中文名称 | 锰方解石 | 外文名称 | Calcimangite;Manganocalcite |
---|---|---|---|
成 分 | 均极接近纯CaCO3 | 见 于 | 宋代马志所著《开宝本草》 |
锰方解石在锰含量较少的时候类似方解石,当锰含量高时较似菱锰矿。方解石的产状可以区分为沉积型、热液型、热变质型及风化型几种。方解石在岩石中极为普遍,尤其以沈积岩及变质岩更为重要,下列环境中都可找到方解石的踪迹:(1)海相沈积形成之石灰岩(石灰岩主要由方解石组成);(2)石灰岩经变质再结晶作用,形成的大理岩;(3)产于热液矿床中,常与方铅矿、闪锌矿共生;(4)在石灰岩地区形成钟乳石地景之洞穴沈积;(5)产于玄武岩流的杏仁孔穴中
市场价 | 信息价 | 询价 |
台湾花莲屏风山、瑞芳武丹坑矿区。草山之角砾岩矿筒,产出黝铜矿、锰方解石、 闪锌矿、方铅矿等矿物,并随伴金银,但经济价值不高。
锰方解石(Calcimangite;Manganocalcite)
大部分方解石的成分均极接近纯CaCO3,不过由于Ca2+和Mn2+可互相取代,因此方解石与菱锰矿(MnCO3)能形成完全的固溶体,至于成份介于两者之间的,即称为锰方解石。方解石的中文名称取自晶体的菱面体解理﹐宋代马志所著《开宝本草》中有关于方解石的记载:"……敲破块块方解﹐故以为名。"
方解石的介绍
方解石是一种碳酸钙矿物,天然碳酸钙中最常见的就是它。1因此,方解石是一种分布很广的矿物。方解石的晶体形状多种多样,它们的集合体可以是一簇簇的晶体,也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状等等。敲击方解...
这是方解石吗?
敲碎了如果每块形状都一样的话就是
方解石的价格
方解石是一种碳酸钙矿物,天然碳酸钙中最常见的就是它。因此,方解石是一种分布很广的矿物。方解石的晶体形状多种多样,它们的集合体可以是一簇簇的晶体,也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状等等。敲击方解石...
方解石的用途?
方解石是一种碳酸钙矿物,天然碳酸钙中最常见的就是它。因此,方解石是一种分布很广的矿物。方解石的晶体形状多种多样,它们的集合体可以是一簇簇的晶体,也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状等等。敲击方解石...
方解石的用途?
方解石 晶 系:六方晶系 化学成分:CaCO3 特 性: 为最重要的碳酸盐矿物,有完全的菱 面体解理,玻璃光泽,透明至半透明, 普通为白色或无色,含有其他颜色亦不少, 条痕白色,硬度3.0,比重2.7...
1. 晶系:六方晶系。
2. 习性及矿物集合体型态:方解石多呈菱面体、偏三角面体、柱状、板状块状、粒状、钟乳状、土状、片状、钉头状、犬牙状。
3. 硬度:3,是莫氏硬度的标准矿物。
4. 解理: 解理平行于菱面体。
5. 断口:贝壳状断口。
6. 光泽:玻璃。
7. 颜色:白、无、灰、红、褐、绿、黑色。
8. 条痕:白至灰色。
9. 比重:2.6-2.8。
10. 发光性: 具荧光性。方解石也是最常见的荧光矿物,因为有各种不同的成分,因此能呈现出各种不同的荧光现象,譬如说红色和粉红色的荧光通常是由铅与锰所造成的;绿色则是由少量铀所造成。
方解石见于石灰石山.广泛存在于第三纪及第四纪石灰岩,和变质岩矿床中。 方解石是地球造岩矿石,占地壳总量之40%以上,其种类不低于200种。代表产地有中国、墨西哥、英国、法国、美国,德国。世界诸国尽有此矿。
方解石石笋.黄惠勋藏方解石分为大方解和小方解,及冰州石,中国的方解石主要分布在广西,江西,湖南一带,广西方解石在国内市场因白度高,酸不溶物少而出名。在华北东北一带也会发现方解石,但常伴有白云石,白度一般在94以下,酸不溶物过高。
锰方解石因为含有微量的锰而呈现出淡粉红色,如果以紫外光照射的话,便会发出鲜明的粉红荧光,所以一般常被用来当作装饰品。
方解石因具有双折射性,常被用来制作偏光效果,可以当作显微镜的棱镜。
1. 治疗骨质疏松症、预防动脉硬化、记忆衰退、消除异味、湿气
方解石晶体
。
2. 可过滤空气臭味,是有名的『芳香大师』。可用来改善环境中的气味、能量。
3. 原石放置车中、厨房、厕所、橱柜等有异味之处。是除味专家。
橙色、红色
(心轮) 方解石令人喜悦、开心,能调和情人、夫妻之间的误会口角,增进感情。是种快乐、幸福的宝石。
红色
平衡心轮。
绿色
绿色方解石适合过滤脏空气、室内霉味、湿气。(其实任何颜色方解石亦有此功效)
金黄色
(眉心轮) 金黄色方解石适宜喜欢追求真理的人使用。可平衡治疗第三眼穴位。
黑色
黑色方解石可让人谨慎,有助策划者、谋略家。
蓝色
(平衡所有脉轮)
蓝色方解石能够解开、治疗、平衡所有的脉轮。尤其对心轮有特别有效。
透明
(平衡顶轮) 透明方解石可加强对真理的认识,有助心境平和。平衡顶轮。
紫色
紫色方解石能让人对各种遭遇,皆能处之泰然。
灰色
灰色方解石能让人头脑清晰,对事物作出正确判断。
从科学上说方解石不过是一种碳酸钙,对人体来说与石灰没有什么区别。就算是按佛教的说法来说也别指望一种到处都是的石头就是仙丹灵药无所不治。上面的一群疗效都只是宣传手段而已。
二、直接找矿标志
1)锰矿层露头是直接找矿标志。通常在地表发现的是层状次生氧化锰露头,矿石主要由硬锰矿、软锰矿、偏锰酸矿组成,具明显的次生组织结构,常混杂有硅质、泥质物,质地疏松,矿层顶底板界线比较清楚,矿石的排列尚保持断续的层理,层位稳定。根据这些特征可以确定这是残积型锰矿露头。这类锰矿沿走向延伸可达数公里至数十公里,沿倾向可延伸到地下水面附近,可达数十米深。残积型锰矿不但具有良好的工业价值,而且可作找沉积锰矿的主要标志。
在残积型锰矿的深部,即位于地下水面以下部分,多为原生沉积锰矿层或沉积变质锰矿层,或目前尚无工业利用价值的含锰层,如含锰灰岩,含锰硅质灰岩、含锰硅质岩等。沉积锰矿层一般是由菱锰矿、锰方解石、水锰矿等碳酸盐矿石组成。沉积锰矿的规模较大,一般都是大中型,但贫矿多富矿少,贫矿经焙烧选矿可用。菱锰矿矿石在野外是可以辨认的,因为它具有深浅灰、灰绿、浅棕、肉红等多种颜色,质地坚硬致密,断口平滑,手掂较重,常具线理构造等特征,不难同其它碳酸盐岩石区别开来。残积锰矿品位达30%以上者,原生沉积的多是锰矿石;残积锰矿品位低于30%者,原生沉积的多是含锰岩石。
2)锰矿转石锰矿体常被表土覆盖,不易直接观察到它的天然露头,但是矿体风化后易于破坏,形成大小不一的锰块、锰粒不均匀地散布在地表上或溪流中,这些锰块锰粒常见的都是硬锰矿和软锰矿,也是直接的找矿标志。在沉积岩区,发现锰矿转石,标志着附近就有含锰地层存在。在山坡顶上发现锰矿转石成堆,或块度较大的锰矿块,都标志着邻近就有风化锰矿床存在。若在坡底或冲积层中发现锰矿转石,就要注意在附近的山坡和崖壁上寻找锰矿体。
“金田黄”是含镁和锰较多的方解石,学名是“镁锰方解石”或者“镁菱锰矿”,“金田黄”颜色艳丽,有红色、橙色或者等不同色调。此玉石色黄、性温、名含金,是引出蛇年太岁巳火身下“丙火、戊土、庚金”的最佳宝物,能解救水火冲击之险,成就财官福禄之喜,同时又极具收藏价值。
金田黄产自印度尼西亚爪洼岛的太阳溪,由于这种石头在未经加工时,看上去很像是肥皂,被称为“肥皂石”。 由于是从800米长的溪水和泥沙中挖捡而出,也称太阳石、太阳仔冻石,田黄精石,金田黄冻。
请采纳
大理岩不是盐,是沉积岩中碳酸盐类岩石经变质而成的岩石。
大理岩因产于中国云南大理而得名。主要矿物为重结晶的方解石、白云石,肉眼可辨认,遇稀盐酸产生气泡。纯大理岩为白色,含杂质时带有各种杂色,具美丽条纹,为主要的装饰建筑石料及雕刻石料。岩块抗压强度随颗粒胶结和大小而异,一般为490~1177MPa,可作为建筑物地基。
大理岩的颜色特点:
大理岩除纯白色外,有的还具有各种美丽的颜色和花纹,常见的颜色有浅灰、浅红、浅黄、绿色、褐色、黑色等,产生不同颜色和花纹的主要原因是大理岩中含有少量的有色矿物和杂质。
如含锰方解石组成的大理岩为粉红色,大理岩中含石墨为灰色,含蛇纹石为黄绿色,含绿泥石、阳起石和透辉石为绿色,含金云母和粒硅镁石为,含符山石和钙铝榴石为褐色等。
一、区域成矿地质背景
该矿床成矿系列地跨南丹、河池、宜山等市、县,总体呈北西向的带状分布(图4-8)。其大地构造位置处于古特提斯构造域和太平洋构造域的复合部位,位于华南微板块
广西热水沉积矿床成矿作用及找矿评价
