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天津薊縣馬伸橋含磷鹼性雜巖及其地質(zhì)意義

2011-12-08 06:43:08安永福東野脈興
化工礦產(chǎn)地質(zhì) 2011年3期
關(guān)鍵詞:碳酸巖雜巖基性巖

安永福 東野脈興

1.中化地質(zhì)礦山總局河北地質(zhì)勘查院,河北石家莊,050031;2.中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院,河北涿州,072754

天津薊縣馬伸橋含磷鹼性雜巖及其地質(zhì)意義

安永福*1東野脈興2

1.中化地質(zhì)礦山總局河北地質(zhì)勘查院,河北石家莊,050031;2.中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院,河北涿州,072754

馬伸橋巖體是由同源不同期次的超基性-鹼性-碳酸巖構(gòu)成的三位一體的雜巖體,其中超基性巖體是一個多韻律的層狀巖系,產(chǎn)有9層磷礦,累計厚度68.25m。該類雜巖在世界各古老地臺均有產(chǎn)出,半數(shù)以上產(chǎn)有磷、鐵、稀有金屬、稀土元素等礦產(chǎn)。馬伸橋巖體是一個比較典型的超基性-鹼性-碳酸巖三位一體雜巖,在我國屬首例。馬伸橋鹼性雜巖體產(chǎn)于華北地臺北緣巨大成礦帶的南亞帶——巖漿巖型磷礦成礦帶的中段,進一步佐證了巖漿巖型磷礦的前景,表明馬伸橋含磷鹼性雜巖的發(fā)現(xiàn)具有重要地質(zhì)意義。

馬伸橋 巖漿碳酸巖 層狀巖系 巖漿巖型磷礦

天津薊縣馬伸橋含磷鹼性雜巖地處華北平原北部邊緣,地勢平坦,巖體被第四系覆蓋,覆蓋層厚度依鉆孔資料為73~78m不等。巖體由航空磁測發(fā)現(xiàn),1970~1971年和1975年河北地質(zhì)局八隊先后兩次共施工5個鉆孔,總進尺2211.24m,并對磁異常進行1∶10000地面磁法測量。

筆者廣泛搜集了該區(qū)的資料,通過反復(fù)閱讀與分析研究,特別是對每個鉆孔巖心依其原始編錄做鉆孔柱狀圖、鉆孔平面分布圖及投影圖等的對比研究,發(fā)現(xiàn)馬伸橋巖體是極具獨特特征、成礦遠景大、有重要地質(zhì)意義的巖體。①巖體是由不同期次侵位的超基性巖、鹼性巖、碳酸巖等三大類巖石構(gòu)成的三位一體的雜巖體,在我國屬首例。該類雜巖體在世界各古老地臺均有發(fā)現(xiàn),并大多形成具重要工業(yè)價值的磷、鐵、鈮、鉭等稀有金屬及稀土元素等礦床。筆者曾研究并劃分出塔里木-中朝地臺北緣內(nèi)生磷礦成礦帶【1】,馬伸橋含礦雜巖進一步證實了華北地臺成礦帶的成礦遠景;②雜巖體中的超基性巖具多韻律的層狀巖系特點;③筆者反復(fù)分析研究ZK1鉆孔編錄者對巖石礦物含量特別是對磷灰石礦物含量的估計,經(jīng)對照化學(xué)分析結(jié)果與巖礦鑒定資料發(fā)現(xiàn),磷灰石含量的野外目測估計相當(dāng)準確(只有ZK1全孔做了磷灰石含量描述,其他各孔沒有系統(tǒng)描述磷灰石的含量,可能各鉆孔不是同一個人編錄的)。筆者將編錄者目估磷灰礦物含量大于10%(P2O5>4%)厚度大于2m的巖心做為礦層(很少有化學(xué)分析資料,僅依靠編錄者目估含量),共劃分出9個礦層,累計厚度68.25m。表明馬伸橋巖體已形成具重要工業(yè)價值的礦床。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

