江西广丰黑滑石矿床成因模式及找矿方向分析

张连湘， 欧阳淇生， 巫志豪

(江西有色地质矿产勘查开发院，江西 南昌 330001)

1 成矿地质背景

广丰黑滑石矿位于杨子板块与华夏板块的接合部位，属于Ⅱ级构造钱塘台坳西南缘，萍乡—广丰深断裂东端北侧，定位于广丰—玉山磷、滑石、膨润土、石灰岩等非金属矿聚集区。

区域地层从中元古界蓟县系田里组开始，除三叠系、泥盆系、志留系地层缺失外，大部分地层均有出露；其中震旦系下统朝阳组为一套浅海相泥硅质和碳酸盐建造、含碳建造，为区域黑滑石容矿层位。区域上褶皱有靠坑—樟坞向斜、翁家岭—周村背斜及萍塘—纪家向斜，轴向均为北东。区域黑滑石矿体受靠坑—樟坞向斜和萍塘—纪家向斜控制，呈北东向断续分布，矿体赋存于向斜核部及两翼。区域断裂构造较为发育，主要有北东向、北西向两组。以北东向为主，形成较早，控制了区内岩浆活动，北西向断裂形成较晚，错动了北东向断裂及地层，对区内断续出露且具有明显错动的滑石矿有着密切的关系。区域岩浆活动强烈，侵入岩、脉岩及火山岩均有出露，以火山岩为主，约占90%，主要分布于高坞—桃源、桐树山—里张沅一带，岩性主要为中—基性火山熔岩、安山岩、玄武岩等，同时有酸至中基性超浅成侵入的岩脉、岩瘤产出，主要有辉绿玢岩、英安玢岩等。靠坑、杨村等黑滑石矿的古蚀源区分布的大面积中基性火山岩，在古海相环境为海水提供了含有丰富的硅镁质来源，为矿区滑石矿床的形成提供了优越的地质条件。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区出露地层主要有震旦系下统流源组、南沱组、朝阳组，震旦系上统灯影组，寒武系下统荷塘组、中统杨柳岗组。其中震旦系下统朝阳组上段为矿区黑滑石矿之含矿层位，其主要特征：震旦系下统朝阳组上段(Z1c2)呈北东走向，倾向南东，倾角59°～80°。上部以灰黑色、灰白色假鲕状硅质岩、含滑石钙质硅质岩为主；中部为滑石岩层，以黑色鳞片状滑石岩为主、中间夹数米至数十米假鲕状滑石岩；下部为灰黑色假鲕状硅质岩，岩石中鲕粒圆度较高、粒度较大，与上部假鲕状硅质岩相区别。

2.2 构造

矿区构造活动频繁，经多次构造运动，形成了以北东向为主体的褶皱、断裂，形成较早，次为后期北西向断裂，对区内滑石矿体有明显的控制作用。

2.2.1 褶皱

矿区发育靠坑—樟坞向斜，靠坑黑滑石矿床位于该向斜南西端。向斜轴向北东，长约10 km，向斜北西翼地层完整，矿体赋存在北西翼震旦系下统朝阳组地层中。北西翼地层整体倾向南东，局部受构造影响倾向北西，倾角变化较大，由北西靠近轴部逐渐变陡，25°～80°不等；南东翼因受断裂带破坏，震旦系地层大部分缺失，工作区未见出露，仅杨村—樟坞一带少部分出露，倾向南东，倾角45°～70°，由此判断该向斜为倒转向斜。矿区局部地段存在次一级小褶皱。

2.2.2 断裂

矿区发育北东向、北西向两组断裂。区域北东向压扭性断裂(F3)从矿区通过，倾向南东，倾角70°～80°。与F3硅化破碎带平行的次级压扭性断层成组出现。北西向平移断层(F14、F15)形成较晚，错切北东向M1和M2滑石矿体，断层附近矿体缺失，F14、F15平移断层控制了区内M1和M2滑石矿体的分布形态，是区内滑石矿的主要控矿构造；北东向断裂(F12、F13)控制了滑石矿体的深部形态，呈透镜状形态尖灭；另外北西向硅化破碎带(F8)对M1南段滑石矿体有较大影响，导致矿体产状发生较大变化，扭转呈北西走向，倾向北东，产状较陡，倾角75°～87°，该断层对滑石矿体有一定的控制作用。

2.3 岩浆岩

矿区南东边缘及外围(古蚀源区)岩浆活动频繁，分布于高坞—桃源一带青白口系上墅组中，主要有粗安岩、晶屑岩屑凝灰岩、玄武岩、安山岩、安山玢岩、安山质凝灰岩等中基性火山岩，次为侵入相的各种脉岩，如辉绿岩、变辉石煌斑岩、闪长玢岩等。在中基性火山岩中含有丰富的硅镁质，为矿区滑石矿床的形成提供了优越的成矿物质来源。

