斐濟維提島某鐵礦區地質特征和礦床成因

■李健

（江蘇省有色金屬華東地質勘查局江蘇南京210007）

斐濟維提島某鐵礦區地質特征和礦床成因

■李健

（江蘇省有色金屬華東地質勘查局江蘇南京210007）

維提島某鐵礦區位于西南太平洋，是湯加-科馬德拜克-瓦努阿圖火山島弧的一部分，屬美拉尼西亞島鏈，自始新世以來發育了一系列與板塊邊緣有關的金屬礦化。通過區域地質、礦區地質、地磁特征等分析，認為火山機構為成礦的主要通道，Colo深成巖漿為主要的熱源，剪切張性區域構造是主控礦因素，在NW-SE向構造帶及其附近，巖性界面或火山機構有利成礦空間為找礦方向，礦床的成因主要巖漿熱液交代引起，具有火山熱液型多金屬礦的極大成礦潛力。

斐濟鐵礦地質特征礦床成因找礦潛力

0 引言

斐濟位于湯加海溝弧和新赫布里底海溝弧兩弧之內，太平洋板塊沿湯加海溝由東向西俯沖，印度—澳大利亞板塊沿新赫布里底海溝由西向東俯沖，弧內地區便成為斐濟斷裂帶和亨特斷裂帶之間復雜的轉換地帶（尚魯寧等，2012；P.Maillet，1989）。自始新世至今經歷了復雜的構造運動史，發育了獨具特色的新生代與匯聚板塊邊緣有關的礦化。維提島中北部發育與與堿性巖有關的中低溫金礦構成了維提島北部的“黃金走廊”（Gold corridor），包括Vatukoula帝王金礦、Tuvatu、Rakiraki等礦床（徐鳴等，2014），與西部發育的與科咯深成巖體和風化火山中心有關的中高溫礦產組成了維提島中西部成礦地質背景，因此研究本鐵礦的地質特征和礦床成因，對維提島整體成礦規律和賦礦特征有著重要的意義，為下步的找礦思路和找礦方向提供了依據。

1 區域地質背景

斐濟位于大洋洲東部，由維提島和瓦努阿島2個主要島嶼及近300個小島組成，是美拉尼西亞島鏈的一部分。其在大地構造上屬于西太平洋邊緣的湯加—科馬德拜克—瓦努阿圖火山島弧的一部分，位于湯加海溝弧和新赫布里底海溝弧兩弧之內，大約在中新世中期（35-12Ma），太平洋板塊俯沖于湯加隆起底部，產生了廣泛的火山巖套，由于俯沖作用形成倒轉，使低鉀拉斑玄武輝長巖和閃長巖侵入；在中新世晚期，由于斷裂作用引發了強烈的褶皺作用和斷層作用，這種活動導致了強烈的火山作用，并上侵了大量的深成巖體。在上新世時期，巖漿活動由拉斑玄武巖和鈣-堿性安山巖向堿性的橄欖玄粗巖漿過渡，并形成了多個火山噴發中心（如Tavua、Rakiraki、Vuda）；上新世至今，島弧火山活動終止，板塊內堿性火山活動和沉積活動開始。

1.1 地層

斐濟群島出露的最老的巖石時代為古近紀始新世，主要原巖為噴出巖或者伴隨噴出巖的侵入巖體，沉積物覆蓋非常有限，主要構成早期礁巖和石灰巖地臺，區域發育地層由老至新為，晚始新世-早漸新世Yavuna群、早漸新世Wainiamala群、早中新世Savura群、晚中新世Medrausucu群、上新世Koroimavua群和Ba群、上新世-全新世地層。

1.2 構造

區域構造主要發育有3條斷裂帶，分別為NE向斷裂帶（亨特斷裂帶）、NW向斷裂帶（維迪亞茲和新赫布里底海溝）和EW向斷裂帶（當特爾卡斯托群島斷裂帶）。NE與NW向斷裂均控制了區域的火山活動，EW向斷裂帶位于群島北部，是斐濟群島的北部邊界，也是太平洋板塊的南部邊界。