馬伸橋雜巖體位于天津市薊縣馬伸橋鎮(zhèn)。大地構(gòu)造位置處于華北準地臺lll級構(gòu)造單元—燕山臺褶帶,燕山臺褶帶是華北準地臺中的一個元古宙構(gòu)造活動帶,是具有裂谷性質(zhì)的構(gòu)造活動帶。馬伸橋雜巖體位于燕遼沉降帶的中段,處于元古宙沉降中心地帶,該地區(qū)沉積厚度達萬米,是1934年高振西先生建立“震旦系”標準剖面地區(qū),由長城系、薊縣系和青白口系組成。其中高于莊組和楊莊組、霧迷山組白云巖為馬伸橋雜巖的圍巖。燕山臺褶帶斷裂構(gòu)造比較發(fā)育,其中與燕山臺褶帶展布方向一致的近東西向大斷裂自元古宙至中生代長期活動,伴有各類巖漿巖侵位,晚華力西之前主要是基性和超基性巖,晚華力西至印支期主要是超基性巖-鹼性巖-碳酸巖,燕山期則主要是花崗巖類。其中晚華力西至印支期鹼性雜巖類雖然目前發(fā)現(xiàn)的數(shù)量還不多,但沿燕山臺褶帶多有分布,自內(nèi)蒙白云鄂博向東經(jīng)河北姚家莊、礬山,天津薊縣馬伸橋、朱耳峪,遼西河坎子,再向東過勃海到遼南蓋縣梁屯、礦洞溝,風(fēng)城賽馬、顧家、三道溝、五家子,向東直至中朝邊界過鴨綠江12km的朝鮮朔州,是一個晚華力西至印支期超基性-鹼性-碳酸巖構(gòu)造巖漿巖帶,是一個磷、鐵、稀土和稀有金屬的大型區(qū)域成礦帶【1】。

1.1 地層

馬伸橋地區(qū)幾十平方公里范圍內(nèi)除第四系沒有其它地層出露,從1∶20萬地質(zhì)圖看,馬伸橋鎮(zhèn)東南4km處有零星長城系高于莊組白云巖出露,而西北5km處自北東向西南依次有高于莊組、楊莊組與霧迷山組等完整地層出露,因此馬伸橋巖體圍巖只能是這三組地層。茲將這三組地層特點敘述如下:

(1)高于莊組 高于莊組是一套以碳酸巖占絕對優(yōu)勢(95%以上)的地層,其下部富含疊層石,中部普遍含錳,上部含結(jié)核。可分四段。

四段:底部瀝青質(zhì)白云巖,含粉砂白云巖、砂質(zhì)白云巖,厚324~340m。

三段:下部為含錳的云巖,上部為含粉砂的白云巖,厚236~241m。

二段:灰色碳泥質(zhì)白云巖、中薄層灰質(zhì)白云巖、含泥鐵質(zhì)粉晶白云巖,下部含藻類化石,厚520~688m。

一段:紋層狀瀝青質(zhì)灰質(zhì)白云巖,上部含硅、鎂質(zhì)結(jié)核,厚277~330m。

(2)楊莊組 以碳酸巖為主,含砂泥質(zhì)和石膏、巖鹽假晶,地層顏色具特征性的紅和紅白相間的顏色,為瀉湖蒸發(fā)巖相。本組可分三段。

三段:泥質(zhì)白云巖與燧石條帶白云巖互層,單層厚2m。本層厚335m。

二段:紅、白相間的泥質(zhì)白云巖互層。152m。

一段:砂泥質(zhì)白云巖,夾粗晶白云巖和燧石白云巖,210m。

(3)霧迷山組 霧迷山組為一套含粉砂泥質(zhì)白云巖、含燧石條帶白云巖、巨厚疊層石白云巖、瀝青質(zhì)白云巖和硅質(zhì)巖。本組以巖性和層序穩(wěn)定、富鎂碳酸鹽占絕對優(yōu)勢、燧石含量高、顏色多樣、富含疊層石、富含有機質(zhì)和砂質(zhì)為主要特征。厚3340m。可分四段白云巖。

四段:底部白云質(zhì)砂巖、砂質(zhì)白云巖,向上為粗晶白云巖、燧石條帶白云巖、瀝青質(zhì)白云巖、疊層石白云巖。

三段:底部為粉砂泥質(zhì)白云巖,下部為含粉砂泥晶白云巖、泥晶白云巖、燧石條帶白云巖和硅質(zhì)層構(gòu)成韻律層,上部為泥晶白云巖、硅質(zhì)條紋白云巖。