图4-8 桂北(丹池)地区晚古生代热水沉积型矿产地质略图|1—三叠系;2—二叠系;3—石炭系;4—泥盆系;5—实测、推测断层;6—地质界线;7—燕山晚期花岗岩;8—燕山晚期花岗斑岩;9—燕山晚期石英斑岩;10—燕山晚期闪长玢岩;11—锡矿;12—铅锌矿;13—锡多金属矿;14—锌铜矿;15—汞矿;16—锑矿;17—锑钨矿;18—锑多金属矿;19—锰矿(Ⅰ级)的西南缘,属华南陆缘构造区(Ⅱ级)的右江海西-印支期裂陷海(Ⅲ级),其四级构造单元为桂西断陷。早古生代该区属华南陆缘构造区的一部分,志留纪末的广西运动,使扬子板块与华夏板块聚合拼接在一起,形成统一的中国南方板块。早泥盆世初,由于区域性扩张和地幔热运动的影响,产生了北西向的南丹-昆仑关断裂,受其影响,形成了丹池半地堑式盆地,即丹池裂陷槽。自早泥盆世莲花山期—益兰期,海水由南西进入本区,发育了潮坪相带、潮下带-半局限盆地相带沉积;早泥盆世晚期塘丁期至中泥盆世早期,随着古特提斯洋沿金沙江-红河断裂带的扩张,本区进入泥盆纪第一次剧烈拉张期,海侵扩大,并从南向北推进,沉积环境发生了明显的变化,出现了与北西向同沉积断裂有关的南丹台沟,在台沟中发育了黑色炭质泥岩夹薄层硅质岩及灰岩,台沟两侧主要为开阔台地环境,或为潮下-半局限盆地及半局限台地环境;中泥盆世晚期,由于一些同沉积断裂的持续活动,导致该区部分地区下降,海侵扩大,为泥盆纪以来最大海侵的开始,并且由于东西向宜山断裂活动的加剧及与北西向丹池断裂联合,形成了分支状的南丹台沟(吴诒等,1987);晚泥盆世早期为广西泥盆纪地壳又一次剧烈拉张期,也为泥盆纪以来最大海侵期,区内沉积环境主要仍为台沟,次为台沟两侧的开阔台地或台地前缘斜坡,在台沟中沉积了硅质岩-泥岩-灰岩组合(罗富组)及硅质岩-硅质泥岩组合(榴江组),同时伴随拉张作用,也有间隙性的火山喷发及有关的海底热泉活动,对区内锡多金属矿的成矿有着重要的作用;进入晚泥盆世晚期,再次发生海退,沉积环境虽仍以台沟为主,但台沟中沉积物主要为条带状、扁豆状灰岩;早石炭世,丹池断裂带进一步拉张裂陷,导致盆地南西侧在台沟相与乐业-巴马台地间的过渡地带有益兰同沉积断裂的形成,使丹池盆地由半地堑式演变为地堑式盆地(陈洪德等,1989b),随着早石炭世的拉张裂陷,海侵再次扩大,沉积中心北移,但本区基本上仍保持沟台相间的格局,在台沟中仍为泥晶碳酸盐岩、泥质岩及硅质岩组合。中石炭世—晚石炭世盆地收缩变浅,浅水碳酸盐台地广泛分布,至早二叠世,主要为一套滨、浅海碎屑岩与开阔台地相的碳酸盐岩沉积,早二叠世末的东吴运动导致地壳再次张裂,直到三叠纪早、中期,再次处于盆地最大拉张期,海侵扩大,盆地加深,其沉积相由早三叠世泥质岩为主的浅海陆棚相演变为中三叠世浊流沉积的半深海-深海槽盆相。中三叠世以后的印支运动使广西全境上升为陆,进入滨太平洋大陆边缘发展阶段。
由于北西向南丹-昆仑关断裂带的强烈拉张活动,诱发了北东—北北东向的走滑断层,走滑挤压与拉张相伴。走滑挤压造成盆地局部隆起,发育生物礁和碳酸盐台地,隆起西侧表现为张裂作用,形成次级坳陷,沉积了硅质岩、硅质泥岩及泥灰岩等岩石。隆起区使坳陷区的水体处于相对封闭状态,次级坳陷成为矿化富集的有利场所。
区内地层自下泥盆统莲花山组直到上泥盆统榴江组、五指山组及同车江组,以及石炭系、二叠系、下-中三叠统和第四系均有出露。赋矿围岩岩性主要为下泥盆统塘丁组黑色炭质泥岩夹含碳硅质岩;中泥盆统纳标组生物礁灰岩,罗富组含炭泥岩、泥质灰岩;上泥盆统榴江组硅质岩,五指山组碳酸盐岩、硅质岩,同车江组泥页岩、泥灰岩;下石炭统大塘阶灰岩、含燧石灰岩夹泥质灰岩、硅质岩。
区内岩浆活动较强烈,主要为燕山晚期的中酸性侵入岩,分布在龙箱盖、大厂、芒场等地,岩石类型有黑云母花岗岩、花岗斑岩、石英闪长玢岩、石英斑岩、英安玢岩、白岗岩及少量辉绿玢岩,属浅成-超浅成侵入体,以岩株、岩墙、岩脉、岩床和岩枝等形式产出。火山岩在丹池盆地不甚发育,据有关资料认为在上泥盆统五指山组、同车江组及下石炭统中有海相火山岩产出,岩性有基性、中基性及酸性的次火山岩、熔岩、凝灰岩等(曾允孚等,1993;张清才,1995;韩发等,1997)
二、矿床成矿系列主要地质特征
本矿床成矿系列由4个矿床式(龙头式、大厂式、益兰式、五圩式)组成。各矿床式主要地质特征如表4-4所示。
表4-4 桂北(丹池)地区晚古生代热水沉积型锰锡多金属矿床成矿系列各矿床式特征简表
续表
1)本矿床成矿系列的显著特征是锡矿化很发育,形成了多个超大型及大型的锡矿床;同时矿化类型复杂多样,除锡矿化外,还有锌、锑、铅、汞、砷、银、硫及伴生的镓、镉、铟、铋等矿化可综合利用,而且锡多金属矿床主要产于丹池盆地中部,如大厂、芒场,向盆地两端及盆地边缘则逐渐变为铅锌锑汞矿化(如五圩矿田)或单一的汞矿化(如万宝山、益兰汞矿床),在盆地南东端还有单一的锰矿化产出(图4-8);成矿温度上有高温的锡矿、高中温的铅锌矿及低温的锑、汞、砷、银矿化。
2)成矿构造环境均为丹池裂陷槽,沉积环境均为台沟相,仅龙头山矿床为台沟边缘的生物礁相。
3)层位控矿明显,主要为泥盆系,次为下石炭统,具体有下泥盆统塘丁组,中泥盆统纳标组、罗富组、东岗岭组,上泥盆统榴江组、五指山组,直到下石炭统大塘阶的不同层位中分别产出不同的矿床,但总体以中泥盆统纳标组、上泥盆统榴江组、五指山组为最主要的赋矿层位,如大厂龙头山、芒场大山、马鞍山及五圩箭猪坡、三排洞矿床赋矿层位主要为纳标组,长坡-铜坑矿床及益兰汞矿主要赋存于榴江组及五指山组,而龙头锰矿则赋存于下石炭统大塘阶。赋矿围岩岩性有硅质岩-灰岩-泥岩组合,如长坡-铜坑锡多金属矿床及龙头锰矿床;生物礁灰岩,如龙头山锡多金属矿床;(含炭)泥页岩夹粉砂岩、泥灰岩组合,如大福楼锡(锌)矿、箭猪坡、三排洞铅锌锑银矿等矿床。
4)矿田、矿床分布明显受到裂陷盆地中次级隆起旁侧的次级坳陷控制。盆地内自北西至南东有麻阳、芒场、大厂、北香、五圩、龙头(柳城)及西部的罗富隆起,相应在隆起区西侧则有万宝山矿床、芒场矿田、大厂矿田、北香矿床、五圩矿田、龙头矿床及益兰矿床产出,而且在万宝山—芒场—大厂—五圩—龙头这些矿田、矿床间还具等距分布的特征(图4-9)。
5)矿体形态以层状、似层状、透镜状为主,脉状、细脉状矿体也较发育,前者一般与地层整合产出,并同步褶皱,反映其同沉积特征,后者中的细脉状矿化如前述(第三章第八节),主要为成岩期或同构造期形成,并严格产于层状矿体中,而大脉状穿层产出的矿体则是在层状矿体形成后,与后期岩浆作用有关的矿体,与热水沉积成矿作用无直接成因联系。
图4-9 丹池成矿带构造位置及矿产分布示意图(据韩发等,1997;张清才,1994编制)
6)各矿床式在矿物成分上有明显差异,大厂式、五圩式矿床中矿物成分较复杂,益兰式、龙头式矿床中矿物成分较简单。大厂式矿床中矿物种类很多,仅据长坡-铜坑矿床的不完全统计即达74种(赖来仁等,1984),主要矿物成分有锡石、铁闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、毒砂、方铅矿、脆硫锑铅矿及石英、方解石、电气石、钾长石、绢云母等。五圩式矿床的矿物种类也较多,主要为铁闪锌矿、脆硫锑铅矿、辉锑矿、黄铁矿、雌黄、雄黄、锰菱铁矿及石英、白云石、方解石等。其与大厂式矿床的差别在于矿床中一般不含或仅有少量锡石,含砷矿物主要为雄黄、雌黄,而不是毒砂,磁黄铁矿也很少见及,非金属矿物中一般不含电气石,总体反映出五圩式矿床成矿温度较大厂式矿床低,因而较高温度的矿物如锡石、毒砂、磁黄铁矿、电气石等均不发育或没有产出,反之中低温的辉锑矿、雄黄、雌黄等矿物却较发育。益兰式汞矿的矿物成分较单一,主要矿物为辰砂、方解石、石英,矿物组合上,除辰砂外,还有黄铁矿、白铁矿、雄黄、雌黄、辉锑矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等矿物,反映出低温或中低温成矿的特征。龙头式锰矿床则以发育锰矿物、尤其是含锰碳酸盐矿物为特征,主要为锰方解石、含锰方解石,次有菱锰矿、钙菱锰矿,还有少量褐锰矿、硫锰矿等,与上述3种矿床式的矿物成分明显不同,而褐锰矿、硫锰矿及重晶石等矿物的产出反映了热水沉积成矿的矿物学特征。
7)矿石组构相似,各矿床式矿床的矿石矿物粒度较细,一般为显微细粒状结构或细微粒状结构,反映了深部热水在海底溢出与海水相遇后,因压力降低及快速冷却导致矿物粒度结晶细小的特征,如长坡-铜坑矿区层状矿体中的锡石粒度一般为002~02mm,铁闪锌矿粒度一般为002~005mm;龙头山矿区早期锡石的粒度为01mm左右,早期黄铁矿一般为5~50μm;益兰矿区黄铁矿为005mm左右;此外长坡矿区局部还可见黄铁矿的草莓状结构。各矿床式在矿石构造上一般均发育条带状、纹层状、薄层状、浸染状及角砾状等构造,如长坡-铜坑矿区的条带状、纹层状构造主要由金属硫化物条带、条纹(磁黄铁矿、黄铁矿、铁闪锌矿、锡石、石英及少量毒砂、电气石、白云母、钾长石等组成)与硅质岩条带、条纹或钙质条带等相间组成;在北香矿区,矿石的纹层、条带主要由云雾状-微粒状碳酸盐矿物与铅锌硫化物矿物相间组成;在龙头锰矿区的条带、纹层则是由不同颜色(浅灰-灰色、灰-深灰-灰黑色,淡肉红色-黄褐色-米、灰黑色-米-黄褐、肉红色)的碳酸锰矿物条带、条纹组成;在益兰汞矿区则为黄铁矿、辰砂等矿物沿层面浸染形成条带状或微层状构造。矿石结构构造上的这些特征明显地反映出矿床热水沉积成矿的特征。
8)区内各矿床式的蚀变均较弱,主要蚀变类型为硅化、碳酸盐化、黄铁矿化和绢云母化等。在大厂式矿床中蚀变较其他各矿床式稍强,除上述蚀变类型外,还有电气石化,同时蚀变还具“底蚀构造”特征。
区内热水沉积岩以大厂式矿床最发育,并以长坡-铜坑矿床为代表,其热水沉积岩类型有硅质岩、电气石岩、含长石岩或长石岩、条带状方解石石英长石岩,它们与锡多金属矿化密切伴生,或相间呈条带状、纹层状或互层状产出(韩发等,1997)。在其他矿床式中的热水沉积岩主要为硅质岩,如龙头式锰矿床中,硅质岩较发育,在含锰层上下均有产出,矿层底板即为薄层灰岩与硅质岩的互层,其硅质岩具球粒结构,球粒由微晶石英及玉髓组成,球粒内部为放射状、纤维状集合体;在益兰汞矿,辰砂常浸染于硅质岩中。此外,在芒场矿田所见“角岩”也可能为一种热水蚀变岩或热水沉积岩,有待进一步工作。
三、成矿作用及成矿模式
1成矿环境
1)有利的构造环境:该矿床成矿系列产于丹池裂陷槽中,受南丹-昆仑关同沉积断裂带的控制。区内主要赋矿层位为中泥盆统纳标组、上泥盆统榴江组及五指山组下部,这与该区泥盆纪的地壳剧烈拉张期主要为早泥盆世晚期—中泥盆世早期(纳标期)及晚泥盆世早期的特征相符。这种地壳拉张裂陷与成矿作用在时间上的同步性和空间上的一致性表明成矿受到了地壳拉张裂陷的控制。
