當涂縣中橋南鐵礦地質特征及成礦規律

卜習銀

(華東冶金地質勘查局綜合地質大隊)

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·地質·測量·

當涂縣中橋南鐵礦地質特征及成礦規律

卜習銀

(華東冶金地質勘查局綜合地質大隊)

中橋南鐵礦位于鐘姑鐵礦田鐘姑復式背斜東翼次一級褶皺白象山背斜南段，礦床成因類型為高溫氣液交代層控礦床，即玢巖鐵礦之“白象山式”。在分析區域地質特征、礦區地質特征的基礎上，對區內礦化特征、礦床成因以及成礦規律進行了詳細分析。通過與白象山背斜處分布的其余3個鐵礦床(龍塘灣、白象山、泉水灣鐵礦床)進行構造分析，指出了沿白象山背斜存在鐵礦遠景的找礦方向。通過與勘查發現的白象山外圍鐵礦、楊莊鐵礦、龍山鐵礦(深部)和鐘九鐵礦進行對比分析，揭示了白象山背斜深部的成礦潛力，對于區內進一步開展鐵礦找礦工作有一定的參考價值。

白象山背斜地質特征礦化特征礦床成因成礦規律找礦遠景

20世紀以來，伴隨著新一輪的地質找礦熱潮，在長江中下游鐵銅成礦帶中著名的鐘姑鐵礦田內相繼發現了楊莊、白象山鐵礦外圍、龍山鐵礦深部及外圍、龍塘灣、中橋南等大—中型鐵礦，累計提交各類鐵礦石資源儲量近4億t。隨著淺部易識別鐵礦床的陸續發現，鐘姑鐵礦田內鐵礦勘查深度和難度不斷提高，傳統重磁驗證找礦的局限性越來越大。因此，加強對已知礦床成礦規律的研究，尤其對往往被忽視的非典型礦床的研究，對于完善成礦理論，進一步取得找礦突破有一定的積極作用。

1　區域地質特征

圖1　鐘姑地區構造及礦產分布[6]

2　礦區地質特征

2.1地層

中橋南鐵礦位于鐘姑鐵礦田鐘姑復式背斜東翼次一級褶皺白象山背斜南段[1]。地表被第四系覆蓋，根據鉆孔揭露并與區域特征對比(圖2)，基巖地層自下而上主要為三疊系中統黃馬青組(T2h)，侏羅系下統磨山組(J1m)，白堊系下統姑山組(K1g)、上統浦口組(K2p)。

(1)三疊系中統黃馬青組(T2h)。最厚達491.11 m，巖性有灰色細砂巖、紫紅色粉砂質頁巖，泥質粉砂巖，普遍含鈣質礫，局部見蟲管狀構造。分上、下2段，上段為紅色巖段，下段為雜色巖段。紅色巖段，上部灰黃、淺紫灰色厚層狀粉砂巖，細砂巖夾青灰色粉砂質黏土巖；中部紫紅色厚層狀粉砂巖、細砂巖夾薄層狀含鈣質結核之粉砂質頁巖，多云母碎片；下部磚紅—紫紅色厚層狀泥巖夾薄層淺紫色粉砂巖、細砂巖和粉砂質頁巖，泥巖中普遍含泥灰巖礫(鈣質結核)，局部泥礫含量高達40%～60%，形成礫巖夾層。雜色巖段，上部灰紫—深灰色厚層狀粉砂巖、細砂巖，夾薄層暗紫紅色粉砂質頁巖，含少量鈣質結核，夾鐵質、鈣質粉砂巖；下部黃綠—灰綠色薄層狀含鈣、鎂質粉砂巖與粉砂質頁巖互層，夾薄—中厚層含白云質泥灰巖。其中，雜色巖段下部為區內成礦有利地層。

(2)侏羅系下統磨山組(J1m)。個別鉆孔見厚191.6 m的石英長石砂巖、細砂巖。

圖2　中橋南鐵礦礦區地質特征[1]

(3)白堊系下統姑山組(K1g)。分布于第四系沖積層之下，厚170～320 m，巖性有(輝石)安山巖、安山質凝灰角礫巖、安山質角礫熔巖、晶屑凝灰巖、凝灰質粉砂巖，局部見磚紅色、青灰色凝灰質粉砂巖泥礫巖，含鐵礦礫石等。