1.3 侵入作用

區域巖漿侵入活動十分強烈，在中新世時期形成的Colo巖體，侵入到Viti島基底的Wainimala群與Yavuna群之中，主要巖性為石英閃長巖、輝長巖、奧長花崗巖、閃長巖等；而在上新世時期，在Bua群的破火山口內及外圍的島鏈發育了Taceuni侵入巖體，另見有背斜的軸部有中基性巖漿巖分布，反映褶皺的生成除了和構造剪切作用有關，還和巖漿巖的侵入活動有密切關系。

1.4 區域地磁

區域地磁場的特點為一是磁偏角數值較大，二是磁傾角為負值，磁場水平分量大于垂直分量。因為地理位置處于南半球，緯度較低。在地面以上空間，磁性地質體在現代地磁場磁化作用下產生的磁場極大值將向北偏移；非順層磁化的情況下，大部分磁性地質體的南部可能出現相對磁場的負值區域。另外，自南向北，正常磁場的水平分量增加，垂直分量減少。磁場總場強度逐漸下降，緯向梯度約為-5.46nT/km。磁場等值線多呈北西方向展布，其方向和區域構造方向完全一致。巖礦石磁性從高到低依次為：磁鐵礦→閃長巖→安山巖→鐵錳礦→凝灰巖。

2 礦區地質特征

2.1 地層

區內地層是一套低鉀拉斑玄武巖質火山巖系和同時代的沉積物。主要有古近紀-新近紀火山巖和火山碎屑巖，古近系巖性主要為粗安巖，其次為粗面巖、凝灰巖及少量生物碎屑灰巖。粗安巖主要分布在區內中部偏南西地區，與區內后期礦化有關。后期的粗安巖穿插早期的安山巖，帶入一些礦化，與早期的安山巖火

山中心形成的礦化產生部分疊加。安山玢巖多為安山巖中的斜長石被風化蝕變而成，常見的有被蝕變成灰綠色安山玢巖和紅褐色安山巖。粗面巖一般為后期堿性

巖漿分異演化而形成，零星分布于閃長巖體邊緣附近，分布范圍不是很廣泛。火山碎屑凝灰巖，為火山噴發沉積產物，分布在區內低洼和利于堆積的地段，部分地區見有生物礁石沉積。

新近系主要為黑褐色、紅褐色、土黃色粘土，腐殖質、植物根系等覆蓋。分布于區內的破火山口盆地中的低洼或易沉積部位、沿水系附近區域、農田、種植園等，覆蓋于其它地質體之上，厚度在0~5m間。

2.2 構造

區內發育單斜地層，為背斜的北東翼。地層主要為安山巖類，上覆火山碎屑巖類，兩者呈不整合接觸關系。局部地區受火山作用的影響，東部大部分地區被閃長巖體和閃長玢巖體侵位；中部則被安山巖體和安山玢巖體侵位。

區內的構造主要有火山構造和區域構造?；鹕綐嬙熘饕憩F為多旋回的環狀構造疊加和線性構造的交織，在區內主要表現為放射狀，環狀構造和次火山構造。放射狀和環狀構造受多期次的影響，有疊加發育現象；次火山構造主要有裂隙構造或巖體構造或斷裂構造，受區域和火山作用的影響，發育形態較復雜，多期的旋回和火山作用使含礦熱液被帶入，形成了與之相關的礦化蝕變，為本區主要的礦化構造。區域構造主要有NW-SE、NE-SW和右旋剪切構造，NW-SE向構造普遍發育于區內地區，為本區的主要斷裂，區內部分礦化蝕變受其控制，NE-SW向構造發育較晚，主要發育與中部，而北部地區的NW-SE向構造受后期右旋剪切作用的影響，在構造的北段發育成了NNW和NNE構造，發育成NNE的構造大多分布在火山角礫巖邊緣與火山機構有關。