2)沉积环境:为南丹台沟及台沟边缘的龙头山生物礁相带,矿田(矿床)则受盆地中次级坳陷的控制,这些次级坳陷海水较深,同时由于受到旁侧次级隆起的阻挡,海水循环不畅,沉积了富含炭质的硅质岩、灰岩、泥岩含矿建造,如区内主要含矿层位纳标组含炭达1%~2%,主要在纳标期形成的龙头山生物礁体中含丰富的炭质、有机质及沥青。在长坡-铜坑矿区主要的含矿建造中炭质含量较高,如在榴江组纹层状锡石硫化物-硅质岩组合中平均含炭21%,在五指山组第二层纹层状锡石钾长石硫化物-碳酸盐-硅质岩组合中平均含炭2%(韩发等,1997)。在铜坑、北香等矿区的硅质岩中均有炭质分布,或呈云雾状、不规则短脉状产出,或呈条纹状与硅质条纹组成纹层状构造。在益兰汞矿的含矿层位中,无论是榴江组还是五指山组中均产有较多炭质泥岩;在龙头锰矿的含矿岩系中有高炭质黑色页岩,其中的黄铁矿条带、结核及有机质较发育,并与纹层状硅质岩呈互层产出(吴诒等,1985;张清才,1995)。这些特征表明,控制矿田、矿床的次级坳陷是一种相对封闭的低能、弱还原环境,有利于含矿热水的富集成矿。
3)古地热场环境:丹池盆地火山活动虽然不强,但仍有间歇性的火山活动发生。曾允孚等(1993)研究指出,丹池盆地晚泥盆世早期有石英、长石晶屑与纹层状锡石伴生,附近层位中有由这些矿物组成的残余凝灰结构;韩发等(1997)指出,上泥盆统同车江组在局部地区有凝灰岩和凝灰质熔岩;张清才(1995)研究指出,在车河以北及忻城北更峒、理苗一带下石炭统大塘阶的泥岩、泥晶灰岩中有黑云母、长石、石英等火山晶屑和玻屑产出,等等,表明丹池盆地在上泥盆统—下石炭统中确有火山岩分布。
生物礁的出现是深部热点的反映,沿南丹-昆仑关断裂分布有一系列生物礁,如分布于南丹台沟东北侧台地边缘的贵州独山布寨礁、广西南丹六寨礁及产于南丹台沟边缘的大厂龙头山生物礁,表明南丹-昆仑关同沉积断裂带不仅控制了南丹台沟的形成,也控制了生物礁的分布,从而也表明南丹台沟为一高的古地热场分布带。
另外,涂光炽等(1988)据对丹池盆地罗富泥盆系中沥青反射率测定所得古地温值为237℃。
上述特征说明丹池盆地具高的古地热场,为热水沉积成矿作用有利的古地热场环境。
2同沉积断裂构造
前已述及,由于北西向南丹-昆仑关同沉积断裂的活动,诱发了北东—北北东向走滑断裂,在这些同沉积断裂的活动下,区内自北西→南东形成了一系列次级隆起和次级坳陷,矿田、矿床明显产于次级隆起西侧的次级坳陷中,而区内硅质岩的分布与同沉积断裂也密切相关(图2-1),反映出同沉积断裂对区内成矿及硅质岩形成具明显的控制作用,正是这些同沉积断裂的多次活动导致深部热水多次上涌,从而形成了丹池盆地内不同层位产出的矿床及同一矿区产出的多层矿体。如在早泥盆世晚期(塘丁期)—中泥盆世早期(纳标期)的地壳第一次剧烈拉张期,在丹池盆地中段有大福楼矿床多层矿体的产出,纳标组更有龙头山超大型矿床、芒场矿田大山、马鞍山等大部分矿床,以及盆地南东段五圩矿田的箭猪坡、三排洞、芙蓉厂等矿床的产出;中泥盆世晚期(罗富期)地壳拉张减弱,同沉积断裂活动也不强烈,相应区内矿化也减弱,因此,区内热水沉积矿床不发育,在罗富组中仅有北香、万宝山等小型矿床产出;到晚泥盆世榴江期,为泥盆纪地壳的又一次剧烈拉张期,直到晚泥盆世五指山期早期,这期间为丹池盆地热水沉积矿床最主要的形成时期,区内主要的锡多金属矿床均在此期间形成,如赋存于榴江组中的长坡-铜坑92号矿体,赋存于五指山组下部的91号矿体,盆地北西段西侧产于榴江组中的益兰大型汞矿,等等;随着晚泥盆世末期地壳的隆起抬升,再次发生海退,热水沉积成矿作用再次减弱,仅有长坡-铜坑矿区的C层、D层等小矿体的形成;早石炭世地壳再次拉张,同沉积断裂的再次活动又导致在盆地南东端下石炭统大塘阶中龙头锰矿等矿床的形成。因此,丹池盆地同沉积断裂的发育乃是区内热水沉积成矿的重要构造标志。
3地球化学特征
通过对硅质岩、电气石岩地球化学特征的对比研究表明(详见第五章),区内与矿体密切伴生的硅质岩、电气石岩主要为热水沉积作用产物。
大厂硅质岩的Al/(Al+Fe+Mn)平均比值为039。研究认为Al/(Al+Fe+Mn)比值为001时属纯热水沉积物,比值为06则为陆源成因或生物成因沉积物,小于035为典型热水沉积物,由此可以看出,大厂硅质岩主要为热水沉积作用产物。微量元素地球化学研究表明,长坡-铜坑矿区5件硅质岩样品在Y-P2O5关系图上的投影点均落入热水沉积趋势线下侧,远离海洋沉积物及成岩含金属沉积物区,丹池盆地榴江组硅质岩的U/Th比值为093,但硅质岩在U-Th关系图上的投影点仍落入石化的热水沉积物区,表现出热水沉积的特征。丁悌平等(1994)对硅质岩硅、氧同位素组成的研究得知,大厂硅质条带的氧同位素组成δ18O为132~159,平均为142,硅同位素组成δ30Si为-06~06;作者对北香硅质岩的研究得知,其氧同位素组成δ18O为227~26,平均为244,硅同位素组成δ30Si为-04~-03。研究认为热水沉积硅质岩的δ30Si集中在-06~03之间,当δ30Si为05~06时为热水沉积作用与生物沉积作用共同作用的产物,而热水沉积硅质岩的δ18O值一般为12~24。据此可知,大厂、北香的硅质岩主要为热水沉积作用产物。
大厂地区电气石岩在Al2O3-(K2O+Na2O)及Al2O3-TiO2关系图上的投影点均落入热水沉积电气石岩区;其稀土元素组成及配分曲线等地球化学特征的研究表明该区电气石岩为热水沉积岩;长坡-铜坑电气石岩中电气石的δ18O为104~136,平均121,同样表明其热水沉积成因。
据张清才(1995)的研究,龙头锰矿碳酸锰矿石的Al/(Al+Fe+Mn)比值为0008~03,表明属典型热水沉积物,而稀土元素特征研究表明,矿区的碳酸锰矿石的热水沉积占优势。
据上述可知,该矿床成矿系列中与矿体密切伴生的硅质岩、电气石岩及锰质岩(矿)主要为热水沉积产物,而这些热水沉积岩的产出乃是矿床为热水沉积成因的岩石学标志。
4矿床地质特征
各矿床式矿体主要呈层状、似层状或透镜状,与地层整合产出,产状与围岩一致并同步褶皱;矿石具细微粒状结构,局部见草莓状结构,硅质岩具球粒结构,矿石中发育条带状、纹层状、微层状、软沉积滑动变形构造及同生角砾状构造;围岩蚀变较弱,大厂式矿床局部具“底蚀构造”特征;长坡-铜坑同生层状矿化中也见有细小的气液包裹体及不规则的暗色包裹体,而据纹层状电气石岩中的电气石-石英共生矿物对进行的氧同位素平衡温度计算结果为257~165℃,平均为(210±38)℃(韩发等,1997),等等。这些矿床地质特征则是矿床既具同生沉积成因、又具热液成因的有力证据,表明矿床为热水沉积成因。
至于矿床中的部分脉状矿体,如益兰式、五圩式矿床中所见,一般规模小,它们主要是深部热水未能到达海底而沿水面以下岩层中的断裂裂隙充填而成。大厂式矿床中沿层状矿产出的细脉状矿体则是成岩期或同构造期的产物,而在大厂、芒场矿田中一些大脉型矿体则是与后期岩浆侵入作用有关的产物。
5成矿模式
基于上述认识,作者认为,桂北丹池地区的大厂式、五圩式、益兰式及龙头式矿床均为热水沉积矿床,它们同受北西向南丹-昆仑关同沉积断裂带、丹池裂陷槽及南丹台沟的控制,矿床的形成与热水沉积成矿作用有关,成矿活动时间从早泥盆世延续到早石炭世,因此,它们应为与热水沉积成矿作用有关的同一矿床成矿系列,称为“桂北(丹池)地区晚古生代热水沉积型锰锡多金属矿床成矿系列”。其成矿模式如图4-10所示。
图4-10 桂北(丹池)地区泥盆纪—早石炭世热水沉积型锰锡多金属矿床成矿系列成矿模式图
1与岩浆侵入活动有关的铅锌矿床
这是一组与中酸性、酸性侵入岩体,特别是小岩体,在成矿作用上密切相关的铅锌矿床。根据成矿地质环境和成矿方式分为夕卡岩型、斑岩型和热液脉型3类铅锌矿床,它们有时独立产出,如湖南桃林、广西佛子冲,有时共同组成一个矿床(田),如湖南水口山-康家湾。
该类铅锌矿床广泛分布在我国东部,已知大、中型矿床有124处,如湖南水口山-康家湾、黄沙坪和桃林,广西大厂、拉么和佛子冲,广东大宝山,江西冷水坑,内蒙古白音诺和浩布高,黑龙江翠宏山,河北蔡家营,甘肃花牛山,云南个旧和都龙等。它们累计保有储量:铅101313万吨,锌23350万吨,分别占全国大、中型铅锌矿床总保有储量的395%和297%,其中夕卡岩型占127%和130%、斑岩型占65%和42%,热液型占203%和125%。其重要性仅次于与热(卤)水活动有关的铅锌矿床。该类矿床铅锌储量在世界铅锌总储量中约占20%,其中夕卡岩型占6%,热液型占14%。相比之下,它们对我国来说更为重要,而且也反映了滨太平洋成矿作用的一些独特性。
(1)夕卡岩型铅锌矿床
该类矿床是指矿体产于酸性—中酸性侵入岩体与碳酸盐类岩石接触带夕卡岩中或夕卡岩化大理岩中的铅锌矿床。矿体产状和形态受夕卡岩或夕卡岩化大理岩产状和形态控制,一般比较复杂。矿体常呈似层状、透镜状、囊状、脉状和不规则状。一个矿床由大小不等的十几个到几十个,甚至上百个矿体组成。单个矿体一般长数米至数十米,主矿体可达数百至千余米;斜深一般数十至数百米;厚度小于1m至数十米不等。矿床规模以中、小型为主,亦有大型矿床。