(4)白堊系下統姑山組(K1g)。位于礦區西南部第四系沖積層之下，主要為磚紅色含礫砂巖。

2.2構造

中橋南鐵礦位于白象山背斜南段。白象山背斜為礦區的主要控礦和容礦構造，軸向NNW，軸面向E陡傾，西翼地層傾向W，傾角20°～30°；東翼地層傾向E，傾角15°～25°。軸部為黃馬青組砂、頁巖，翼部為磨山組石英砂巖。受NWW向青山街—和睦山橫斷層切錯，南盤下降。該背斜受巖體侵位的垂向力作用，形成寬緩的背、向斜構造。區內白象山背斜西翼為姑山—中橋南向斜，東翼為中橋東向斜。區內基底斷裂發育，控制巖體侵位，形成巖漿構造帶，區內主要為白象山構造巖漿帶。區內表層斷裂較發育，由于受第四系松散物覆蓋，斷裂構造難以確認，由目前施工的鉆孔和地質體的分布情況推斷，在東、西礦段之間存在NNW向縱向斷裂(F2)，在區域上該組斷裂走向與褶皺近于一致，傾向W，傾角較陡。區內近EW向橫斷裂較發育，由白象山向南也出現階梯狀的橫斷裂，如青山街—和睦山斷裂(F1)、曹港—朱莊斷裂(F3)、中橋斷裂(F4)、ZK19南斷裂(F5)，該組斷裂多為成礦后的斷裂。區內閃長巖侵入體與黃馬青組砂頁巖接觸形成了舒緩波狀侵入構造帶，在巖體的凸部及凹部裂隙發育，接觸帶及內、外兩側控制鐵礦的賦存。在侵入活動與構造活動中，常產生捕擄體，伴有鐵礦化。

2.3巖漿巖

區內侵入體屬燕山晚期產物，主要為閃長(玢)巖，次為輝石閃長巖，侵入于三疊系中統黃馬青組、侏羅系下統磨山組及白堊系下統姑山組火山巖層中。在東礦段出露于第四系浮土之下，呈巖株、巖枝狀產出，平面形態彎弓狀，面積約0.6 km2，該巖體主要侵入圍巖為姑山組及磨山組，巖性分布以閃長巖為主，北東部有少量輝石閃長巖和角礫狀閃長巖。在西礦段，巖體侵位于黃馬青組地層中，巖性主要為細晶閃長巖，北部見有角礫狀閃長巖，后期有輝綠巖、石英正長細晶巖脈出露。

2.4圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變自上而下可分為上部淺色蝕變帶、中部深色蝕變帶和下部淺色蝕變帶。淺色蝕變帶可作為遠礦蝕變，深色蝕變可作為近礦蝕變。

(1)淺色蝕變帶(泥化帶)。為遠礦蝕變，厚50～190 m不等。在火山巖、閃長(玢)巖中發育高嶺土化、鈉長石化和碳酸鹽化，局部出現輕度綠泥石化和硅化，發育強度與礦體厚度有成正相關趨勢。與新鮮巖石化學組分相比較，主要帶入組分有Na、Ca、Al、H2O，帶出組分有Fe、Mg。在砂、頁巖中則主要為角巖化，其中含Al礦物變成絹云母、高嶺土和少量方解石等淺色礦物，生成顯微鱗片狀、泥狀變晶結構的高嶺石巖(泥巖)，其次發育鈉長石化、硅化，其帶入組分主要為Al、Si和Na，帶出組分為Fe、Mg。

(2)深色蝕變帶。為近礦圍巖蝕變，由礦體外向內可分為陽起石-絹云母亞帶和鈉長石-綠泥石-綠簾石亞帶。陽起石-絹云母亞帶厚5～20 m，發育磁鐵礦化、透閃石化、綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化和硅化，見有方解石-石英細網脈。后期蝕變的疊加，使磁鐵礦化退變質為假象赤鐵礦化，區內東礦段較西礦段發育。綠泥石-綠簾石亞帶厚20～50 m，見鈉長石化、綠泥石化、綠簾石化，碳酸鹽化和硅化，有后期赤鐵礦化和菱鐵礦化蝕變疊加，區內西礦段較東礦段發育。

