B D。 滑石和白云岩的稀土元素特征与海水和海相碳酸盐 的稀土元素特征非常相似， 暗示了滑石和白云岩的 成因与海水有着密切的关系 （ 5 8 2 / VC L V） 基本与同时期海水 的“ EM R . “ S T值一致， 暗示了碳质来源于海水； 其 “ F WR . QWX值 （U VU L V） 与同时代海水 表白云岩稳定同位素 （ ’ ） 分析 * , - * , . / 0 - 0 1 ,（ ’ ） 2 3 / . / 0 4 5 0 0 6 . - , 样品号样品描述 “ FW R . “ S T ／V “ FW R . Q W X ／V “ E MR . “ S T ／V S YX L . G 白云岩 C * D * BC G * S YX B . 白云岩 C E * D D * LC E * F S YX . 白云岩 C * D * FC * S YX . 白云岩 C * * BC * B S YX . 黑色白云岩 C * L * B * S YX . D 角砾白云岩 C * * BC B * E S YX G . 白云岩 C E * F D * C G * S YX F . 条带白云岩 C B * L L * C * L S YX F . G含滑石条带白云岩C G * L * DC * L 表7滑石、 白云岩8 * ’ , - / ’ ） ， 综合前人对此类 型滑石矿的形成过程， 可归结为种模式 一种为富硅热液交代白云石， 通过脱碳脱钙， 直 接形成滑石和大量的方解石， 其反应式 （ , - . . / 0 1 ，2 3 3 3） 如下 A / B （A C ）D EF 5 CDC GB （F 5 EC2 ） （C ） 白云石石英滑石 D A / A CD A C （2） 方解石 或者富硅热液交代菱镁矿，通过脱碳形成滑石 （陈从喜等， ） 。 另一种为富硅热液首先交代白云石，通过脱钙 脱碳形成钙硅酸盐和方解石， 反应式 （F - 5 * ./ 0 1， ） 如下 H A / B （A C ）D F 5 CDCG 白云石石英 A / B H （F 5 EC2 2） （C ） D A / A CD I A C （） 透闪石方解石 然后， 钙硅酸盐再与外来镁反应脱钙形成滑石， 反应式 （F - 5 * . / 0 1， ） 如下 A / B H （F 5 EC2 2） （C ） DB DD DG 透闪石 B （F 5 EC2 ） （C ） D A / D （） 滑石 由此可见， 此类型矿床在岩相学上比较复杂， 在 滑石形成过程中， 不仅脱钙可以形成大量方解石， 也 可以形成钙硅酸盐透辉石、 透闪石及蚀变矿物绿泥石 等， 并且滑石常以透闪石、 透辉石等矿物的假象存在。 超基性岩J基性岩的富镁矿物经蚀变交代作用 形成 滑 石 矿，如 非 洲 西 部 喀 麦 隆 K ; L M * N 7 0 （O P） 、 美国 * * ’ N 0 Q / * 5（4 5 * 9 、O 5等基性元素的特征， 如喀麦隆 K ; L M * N 7 0滑石矿是由橄榄岩和辉石岩蚀变形成 的， 滑石矿具高（A ）（3 S 2 T P 2 S 2 T P） 和 （O 5）〔 （ R H ）S 2 T P〕 特征（O P） 。 江西广丰杨村滑石矿体主要赋存在新元古代白 云岩中， 其白云岩和滑石的矿物组成简单， 主要由滑 石、 白云石和极少量石英、 有机质及充填于白云岩裂 隙中少量石英方解石细脉组成， 并未出现交代生成 的大量的方解石、 钙质硅酸盐 （透闪石、 透辉石） 、 蚀 变矿物绿泥石等， 也没有明显的交代结构； 矿区岩浆 岩不发育， 区域内均无超基性岩J基性岩体出露，仅 在B 2、 B 矿体内及其顶、 底板两侧分布有极少量的 燕山期煌斑岩脉， 明显切割矿体， 其形成应晚于滑石 矿， 此外， 本矿床中的滑石（A ） （ U H U 3 ， 平均值为 U H ） 、（O 5） （H U H ， 平均值为2 U H ） 非常低， 白 云岩中的（A ）（ U 2 2 I U 3 E， 平均值为 U ） 、 （O 5）（ U 3 E U P ， 平均值为 U P） 同样也很低， 因此， 笔者认为 广丰滑石矿的成因与超基性岩J基性岩无关， 滑石矿 不可能是由富硅热液交代富镁碳酸盐岩、 黏土岩或 者超基性J基性岩的蚀变交代作用而形成的。 1 “ 沉积型滑石矿 国内外沉积型滑石矿非常罕见， 富镁海水中的 镁与富硅热液中的硅结合形成滑石矿， 反应式为 B DD E F 5 （C ） EB （F 5 EC2 ） （C ） DE CD P D （V ） 。江西广丰杨村滑石矿是 沉积型滑石矿的典型代表， 依据如下。 E 1 1 2 地质及岩相学证据 江西广丰杨村滑石矿体受地层的控制， 呈层状、 似层状， 同底部沉积型磷块岩同褶皱。矿区岩石类 型比较简单， 主要以沉积岩为主， 岩浆岩不发育， 仅 有少量煌斑岩脉出露。矿石中矿物组成简单， 由鲕 粒滑石、 石英、 碳酸盐和有机质 （“ H W） 组成， 矿石构 造主要有块状构造、 片理化构造， 还有一种少见的白 云岩和鲕粒滑石互层的条带状构造 （图H -） ， 典型的 沉积结构有鲕粒粒屑结构 （图H /） 、 变形鲕粒粒屑结 构 （图H 7 H ） ， 及受构造挤压形成的鳞片变晶结构 （图H 7、 H ,） 。