矿石物质组分复杂是该类矿床的一个特点。主要矿石矿物为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿、黄铜矿和磁黄铁矿,其次为毒砂、磁铁矿、锡石、白钨矿、辉钼矿、辉铋矿、黝锡矿、黝铜矿、辉银矿、银黝铜矿等;脉石矿物为石榴子石、透辉石、透闪石-阳起石、符山石、锰钙铁辉石、钙蔷薇辉石、蔷薇辉石、锰铝榴石、石英、方解石、萤石等。矿石构造以浸染状、斑杂状和条带状为主,次为块状和网脉状。矿石结构为结晶粒状、填隙和各种交代结构。矿石Pb+Zn品位一般大于4%,Pb/Zn一般小于1,常共生或伴生有Fe、Cu、W、Sn等。根据矿床有用金属组合可以分为:Pb-Zn(Cu,Sn)建造,如内蒙古白音诺(图4-3,4-4);Cu-Pb-Zn(Sn,Fe)建造,如内蒙古浩布高、广西佛子冲;Sn-Pb-Zn建造,如云南个旧和都龙;W-Pb-Zn-Ag建造,如江西焦里;Fe(-Pb)-Zn建造,如内蒙古朝不楞和黄岗、青海肯德可克、河北三义庄。在后4个建造矿床中,铅锌常是铁、锡或钨的伴生矿,有时也是铜的伴生矿。
夕卡岩型矿床的成矿作用可分为夕卡岩期和热液期,后者包括氧化物-硫化物-石英、硫化物-石英和硫化物-碳酸盐阶段,从高、中温演化到低温阶段。Fe、W、Sn、Zn等成矿作用多发生在早阶段,而Pb、Zn(Ag)成矿作用主要发生在中、晚阶段。因此,随着成矿作用的演化,常反映了清晰的围岩蚀变分带和矿化分带,即岩体由内向外和由深向浅部显示钙(镁)夕卡岩化→锰质夕卡岩化、硅化、绿泥石化、绢云母化→大理岩的蚀变分带和Fe、W、Sn或Mo、Zn→Cu、Pb、Zn→Pb、Zn→Ag、Pb、Zn(对壳源型花岗岩类),Cu→Cu、Pb、Zn→Pb、Zn→Ag、Pb、Zn(对壳幔混源型花岗岩类)矿化分带。这种矿化分带在空间上可以是间断分离的,也可以是叠加复合的或部分叠加复合的。
矿石硫同位素组成变化范围小,多在-4‰~+6‰之间,具塔式分布特点,峰值近于零。矿石铅同位素组成以异常铅为主,常与花岗岩类岩石中长石铅同位素组成相似。这都表明成矿金属物质来源与岩浆侵入活动密切有关。矿石矿物流体包裹体氢氧同位素组成暗示成矿流体的介质水是大气降水和岩浆水的混合水。
图4-3 白音诺矿区地质略图
图4-4 白音诺矿床79线剖面简图
(2)热液型铅锌矿床
热液型铅锌矿床产于花岗岩类侵入体外接触带的碳酸盐岩或碎屑岩层中,有的直接产于花岗岩类岩体中,受断裂构造控制。
由于赋存围岩性质不同,矿床成矿特征也有明显差异。赋存于碳酸盐岩断裂中的矿体呈似层状、透镜状、脉状、囊状、筒柱状和不规则状,产状和形态都比较复杂,沿走向和倾向常有分支复合、尖灭再现现象。在一个矿床内矿体成群产出,一般有十几到几十个,黄沙坪有300多个矿体,但是具有工业意义的矿体仅1~5个。单个矿体一般长十几至数十米,最长达700~1000m,斜深十几至几十米,最大斜深达500m以上;厚几十厘米至几米,最厚上百米。矿石品位较富,Pb+Zn一般大于4%,w(Pb)/w(Zn)比值多在(15~1)~05。矿床规模以大中型为主,如广西大厂等。
赋存于碎屑岩、变质碎屑岩和花岗岩类岩体断裂中的矿体形态和产状相对简单,主要呈脉状。矿脉走向长数十至数百米,有的上千米;延深数十至数百米,脉幅几十厘米至5m。有的矿脉由细脉带组成。矿脉沿走向和倾向常有分支复合、膨缩和尖灭再现现象。矿石品位一般较低,Pb+Zn一般小于5%,常伴有W、Sn等组分,w(Pb)/w(Zn)比值(2∶1)~(1∶15),规模以中小型为主,也有大型,如湖南桃林和河北蔡家营(图4-5)。
图4-5 蔡家营矿床315勘探线剖面上的矿体形态
热液型铅锌矿床矿石矿物比较复杂,主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、锡石、毒砂、硫锑盐矿物、辉锑矿、辉银矿等,脉石矿物主要有石英、方解石、白云石、重晶石、萤石等。矿石常具有块状、条带状、角砾状和细脉状构造,各种结晶粒状、交代和压碎结构等。根据矿石的主要成矿元素组合,可以分为:Pb-Zn-Ag建造,如内蒙古孟恩陶勒盖、广西张公岭和新华、四川农戈山等。W-Sn-Pb-Zn建造,如广东锯板坑和厚婆坳、广西大厂、湖南香花岭和香花铺等。
成矿是多阶段的,常可分为氧化物-硫化物阶段、硫化物-石英阶段、硫化物-硫锑盐阶段和硫化物-碳酸盐阶段,反映成矿的脉动性,从中温演化到低温(400~100℃)阶段。
围岩蚀变强烈,蚀变类型与围岩岩性有关,对碳酸盐岩以硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化为主,对硅铝质岩石以硅化、绢云母化、黄铁矿化、萤石化、重晶石化为主。围岩蚀变分带和矿化分带受断裂构造控制,呈线性展布,如表现在水平方面上靠近花岗岩类岩体以硅化、绢云母化为主和W、Sn矿化增强,远离岩体以绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化为主和Pb、Zn、Ag矿化增强;在垂直方向上,下部以硅化、绢云母化和W、Sn矿化为主,上部以绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化和Pb、Zn、Ag矿化为主。有的矿床还形成了“几层楼式”的蚀变分带和矿化分带。
矿石硫同位素组成变化小,大多在0~+5‰之间,呈塔式分布,峰值近于零。有的矿床,如湖南桃林,矿石硫同位素组成为很大的负值;矿石铅同位素组成变化较大,以放射铅为主,有的矿床以正常铅为主。这些可能暗示成矿金属物质来源比较复杂,既有岩浆来源,也有地层来源。矿石矿物流体包裹体氢氧同位素组成表明,成矿流体的介质水为岩浆水与大气降水的混合水,甚至以大气降水为主。
(3)斑岩型铅锌矿床
斑岩型铅锌矿床目前已知为数不多,它产于浅成-超浅成花岗斑岩、流纹斑岩、正长斑岩等小岩体及其接触带中。这些浅成—超浅成小岩体常与陆相酸性、碱性火山活动密切有关,有时成矿岩体就是隐爆角砾岩筒。矿体由细脉浸染状、浸染状、细脉网脉状矿化组成,呈似层状、透镜状和脉状,沿走向和倾向有分支复合、尖灭再现现象。矿体走向长几十至几百米,有的长达千米以上;斜深数十至百余米,甚至上千米;厚数米至数十米。矿石品位低,Pb+Zn常小于4%,w(Pb)/w(Zn)比值在(12∶1)~(1∶15)。矿床规模以大中型为主,如江西冷水坑。
矿石矿物成分简单,主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、辉银矿等,脉石矿物主要为石英、绢云母、绿泥石和碳酸盐矿物等。矿石具有浸染状、细脉浸染状、脉状、网脉状构造,结晶粒状和交代结构。
围岩蚀变强烈,以硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化和碳酸盐化为主,呈面型发育。自岩体中心向接触带,常显示蚀变分带和矿化分带现象:绿泥石化→硅化、绢云母化、黄铁矿化→硅化、碳酸盐化蚀变分带和相应的(Cu)→Pb、Zn→Pb、Zn、Ag矿化分带。
矿石硫同位素组成变化范围小,在-2‰~+4‰左右,呈塔式分布,峰值近于零。矿石铅同位素组成比较稳定,以异常铅为主。这表明成矿金属物质主要来源于岩浆-热液系统。矿石矿物流体包裹体氢氧同位素组成表明,成矿流体介质水以大气降水为主,混有少量岩浆水。
2与火山活动有关的铅锌矿床
该类铅锌矿床分布在我国火山岩发育的地区,是伴随火山喷发和浅成—超浅成潜火山活动而形成的,并产于火山岩或火山沉积岩中。由于火山活动的地质构造环境不同,可分为陆相火山岩型和海相火山岩型两类。陆相火山岩型铅锌矿床主要分布在我国东部,中生代火山岩发育地区。海相火山岩型铅锌矿床主要分布在我国的优地槽区火山沉积岩系中。总的来看,我国火山岩型铅锌矿床分布比较广,数量也比较多,但以小型和矿点为主,大中型矿床仅有15处(不包括未上1998年储量表的新疆阿舍勒、可可塔勒、铁米尔特、阿巴宫等矿床),如浙江五部和大岭口、江西银山、福建莆田银坑、四川呷村和嘎依穷、甘肃小铁山、青海锡铁山、辽宁红透山等,它们的累计保有储量为:Pb 22571万吨,Zn 125005万吨,分别占全国大中型矿床铅锌总保有储量的88%和159%。其中,陆相火山岩型铅锌矿床分别占25%和38%,海相火山岩型铅锌矿床分别占63%和121%(包括黄铁矿型铜矿床中的锌保有储量)。据Перваго(1975)统计,黄铁矿型铅锌矿床(不包括黄铁矿型铜矿床中的锌储量)的储量占世界铅锌总储量的31%,其中前寒武纪矿床储量占9%,古生代矿床储量占21%,中生代矿床储量占1%,它们的重要性在世界铅锌储量中仅次于层控铅锌矿床。他把陆相火山岩型铅锌矿床看作中低温热液矿床划入热液矿床范围内。相比之下,我国火山岩型铅锌矿床的重要性也是显而易见的。
(1)陆相火山岩型铅锌矿床
该类铅锌矿床产于陆相火山沉积盆地的破火山口边缘,酸性、中酸性火山岩断裂中,呈脉状、透镜状,成群成带,如江西银山、浙江五部等,也产于粒度不一的火山碎屑岩过渡带中或火山沉积岩中,受层间断裂控制,呈似层状、透镜状。有人将前者划入陆相火山热液矿床,后者划为陆相火山沉积矿床。对于陆相火山岩型铅锌矿床来说,虽然它们产出特征有所差异,但是在成因上是相似的。单个矿体长几十至数百米,有的数千米;斜深几十至几百米,最大斜深达千米以上;厚几十厘米至数米,最厚达50m左右。沿矿体走向和倾向有分支复合和膨缩现象。脉状矿体品位较富,Pb+Zn多在4%左右,w(Pb)/w(Zn)比值(2∶1)~(1∶2)。似层状矿体矿石贫,Pb+Zn多小于4%,w(Pb)/w(Zn)比值15~08;矿床规模以小型为主,少数达大型(如浙江五部;图4-6)。
图4-6 浙江五部铅锌矿床第51号勘探线地质剖面示意图