3　礦體特征

3.1礦化特征

區內礦床包括2個礦段，即西礦段、東礦段。區內共圈定了鐵礦體4個，其中東礦段1個，編號為Ⅰ#；西礦段3個，編號分別為Ⅱ#、Ⅲ#、Ⅳ#。區內主要礦體為Ⅲ#礦體，占礦床總資源量67%；次要礦體為Ⅰ#礦體，占礦床總資源量22%；其余礦體為Ⅱ#、Ⅳ#礦體，占礦床總資源量11%。

Ⅲ#礦體位于礦床西礦段南部，產于黃馬青組硅化、角巖化砂、頁巖與閃長(玢)巖接觸帶附近。礦體呈似層狀產出，有分支復合現象，走向NNW，傾向上為中間低兩側高的凹形，西側傾角10°～15°，東側約10°。25#～37#線共11個見礦孔(ZK251、ZK272、ZK273、ZK293、ZK1、ZK292、ZK6、ZK312、ZK311、ZK14、ZK19)基本控制了該礦體的分布范圍，礦體長700 m，寬200～504 m，厚2.90～46.88 m，平均厚18.46 m，厚度變化系數為78.96%，礦體賦存標高-300～-530 m(圖3)。

圖3　中橋南鐵礦29#勘探線剖面[1]

Ⅰ#礦體位于礦床東礦段，產于黃馬青組硅化，角巖化砂、頁巖與閃長(玢)巖接觸帶及閃長(玢)巖捕擄體中。礦體呈似層狀、透鏡狀，有分支復合現象，走向NW，傾向NE，傾角約15°。19#～21#線共7個見礦孔(ZK192、ZK193、ZK3、ZK211、CK1062、ZK212、ZK7)基本控制了該礦體的分布范圍，礦體長604 m，寬100～200 m，厚9.28～17.12 m，平均厚11.94 m，厚度變化系數為21.42%，礦體賦存標高-60～-275 m。

Ⅱ#礦體位于礦床西礦段北部，產于黃馬青組硅化、角巖化砂、頁巖中。礦體呈透鏡狀、似層狀，走向NNE，傾向SEE，傾角約20°。23#～25#線共2個見礦孔(CK1061、CK1058)大致控制了該礦體的分布范圍，礦體長300 m，寬150～200 m，共有3層礦，單層視厚2.31～12.23 m，礦體賦存標高-334～-658 m。

Ⅳ#礦體位于礦床西礦段中東部，產于黃馬青組硅化，角巖化砂、頁巖中，礦體呈透鏡狀由27#線單工程(鉆孔CK1060)見礦，視厚1.65 m，礦體賦存標高-468 m。

3.2礦石特征

中橋南鐵礦體中的礦石礦物主要為磁鐵礦，次為半假象—假象赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦、褐鐵礦，少量黃鐵礦、黃銅礦等；脈石礦物主要為石英、鈉長石、方解石、綠泥石、透輝石、金云母、石膏、磷灰石等。礦石結構以半自形—自形晶粒結構為主，次為半自形—他形晶結構，少量交代結構(赤鐵礦交代磁鐵礦)；礦石構造以塊狀構造為主，次為角礫狀構造，少量層紋狀構造、浸染狀構造。根據礦石構造將礦床劃分為塊狀礦石、角礫狀礦石、浸染狀礦石和層紋狀礦石等4種自然類型，礦石工業類型為需選弱磁性礦石。