矿石组构不同， 矿石中组成矿物鲕粒滑 石、 石英和碳酸盐含量不同。一般来说， 块状构造、 鲕粒粒屑结构的矿石 （图H /） 中鲕粒滑石含量最高 （ 3 H W） ， 石英 （“2 W） 和碳酸盐 （“2 W） 含量均较 低； 后期构造活动对滑石矿石具有破坏作用， 使得滑 石的含量降低， 石英和碳酸盐含量增高， 因此具有变 形鲕粒粒屑结构 （图H 7 H ） 和鳞片变晶结构 （图H 7、 H ,） 的矿石中鲕粒滑石 （ W H W） 降低， 石英 （H W 2 W） 和碳酸盐 （H WH H W） 增高。显微镜下观 察， 滑石矿石和白云岩中并未出现交代生成的大量方 3E 第 2卷第期雷焕玲等江西广丰杨村超大型滑石矿床成因探讨 解石、 钙质硅酸盐、 蚀变矿物绿泥石等， 也没有明显 的交代结构， 具有典型的沉积鲕粒粒屑结构， 野外考 察矿区及其附近也没有大规模方解石的出现。宏观 和微观的特征都说明了滑石矿可能为沉积成因， 并 非交代蚀变作用形成。其中滑石矿明显的片理化构 造， 则可能是沉积之后的变质变形作用造成的。 “ “ 地球化学特征 （）稀土元素 研究表明， 海水稀土元素总量非常低 （数量级为 5 5 I（ 6 6 6） 也认为 热液流体能引起显著的正铕异常 （表） 。此外， 在富 含有机质或硫酸盐的还原环境下， 海底成岩作用也 可产生正的铕异常 （S 5 K D 5 4 5 . “， 6 6 ） 。 一般而言， 成岩作用 可 以 导 致 碳 酸 盐 样 品 （S 9） 、 7 , J 0 ／ 7 A J 0比值的增高，（J 0） 、“ 7 UV W J SUX、 “ ’V W Y 值的降低，S 9 ／ J 0比值与7 ,J 0 ／ 7 A J 0比值呈 正相关关系， 而S 9／ J 0比值与“ 7 UV W J SUX值呈负相 关关系，S 9／ J 0比值一般较高 （） （ 0 5 9 / 45 . “， 6 7 ；V 3 Z 0， 6 7 ； 0 0 R 4 5 . “ ， 6 6 ；8 5 I 2 0 5 Q 3 0 45 . “， 6 6 A； 5 0 4 . R 45 . “， 6 6 7） 。本矿床白云岩、 滑石的S 9 ／ J 0比值“， 并 且S 9／ J 0比值、“ 7 UV W J SUX值、“ ’V W Y 值、 7 ,J 0 ／ 7 A J 0比值无相关性 （图A） ， 说明不受成岩作用的影 响， 正铕异常主要是由热液作用引起的， 这就暗示了 滑石的形成不仅与海水有关， 与海底富硅热液也有 着密不可分的关系。世界上许多通过海底热液喷流 沉积形成的硫化物矿床和喷流化学沉积岩均显示出 明显的正铕异常， 如加拿大J I . . 3 O 5 9J - - [Y H W L 9 W \ ] 矿区硫化物矿石和电气石岩、 古巴’ 5 Q 4 . . 5 9 Q J - - [L 9 W Y H矿中碳酸盐 （铁白云石、 白云石、 方解 石） 和中国厂坝W邓家山J - - [Y H W L 9矿体附近的喷 流化学沉积白云岩及块状硫化物矿石的稀土元素配 分模式上均显示出正铕异常， 表明有海底喷流热水 的参与 （ 5 O 3 Q 4 5 . “， 6 6 7；J . 5 K 4 5 . “， ；S 5 4 5 . “ ， ；L ; I 4 5 . “， ） 。 （）’ W U W J 0同位素 矿区白云岩的“ ’ V W Y 值 （ * , _“ ／ ， 9 7 9 8 5，的方法 ［］南京大学学报 自然科学版， B 8 C JBKL G G P G C F OQ C 8K F ;5 W W6 I J G C N 8 ; N 8 G F TF 8 J F 9 G X G F T F ; Q C 8 I K／2 C 8 G C C QB 8 C 8 C V C G P O S C T ， 8 C I 8 9 P P G ，9 T F O G F ;O G ; 8 G ［］ E G F 8 C T C T ， , （） “ L F ;M G V 8 G T F O G OC Q G P C 9 D C F F P 8 6 C F O O 9； G 9 F 8 5 O O I C JM CW1 P I 9 C F ;6 G C O 8 G T 8 D I G PP G 6 8 G C FC Q N R G C F C D 8 C 8 C V C G P / 9 6 8 G G C T G P E T V G F ，5W F ; F3G1 8 V S 1Q , “ 4 . , “ ’ J ’ _ , . 2 . “ . . - _ , ’ , // 2 , . - ［0］1 Q “ 9 V 1 C ’ . * ’ “ 0 1 8 ，P “ 2 . - I 0，J ’ 0 - I 0，U . 2 2 . /WG， - - 3，T “ ’ “ . , /U， . ’ 2 2 . - JR K ’ / 0R 1 5 O O 6 1 . I 4 “ ’ K . / . -. / 4 . KK X T ; R ［0］1 W ’ K 5） 9 ; 6 8 1 \ * . - KJ ’ 4 / . ［0］1 . - ’ “ 23 ’ 4 / . / ; P ’ . A . - I ;，5 S （6） 6 8 7 1 S5 矿床地质 5 O 8 5年