矿石矿物简单,以方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等为主,脉石矿物以石英、绢云母、菱铁矿、含锰方解石等为主。矿石构造主要为块状、团块状、细脉状、浸染状和角砾状等,结构主要为结晶粒状和交代等结构。成矿是多阶段的,通常可以分为硫化物-石英阶段、硫化物-硫锑盐阶段和硫化物-碳酸盐阶段,由中温演化到低温阶段(300~100℃)。
围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、黄铁矿化、菱铁矿化、含锰方解石化、萤石化等。蚀变分带和矿化分带一般不明显,在一些矿床中(如江西银山),从次火山岩体向外和由深部向浅部,显示黄铁矿化、硅化、绢云母化→硅化、绢云母化→绿泥石化、菱铁矿化蚀变分带和相应的Cu→Cu-Pb-Zn→Pb-Zn→Pb-Zn-Ag矿化分带。
矿石硫同位素组成变化在-5%~+5%之间,呈塔式分布,峰值近于零。矿石铅同位素组成变化较小,以放射铅为主。这暗示成矿物质来源自深源岩浆。矿石矿物流体包裹体氢氧同位素表明,成矿流体介质水以大气降水为主,混有岩浆水。
(2)海相火山岩型铅锌矿床
该类矿床分布于优地槽造山带中,赋存于细碧角斑岩建造或流纹岩-玄武岩建造火山沉积岩系中。赋矿围岩为石英角斑质凝灰岩、流纹质凝灰岩、细碧岩、绿泥片岩与大理岩接触带的火山碎屑岩或大理岩。这类矿床常形成于不同的地质环境中,就我国北部祁连海相火山岩型铜、多金属矿床来看,可以分为Cu-Fe型(红沟型)、Cu-Zn型(蛇绿岩型)和Cu-Pb-Zn型(白银厂型)(夏林圻等,1991;孙海田等,1993)。Cu-Fe型矿床形成于弧间或弧后盆地环境,赋矿岩石为细碧岩;Cu-Zn型矿床形成于大洋拉张环境,赋矿岩石为蛇绿岩套上部枕状细碧岩与变玄武质凝灰岩和炭质板岩、片岩过渡层位中;Cu-Pb-Zn型矿床形成于优地槽发育早期裂谷岛弧环境,与中心式中酸性火山喷发活动有关,赋矿岩石为石英角斑质凝灰岩。矿体呈似层状、透镜状,成群产出。矿体与围岩产状一致。单个矿体长几十至上千米,斜深几十至几百米,厚几米至数十米。矿石品位中至富,常与Cu共生,富含金和银,w(Pb)/w(Zn)比值(对Pb-Zn建造矿床)(1∶15)~(1∶3),规模大-中型。
矿石矿物以黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等为主,脉石矿物以石英、绢云母、绿泥石、重晶石、方解石等为主,具有块状、浸染状、条带状、细脉状、角砾状等构造和结晶粒状、交代结构。根据矿石金属元素组合特征,可分为Cu建造、Cu-Zn建造(如辽宁红透山、新疆阿舍勒)、Cu-Pb-Zn建造(如甘肃小铁山、四川呷村)和Pb-Zn建造(如青海锡铁山,图4-7、新疆可可塔勒);它们常共生在一个矿田中或一个成矿带中,构成一个完整的成矿系列。
围岩蚀变强烈,有硅化、绢云母化、绿泥石化、重晶石化等。有的矿床蚀变分带和矿化分带不明显,只是在矿体垂直方向上向深部Cu含量有增加趋势。有的矿床下部为筒状硅化、绢云母化蚀变带,伴有脉状和细脉浸染状矿化,上部为似层状硅化、重晶石化、方解石化蚀变带,伴有似层状、透镜状块状硫化物矿体。
矿石硫同位素组成为0~+8‰左右,呈塔式分布,峰值在4‰~5‰。矿石铅同位素组成变化范围小,以正常铅为主,也有放射性铅。这可能表明成矿金属物质主要来源于海底火山岩。矿石矿物流体包裹体氢氧同位素组成表明,成矿流体的介质水以海水为主,混有岩浆水。
3与热(卤)水活动有关的铅锌矿床
这一类矿床被称为层控矿床,也有人称之为沉积或沉积改造矿床。郭文魁等(1987)将其视为广义的热液矿床,称之为层控(层状)-热液矿床。该类矿床兼有同生和后生特征,受一定层位、特定岩相和岩性、构造等综合因素控制,与岩浆活动关系不密切,是成矿物质多来源、多成因的矿床。
这类矿床是世界上铅锌的主要来源之一。由于对其涵义理解不一,不同研究者统计的铅锌矿储量出入较大。据乌尔夫1976年统计,世界铅锌矿总储量的55%集中在该类矿床中。据ВАБерваго1975年统计,世界铅锌矿总储量的35%集中在该类矿床中。在我国,该类矿床分布广,数量多,其中有大中型铅锌矿床50 处,如四川天宝山和大梁子,云南金顶,江苏栖霞山,湖南董家河、白云铺和后江桥,广东凡口,广西北山,辽宁青城子,甘肃厂坝、毕家山、李家沟和邓家山等。它们累计保有储量为:Pb 11180 万吨,Zn 33967万吨,分别占全国大中型矿床总保有储量的473%和461%。其中,前震旦纪铅锌矿床占34%和21%,早古生代铅锌矿床占110%和81%,晚古生代铅锌矿床占224%和210%,中 新生代铅锌矿床占105%和149%,其重要性不言而喻。
图4-7 锡铁山矿床S5勘探线地质剖面图
根据赋矿围岩性质,我国该类铅锌矿床可分为碳酸盐岩型、细碎屑岩型和砂砾岩型3类。
(1)碳酸盐岩型铅锌矿床
矿床产于古隆起边缘坳陷带中或地台的显生宙坳陷边缘,赋矿岩性为浅海相碳酸盐岩,尤其是富含有机质、泥质的生物泥晶灰岩和白云岩,有时又可分为白云岩型和灰岩型,受同生古断裂和区域性褶皱、断裂,层间错动控制。矿体呈层状、似层状和透镜状,数量众多,多层产出,上下叠置,常与地层产状一致,少数矿体呈脉状和囊状,截切地层。矿体与围岩界线清晰,沿走向和倾向有分支复合、尖灭再现现象。单个矿体长数十至千余米,有的达数千米,延深几十至几百米,厚几米至几十米。矿石品位变化大,贫富均有,贫者(如湖南董家河)Pb+Zn在2%左右,富者(如广东凡口)Pb+Zn在10%以上;w(Pb)/w(Zn)比一般为(1∶2)~(1∶5)。
(2)细碎屑岩型铅锌矿床
矿床产于古隆起边缘坳陷带中,赋矿地层为一套浅海相碎屑-粘土-碳酸盐相浅变质岩系,主要是炭质板岩、炭质千枚岩、灰岩、石英岩和黑云石英片岩等组成的互层带,其中有时夹变质火山岩(钙质绿泥片岩和斜长角闪岩)。矿体主要赋存于炭质板岩和灰岩互层带中,呈层状、似层状和透镜状,具有多层性,沿走向常有分支复合、尖灭再现现象,与围岩产状一致。单个矿体长几十至几千米,斜深几十至几百米,厚几~几十米。矿石品位中等,常与铜共生,Pb+Zn在5%左右,w(Pb)/w(Zn)比为(1∶15)~(1∶5)。
(3)砂砾岩型铅锌矿床
矿床产于陆相断陷盆地的河流相地层中,受层间断裂控制,如云南金顶(图4-8);也产于海盆边缘滨海相或海陆交互相地层中,在区域海侵底部不整合面之上,如湖南保安。因此,它们又可分两类:一类是陆相砂砾岩型,与陆相砂岩铜矿类似;另一类是滨海相砂砾岩型,常以铅为主。矿体呈层状、似层状和透镜状,成群产出,与围岩地层产状一致。单个矿体长几十至上千米,斜深几十至上千米,厚1至几十米。矿石品位中-富,Pb+Zn在4%以上,w(Pb)/w(Zn)比为(1∶12)至(1∶2);但是,保安矿床以铅为主,品位中等,w(Pb)/w(Zn)比为(15∶1)至(4∶1)。
图4-8 金顶矿床北厂矿段12勘探线剖面图
该类铅锌矿床的矿石矿物成分简单,主要有方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等,细碎屑岩型矿石常有黄铜矿和磁黄铁矿等;主要脉石矿物为石英、白云石、方解石、重晶石,有时还有绢云母、绿泥石、天青石、沥青等。矿石具有条带状、条纹状、纹层状、块状、浸染状、瘤状、脉状、角砾状等构造,常见草莓状、团粒状、环带状、变胶状、结晶粒状、交代和碎裂等结构,既有同生的特点,又有后期改造或再造的特点,后期改造越强烈,矿石结构和构造越复杂。
围岩蚀变弱,碳酸盐岩型有白云石化、方解石化和黄铁矿化等,碎屑岩型有硅化、绢云母化、碳酸盐化、绿泥石化等,有时有天青石化、重晶石化、石膏化等。围岩蚀变分带和矿化分带不明显。有的矿床,如广东凡口,在垂直方向上部富Pb、Zn,下部富黄铁矿;在水平方向上,沿走向铅锌矿体过渡为黄铁矿体。
矿石硫同位素组成变化大。白云岩型、细碎屑岩和浅海相砂砾岩型铅锌矿以正值为主,变化在+5‰~+30‰之间;陆相砂砾岩型铅锌矿以负值为主,变化在-1‰~-30‰之间;灰岩型铅锌矿变化更宽,在-26‰~+26‰。矿石铅同位素组成比较稳定,以正常铅为主,也有异常铅。这说明该类矿床成矿物质来源是复杂的,既有下部地层来源,也有海水来源,成矿是多阶段的。矿石矿物流体包裹体氢氧同位素组成表明,成矿流体介质水主要来自大气降水或循环海水。
4与沉积变质作用有关的铅锌矿床
沉积变质型铅锌矿床是指成矿作用以沉积的方式为主,包括火山喷气(流)沉积或热水沉积作用等,在后期又遭受了区域变质作用而成的矿床。成矿的地质构造环境大多为裂谷。容矿围岩为变质砂岩、变质砾岩、石英岩、千枚岩、板岩、片岩、白云岩和大理岩等,其变质程度大致相当于绿片岩相或低角闪岩相。矿体呈层状、似层状或透镜状产出,和围岩产状完全一致,同步褶曲。矿石矿物主要为黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿和磁黄铁矿,次为磁铁矿、辉铜矿、毒砂等。脉石矿物主有石英、方解石、白云石和绢云母等。矿石结构以致密块状为主,也有条带状、层纹状和浸染状。
这类矿床主要分布于华北地台北缘阿拉善台隆和内蒙古地轴的狼山-渣尔泰地区中元古代渣尔泰群变质碎屑岩中。矿床实例有内蒙古霍各乞、炭窑口、东升庙和甲生盘等,均属大型,河北北部的中元古代高板河铅锌矿床也属此类。成矿时代除元古宙外,还有加里东期(如四川李伍和福建水吉)和海西期(陕西银洞子)。它们累计保有储量为:铅 1963万吨,锌 8488万吨,分别占全国铅锌总保有储量的39%和79%。