4　成礦規律和礦床成因

4.1成礦規律

沿白象山背斜由南至北依次分布有中橋南、龍塘灣、白象山和泉水灣等4個鐵礦床，規模見表1。

表1　白象山背斜礦床規模

和睦山—青山街斷裂橫切白象山背斜，并使其南盤下降(圖4)。現發現的4個礦床均受白象山背斜構造控制，主礦體賦礦層位基本一致，礦石平均品位大致相同，因此，該4個礦床的形成具有緊密的相似性。通過將中橋南鐵礦與其余3個礦床進行對比分析發現，該礦床的成礦規律為：①鐵礦床受背斜控制，并在巖體上侵引起的舒緩波狀帶由陡變緩處形成鐵礦體，礦體沿黃馬青組下段富Ca、Mg層段的砂頁巖夾白云質泥灰巖下接觸帶分布；②成礦物質一般來源于中偏基性富堿淺成侵入體，其蝕變主要為鈉長石化和綠泥石化等；③圍巖蝕變具有分帶現象，近礦圍巖為深色蝕變帶(陽起石化、絹云母化等)，遠礦圍巖為淺色蝕變帶(高嶺土化、鈉長石化等)。

圖4　白象山背斜各礦床分布示意

4.2礦床成因

中橋南鐵礦床嚴格受黃馬青組下段雜色巖層底部Ca、Mg層段與閃長巖接觸部位控制。由于巖漿熱力作用使圍巖發生接觸變質，隨后被含礦氣液交代。據該區S同位素和巖石化學分析資料，該礦床鐵質為多來源，該類鐵質的活化、轉移和沉淀均與鈉質交代作用密切相關。因此，形成中橋南鐵礦的控礦因素為地層、構造、巖漿巖、鈉質交代作用等，其礦床成因類型屬高溫氣液交代層控礦床，即玢巖鐵礦之“白象山式”[7-11]。

4.3與各礦床對比分析4.3.1與白象山鐵礦及外圍鐵礦對比分析

(1)地質特征。中橋南鐵礦位于白象山背斜南段，白象山鐵礦及外圍鐵礦位于白象山背斜中段，其賦礦空間均為背斜構造，該背斜在南段中南橋鐵礦處其構造形跡不明顯，其構造特征數據多來源于鉆孔資料。受和睦山—青山街斷裂控制，使南盤下降，隨后經火山噴發沉積作用，在中橋南地區形成了大面積姑山組火山巖沉積覆蓋層。兩礦區巖漿巖均為閃長(玢)巖，該套閃長巖具富堿高鈉特征，對陸相火山巖地區鐵礦成礦具有明顯的專屬性，為區內成礦母巖。兩礦床均賦存于閃長(玢)巖次火山巖體與黃馬青組下段富鈣鎂層段接觸帶。圍巖蝕變均呈明顯的垂直分帶現象，近礦圍巖發生金云母化等深色蝕變，遠礦圍巖發生高嶺土化等淺色蝕變。兩者礦床成因類型一致，同屬巖漿期后熱液充填交代型，以充填為主，交代次之，稱為白象山式鐵礦床(Ⅲ-1#礦體)(圖5)。

圖5　白象山鐵礦1#勘探線剖面[2]

(2)礦床特征。白象山鐵礦及外圍鐵礦(泉水灣礦段)共圈定了鐵礦體35個，累計查明資源儲量約2.2億t，礦床平均TFe品位約36%，礦石自然類型按礦石構造可劃分為浸染狀、塊狀、條帶狀和角礫狀；工業類型主要為需選磁鐵礦石，少量為需選赤鐵礦石，礦床賦存標高-192～-860 m。中橋南鐵礦共圈定了鐵礦體4個，累計查明資源儲量約0.11億t，礦床平均品位約36%，礦石自然類型按礦石構造可劃分為浸染狀、塊狀、角礫狀和條帶狀；工業類型主要為需選磁鐵礦石，礦床賦存標高-60～-648 m。該2個礦床礦石類型及工業品級極為相似，賦存空間大致相同，但礦床規模相差甚大。