二段:下部為燧石細晶白云巖、瀝青條紋白云巖、疊層石白云巖、厚層粗晶白云巖、瀝青白云巖、燧石條帶白云巖和燧石巖組成韻律層。

一段:下部為含粉砂泥晶白云巖與燧石條帶白云巖互層,上部為中厚層燧石條帶白云巖、瀝青質(zhì)白云巖,夾粉砂泥晶白云巖。

需要說明的是,馬伸橋巖體被第四系覆蓋,深達74m,并沒有見到巖體的直接圍巖,5個鉆孔穿過第四系均打到了巖體,沒有打到震旦系,但從區(qū)域地質(zhì)圖地層分布及離巖體較遠處的露頭看,有高于莊組、楊莊組與霧迷山組分布。而鉆孔深部超基性巖和鹼性巖巖體以下打到的被稱為“方解石大理巖”(原始編錄及巖礦鑒定報告),鉆孔巖心編錄者認為是這套地層白云巖變質(zhì)的產(chǎn)物。筆者認為不是白云巖變質(zhì)的產(chǎn)物,而是巖漿碳酸巖(后述)。

1.2 構(gòu)造

馬伸橋地區(qū)位于華北準地臺上活動較大的一個lll級構(gòu)造單元——燕山臺褶帶。該區(qū)自太古宙—古元古代結(jié)晶基底形成后,中元古代至新元古代早期階段具有軸緣拗陷的性質(zhì),形成與北鄰內(nèi)蒙地軸軸向平行的近東西向海槽,沉積中心在薊縣至凌源一線,最大沉積厚度愈萬米,構(gòu)造環(huán)境是一裂谷帶。

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造上,馬伸橋地區(qū)位于IV級構(gòu)造單元馬蘭峪復(fù)背斜的南翼薊縣凹褶束,中—新元古界地層齊全,西部薊縣一帶沉積厚度大,向東為古陸坡地帶,厚度變薄,馬伸橋正處于過渡地帶。區(qū)內(nèi)侵入巖不發(fā)育,沒有大的巖體,只有些小的巖株。區(qū)域斷裂構(gòu)造上馬伸橋地區(qū)處于深大斷裂構(gòu)成一個棱形塊的中間地帶,即西邊為NE向的懷柔-淶水深斷裂,東邊為NE向的青龍-灤縣大斷裂,北邊為EW向的密云-喜峰口大斷裂,南邊為近東西向的固安-昌黎大斷裂,棱形內(nèi)部有多條近東西向和NE向次級斷裂,馬伸橋位于其交叉部位(圖1)。

圖1 馬伸橋地區(qū)區(qū)域斷裂構(gòu)造示意圖Fig.1 Sketch map of regional faulted structure at Mashenqiao district

密云-喜峰口大斷裂總體走向近東西向,平面舒緩波狀,局部地段由斷層群組合而成。斷裂向東、西部延伸較遠,向東經(jīng)青龍延入遼寧,過渤海在遼寧南部鳳城至中朝邊境到朝鮮朔州也存在一東西向大斷裂,有可能與密云-喜峰口大斷裂為同一性質(zhì)的同一組斷裂。密云-喜峰口大斷裂向西在冀西陽原-涿鹿并繼續(xù)向西進入山西亦存在一條大斷裂,筆者于1992~1994年研究中國北方內(nèi)生磷礦項目中命名為陽原-礬山斷裂帶,指出是密云-喜峰口大斷裂的西延部分,通過對該區(qū)重磁資料數(shù)據(jù)處理、圖像處理及解釋,沿該斷裂帶有多處局部異常存在或局部斷裂沿不同方向展布,而其總體又呈現(xiàn)出東西方向延伸的趨勢,這種趨勢在不同太陽角的主體陰影圖(0°、45°、90°太陽角)的假彩色合成圖上反映特別清楚。該合成圖像綜合了不同方向立體的陰影效果,能較客觀地顯示構(gòu)造展布方向。從該合成圖上可以看出,沿化稍營—官廳一線有一近東西向的異常帶,而在其北方又有多條北東方向呈雁行排列的局部異常帶,這是陽原-礬山大斷裂后期構(gòu)造橫向截接。根據(jù)本區(qū)重磁異常分析,陽原-礬山斷裂(密云-喜峰口大斷裂的西延部分)應(yīng)為具擠壓作用的深大斷裂。