矿石硫同位素组成(δ34S)多为正值,变化范围较大,介于+36‰~+385‰之间,说明硫主要来源于沉积时期的海水硫酸盐。铅同位素数据点在BRDoe的铅同位素构造环境图上,落在地幔演化线近侧,表明成矿元素铅可能属幔源。矿石矿物流体包裹体测温结果,东升庙为450℃左右,炭窑口300℃左右,霍各乞150~325℃,甲生盘130~245℃,推测是由于不同矿床位于距离海底火山活动中心的远近差异所致。
5与表生氧化作用有关的铅锌矿床
该类矿床是由原生铅锌矿床或铅锌矿化岩层,经表生风化淋滤作用而再次富集形成的表生矿床,也包括具工业意义的古人采冶铅锌矿时的尾矿、炉渣和废矿石堆。它们主要分布在我国华南和西南,与亚热带温湿气候和局部切割地形有关,多数为残积和坡积矿床,少数为冲积矿床。残坡积型铅锌矿床的成矿地质特征各异,大多为风化淋滤矿床(氧化矿帽),也有古尾矿和炉渣堆,还有喀斯特漏斗堆积(如四川纳交系)等。冲积矿床常为砂铅矿床。该类矿床大多为小型和矿点,仅有5处达到中型规模,它们是四川纳交系、贵州榨子厂、云南澜沧老厂、个旧和矿山厂,累计保有储量为:Pb 1282万吨,Zn 3145万吨,分别占全国大中型铅锌矿床总保有储量的05%和04%。
该类矿床产于第四纪浮土层底部,基岩面之上。一般上部为红土层,中部为褐土层,下部为黑土层(即矿层)。矿层下部可能存在有原生铅锌矿体,也可能没有原生铅锌矿体。矿体呈层状、似层状,面型分布,或者分布在喀斯特溶洞中,呈漏斗状。矿体产状受基岩面形态或喀斯特溶洞形态控制。矿体长宽数十至千余米,厚1m至数十米。矿石矿物简单,主要为白铅矿、铅矾、菱锌矿、异极矿等,脉石矿物为碳酸盐矿物、粘土等。矿石呈土状、松散状、结核状、团块状、砂砾状等,通常富铅贫锌,品位变化大,Pb在1%~40%之间,有时伴有钨、锡砂矿。有的矿床,如四川纳交系,以锌为主,Zn变化在1%~30%之间。
一、区域成矿地质背景
该矿床成矿系列分布范围主要为广西靖西、大新、那坡县及天等、德保县的部分地区。其大地构造位置处于华南微板块(Ⅰ级)的西南缘,属华南陆缘构造区(Ⅱ级)的右江海西-印支期裂陷海(Ⅲ级),四级构造单元跨桂西断陷与靖西断隆。加里东期该区属桂中-桂东边缘海(Ⅲ级)的西延部分,志留纪末的广西运动使桂中-桂东边缘海闭合,褶皱隆升,形成统一的中国南方板块。
右江裂谷从早泥盆世开始发育。泥盆纪初期,随着古特提斯洋沿金沙江-红河断裂带的扩张,右江地区出现强烈的北西向及北东向同生断裂的拉张或走滑拉张裂陷活动,受其影响形成了一系列裂陷海盆。桂西南地区为右江裂谷盆地的一部分,属于受(广南)-那坡-龙州深断裂带及下雷-灵马深断裂带控制形成的广南-龙州裂陷海盆的一部分,即那坡-龙州裂陷槽。
地壳拉张活动从早泥盆世初期开始,但并不强烈。随后在早泥盆世早、中期发生海侵,该区由滨岸陆源碎屑沉积演变为潮下带-半局限盆地沉积;到早泥盆世晚期(塘丁期)-中泥盆世早期(纳标期)为泥盆纪第一次地壳剧烈拉张期,随着同沉积断裂活动的增强,出现海底火山活动,海侵扩大,海盆分异明显,该区沉积相也由近滨相带分异演变为开阔台地相带、台地边缘相带、台沟相带及海槽边缘相带;晚泥盆世早期为泥盆纪构造活动最强烈的时期,地壳剧烈拉张裂陷,火山活动强烈,海侵最大,沉积相分异也十分显著,形成沟台交错的格局,由于北东向下雷同沉积断裂的再次活动,导致北东向下雷台沟形成,而那坡一带仍保持台沟沉积环境,大新—天等一带为开阔台地-半局限台地环境,总体上该区有台沟相带、台地前缘斜坡相带、半局限台地相带及台地边缘相带等多种沉积相带发育;晚泥盆世晚期,基本保持了晚泥盆世早期的沉积环境,但已开始发生海退,海水变浅,沉积了泥质条带灰岩及扁豆灰岩,在台沟内属深水还原环境,发育了硅质岩-灰岩-泥质硅质岩组合及碳酸锰矿层。
石炭纪和早二叠世,地壳总体稳定,对泥盆纪沉积有明显的继承性,主要为开阔台地相沉积,碳酸盐岩建造发育,但台沟中仍有少量硅质岩形成;早二叠世末的东吴运动导致地壳再次大规模张裂,至三叠纪早、中期处于盆地最大拉张期,海侵扩大,盆地加深,发育了一套以砂页岩为主的浊流沉积,由台地演变为广海型槽盆环境。
区内出露地层有寒武系、上古生界、下、中三叠统及新生界(图4-11),赋矿围岩主要有上泥盆统五指山组硅质岩、扁豆状、条带状灰岩及泥质岩组合(下雷锰矿),以及下泥盆统益兰组泥岩夹粉砂岩、泥质粉砂岩(弄华黄铁矿重晶石矿),次有中泥盆统碎屑岩、碳酸盐岩及硅质岩组合(大新铅锌矿)、上泥盆统榴江组硅质岩及硅质页岩(把荷、岜隆磷矿)、下泥盆统塘丁组泥硅质灰岩、白云质灰岩、泥岩夹燧石条带,还有下三叠统北泗组含锰硅质泥灰岩。
区内岩浆活动主要表现为火山岩的发育,并与地壳的剧烈拉张及裂谷构造活动密切相关。在该区以中泥盆世晚期至晚泥盆世早期的火山岩较发育,如在龙州科甲、板孟、武德等地中泥盆统东岗岭组及上泥盆统底部有玄武玢岩、粗面斑岩及火山碎屑岩产出,而在靖西安德、那坡坡荷一带的五指山组底部有细碧岩、角斑岩夹凝灰岩产出。此外在靖西、那坡、龙州、德保等地还有早石炭世、二叠纪及三叠纪基性、酸性火山岩分布。区内侵入岩总体不发育(图4-11),除有加里东期钦甲花岗岩岩株外,主要为海西及印支期的基性侵入岩,如靖西湖润北东的下卜黑云二辉橄榄岩-辉长辉绿岩即为印支期侵入岩,那坡一带有印支期辉绿岩岩墙产出,下雷锰矿区有印支-燕山期辉绿岩岩枝、岩脉产出。
图4-11 桂西南地区晚古生代—中三叠世热水沉积型矿产地质略图
二、矿床成矿系列主要地质特征
本矿床成矿系列由5个矿床式(下雷式、东平式、岜隆式、长屯式、弄华式)组成,主要矿床分布见图4-11,各矿床式主要地质特征如表4-5所示。
1)该矿床成矿系列最明显的特征是锰矿化的发育,矿床多、规模大,包括了我国最大的锰矿———下雷超大型锰矿床。锰矿化除主要为下雷式锰矿床外,还有东平式锰矿。此外,该矿床成矿系列以弄华式黄铁矿-重晶石矿化较发育,其重晶石矿床规模可达大型,如弄华矿床,黄铁矿达中、小型。其余矿床式的矿化不发育,长屯式铅锌矿床仅为小型规模,而岜隆式磷矿实际上难以单独成一矿床式,因其原生磷矿化的品位较低,一般仅为矿点,只是经过次生淋滤富集后可形成小型的磷矿床。
2)矿床成矿系列的另一重要特征是其沉积环境主要为下雷台沟,它控制了下雷式锰矿及岜隆式磷矿的沉积;而东平式锰矿则为浅海陆棚环境;至于弄华式矿床由于其成矿时代为早泥盆世益兰期,海侵刚刚开始,因此为潮下带-半局限盆地环境;至中泥盆式四排期,海水加深,这时有长屯式铅锌矿形成,其沉积环境已变为滨岸相区-开阔台地相带。相应其赋矿围岩特征也很明显,在台沟相中主要为硅质岩、灰岩、泥岩组合,东平式锰矿为灰岩、泥质灰岩、泥灰岩与硅质岩组合,长屯式铅锌矿的围岩主要为砂页岩及碎裂状灰岩,而弄华式矿床矿体的底板为泥岩,顶板为白云岩。
表4-5 桂西南地区泥盆纪-早三叠世热水沉积型锰、重晶石、黄铁矿、铅、锌、磷矿床成矿系列各矿床式特征简表
3)矿体形态与一般热水沉积矿床相同,主要为层状、似层状或透镜状、扁豆状,仅少数矿区有小的脉状矿体产出,其规模很小,同时如长屯式矿床的脉状矿体是产于似层状矿体底盘的围岩寒武系中,并未穿过中泥盆统层位,也未穿切似层状矿体,在矿区内既有脉状矿体与层状矿体分别产出者(如巴落山矿段),也有二者共存、脉状矿体产于层状矿体下盘围岩中者(如出银山、柏绿山矿段),基于这种似层状矿体在上部层位、脉状矿体产于下部层位的产状特征,可以认为,似层状矿体正好反映了热水沉积成矿作用中喷口以上的热水化学沉积体系,是产于水-岩界面之上水体中的主要矿体,而脉状矿体反映了喷流口以下的成矿补给体系,相当于水-岩界面之下的矿体。矿体的这种产出特征与涂光炽先生(1987)所指出的热水沉积矿床矿体的产出特征是相同的。
4)各矿床式的矿物成分明显不同,其矿石矿物均反映出各自的矿化类型及特征。下雷式及东平式锰矿床以发育含锰碳酸盐矿物为共同特征,主要有菱锰矿、钙菱锰矿、镁菱锰矿、锰方解石等,少量褐锰矿、赤铁矿、磁铁矿及炭质,在下雷式锰矿中还以发育较多含锰硅酸盐矿物与东平式锰矿明显不同,如蔷薇辉石、锰铁叶蛇纹石及锰帘石、锰辉石、红帘石、锰橄榄石、锰石榴子石等;岜隆式磷矿的矿物成分主要为胶磷矿、细晶磷灰石及碳磷灰石;长屯式铅锌矿则主要为闪锌矿、方铅矿;弄华式矿床的矿物成分主要为重晶石、黄铁矿。脉石矿物在各矿床式大致相似,主要为石英、方解石,在锰矿床中还有绿泥石及黏土矿物,而在下雷式锰矿床中更有阳起石、石榴子石、钾长石、黑云母等反映热液成因的脉石矿物。矿石结构构造有共性,粒度细,均具细、微粒结构,在构造上大多发育条带状、纹层状、浸染状或胶状构造。在下雷式锰矿中更发育豆状、鲕状构造,据曾友寅(1989)及作者研究,其豆粒、鲕粒是由菱锰矿、蔷薇辉石、黑云母、锰铁叶蛇纹石、绿泥石、石榴子石等热液矿物组成的,并据此推测锰质豆粒、鲕粒形成于海底热液喷流口及其附近热水流动带。这些矿石结构特征同样反映出矿床的热水沉积成矿特征。
5)各矿床式的围岩蚀变均较弱,主要蚀变类型为硅化、碳酸盐化、黄铁矿化,在下雷式锰矿床中还常见蔷薇辉石化、菱锰矿化,弄华式矿床还有重晶石化,在长屯式矿床中硅化、绿泥石化主要见于矿体和底板围岩中,表现出“底蚀构造”特征。