4.3.2與楊莊鐵礦對比

(1)地質特征。楊莊鐵礦位于向陽向斜，為鐘姑復式背斜和次一級褶皺云龍背斜之間的向斜。中橋南鐵礦位于鐘姑復式背斜東翼次一級褶皺白象背斜南部。楊莊鐵礦在黃馬青組(假)整合于徐家山組(同周沖村組)之上，其主礦體成礦頂板圍巖為周沖村組，而目前在整個白象山背斜成礦帶內尚未發現周沖村組地層，主礦體頂板圍巖均為黃馬青組下段，其成礦母巖均為閃長(玢)巖，為鐘姑鐵礦田巖基的一部分，經歷了相同的結晶分異和自變質作用，為鐵礦成礦提供了大量的鐵成礦元素。圍巖蝕變具 “近礦深、遠礦淺”鐘姑鐵礦田典型的圍巖垂直蝕變分帶特征。兩者礦床成因類型具有相似性，同屬巖漿期后熱液充填交代型，區別在于：中橋南鐵礦以充填為主，交代次之，稱之為白象山式鐵礦床(Ⅲ-1#礦體)；楊莊鐵礦以交代為主，充填次之，稱之為楊莊式鐵礦床(Ⅲ-2#礦床)(圖6)。

圖6　楊莊鐵礦A-A′縱剖面[7]

(2)礦床特征。楊莊鐵礦共圈定了鐵礦體12個，累計查明資源儲量約1.5億t，礦床平均品位約36%，礦石自然類型按礦石構造可劃分為稠密浸染狀，角礫狀，次塊狀—塊狀；工業類型為需選磁鐵礦石。礦床賦存標高-457～-1 399 m。中橋南鐵礦共圈定了鐵礦體4個，累計查明資源儲量約0.11億t，礦床平均品位約36%，礦石自然類型按礦石構造可劃分為浸染狀、塊狀、角礫狀和條帶狀；工業類型主要為需選磁鐵礦石，礦床賦存標高-60～-648 m。兩礦床礦石類型及工業品級極為相似，但賦存空間、標高及規模相差甚遠，按理想成礦的垂直分帶特征分析，楊莊鐵礦應位于中橋南鐵礦下部。

4.3.3與龍山鐵礦對比

(1)地質特征。龍山鐵礦床位于云龍背斜北部，該段稱之為和睦山背斜，為鐘姑復式背斜西翼次一級褶皺，其構造級別與白象山鐵礦同級。龍山鐵礦在黃馬青組之下分布有周沖村組地層，主礦床頂板由周沖村組代替了中橋南鐵礦的黃馬青組下段地層。成礦母巖均為中偏基性富堿閃長(玢)巖。其圍巖蝕變類型自下而上呈現巖體的自變質、接觸交代變質和接觸熱變質作用，蝕變種類體現了“近礦深、遠礦淺”的特征。龍山礦床成因類型屬高溫氣液交代層控礦床，易交代的周沖村組地層顯示，其更偏向于楊莊式鐵礦床成礦特征(圖7)。

圖7　龍山鐵礦床地質剖面[7]

(2)礦床特征。龍山鐵礦床于20世紀90年代勘查發現，資源儲量約0.1億t，礦床平均品位約40%，礦石自然類型按礦石構造可劃分為浸染狀、塊狀、角礫狀和條帶狀，工業類型主要為需選磁鐵礦石，礦床賦存標高-200～-800 m。中橋南鐵礦共圈定了鐵礦體4個，累計查明資源儲量約0.11億t，礦床平均品位約36%，礦石自然類型按礦石構造可劃分為浸染狀、塊狀、角礫狀和條帶狀，工業類型主要為需選磁鐵礦石，礦床賦存標高-60～-648 m。兩礦床礦石類型及工業品級較為相似，但成礦地層標高及規模相差較大，與楊莊鐵礦相似，龍山鐵礦應位于中橋南鐵礦下部。

4.3.4與鐘九鐵礦對比

鐘九鐵礦位于鐘姑復式背斜中段隆起部位，受斷裂構造的影響，其軸部產生局部凹陷，沉積了一套白堊系下統姑山組蝕變火山碎屑沉積巖，形成了良好的成礦條件(圖8)。鐘九鐵礦主礦體賦存于姑山組與周村組不整合界面上，礦床成因屬火山期后熱液礦床。雖然中橋南鐵礦區也具有姑山組地層，但經勘查證實，不具備形成火山期后熱液礦床的條件。因此，中橋南鐵礦與鐘九鐵礦無本質聯系。