2 雜巖體地質(zhì)特征

2.1 雜巖體磁異常及其與巖性的關(guān)系

馬伸橋雜巖體1∶10000磁法測量,按100nT圈閉,異常形態(tài)呈NNE向的橢圓形,面積約9km2,按1800nT圈閉,出現(xiàn)3個異常,其中北部2個異常強度大些,異常高值分別為2400nT和3300nT(圖2)。

圖2 馬伸橋雜巖體磁異常等值線及鉆孔位置圖Fig.2 Magnetic contour and borehole location drawing for Mashenqiao complex

根據(jù)磁異常特點,5個鉆孔分布位置、鉆孔剖面及鉆孔投影圖等的綜合分析對比,雜巖體主要由超基性巖、鹼性巖和碳酸巖等三大巖石構(gòu)成(圖3)。

圖3 馬伸橋雜巖體鉆孔剖面對比及投影圖Fig.3 Bore profiles contrast and projected plan for Mashenqiao complex

從圖3可知,5個鉆孔分布在磁異常北部兩個高值異常區(qū)及其中間地帶,其中ZK1打在3000nT范圍內(nèi),ZK3打在2000nT范圍內(nèi),ZK4和ZK5位于兩個高值區(qū)中間的1000nT等值線上,ZK6位于500nT等值線上,由鉆孔剖面得知,ZK1和ZK3巖心主要是超基性巖類,磁異常值在1800nT以上,其他3個鉆孔主要是鹼性巖和碳酸巖,磁異常值在500~1000nT及其以下,由此可以大致推斷超基性巖類磁異常強度大,鹼性巖和碳酸巖磁異常強度弱,雖然我們不能依據(jù)磁異常值準確圈定三大巖類,但可以依其推斷它們大致的分布范圍,超基性巖類含鎂鐵組分高,對應(yīng)高磁異常區(qū),碳酸巖類對應(yīng)低磁異常區(qū),鹼性巖類亦含少量鐵鎂礦物,磁異常介于超基性巖和碳酸巖兩者之間。

2.2 雜巖體巖石類型

根據(jù)5個鉆孔巖心資料,馬伸橋巖體是一個由超基性巖、鹼性巖和碳酸巖三大巖類構(gòu)成的雜巖,各類巖石特點如下:

(1)超基性巖 超基性巖主要由輝石巖組成,巖石呈深灰至灰黑色并帶綠灰色調(diào),主要由普通輝石構(gòu)成,其次有透灰石、黑云母、磷灰石、黑榴石、霞石、正長石、方解石、磁鐵礦和榍石等,巖石為自形中粒、不等粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,當(dāng)次要組分及含量較多時,可形成斑雜狀、云翳狀、間隙狀結(jié)構(gòu)構(gòu)造。輝石巖中次要礦物成分含量不均勻,達到一定量(大于10%)時,形成一些變種,例如正長輝石巖、黑云母輝石巖、磷灰輝石巖、磁鐵磷灰輝石巖、磷灰黑云輝石巖等。超基性巖類主要見于ZK1和ZK3兩個鉆孔。由于鹼性巖的侵入,在接觸帶及鹼性巖脈附近以及鹼性巖中輝石巖的捕虜體,輝石巖類受到混雜作用,輝石及正長石礦物等生成有次生霓輝石、沸石及黑云母等。

輝石巖中有時見少量黃鐵礦、黃銅礦及輝銅礦,磁鐵礦含量并不均勻,含量高者可達15%~20%。

(2)鹼性巖 鹼性巖類主要有黑榴霞石正長巖和黑榴霓霞正長巖及霓霞正長巖等三大類。黑榴霞石正長巖為灰白—灰色,半自形不等粒至粗粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物成分主要為正長石,次要組分為黑榴石、霞石,另有少量霓輝石、黑云母、磷灰石、榍石、方解石,局部見黃鐵礦、磁黃鐵礦,主要見于ZK5和ZK6孔上部及ZK4孔下部。

黑榴霓霞正長巖:微帶肉紅色的灰黑、黑綠色,半自形不等粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為正長石,次要成分為霓輝石、霞石、黑榴石、黑云母等,亦有少量磷灰石(1%~3%)、方解石、榍石、磁鐵礦、黃鐵礦等。各類礦物粒度不等,正長石形成粗大晶體,有時見包裹有霓輝石、黑榴石及黑云母。霞石常被沸石交代。主要見于ZK5孔。

