廣東省龍川縣礦山寶鐵礦床地質特征與礦床成因探討

賴榮貴

（廣東省核工業地質局二九二大隊，廣東河源517000）

廣東省龍川縣礦山寶鐵礦床地質特征與礦床成因探討

賴榮貴*

（廣東省核工業地質局二九二大隊，廣東河源517000）

礦山寶鐵礦床位于大長沙盆地的南端,礦體賦存于中—酸性巖漿巖接觸帶內，礦床的頂、底部為大理巖、火山凝灰巖，花崗斑巖呈巖墻狀穿插、切割主礦體。根據礦體的空間分布位置及礦石的礦物組合特征認為，本礦床屬接觸交代—熱液型鐵礦床。礦床的鐵質主要來源于上侏羅統海底火山噴流沉積層，同時可能有深部來源的鐵質參與。花崗斑巖的侵入，對原始沉積鐵質進行了疊加改造（矽卡巖化），圍巖中活化的成礦物質補充到熱液中，成礦物質隨熱液遷移到接觸帶的薄弱界面，發生接觸交代作用富集形成矽卡巖型鐵礦。

礦山寶鐵礦；地質特征；矽卡巖型鐵礦；接觸交代作用

1 區域地質概況

礦山寶鐵礦位于廣東省龍川縣麻布崗鎮北西側。位于大長沙盆地的南端，地處南嶺緯向構造帶與北東向武夷山構造帶南延部分的交匯處。

區內出露地層有下古生界、泥盆—石炭系、石炭系、二疊系、晚侏羅—早白堊系及第四系，以中生界分布最廣。下古生界主要巖性為深變質石英砂巖及粉砂巖、板巖、絹云母千枚巖、云母片巖、混合巖化花崗巖、片麻狀花崗巖、花崗壓碎巖等。泥盆—石炭紀地層主要巖性為淺變質砂、頁巖，與下伏下古生界呈不整合接觸。石炭紀黃龍組主要巖性為灰—灰白色厚層狀白云巖、灰質白云巖、中—細粒石英砂巖夾薄層千枚狀頁巖及板巖。二疊紀龍潭組主要巖性為砂、頁巖夾劣質煤。晚侏羅—早白堊紀主要巖性為流紋質凝灰巖、流紋斑巖、粗安斑巖、粗安質凝灰巖、凝灰質砂頁巖、白云巖、白云質大理巖、矽卡巖及砂、頁巖等。

區內褶皺構造發育。加里東構造層由下古生代變質巖系組成，一系列緊密排列的走向NE20°～50°的倒轉以至同斜褶曲。海西—印支構造層是由泥盆—石炭紀淺變質巖與下古生代變質巖系組成的向斜構造，軸向北東，往北東傾伏，兩翼被花崗巖及斷層破壞，軸部為變質巖系。燕山構造層主要表現為走向北北東或北東，傾向南東的單斜構造，局部撓曲成開闊背向斜。

本區斷裂構造較發育，按其走向分為2組：北北東—北東向組，北西向組。北北東—北東向組除一組平行的構造破碎帶外，其余為近乎平行排列的節理裂隙，且為中基性—酸性巖脈所充填，大部分傾向南東或北西，傾角35°～80°。北西向組主要為花崗斑巖或石英斑巖所充填，傾向北東，傾角45°～75°。

區內巖漿活動較為強烈，多次侵入和噴發特征明顯。加里東期表現為混合巖化、花崗巖化作用，形成各種混合巖及混合巖化花崗巖。燕山期為侵入和噴發最強烈的時期，而且幕次較多，明顯受區域構造控制。按侵入巖巖性分為：細—中粒白云母花崗巖、安山玢巖、二長斑巖。脈巖類分為：中基性—酸性巖脈。上侏羅世為大規模多期次火山噴發和溢流活動所形成的酸性—中偏堿性—堿性—酸性熔巖與火山碎屑巖。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區出露的地層主要有二疊紀龍潭組、晚侏羅—早白堊紀高基坪群、第四紀沖、洪積層及殘坡積層（圖1）。