2.3 侵入作用

區內的深成侵入巖主要為閃長巖和閃長玢巖，屬Colo深成侵入巖系，主要大面積分布在中部偏北東的地區，在北部，西部和中東部亦有小面積呈巖枝或巖脈產出，主要為閃長巖和閃長玢巖；區內超淺成的次火山巖主要為安山巖和安山玢巖，主要分布在區內的中部，以巖基的形式產出，后期的礦化與之關系密切。

2.4 礦化蝕變

區內主要發育與深成巖體侵入有關的熱液作用形成的礦化蝕變現象。礦化主要有磁鐵礦化、赤鐵礦化和“褐鐵礦”化等，還有少量的黃鐵礦化和黃銅礦化等；蝕變主要有綠泥石化、綠簾石化和硅化等，還有少量陽起石化和方解石化等，其主要礦化情況如下：

磁鐵礦化，主要分布于區內中部次火山巖脈構造破碎裂隙中，局部與黃鐵礦顆粒伴生；在區內中性巖脈發育部位普遍發育磁鐵礦，見有黃鐵礦與石英伴生；在區內北部火山碎屑巖地段發育坡積磁鐵礦體。

赤鐵礦化，呈隱晶-微晶片狀，部分集合體呈多邊形粒狀假象，推測為磁鐵礦的類質同像現象，大多數與磁鐵礦交代發育，少數與“褐鐵礦”混合，含量一般視磁鐵礦被氧化的程度而定。

“褐鐵礦”化，隱晶、微粒狀，呈不規則粉末狀、浸染狀、脈狀分布，部分與赤鐵礦伴生，分布于赤鐵礦集合體之間。

2.5 地磁特征

區內磁異常整體特征從西南至北東為正-負-正-負-正，大致呈五個北西-南東向異常帶，其磁異常特征展布方向與區域地質構造方向以及巖體展布特征形似。異常軸向呈近東西向，為正負組合異常組成的伴生異常，表現為北正南負。正異常呈不規則形，異常值一般為200~300nT，異常中心主要出現在北東端的閃長玢巖區域，異常最大值為450nT，周圍巖性為閃長巖和閃長玢巖出露，推測可能是磁鐵礦化沿中基性巖的構造有利部位引起的局部富集；負異常呈東窄西寬的扇形，異常值一般為-100~-300nT，異常中心主要出現在安山巖的東側的閃長玢巖區域，其最大值為-550nT，推測可能由于次級裂隙或深部的火山碎屑巖類引起的。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

區內共圈出了5個鐵礦體，其中1和2號為原生脈狀磁鐵礦體，3、4和5號為坡積磁鐵礦體：1號磁鐵礦體，呈脈狀，似透鏡狀，上下圍巖均為粗安巖，推測該礦體受次火山巖作用和構造作用影響，賦存于后期發育的粗安巖脈中，由造山晚期的火山噴發帶入的含礦熱液，沿到次火山巖中的構造或巖石裂隙容礦部位富集成礦，其礦石平均品位為TFe，34.83%，mFe，27.72%；2號褐鐵礦體，呈條/脈帶狀，其圍巖為粗安巖，推測該礦體與I號礦體成礦類似，但是受后期的物理化學作用演化成了現在的褐鐵礦，其礦石平均品位為TFe，37.82%，mFe，16.77%；3號坡積磁鐵礦體，為不規則的似圓形，東西最長約20m，南北最寬約15m，規模小，推測該礦體為脈狀磁鐵礦體經后期的物化作用剝蝕搬運沉積而成的坡積礦體，其礦石平均品位為TFe，35.06%，mFe，24.19%；4號坡積磁鐵礦體，由地表連續磁鐵礦滾石追索圈定，沿著地質點BD1173、BD1172和BD2014一線發育，其面積為3321m2，5號坡積磁鐵礦體圍繞地質點BD2028周圍展布，其面積為742m2，4號和5號坡積磁鐵礦體目測平均品位TFe大于35%。