霓霞正長巖:灰綠色,深灰色帶褐紅色調(diào),半自形不等粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,有時顯現(xiàn)流動構(gòu)造。礦物成分以正長石為主,次要礦物為霓輝石、霞石、黑云母,另有微量磷灰石、榍石、方解石、磁鐵礦、黃鐵礦等。正長石結(jié)晶粗大,呈半自形薄板狀,局部定向排列,霓輝石呈半自形不等粒,均勻分布于正長石間隙中,霞石被沸石交代,保留其假像,沸石化強烈時交代正長石,形成沸石霓霞正長巖(主要見于ZK5、ZK6上部和ZK4下部)。

(3)碳酸巖 碳酸巖呈灰白色,粒狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要由方解石組成,其次有透輝石、蛇紋石、鎂橄欖石、黑云母及金云母等。碳酸巖體分布于超基性巖和鹼性巖下部(深部),主要見于ZK6孔下部,ZK6孔深366.68m,未打穿巖體,孔深187.62m以上為鹼性巖,以下為方解石碳酸巖,ZK4孔中上部打在鹼性巖與超基性巖接觸帶附近,下部打在碳酸巖侵入鹼性巖的接觸帶(圖3)。

(4)脈類巖 脈類巖是最晚期巖漿活動產(chǎn)物,有煌斑巖脈、霞石正長巖脈、正長巖脈、碳酸巖脈等。

2.3 碳酸巖的成因

從區(qū)域地質(zhì)分析,巖體直接圍巖為高于莊、楊莊組與霧迷山組白云巖。因此原鉆孔巖心編錄者將ZK6和ZK4深部打到的碳酸巖描述為“方解石大理巖”,巖礦鑒定者亦定名為“方解石大理巖”,認為是高于莊組、楊莊組與霧迷山組白云巖變質(zhì)的產(chǎn)物。筆者通過對碳酸巖特點、產(chǎn)狀(見圖3)、區(qū)域地質(zhì)及變質(zhì)作用等綜合分析,認為“方解石大理巖”并非高于莊組、楊莊組與霧迷山組白云巖變質(zhì)的產(chǎn)物,而是巖漿碳酸巖。為什么要討論這個問題?因為這個問題不單是巖石的成因問題,它關(guān)系到馬伸橋雜巖體的性質(zhì)、成礦前景及巖體地質(zhì)意義,因此討論碳酸巖的成因是很重要的課題。這里提出以下幾個問題討論。

(1)碳酸巖的形態(tài)、產(chǎn)狀和產(chǎn)出部位 從圖3看,所謂“方解石大理巖”產(chǎn)于超基性巖和鹼性巖深部187.62m(ZK6)以下,其形態(tài)產(chǎn)狀是巖錐狀和不規(guī)則的巖體狀,不具備地層特點。從磁異常圖(圖2)看,巖體面積約9km2,對于“方解石大理巖”來說超基性巖和鹼性巖是個“飛來峰”或者9km2的巖體整體侵位在“方解石大理巖”之上是不可想像的。

(2)碳酸巖的成分 鉆孔野外編錄及巖礦鑒定主要由等粒狀方解石組成,其次是透輝石、橄欖石、黑云母,被稱為“透輝橄欖大理巖”或“矽卡巖”。我們在地層一節(jié)重點突出了高于莊組、楊莊組和霧迷山組主要為高鎂白云巖或少量灰質(zhì)白云巖,含瀝青質(zhì)、泥砂質(zhì)、硅質(zhì),如果是其變質(zhì)的產(chǎn)物,應(yīng)當(dāng)是主要由白云石組成的白云石大理巖,不可能是“方解石大理巖”,也沒有發(fā)現(xiàn)含有瀝青、泥砂質(zhì)的變質(zhì)產(chǎn)物。至于“矽卡巖”也不大可能,因為矽卡巖是酸性巖(花崗巖類)侵入碳酸鹽巖接觸交代的產(chǎn)物,鹼性巖侵入“方解石大理巖”不會形成矽卡巖,況且末見矽卡巖礦物組合,透輝石、橄欖石、黑云母、金云母也是巖漿碳酸巖常見的礦物,而且超基性巖、鹼性巖中均普遍含有方解石,這正是超基性-鹼性-碳酸巖雜巖的重要特征。