二疊紀龍潭組分布于礦區南部，上部為灰黑—深灰色板巖夾細砂巖、粉砂巖薄層，中部為中粒石英砂巖夾砂頁巖和含磁鐵礦中粗粒石英砂巖，下部為灰黑—深灰色板巖夾薄層粉砂巖。晚侏羅—早白堊紀高基坪群大面積分布于礦區范圍內。按噴發旋回及巖性組合劃分為中亞群和上亞群。中亞群為粗安質、流紋質、安山質含礫凝灰巖夾火山角礫巖、白云巖、透輝石石榴石矽卡巖及雜角礫巖—雜角礫巖中常有細碧巖、玄武質震碎角礫巖、鈉長斑巖、粗安斑巖薄層或透鏡體。上亞群為粗安斑巖、粗安質含礫凝灰巖夾火山角礫巖，局部夾凝灰質粗安斑巖、砂、頁巖。與下伏地層呈不整合接觸。

圖1 礦山寶鐵礦區地質圖

2.2 構造

礦區的褶皺構造主要為小長沙背斜，自西向東，背斜軸向為近東西向拐至北東向，軸部為石炭系，兩翼為二疊系。

區內出露的斷裂構造為北東向的硅化斷裂帶（F23），走向北東，傾向北西，傾角70°。斷裂面顯壓扭性特征，呈舒緩波狀。

2.3 巖漿巖

區內巖漿活動頻繁，顯示出多期次的侵入和噴出，按巖漿活動侵入的先后順序及巖性劃分為：白云母花崗巖、安山玢巖、細晶閃長巖脈、侵入流紋斑巖、石英斑巖脈、花崗斑巖脈、二長斑巖，反映出本區火山巖活動與巖漿侵入活動息息相關。

3 礦體地質特征

3.1 礦體規模及空間形態

礦山寶礦區已發現7個鐵礦體，呈脈狀產于花崗斑巖兩側的矽卡巖中（圖2）。礦體呈似層狀產出，總體走向SE147°，傾向NE。礦體埋深20～318m，賦存標高298～3m。主礦體為花崗斑巖脈穿插、切割。

圖2 礦山寶鐵礦地質剖面圖

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石物質成分

礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦，少量赤鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、錫石等。非金屬礦物主要有透輝石、石榴子石、陽起石、角閃石、白云母、方解石、石英、長石等礦物。次生礦物有綠泥石、蛇紋石等。

3.2.2 礦石化學成分

礦石中的主要有用組份為Fe，TFe含量8.1%～65.11%，平均值為44.38%，變化系數為27.04%；mFe含量14.51%～64.36%，平均值為44.28%，變化系數為26.22%。據物相分析結果，礦石中mFe與TFe比值為86.79%，為磁性鐵礦石。

3.2.3 礦石結構構造

礦石結構主要為自形—半自形粒狀變晶結構，其次為他形粒狀變晶結構、殘余自形粒狀變晶結構等。

礦石構造主要為塊狀，次為條帶狀構造、浸染狀、環帶狀、細脈構造。

3.2.4 礦石類型

按礦石中的主要脈石的種類，礦山寶鐵礦石為透輝石—石榴子石型鐵礦石。

按礦石的主要結構構造，礦山寶鐵礦石為塊狀鐵礦石。

3.3 礦體圍巖及蝕變

礦體圍巖主要有凝灰巖、透輝石石榴石矽卡巖、炭質絹云母板巖、花崗斑巖。

圍巖蝕變發育，主要有矽卡巖化、絹云母化、角巖化、碳酸鹽化、大理巖化、綠泥石化、黃鐵礦化等。

4 礦床成因探討

4.1 礦床成因類型

礦山寶鐵礦床賦存于中—酸性巖漿巖接觸帶內，這是矽卡巖礦床的標準產出條件[1]。礦床的頂、底部為大理巖、火山凝灰巖，花崗斑巖呈巖墻狀穿插、切割主礦體。礦體均產于透輝石石榴石矽卡巖中，近礦圍巖為矽卡巖。磁鐵礦化在矽卡巖中較普遍。鐵礦石中的主要脈石礦物為透輝石、石榴子石、方解石等。礦體總體呈似層狀產出，礦體的規模及形態變化較大。根據礦體的空間分布位置及礦石的礦物組合特征認為，本礦床屬接觸交代—熱液型鐵礦床。