3.2 礦石特征

區內磁鐵礦石金屬礦物主要為磁鐵礦和赤鐵礦等；脈石礦物主要有石英、綠簾石和粘土礦物等。按礦石組成主要為單一磁鐵礦石、由磁鐵礦和赤鐵礦組成的復合礦石，本區多為前者，后者為次生礦物。按礦石結構主要為他形-半自形粒狀結構，少量的交代結構，以粒狀結構為主，交代結構主要是與赤鐵礦交代發育；按礦石構造主要為塊狀構造，少量的脈狀發育等，以塊狀礦石為主，脈狀主要是氧化發育。本區Q1樣化學全分析結果。Cu為0.18%和Zn為0.16%，其礦化比較明顯，說明受Colo深成巖漿作用下還發育了銅、鋅等中-低溫熱液型金屬礦化及相關蝕變。

4 礦床成因分析

區內礦床成因主要為與火山作用有關的礦床，在風化火山中心內，受Colo深成巖系大量侵入的影響，在次級裂隙或巖石裂隙等易儲礦部位形成磁鐵礦體及部分受風化作用形成的氧化鐵礦體主要為赤鐵礦和褐鐵礦；在易風化剝蝕地段，在物理化學作用下，經搬運沉積作用在局部富集成坡積鐵礦，以團塊狀磁鐵礦為主、大小不一，分布不均勻，發育在近中基性巖體周邊，局部易沉積的地段，如低洼處等。

根據區內地面出露的火山碎屑巖、閃長巖等地質環境和鐵礦礦石類型和性狀分析，本區屬堿性-中性巖漿演化末期的熱液型鐵礦，有具有形成玢巖型鐵礦的極大潛力，但是目前所見鐵礦石的磷含量要低得多。玢巖型鐵礦的成礦物質主要來源于深度較大的偏堿性-中性巖漿，鐵礦漿是堿性巖漿在深成條件下侵位結晶分異的產物。巖漿在深部發生分異或分熔作用，形成富鐵的熔漿和飽含揮發組分的含礦流體。分異分熔作用達到極端程度時，可以產生幾乎完全由鐵氧化物、少量鈦、磷和氟組成的鐵礦漿。

區內安山巖磁鐵礦化較強，坡積鐵礦石多分布在安山巖和閃長巖、閃長玢巖的附近，可能反映次火山作用對鐵的富集成礦也起重要作用。在多個火山噴發旋回中，往往每個旋回都從較強烈噴發開始，而以較寧靜的噴溢結束?；鹕絿姲l后，壓力消除，巖漿源可能和地面貫通，形成富氧和富水的體系，為巖漿分異和鐵的富集創造了條件。在火山寧靜噴溢或次火山巖侵入過程中，攜帶富鐵礦漿上升成礦或與含鐵較高的安山巖交代成礦，形成類似長江中下游地區的玢巖型鐵礦。

鐵礦成礦的有利圍巖是安山巖、凝灰巖、英安質火山熔巖和碎屑巖。成礦的有利構造是島弧內由深斷裂連通到較淺部位的張性構造，有利于礦漿隨淺成侵入巖侵位到地殼淺處或隨火山通道噴溢至地面。北西南東向構造帶及其附近、不同巖性巖漿巖的界面、特別是次火山巖與火山穹窿中的破裂構造是成礦的有利空間。在凝灰巖碳酸鹽化強烈機器附近地區，含鐵較高的中、基性巖漿與之接觸時，具備中-低溫熱液型金屬礦產找礦潛力。

5 結論

斐濟某鐵礦區主要受右旋剪切張性構造影響，為北西向構造控制，在偏堿性-中性巖漿的含礦熱液作用下，與火山碎屑巖和次火山巖接觸，在NW-SE向構造帶及其附近，巖性界面或火山機構有利空間成礦；其形態較歸整低緩的高磁異常一般為中基性巖漿的產出演化特征，正負異常梯度帶為與之圍巖接觸界面區帶，為有利找礦區域。本區有巖漿熱液-玢巖型鐵礦床的極大可能，亦有形成與之相關的其它金屬礦化較大潛力。

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P5[文獻碼]B

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