(3)碳酸巖“接觸變質(zhì)帶” 原始編錄者認為“方解石大理巖”是接觸變質(zhì)帶,下面從打到碳酸巖的兩個鉆孔分析,ZK4下部確實打到了碳酸巖與鹼性巖和超基性巖接觸帶(圖3),并且在253.39~417.17m位置見到3條碳酸巖脈,也確有混染現(xiàn)象,但ZK6孔孔深366.68m,上部即187.62m以上為鹼性巖,以下至366.68m(未打穿碳酸巖)達179.06m厚,全部為“方解石大理巖”,如此厚的接觸變質(zhì)帶是不可想象的,況且不存在接觸變質(zhì)帶結(jié)構(gòu)變化特點,那么是不是區(qū)域變質(zhì)的產(chǎn)物呢?當(dāng)然更不可能,因為燕遼沉降帶這套長城系、薊縣系地層是未變質(zhì)或輕度變質(zhì)的地臺型沉積【2】,未有經(jīng)過劇烈的構(gòu)造變動,不可能形成中深變質(zhì)的沉積變質(zhì)巖(大理巖)。

綜合上述,馬伸橋雜巖體中的碳酸巖具備巖漿碳酸巖的特點,構(gòu)成超基性-鹼性-碳酸巖三位一體的雜巖。

2.4 超基性巖、鹼性巖、碳酸巖三大巖類的關(guān)系及生成順序

馬伸橋雜巖體中超基性巖、鹼性巖和碳酸巖三大巖類的關(guān)系及生成順序在前面已經(jīng)涉及到了,從前述的各類巖石產(chǎn)狀、形態(tài)、產(chǎn)出的位置、接觸關(guān)系、接觸帶混染現(xiàn)象、捕虜體、巖脈穿插等不難看出,三大巖石類型的巖石是同源不同期次侵位的產(chǎn)物,第一期是侵位于高于莊組、楊莊組與霧迷山組的超基性巖類,第二期鹼性巖,主要侵入超基性巖中,第三期是碳酸巖,主要侵入鹼性巖中(見圖3)。最后有煌斑巖脈、鹼性巖脈及碳酸巖脈沿先期巖體裂隙貫入。第二、三期巖體形態(tài)呈筒狀,在平面圖上,馬伸橋雜巖體似成同心環(huán)狀。

馬伸橋巖體形成的時代尚無資料依據(jù),但其北部10km分布的朱耳峪巖體產(chǎn)出的地質(zhì)構(gòu)造背景與馬伸橋巖體一致,其本身也是超基性—鹼性雜巖(是否有碳酸巖尚未可知),它的同位素年齡值為214Ma,推斷馬伸橋巖體亦應(yīng)是同時代的產(chǎn)物。筆者曾研究塔里木-中朝準地臺北緣成礦帶南亞帶含磷巖體皆為晚華力西—印支期的產(chǎn)物【1】,馬伸橋巖體時代應(yīng)在此范圍。

3 層狀巖系及其韻律特點、含礦性

3.1 代表性鉆孔剖面

馬伸橋巖體中超基性巖是一個多韻律的層狀巖系,已施工的5個鉆孔中有2個孔(ZK1和ZK3)打在超基性巖上,其中ZK1孔全孔為超基性巖,ZK3中上部和下部為超基性巖,兩個孔巖性和韻律層及含磷層均可對比,為闡明韻律巖系特點,這里詳細列出ZK1孔剖面(表1),表中分層厚度,根據(jù)進尺和巖心長度計算,實為假厚度,但根據(jù)鉆孔剖面對比(圖3)層狀巖系產(chǎn)狀近于水平,所以假厚度可代表真厚度。

表1 ZK1孔地質(zhì)剖面、韻律及礦層綜合表Table 1 Grouping sheet for geologic section, rhythm and the ledge of No.1 bore