2.4 矿体特征

矿区有黑滑石矿体M1和M2两条。主矿体M1位于靠坑村至桃源采石场一带，赋存于靠坑—樟坞向斜北西翼震旦系下统朝阳组上段中下部，呈“钩状”延长1 200 m，分南北两段。其中北段总体走向42°，延长约800 m，矿体沿走向和倾向上均受不同程度构造影响，沿走向被断层F14破坏，发生错断、向南平移现象，断层附近矿体缺失尖灭；矿体倾向南东，倾角120°～150°，倾角变化较大，沿走向和倾向逐渐变小(76°～37°)；矿体呈似层状、透镜状产出，厚度逐渐变薄至尖灭，一般30～70 m，平均厚度48 m。主要有益组分滑石含量一般在55%～70%之间，平均品位61.41%，品位变化系数13%，属有用组分均匀型。矿体沿北东走向延伸方向有变薄(地表宽110～20 m)、品位变低(滑石77%～40%)的趋势；M1南西靠坑段矿体位于向斜扬起端，表现为矿体厚大(地表宽130～280 m)、品位高(60%～80%)。M1南段矿体位于靠坑村，延长约200 m，矿体受F8硅化破碎带影响，产状发生较大变化，总体走向110°，倾向北东，倾角从地表往深部由陡逐渐变缓(78°～40°)，厚度从地表往深部逐渐变大(30.06～55.26 m)，滑石含量较稳定，一般在55%～65%之间，平均品位60.36%。

矿体顶底板围岩为灰黑色假鲕状硅质岩、含滑石假鲕状硅质岩，其产状与矿体一致，矿体与围岩呈渐变关系，矿体及其顶、底板围岩中均发育有假鲕状结构，表现了两者的一致性。

3 矿床成因及成矿模式

3.1 矿床成因

通过对矿区的地质勘查和综合研究，对矿床成因从以下几个方面进行分析探讨：

3.1.1 区域地质演化史

从中元古代到晚元古代是一较长而又复杂的地壳演化阶段，也是本区褶皱基底形成阶段。早期为裂陷槽形成期，形成田里海盆，主要岩性为蓟县系田里岩组云母石英片岩。中元古代末期是一个强烈造山期，出现强烈的构造运动，即晋宁运动Ⅱ幕，形成扬子地块的褶皱基底。进入晚元古代，火山喷发形成上墅组火山岩，地壳活动差异明显，广丰地块局部出现坳陷，形成一套陆相碎屑岩建造，并以明显的角度不整合于田里组变质岩和上墅组火山岩之上。本区经晋宁运动后抬升并遭受较长时间的风化、剥蚀夷平后，震旦纪地块开始出现裂陷，从而形成一套粗碎屑岩、碎屑岩和沉凝灰岩建造；在晚震旦世，地壳下降，广泛海侵，从而沉积了一套以浅海相泥硅质和碳酸盐建造、含碳建造为主的朝阳组和灯影组，晚震旦世的朝阳期为本区黑滑石、磷、铁、锰等的重要成矿时期。

3.1.2 成矿物质来源

区内岩浆活动强烈，在靠坑黑滑石矿的南东侧(古蚀源区)高坞—桃源一带青白口系上墅组中，见有大面积出露的中—基性火山岩，包括粗安岩、玄武岩、安山岩以及辉绿岩、变辉石煌斑岩等脉岩。岩浆岩的造岩元素主要有O，Si，Al，Fe，Mg，Ca，Na，K，Ti 等，在中—基性岩浆岩中硅、镁质含量较充分， SiO2、MgO分别占岩浆岩平均化学成分的34%～75%和1%～25%，而靠坑黑滑石矿石中SiO2和MgO的平均含量分别为68.24%和24.68%(见表1)，说明黑滑石矿中的硅镁质有可能来源于基底火山岩。

从晋宁期到晚震旦世，基底中—基性火山岩经过风化剥蚀、海侵、海底热流等作用，使硅镁质不断向海盆迁移，为黑滑石成矿提供物质来源。

表1 矿石中主要化学成分平均含量统计表

3.1.3 岩相古地理环境

研究区位于下扬子板块与残留华南盆地的结合带上，为残留华南海边缘(图1)。矿区早震旦世处于沉降的滨海、浅海环境，并曾一度处于冰碛沉积；进入晚震旦世，沉降幅度加大，气候转暖，低等生物开始大量繁殖，这时的沉积主要为泥砂质、硅质、碳酸盐、磷酸盐、镁硅酸盐、有机质等，具有清晰的水平层理，且在硅质岩和镁硅酸盐岩中较普遍的发育假鲕状结构和条带状构造，说明矿区此时处在略具动荡的浅海氧化-还原环境。在这样的古地理及沉积动力条件下，海水中Mg、Si的浓度增加，pH值由酸性渐变成碱性，导致Mg2+与胶体二氧化硅结合，在有利的部位分异沉淀，对滑石矿的形成起着决定性的作用，是有利于黑滑石矿床沉积形成的岩相古地理环境。