4.2 鐵質來源

目前一般認為矽卡巖型鐵礦的鐵質主要有3種可能來源：接觸帶附近已經固結的侵入體、深部巖漿源和沉積圍巖，前兩者同屬巖漿源。

矽卡巖型礦床的時空演化與其親緣侵入體的就位和冷卻歷史往往是同步發展的[2]。本礦床有關的侵入體主要為花崗斑巖，礦床的形成與花崗斑巖具有密切的時間、空間關系。但花崗斑巖呈巖脈狀，規模較小，且Fe含量較低，因此從其中活化出的鐵質不足以形成礦體。花崗斑巖的侵入為成礦提供了熱源，并導致了巖漿熱液的上升，對原始含礦層起到改造作用。

與酸性侵入巖有關的矽卡巖型鐵礦，鐵質可能主要源于接觸帶附近的富鐵沉積層[3]。上侏羅統海底火山噴流沉積層中的流紋質凝灰巖、流紋斑巖、粗安斑巖、粗安質凝灰巖、凝灰質砂頁巖、白云巖、白云質大理巖，化學性質活潑、易溶、較脆，是對成礦有利的圍巖，而且還是重要的礦源層[4]。

區內除酸性侵入巖外，還分布有中基性巖，表明礦床深部同時存在酸性巖漿和基性巖漿活動，鐵礦體的形成也可能有深部鐵質來源的參與。

4.3 成礦模式探討

在早期中、基性巖漿活動中，從地幔帶來的大量金屬物質（如Fe、Sn、Zn等）隨巖漿分異和揮發份的作用，富集在富Fe的巖漿分異體中，火山噴發后，便在地表凹陷處形成了原始火山噴發—沉積的鐵礦層。

后期巖漿侵入，尤其是花崗斑巖的侵入，對原始沉積鐵質進行了疊加改造（矽卡巖化），使Fe、Sn出現遷移和再分配。這種模式下，矽卡巖只是作為變質產物疊加原有礦化之上，接觸交代作用使礦質活化和再富集，早期火山作用沉積的鐵質才是鐵的主要來源。同時，巖漿熱液還帶來深源成礦物質，圍巖中活化的成礦物質補充到熱液中，成礦物質隨熱液遷移到接觸帶的薄弱界面，發生接觸交代作用富集形成矽卡巖型鐵礦。

5 結語

礦山寶鐵礦床是典型的矽卡巖型鐵礦床，屬于接觸交代—熱液型鐵礦床。礦床的主要特點有：礦床產于花崗斑巖脈接觸帶的矽卡巖中；礦體多具層控性；鐵常與錫伴生；礦區除出露酸性巖外，還常分布其他富鐵巖體或地層。

礦床的鐵質主要來源于接觸帶附近的富鐵沉積層，并可能有熱液攜帶深部來源的鐵質參與成礦。花崗斑巖不是鐵質的主要來源，其可能只起到了對原始含鐵巖層的改造作用。花崗斑巖侵入帶來的巖漿熱液使圍巖火山噴流沉積層中的鐵質活化，并補充到熱液中，成礦物質隨熱液遷移到接觸帶的薄弱界面，發生接觸交代作用富集形成礦床。

[1]涂光熾.地質學中的若干思維方法[J].地質與勘探，1981(7): 1-5.

[2]翟裕生.矽卡巖礦床研究的若干問題[J].地質科技情報，1983 (1):46-54.

[3]陳艷，張招崇.矽卡巖型鐵礦的鐵質來源與遷移富集機理探討[J].2012,31(5):889-897.

[4]覃忠.廣東省龍川縣麻布崗小長沙鐵多金屬礦區成礦地質特征及找礦方向[J].中國科技信息，2008（16）:25-27.

P618.31

A

1004-5716(2015)05-0113-04

2014-10-29

2014-10-30

賴榮貴（1983-），男（漢族），江西贛州人，工程師，現從事地質找礦勘查工作。