6)区内热水沉积岩主要为硅质岩,见于下雷式、东平式及岜隆式矿床中,另在下雷矿区见有阳起石、锰石榴子石,茶屯矿区见有阳起石、透闪石“角岩”(黄金水等,1996),下雷式锰矿中的这些矽卡岩矿物或角岩在局部可能形成了层状矽卡岩,而这种层状矽卡岩或“角岩”推测也为热水沉积成因。至于下雷式锰矿中的锰质岩,弄华式矿床中的重晶石岩、黄铁矿石,既可是矿石,也可看成是一种热水沉积岩。长屯式铅锌矿床与区内大多数热水沉积铅锌矿床一样,未见硅质岩,但赋矿围岩中发育白云岩,并推测部分白云岩为热水沉积岩(见第六章第五节),因此推测长屯矿区含矿岩系中的白云岩以及弄华式矿床中矿体顶板的白云岩也与桂中-桂北地区的北山式、泗顶式及盘龙式矿床中的白云岩相似,可能为一种热水沉积岩。
三、成矿作用及成矿模式
1)前已述及本矿床成矿系列所处构造环境为右江海西-印支期裂谷盆地,那坡-龙州裂陷槽为右江裂谷盆地的一部分,并且,(广南)-那坡-龙州及下雷-灵马两条区域性同沉积断裂带控制了那坡-龙州裂陷槽的形成演化。右江裂谷盆地发展演化是从早泥盆世开始至中三叠世结束,即裂谷从早泥盆世开始发育,石炭纪时基本形成,早、中三叠世达盆地最大拉张期,中三叠世末裂谷封闭。在裂谷盆地发展演化过程中,随着地壳拉张的剧烈与缓和的交替进行,同沉积构造多次活动,导致含矿热水多次上涌,从而形成了区内多个层位产出的矿床及同一矿区中的多层矿体。因此,随着每一次拉张活动的增强都有相应的矿床形成,即从早泥盆世益兰期至早三叠世本区有弄华式、长屯式、岜隆式、下雷式及东平式等矿床的形成。根据上述分析可知,桂西南地区泥盆纪—早三叠世的锰、重晶石、黄铁矿、铅锌及磷矿为受右江裂谷构造的形成演化及那坡-龙州、下雷-灵马区域性同沉积断裂带活动控制、与热水沉积成矿作用有关的矿床成矿系列,称为“桂西南地区泥盆纪—早三叠世热水沉积型锰、重晶石、黄铁矿、铅、锌、磷矿床成矿系列”。其成矿模式如图4-12所示。
图4-12 桂西南地区泥盆纪—早三叠世热水沉积型锰铅锌重晶石黄铁矿矿床成矿系列成矿模式图
2)早泥盆世早中期(益兰期),地壳拉张裂陷有所增强,靖西弄华一带处于桂西古陆边缘,由于古隆起边缘拉张作用较强,在古隆起边缘斜坡地带会形成一些次级隆起和凹陷,而古隆起边缘的同沉积拉张断裂活动也相对较强,因而有利于深部热水的上涌。同时,当时沉积环境已变为潮下带-半局限盆地,处于碎屑岩相向碳酸盐相过渡地带,并逐步成为还原环境,是地球化学环境转换带,因而有利于硫化物的沉淀富集,因此,在次级凹陷的下部首先沉积了黄铁矿层。随着沉积物的加厚,当沉积界面处于氧化-还原过渡环境时,在黄铁矿层的上部又开始有重晶石的沉积富集,从而形成了黄铁矿层为下部层位,重晶石矿在上部层位,或重晶石矿体直接产于黄铁矿层上部的产出特征。此即弄华式矿床,其重晶石矿床可达大型规模。
3)早泥盆世塘丁期—中泥盆世早期为泥盆纪第一次剧烈拉张期。塘丁期开始,在德保、靖西一带已由陆表海变为海槽边缘环境,处于近碳酸盐台地一侧,这时,海水加深,浮游生物繁盛,同时,地壳深部热水上涌也带来部分磷质进入海槽边缘与碳酸盐台地过渡地带,与钙质结合形成胶磷矿,由于构造活动频繁,加之当时磷质来源有限,因此仅能形成一些条纹状磷矿化,未能形成工业矿体,其含磷岩石组合为泥质-硅质灰岩、白云质灰岩、黑色泥岩夹燧石条带,此即岜隆式磷矿在塘丁期的矿化。到中泥盆世早期,大新一带处于开阔台地相带,这时有长屯式铅锌矿形成,矿体主要呈似层状、透镜状产于中泥盆统四排组中,次有陡倾斜细脉状矿体产于底板围岩及寒武系中。长屯式铅锌矿的成矿与所处局部构造环境有关,在断裂活动过程中,该区地壳拉张性相对较弱,因而使热水成矿作用强度也较弱,仅有小型矿床形成,更有部分热水在沿同沉积断裂上升途中,未能到达盆地底部,而沿基底寒武系中的裂隙充填交代,形成了一些莲藕状、细脉状矿体,从而形成了长屯式铅锌矿床中似层状与脉状矿体共存,但似层状矿体在上,产于中泥盆统四排组中,陡倾脉状矿体在下,产于寒武系断裂裂隙中,两种矿体矿石成分相同又无互相穿插现象的特征。据此认为长屯式矿床的似层状、透镜状矿体与陡倾脉状矿体在成因上是密切相关的,如前所述,两种矿体均与深部含矿热水有关,只是含矿热水富集成矿的部位不同,从而形成了形状不同,并产于不同层位中的矿体,因此,矿区中两种矿体都属热水沉积成因。
4)到晚泥盆世早期,为盆地剧烈拉张期,北东向下雷-灵马同沉积断裂带的再次活动,导致下雷台沟形成及基性火山岩的喷发和一些基性岩脉的侵入。这时右江盆地的热水成矿作用也较强烈,但主要在盆地北部的丹池一带,桂西南地区这时仅有榴江组中或融县组中弱的锰矿化(如土湖、上映),以及岜隆式磷矿的形成,后者矿化强度也较弱,仅有条纹状磷矿产于硅质灰岩和泥岩中,而无原生工业矿体形成。本区的锰矿成矿作用主要在晚泥盆世五指山期的早阶段,虽然这时地壳拉张及断裂活动有所减弱,但那坡台沟(那坡坡荷、靖西安德)中于五指山组底部有基性火山岩及下雷台沟中基性岩脉产出表明,桂西南地区在晚泥盆世五指山期早阶段基本继承了晚泥盆世早期的构造活动特征,断裂活动仍较强,断裂穿切地壳深度较大,有利于深部锰质随深部热水沿同生断裂上升至海底成矿。产于上泥盆统五指山组第二段中的下雷式锰矿即在这时形成。下雷-灵马同沉积断裂带的活动,下雷台沟的形成,基性火山岩及岩脉的发育反映出的高古地热场环境等特征表明,桂西南地区在晚泥盆世五指山期的早阶段时的成矿环境十分有利。虽然此时发生海退,但下雷台沟处于广西海域南端,海退影响不大,从矿石中含黄铁矿及有机碳质说明下雷台沟当时处于半封闭的深水低能还原环境,有利于锰的沉淀,并形成了下雷、湖润、龙邦等下雷式锰矿床。该类矿床的热水沉积成矿特征极为明显:①矿体呈层状产出,产状与围岩一致,一般为3层矿,具明显的沉积特征,矿石具微、细粒结构及特征的豆状、鲕状、条带状和纹层状构造,矿石中的矿物成分除含锰碳酸盐系列矿物外,还含蔷薇辉石、锰铁叶蛇纹石、阳起石、锰帘石、石榴子石、钾长石、磁铁矿及赤铁矿等热液矿物,且其豆鲕粒也由这些热液矿物组成,这些均表现出明显的热水沉积成矿的特征;②前已述及(第三章第九节)下雷锰矿具明显的矿化分带特征,内带,锰矿层由碳酸锰、硅酸锰、硅酸盐及氧化物等系列热液矿物组成,豆鲕粒、团块、团粒发育,锰矿层厚度大,含锰较高,为热水沉积成矿活动中心地带的特征,往外过渡至外带,温度降低,热液矿物减少至消失,锰矿层厚度小至尖灭;③锰矿层中热水沉积硅质岩发育,局部还有热水沉积的层状矽卡岩(如茶屯)、而碳酸锰-硅酸锰矿石本身也可看成是热水沉积的锰质岩,对下雷及茶屯矿区硅质岩的常量元素、微量元素、稀土元素、硅氧同位素地球化学研究表明(详见第五章),该区硅质岩主要为热水沉积产物;④据Crerar等(1982)的研究,热水沉积物中相对富Cu、Ni而贫Co,Co/Ni小于1。该区下雷、茶屯矿区硅质岩、蔷薇辉石岩中的Co/Ni比值为020~067,均小于1,而矿区锰矿层的Co/Ni比值除湖润Ⅰ矿层的Co/Ni比值为166,大于1外,其余下雷矿区各矿层及湖润矿区Ⅱ矿层的Co/Ni比值均小于1,为033~09,也反映出成矿作用具明显的热水沉积成矿作用特征;⑤碳酸锰矿石的碳同位素δ13C为-283~-1429,平均为-706(曾友寅,1994),锰矿石中豆鲕粒的δ13C为-778~-623(曾友寅,1989),这与现代洋底热泉水中溶解碳的同位素值(δ13C为-5~-8,StakeandO'Neil,1982)相近,也与源于地幔岩浆成因碳酸岩的δ13C值(-47~-80,平均-635;薛友智等,1994)相近,表明了碳的深部热水来源,反映出该区锰矿床的深部热水沉积特征。
5)石炭纪—早二叠世,右江盆地处于相对平静阶段,因此热水沉积成矿活动也很少见及。早二叠世末的东吴运动后,地壳又发生大规模张裂,早、中三叠世,达到盆地最大拉张期,海侵扩大,海平面上升,海水由东向西加深,右江盆地发育了台地相、浅海陆棚相及槽盆相沉积,在浅海陆棚环境的东平一带于早三叠世形成了东平式锰矿。作者认为东平式锰矿也为热水沉积型矿床:①矿床位于下雷-(东平)-灵马断裂带附近的北西侧,桂西南地区在早三叠世早期有基性火山岩喷发,在东平矿区下三叠统中见有角砾状灰岩(吴应林等,1994;古锦婵,1982),表明区内早三叠世期间同沉积断裂的再次活动,而锰矿成矿可能直接受到了下雷-灵马区域性同沉积断裂带及有关次级断裂的控制;②从沉积环境看,东平矿区处于台地相向陆棚相过渡的浅海陆棚边缘,水体较深,处于相对封闭的还原条件,较有利于含锰碳酸盐矿物的沉积;③桂西南地区及矿区下三叠统中都有基性火山岩产出,反映出成矿时具高的地热场环境,表明成矿同样受到了右江盆地内自晚二叠世以来的区域性地幔热事件的影响,为热水成矿作用提供了热动力;④热水为锰矿成矿提供了主要的锰质来源,一方面热水从深部直接带来,其锰质可能主要与基性岩浆有关,另一方面也与热水对流循环中对基底地层特别是基性火山岩中Mn的萃取淋滤有关,据吴应林等(1994)的研究认为:海水中的pH值随温度的升高而急剧下降。常温下海水中的pH值为8左右,350℃时pH值为4~5,500℃时pH降至2,而锰的活化温度区间正是400~500℃之间。这种高温强酸的热水能把锰从岩层中大量萃取淋滤出来。滇东南地区,热水携带的锰可能主要来自热水对二叠纪峨眉山玄武岩和中三叠统个旧灰岩(平均含MnO01%)的萃取淋滤。桂西地区则可能主要来自热水对下三叠统火山岩的萃取淋滤。由于滇东地区矿源层厚度大,分布广,远非桂西地区所能及,因此认为,这很可能是滇东南多富锰矿,而桂西地区的原生锰矿石多为贫矿的原因之一。作者也同意这种分析。由于二价锰主要在弱碱性(pH为73~84)环境沉淀,pH为78是二价锰矿物大量沉淀的界线,因此,当含锰的高温强酸热水沿同生断裂上升至海底与偏碱性的海水相遇后,因温压的降低和pH值的变化,Mn2+就会析出并发生沉淀而形成含锰的碳酸盐矿物;⑤矿区中矿体呈层状产出,产状与围岩一致,矿石具微粒结构。微层状、纹层状、条带状构造,含矿层下部有硅质岩产出,这些也显示了矿床具热水沉积成矿作用的特征。