3.2 層狀巖系特點及含礦性

馬伸橋雜巖中的超基性巖為一層狀巖系,也是主要的含礦巖系。在已施工的5個鉆孔中,ZK6和ZK5分別打在碳酸巖與鹼性巖,其它3個鉆孔的ZK1打在超基性巖中,ZK3部分打在鹼性巖外也主要打在超基性巖中,ZK4孔打在超基性與鹼性巖接觸帶和碳酸巖與鹼性巖接觸帶(見圖3)。根據(jù)ZK1、ZK3、ZK4三個鉆孔剖面及對比,依其巖性和含磷性劃分出9個韻律(鉆孔未打穿巖體,顯然不止9個韻律)。韻律總的特點如下:

(1)每個韻律由上、下兩層構(gòu)成,上部層為正長輝石巖、輝石正長巖,含磷性差,磷灰石含量一般3%~6%,下部層主要由磷灰輝石巖、磷灰黑云輝石巖、磷灰磁鐵輝石巖、輝石磁鐵磷灰?guī)r組成,磷灰石含量大于10%,一般15%~20%,稱之為磷礦層。

(2)每個韻律的上部層厚8~36m不等,下部即磷礦層較薄,一般2~8m,最厚19.20m。

(3)每個韻律厚度不等,薄者9.75m,一般20~30m左右,最厚者是第VII韻律,為119.22m,其中下部層(礦層)8.87m,上部層厚達110.35m,為無礦段,以此可分上下兩個礦段,上礦段包括第1至第6層礦總厚累積36.62m,下礦段包括第7、8、9層礦,累計厚度31.63m,表明上、下兩個礦段礦層總厚度近似,但上礦段礦層(礦體)占35.40%,而下礦段礦層(礦體)占48.8%,ZK1鉆孔9層礦累積厚度為68.25%,占全鉆孔巖石的16.2%,馬伸橋巖體目前只發(fā)現(xiàn)磷礦構(gòu)成工業(yè)礦床,共9層礦,單層厚度最薄2m,最厚19.21m,9層累積厚度68.25m,磷灰石含量最低10%,最高30%,一般15%~20%(P2O5一般6%~12.6%)。

各礦層普遍含磁鐵礦,但鉆孔編錄者沒有或很少有記載,只在幾處提到磁鐵礦礦物含量,也只有很少幾件全鐵化學(xué)分析數(shù)據(jù),為10%~20%,但從磁異常值達到3000nT,這肯定與巖體含鐵較高有關(guān),單純超基性達不到這么高的磁異常值。因此可以推斷巖體含鐵達到綜合利用含量。

此外巖體幾個揀塊樣La 0.02%,Ce 0.11%,Y 0.005%,表明含稀土元素較高。

巖心描述中還有幾處含黃鐵礦、輝銅礦、黃銅礦,因為沒有化學(xué)分析樣品,銅含量不明,總之,馬伸橋巖體是一個以磷為主,含有鐵、稀土元素的雜巖體,是一個有重要成礦遠景的巖體。由于工程控制程度低,不僅含礦性有待查明,就是巖體產(chǎn)狀、形態(tài)、延深、規(guī)模、三大巖類及其關(guān)系等都應(yīng)繼續(xù)進一步查明,這應(yīng)立專項投入詳查工作。