5　結　論

(1)中橋南鐵礦位于鐘姑鐵礦田內，其礦床成因類型為高溫氣液交代層控礦床，以充填為主、交代次之，即玢巖鐵礦之“白象山式”。

(2)中橋南鐵礦成礦巖體為閃長(玢)巖，為鐘姑鐵礦田基巖的一部分，具中偏基性富堿特征，為礦區成礦母巖，礦床賦存于閃長(玢)巖與黃馬青組接觸帶。圍巖蝕變具近礦金云母化等深色蝕變、遠礦高嶺土化等淺色蝕變的空間分帶。礦石自然類型以

圖8　鐘九鐵礦3#線地質剖面[[5]

浸染狀為主，品位中等，TFe平均品位約36%，與鐘姑鐵礦田其他礦床礦石類型及工業品級基本一致。

(3)白象山背斜雖經和睦山—青山街斷裂上下錯段，但地層與礦體在走向上均呈現明顯的北傾性質。無論是成礦巖體、成礦地質構造還是礦石特征，中橋南鐵礦與白象山鐵礦及外圍鐵礦均極為相似，僅礦床規模相差甚大，兩者礦床成因完全一致。

(4)中橋南鐵礦甚至整個白象山成礦帶在黃馬青組之下均未發現周沖村組地層，表明鐘姑背斜東翼的黃馬青組下段充當了西翼周沖村組的有利成礦地層角色，而周沖村組的白云質灰巖及硬石膏層具有較黃馬青組下段更活潑的化學性質，更易于交代，形成以交代為主、充填次之的“楊莊式”鐵礦。

(5)雖然中橋南鐵礦與鐘九鐵礦在地表均分布了廣泛的姑山組地層，但僅在鐘九鐵礦形成了鐵礦床，該鐵礦賦存于姑山組與周沖村組不整合界面，受斷裂構造作用明顯，為火山期后熱液礦床，而在中橋南鐵礦區斷裂活動較弱，未見不整合、地層超覆等強斷裂活動現象。因此，中橋南鐵礦區不具備形成鐘九鐵礦的條件，兩礦床不具相似對比性。

(6)在白象山背斜深部是否存在周沖村組地層，是否具備形成以交代為主、充填次之的“楊莊式”鐵礦成礦潛力，是該區找礦研究亟需解決的問題解決的問題。龍山鐵礦巖體深部硬石膏的發現和楊莊鐵礦的深埋藏，均間接預示了白象山背斜深部的找礦潛力。

[1]張壽穩，徐文，王萬林，等.安徽省當涂縣中橋南鐵礦詳查地質報告[R].合肥：華東冶金地質勘查研究院，2008.

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Geological Characteristics and Metallogenic Regularity of Zhongqiaonan Iron Mine in Dangtu County

Bu Xiyin

(Comprehensive Geological Brigade, Metallurgical Geological Prospecting Bureau)

Zhongnanqiao iron mine is located in southern section of Baixiangshan anticline that is the secondary fold located in the eastern section of Zhonggu duplex anticline of Zhonggu iron ore filed,the deposit genesis is high temperature gas liquid metasomatism stratabound deposit,that is to say,Zhongqnanqiao iron deposit is belongs to the "Baixiangshan type" of porphyrite iron deposit.Based on analyzing the regional geological characteristics and geological characteristics of the mining area,the mineralization characteristics,deposit genesis and metallogenic regularity of Zhognnanqiao iron deposit are discussed in depth.The comparison of the tectonic characteristics of Zhongqiao iron deposit and the three deposits (Longtangwan iron deposit,Baixiangshan iron deposit,Quanshuiwan iron deposit) that are located in the Baixiangshan anticline,the prospecting direction of the the Baixiangshan anticline with iron deposit prospecting prospective is proposed.The comparison analysis of Zhongqiaonan iron deposit of the iron deposits (Baixiangshan peripheral iron deposit,Yangzhuang iron deposit,Longshan iron deposit (deep) and Zhongjiu iron deposit) that has been found,the metallogenic potential of the deep of Baixiangshan anticline is revealed,the study results of the paper have some reference for the further prospecting work of iron deposit in the area.

Baixiangshan anticline, Geological characteristics, Mineralization characteristics, Deposit genesis, Metallogenic regularity, Prospecting prospective

2016-06-06)

卜習銀(1986—)，女，助理工程師，243000 安徽省馬鞍山市林里路166號。