图1 中国南方新元古代晚期灯影期岩相古地理图

3.1.4 含矿层位

靠坑滑石矿以及邻近溪滩黑滑石矿、萍塘滑石矿、杨村超大型黑滑石矿均赋存于震旦系下统朝阳组上段中，严格受层位的控制，其他地层中未发现有同类型的矿床(与下二叠统茅口组镁质黏土或称黑滑石的矿石结构构造不同)。黑滑石矿体产状与围岩一致，矿体与围岩呈渐变关系，矿体及其顶、底板围岩中均发育有假鲕状结构，表现了两者的一致性，表明是在同样的浅海水动力条件下沉积形成的。组成矿石的脉石矿物白云石、石英、有机质等，均属典型的同生沉积矿物，即为沉积—成岩作用的产物。显微镜下观察，黑滑石矿石和白云岩中并未出现交代生成的大量方解石、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，宏观和微观的特征都说明了黑滑石矿可能由沉积作用而形成。

3.1.5 构造改造

震旦纪沉积形成的黑滑石矿仅在Ⅱ级构造钱塘台坳西南缘的萍乡—广丰深大断裂东端北侧的广丰、玉山及上饶朝阳等地出露，江西省的其他地区及邻省均未发现，在区域上同类型黑滑石矿床均受不同程度构造影响、控制，尤其北东向褶皱、断裂构造控制明显。矿区构造较发育，矿体受北东向和北西向构造控制；后期构造运动使矿石结构发生变化，由鲕粒结构变为变形鲕状和鳞片状结构，以致矿石具强片理化、揉皱折曲现象普遍，矿石中的矿物具有褶皱及卷曲构造、定向构造，且具不清晰的压力影构造。矿体沿走向、倾向厚度变化较大，在区域上及矿区矿体走向上受构造错动明显，断续出露，倾向上受构造破坏呈透镜状尖灭；矿体的顶底板岩石裂隙发育、较破碎，呈碎裂状、碎块状，稳定性较差，这些均说明矿床受构造影响强烈。

综上所述，靠坑黑滑石矿是受层位控制，经历了同生沉积后又受到后期强烈的构造作用的叠加形成了以片理化为主的滑石岩，矿床成因类型应属于层控沉积型黑滑石矿床。

3.2 矿床成矿模式分析

我国黑滑石资源十分丰富，目前所发现的黑滑石矿床均分布在我国的中南地区和西南地区，主要有江西广丰、九江，湖南卡棚，川东南南川县、重庆市南桐区，广西上林、平南和陆川，广东平远等黑滑石矿床，按矿床成因可分为区域变质型、热液交代型和沉积型三大类型。

在沉积型黑滑石矿中，川东南黑滑石矿床赋存于二叠系下统茅口组中，在这些矿床的内外围均无岩浆岩，滑石中的镁质来自白云石，而硅质来自含硅的生物——如硅藻，成因类型为海相生物化学沉积成因矿床。九江黑滑石矿床同样赋存于二叠系下统茅口组，其硅、镁成矿物质来源于海水，为沉积碳酸盐型风化残余矿床。广丰靠坑、溪滩、萍塘、杨村等黑滑石矿床具有相同区域成矿地质背景、含矿层位，矿体、围岩、矿石等地质特征基本相同，为同类型沉积矿床，与川东南和九江黑滑石矿床具有不同成矿地质背景、成矿时代及成矿物质来源。广丰黑滑石矿床的南东古蚀源区均出露有大面积古火山岩系，其中中—基性火山岩为滑石矿的形成提供了丰富的硅镁物质来源，硅镁结合后在有利于赋矿的褶皱核部及两翼富集沉淀，而震旦系下统朝阳组上段顶部和底部硅质岩之间是滑石成矿的有利部位，在这样的半封闭浅海氧化—还原环境下硅镁结合并结晶固结成岩而成矿，故滑石矿体赋存于朝阳组上段中下部，矿体在经过后期强烈的构造影响而大部分片理化，形成以片状为主的滑石岩。因此，在中—基性火山岩分布区外围浅海相泥硅质和碳酸盐建造为主的朝阳组地层出露地段，加之向斜核部及两翼有利的成矿部位使硅镁结合结晶沉积成矿，即为广丰黑滑石矿床的“广丰式”沉积成矿模式，其成矿演变模式如图2。

图2 “广丰式”黑滑石矿成矿模式示意图

1—震旦系下统朝阳组上段假鲕状硅质岩、黑滑石岩；2—震旦系下统朝阳组下段含碳粉砂质泥岩、白云岩；3—震旦系下统南沱组凝灰质含砾泥岩；4—震旦系下统流源组粗砂岩；5—青白口系罗村组泥质粉砂岩；6—青白口系翁家岭组杂砂岩；7—青白口系上墅组粗安岩、玄武岩、火山碎屑岩；8—蓟县系田里组云母石英片岩；9—黑滑石矿体

4 找矿方向分析

广丰滑石矿赋存于震旦系下统朝阳组上段中下部，严格受地层的控制，层位固定而稳定，且构造对矿床控制明显，黑滑石矿的成矿物质来源于中—基性火山岩，因此在大面积分布的中—基性火山岩外围震旦系下统朝阳组上段滑石岩、假鲕状硅质岩层为寻找黑滑石矿的标志层位，在该地层中构造发育地段尤其褶皱的核部及两翼为寻找“广丰式”黑滑石矿的有利部位，为该类型黑滑石矿今后的找矿方向。