4 馬伸橋雜巖的地質(zhì)意義

筆者于1992~1994年通過“中國北方內(nèi)生磷礦成礦預(yù)測研究”和“中國磷礦形成條件及成礦規(guī)律研究”(研究報告由中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院內(nèi)部印刷),總結(jié)了中國和世界內(nèi)生磷礦成礦規(guī)律,提出“古老地臺邊緣及內(nèi)部活動帶受深大斷裂控制的幔源超基性-鹼性-碳酸巖雜巖型磷礦”的成礦模式與8條預(yù)測準則【1,3】,這是具有普遍性的規(guī)律,在世界各古老地臺均發(fā)現(xiàn)有這類三位一體的雜巖,并產(chǎn)有若干大、中、小型磷、鐵、稀有金屬、稀土元素及蛭石礦床【4】,在我國塔里木-中朝準地臺北緣也具備相近的地質(zhì)構(gòu)造背景,并劃分出塔里木地臺北緣和華北地臺北緣兩個巨大成礦帶【1】,但成礦帶內(nèi)只發(fā)現(xiàn)有若干超基性-鹼性雜巖,對超基性-鹼性-碳酸巖三位一體的雜巖只是一種預(yù)測,現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了馬伸橋典型的超基性-鹼性-碳酸巖三位一體的雜巖,不僅是驗證了預(yù)測,更重要的是它預(yù)示著成礦帶的找礦前景是巨大的,這正是馬伸橋雜巖體的地質(zhì)意義所在。需要指出的是塔里木地臺北緣成礦帶經(jīng)近些年的投入工作,取得很好的成果,有新的重要發(fā)現(xiàn),這是很可喜的事。但對華北地臺北緣則幾乎沒有投入或投入很少的工作,相信只要有投入就肯定會有更大的收獲。成礦帶西段(內(nèi)蒙古南部)、中段冀東至遼西地區(qū)、東段遼寧南部區(qū)等有若干鹼性超基性巖、鹼性巖分布,投入工作太少,有的至今沒有研究,根本不清楚是否有超基性、鹼性、碳酸巖三位一體或兩位一體的雜巖存在,這一點十分重要,因為只要發(fā)現(xiàn)這類三位一體或兩位一體的雜巖,就有百分之五十找到礦的可能,這一點應(yīng)引起足夠的重視。筆者還曾預(yù)測華北地臺內(nèi)蒙地軸東段(吉林境內(nèi))受輝發(fā)河深斷裂及其次級斷裂控制的若干超基性巖和永勝屯、大肚川等鹼性巖很有成礦前景,應(yīng)當(dāng)投入工作,深入研究那里的地質(zhì)構(gòu)造條件、巖石類型,有沒有三位一體或兩位一體的雜巖,不要去現(xiàn)場打幾塊標本化驗無礦就否定,沒那么簡單,礬山磷礦就經(jīng)過“四進三出”才發(fā)現(xiàn)的,即先后四個地質(zhì)勘查單位進礬山工作,都打過鉆,有三個單位否定走人,最后冶金516隊第四個進入,深入工作才發(fā)現(xiàn)這個有重要工業(yè)價值的大型磷灰石礦。永勝屯鹼性巖只一進一出,已發(fā)現(xiàn)巖體含燒綠石,這更要二進,因為燒綠石是巖漿巖型磷礦常見的指示性礦物,有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)立項進行專項工作,爭取有更大的突破。

這里要特別感謝天津市薊縣國土局向我們提供馬伸橋鉆孔原始編錄及有關(guān)資料。

1 東野脈興. 塔里木-中朝準地臺內(nèi)生磷礦成礦帶研究[J]. 化工礦產(chǎn)地質(zhì),2003,25(4)

2 河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局. 河北省北京市天津市區(qū)域地質(zhì)志[M]. 北京:地質(zhì)出版社,1989

3 東野脈興. 內(nèi)生磷礦成礦規(guī)律及預(yù)測準則[J]. 化工礦產(chǎn)地質(zhì),1997,19(1)

4 東野脈興. 世界內(nèi)生磷礦地質(zhì)及成礦規(guī)律[J]. 化工礦產(chǎn)地質(zhì),2004,26(3)

AGPAITIC PHOSPHOR-BEARING COMPLEX AND THE GEOLOGICAL SIGNIFICANCE FROM MASHENQIAO OF JIXIAN COUNTY, TIANJIN CITY

An Yongfu1Dongye Maixing2
1.Heibei Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau,Shijiazhuang,Hebei,050031,China
2. Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau ,Zhuozhou,Hebei,072754,China

The triune Mashenqiao rock bodies were composed by congeneric ultrabasic- agpaitic –carbonatites, which were formed at different periods. Be occurred at some old platform, the bedded ultrabasic rock bodies have nine phosphorus ledges, with the depth of 68.25m, more than half of which have some minerals such as phosphor, iron, rare metals and rare earth elements. Mashen bridge ore body is the first typital ultrabasicagpaitic carbonatites complex. The agpaitic complex were formed at the south belt, the middle part of magmatic phosphorite belt, of the huge metallogenic belt of north ledge of north China platform, all of which proved that it has more important geological significance for finding Mashenqiao phosphor-bearing complex.

Mashenqiao,magmatic carbonate,bedded rock series,magmatic phophorite,

P619.213

A

1006–5296(2011)03–0129–08

* 第一作者簡介:安永福(1962~),男,地質(zhì)與勘探專業(yè),高級工程師

2011-03-12;改回日期:2011-05-05

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