金田黄
产自印度尼西亚爪洼岛的太阳溪,由于这种石头在未经加工时,看上去很像是肥皂,被称为“肥皂石”。 由于是从800米长的溪水和泥沙中挖捡而出,也称太阳石、太阳仔冻石,田黄精石,金田黄冻。
“金田黄”是含镁和锰较多的方解石,学名是“镁锰方解石”或者“镁菱锰矿”,“金田黄”颜色艳丽,有红色、橙色或者**等不同色调,而“金田黄”的红色、橙色或者**正是来源于方解石中所含的锰了。
“金田黄”属于方解石;其化学成份钙111 锰089 (CO 3)2,主要成份为碳酸钙,由较高纯度碳酸钙,氧化硅等无机化合物组合而成;摩氏硬度35-45,易雕刻,一般温度下不干不裂。一般为玻璃光泽,断口为油脂光泽,其摩氏硬度为35~45,比重为29~30。
由于没有赏玩石头的传统,这种石头在当地并没有受到任何特殊的待遇。直到2000年前后,这种石头进入中国台湾,被加工成艺术品进行收藏,它的名字也相应改成了“太阳石”。2005年这种石头被台商带到大陆,开始在少量藏石爱好者之间流传,名字也改为现在的“金田黄”。在此过程中,这种石头的价格开始逐级上行。而从2008年开始,中国金田黄市场逐渐形成,金田黄原石及其制品的价格,也进入了加速上冲阶段。
“金田黄”在市场上通常被称为“印尼金田黄”或者“台湾金田黄”。该石种产于印度尼西亚一个不太知名的地方——“太阳溪”,所以当地又称之为“太阳石”或者“肥皂石”,质地优良,也有山产的“山料”和河中采掘的“水洗料”之分。据商家说,其产量也很稀少。市面上通常见到的“金田黄”原料多为团块状、结核状,有的带有共生的“石皮”,透明度较高。上等“金田黄”比寿山石中品质较好的“冻石”的级别还要高。其金黄、橙红、粉红等颜色非常有特征,也很好看,且与产于中国福建地区的顶级名石——寿山田黄非常接近,所以有商家称之为“印尼金田黄”。由于“金田黄”最早进入的市场是中国的台湾地区,也是最早由台湾商人带入福建地区销售的,因此也有“台湾金田黄”的说法。金田黄 金田黄
“金田黄”在本世纪初登陆台湾时,并没有引起藏家的特别兴趣,也没有什么大的轰动。但是,近两年来“金田黄”再次进入福建地区后,身价便陡然暴涨:在印尼当地,台湾商人的原料采购价格已从一公斤原石3000元台币涨到3万元台币(约合人民币6000多元),涨幅约是10倍,而且这一价格仍在不断攀升;福建地区一方石印从原来的1万元到几万元,一下就涨到了十几万元,甚至几十万元。不少商家甚至认为,优质“金田黄”的价格已经超越了黄金。有媒体近日还称:“在台湾,金田黄的行情价是500元/克,比黄金还要贵。即便如此,金田黄的身价现在仅为田黄的1/3。”于是,很多商家都在期待,“大陆市场目前还没有真正认识到它的价值,后市应该还有很大的上升空间”,所以放言鼓励藏家:“现在是最好的投资和收藏时机。”甚至有媒体报道厦门玉石市场时用了“震荡连连,金田黄想做下一个黄龙玉”的标题,认为“金田黄”也应该像黄龙玉一样,可能还有几万倍的涨幅。
称“金田黄”名不正且言不顺
尽管详细的矿物学报告还未出台,但根据矿物学家的肉眼鉴定和已有的一些介绍资料,我们仍然可以弄清楚“金田黄”的材料本质。
“金田黄”是含镁和锰较多的方解石,学名是“镁锰方解石”或者“镁菱锰矿”,英文名为Kutnahorite,也可翻译为“锰白云石”。“金田黄”颜色艳丽,有红色、橙色或者**等不同色调,属于艳色方解石的集合体。我们知道,纯的碳酸钙就是方解石或者文石,含镁多时就多了白云石的成分了,含锰多时就多了菱锰矿的成分了。所以,虽然“金田黄”为方解石,但有较多的白云石成分和较多的菱锰矿成分。而“金田黄”的红色、橙色或者**正是来源于方解石中所含的锰了。
“金田黄”一般为玻璃光泽,断口为油脂光泽,具有不完全的板面解理和贝壳状断口。其摩氏硬度为35~45,比重为29~30。“金田黄”主要形成于外生作用条件下,产于近代海底沉积、黏土或石灰岩洞穴中,也可形成于内生作用,产于温泉沉积及火山岩的裂隙和气孔中。“金田黄”的材质在外表上酷似寿山田黄,但两者在折光率、硬度、透明度、质感等物理性质上却大相径庭。
孔子说:名不正则言不顺,言不顺则事不成。或许是寿山田黄太令国人着迷了,抑或目睹了寿山田黄近几年价格狂飙,于是商家便把这种外来的石头称为“金田黄”。这一名不正且言不顺的称呼现已让寿山田黄的粉丝及商家大为反感,也令很多国人懵懵懂懂。我想如果老外听了这个名字,可能更会莫名其妙。因此,这个“金田黄”也需要正名。
那么,应该怎么命名呢?目前,在政府机构没有下达约束性的、具备强制力的文件来对“金田黄”进行命名的情况下,用材料名+工艺名的二名法或是一个首选方案:工艺名或者可以就叫“金田黄”,但材料名必须是科学名,因此称之为“橙色方解石”或许是最恰当不过的了。这样,“金田黄(橙色方解石)”或许能够纠正市场对于这种漂亮石材的种种失之偏颇的理解。
硬度高于寿山田黄适合做印材
“金田黄”摩氏硬度为35~45,因此这种来自印度尼西亚的石头以其比寿山石、寿山田黄明显为高的硬度和不容易被指甲划伤的优点,理所当然地成了文人骚客的理想印材。
我们知道,寿山田黄是福建产寿山石中的优良石品,它与寿山石一样,主要也是由地开石、珍珠石和其他黏土矿物组成,硬度很低——摩氏硬度只有2~3,有可能为手指甲(指甲的摩氏硬度为20~25)、铜钥匙(铜钥匙的摩氏硬度为30)刻动。作为广义的玉石,寿山田黄一般只作为图章石和工艺美术雕刻石料。但是,不少商家在介绍“金田黄”时,都强调“金田黄”很软,如称其摩氏硬度在3以下或在3~35之间等。总之,为了和寿山田黄“攀亲”,基本把“金田黄”的硬度人为地界定为与寿山田黄相当。这就很容易让人误以为“金田黄”与寿山田黄在物理属性上区别不大。而实际情况是:作为方解石致密集合体的“金田黄”的摩氏硬度比方解石单晶体的硬度要高,为35~45。所以,行内的雕刻师对“金田黄”下刀后发现:作为雕刻石,“金田黄”与寿山田黄或“昌化田黄”相比,用起刀来还真有点儿难度。
此外,不少业内藏家(包括雕刻师)敏锐地捕捉到了“金田黄”显而易见的优点——上手后有细腻、润滑之感;看起来,还有与寿山田黄一样非常符合中国传统文化特色的高贵浓艳的橙**。
各色“田黄”你追我赶论高下
市场价值是检验艺术品优劣的重要标准之一,也往往最令人们关注,各色“田黄”固然也不例外。
翻翻寿山田黄在中国的历史,其价格或许会令人失望,因为这种稀有的石头在中国历史上竟一度不甚值钱,即使到了明代与皇权拉上了关系,它也大都被当做奇效的治病之粉。只是到了清代,特别是相传以“玉痴”和“石痴”而闻名天下的乾隆皇帝做了一个“福寿田”的黄石美梦之后,寿山田黄便从此一跃成为“印石之王”、“印石之冠”,身价陡然百倍,以至于被一些人称为“石帝”。显然,寿山田黄在清代的发迹要归功于乾隆皇帝那个著名的梦和他的“博爱”。
被奉为“印石之王”、“印石之冠”以及“石帝”后,寿山田黄便成了名副其实的“大款”:清代,“一两田黄一两金”;民国时期,“易金三倍”;今天,就不是“一两金”或“三倍金”的问题了,而是“一克田黄值千金”:寿山田黄价格一路上扬,优质者在收藏市场上的宣传价格竟然高达每克数万乃至数十万元,让不少石痴“望黄兴叹”。这还不算,近年来,从矿物组成、特征及成因都与寿山田黄相同或类似的“昌化田黄”的横空出世,又让藏家蒙了一头雾水。现在更热闹了,产自印度尼西亚的“金田黄”又来中国溜达,而且在硬度、质感、光泽、折光率、透明度等方面都可以和寿山田黄及“昌化田黄”一论高下,且报价一路上扬——今天的一方石印高达十几万元,甚至几十万元。
写到这里,我不禁感叹:300多年前的乾隆爷如果看到这个具有帝王专宠的**的“外来户”,又会作何感想呢?说不准,尽管这种**的石头并未承载丰富的中华文化,它也会像产自缅甸的翡翠一样,真正会令今天的中国藏家如痴如醉,让世人为之癫狂。
碳酸盐质玉石碳酸盐玉
化学成分 CaCO3结构 细粒状结构硬度 5碳酸盐玉外观图 碳酸盐玉外观图
象征意义 纯洁之石
颜色 白色
矿物成分 石英岩、白大理岩
光泽 玻璃光泽
碳酸盐玉:平川秀色雪域高原翠岗云海丹峰山茶碳酸盐质的玉石其主要矿物成分是方解石( CaCO3 )或白云石( CaMg(CO3)2 )。这类玉石的名称很多,主要是根据产地、颜色、花纹等的不同而命名:
“汉白玉”
纯白色,细腻均匀,最为著名的产地是北京房山周口店。有时用来仿白玉。也有人用粗粒的大理岩染绿后仿翡翠。
“云石”
产于云南大理,灰色、深灰色、深绿色、褐色的花纹衬托在白色的底色上,形成了中国山水画的效果。其白色部分是方解石,而暗色花纹中含有金云母、绿泥石、角闪石、黑云母、炭质。
“灵璧玉”
产于安徽灵璧的石灰岩。战国时代就已开发利用。其中有三个著名品种:红皖螺、灰皖螺、磬云石。前两种含有地质上称之为叠层石的化石,即蓝绿藻低等植物群体的遗迹。而磬云石是含有金属矿物和有机质的一种非常细腻的石灰岩,安徽省地质博物馆有一套磬云石做的磬。
“百鹤玉”
又称“百合玉”。产于湖北鹤峰距今43亿年的古老地层中,是一种含有海百合茎化石的石灰岩。其中,生物碎屑的形态有圆形、椭圆形、长条形或圆锥形,颜色有白色、红色、绿色、褐色。适宜制作金钱豹、梅花鹿等动物摆件或是香炉、宝塔、花瓶等仿古玉器。
"蜜蜡黄玉"
产于新疆哈密地区,是一种**的白云岩。其颜色来源于所含的氧化铁。 呈明显的蜡状光泽。
“木纹玉”
产于黄河沿岸,是一种木纹状的白云岩。其纹理由铁质渲染而成。最初用于桌面、茶几、装饰板材等,近年来多用于茶具、酒具、健身球等小件物品。
“阿富汗玉”
近年来在市场上出现的新品种,由很纯的方解石组成。