陜西省白河縣酒館溝磁鐵礦地質(zhì)特征與礦床成因探討

許運(yùn)濤　朱永標(biāo)

摘 要：白河酒館溝研究區(qū)位于南秦嶺印支褶皺帶南緣，與西側(cè)的張河磁鐵礦和平定河磁鐵礦屬同一類型，共同組成一近東西向的礦帶，為近年來新發(fā)現(xiàn)的磁鐵礦礦床。研究其地質(zhì)特征，并分析礦床成因，具有一定的理論意義和實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：南秦嶺；白河酒館溝；磁鐵礦；地質(zhì)特征；礦床成因

1 地質(zhì)概況

白河酒館溝一帶出露的地層在呂河口-茅坪倒轉(zhuǎn)向斜的兩翼對稱出現(xiàn)，向斜軸部為中泥盆統(tǒng)石家溝組，兩翼為下志留統(tǒng)梅子埡組。礦區(qū)位地層區(qū)劃屬徽縣-旬陽地層分區(qū)牛山地層小區(qū)。構(gòu)造位置處于南秦嶺印支褶皺帶金雞嶺-留鳳關(guān)褶皺束東南端與白水江-白河褶皺束東北緣銜接部位。研究區(qū)總體為一倒轉(zhuǎn)向斜，屬于呂河-茅坪復(fù)式向斜東段南翼的次級褶皺，地貌特征表現(xiàn)為向斜褶皺山。組成褶皺的核部地層為中泥盆統(tǒng)石家溝組（D2s），翼部地層為下志留統(tǒng)梅子埡組。區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造不甚發(fā)育，主要有F1和F2斷層。F1斷層是區(qū)內(nèi)出露最大的逆斷層，主要展布在大李四溝-沙郎溝-馬虎溝一帶，近東西向貫穿全區(qū)。F2斷層是區(qū)內(nèi)較大的平移斷層，位于寨溝。

2 變質(zhì)作用

區(qū)域變質(zhì)作用：礦區(qū)內(nèi)區(qū)域變質(zhì)作用比較強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)為石灰?guī)r普遍大理巖化、石灰?guī)r重結(jié)晶作用以及含炭質(zhì)泥砂質(zhì)碎屑巖的千枚巖化、片理化等。變質(zhì)程度為低綠片巖相。形成的區(qū)域變質(zhì)巖有絹云母石英片巖、云母綠泥石英片巖、片理化含菱鐵礦大理巖等。動(dòng)力變質(zhì)作用：在礦區(qū)主要表現(xiàn)為脆性斷裂附近有破碎帶以及碎裂巖、斷層泥；韌性剪切帶中石家溝組泥鈣質(zhì)巖中形成一系列糜棱巖化巖石、糜棱巖和千糜巖等構(gòu)造巖。

3 圍巖蝕變

礦體圍巖主要為淺變質(zhì)細(xì)碎屑巖類，常構(gòu)成礦體的頂、底板，圍巖蝕變特征不十分明顯，主要表現(xiàn)有硅化、綠泥石、綠簾石、絹云母化、鐵碳酸鹽化、黃鐵礦化及褐鐵礦化等。硅化見于鐵礦化帶中，宏觀上表現(xiàn)為不同期次的熱液石英脈充填，以交代形式出現(xiàn)于斷層破碎帶及鐵礦化帶中，使圍巖顏色變淺，硬度增大，表現(xiàn)為褪色的特點(diǎn)。綠泥石、綠簾石、絹云母化：多見于硅化石英脈邊緣和裂隙中，綠泥石、綠簾石、絹云母呈細(xì)小片狀、鱗片狀集合體出現(xiàn)。鐵碳酸鹽化：常與硅化相伴出現(xiàn)，多以含鐵方解石-鐵白云石形式出現(xiàn)。黃鐵礦化：表現(xiàn)為含礦石英脈中及周邊細(xì)粒自形-半自形黃鐵礦呈團(tuán)塊狀集合體或浸染狀分布，灰白色絹云千糜巖及糜棱巖化結(jié)晶灰?guī)r中呈稀疏星點(diǎn)狀。褐鐵礦化：主要分布于地表及近地表的礦化帶中，呈斑點(diǎn)狀、細(xì)脈狀產(chǎn)出，表面以黑色薄膜為特征。

4 礦床成因探討

通過上面對研究區(qū)磁鐵礦床控礦地質(zhì)條件的分析，筆者對該礦床的物質(zhì)來源、發(fā)展、形成歸納如下：

4.1 物質(zhì)來源

物質(zhì)：旬陽-白河一帶磁鐵礦的形成過程中，中泥盆統(tǒng)石家溝組的碳酸鹽巖和碎屑巖等正常水成沉積形成的鐵碳酸鹽、鐵白云石為磁鐵礦形成提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。流體：成礦流體主要為成礦過程中的剪切動(dòng)力變質(zhì)熱液，成礦物質(zhì)在強(qiáng)烈剪切變形過程中從含礦層和圍巖中活化、遷移、富集。

4.2 礦床的形成發(fā)展

白河酒館溝磁鐵礦床的形成發(fā)展可以分為三個(gè)階段：

①菱鐵礦形成階段：研究區(qū)中泥盆統(tǒng)石家溝組處在揚(yáng)子陸塊北部被動(dòng)陸緣上發(fā)展起來的邊緣伸展海盆，是一套海進(jìn)序列的沉積旋回，并具有多個(gè)小旋回，主要以鐵碳酸鹽巖、碎屑巖等水成沉積為主，沉積建造屬于次穩(wěn)定型。經(jīng)過長期的沉積，把中泥盆統(tǒng)石家溝組分為三個(gè)巖性段，第一和第三巖性段主要以一套碳酸鹽巖為主，代表巖性為中厚層結(jié)晶灰?guī)r，第二巖性段主要以一套碎屑巖夾鐵碳酸鹽巖為主。夾在中間的第二巖性段處于相對封閉的缺氧環(huán)境，為菱鐵礦的形成提供了有利的條件，此時(shí)，礦源層中的含鐵碳酸鹽礦物與H2O和CO2作用，可形成重碳酸鐵，重碳酸鐵在區(qū)域變質(zhì)作用不斷增溫的條件下，可分解形成灰色細(xì)晶菱鐵礦。菱鐵礦為磁鐵礦的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

②早期磁鐵礦形成階段：白河酒館溝磁鐵礦床的南北控礦韌性剪切帶是該區(qū)的構(gòu)造活動(dòng)帶、能量匯聚帶和流體匯集區(qū)。早期控礦韌性剪切帶是區(qū)域褶皺作用導(dǎo)致層間滑動(dòng)剪切形成的，它是區(qū)域變質(zhì)作用與動(dòng)力變質(zhì)作用疊加部位，韌性剪切帶產(chǎn)生的熱能與區(qū)域變質(zhì)作用產(chǎn)生的熱能使得礦源層中形成的細(xì)晶菱鐵礦部分轉(zhuǎn)化為細(xì)粒磁鐵礦，磁鐵礦沿片理分布，但品位低。

③晚期磁鐵礦形成階段：早期形成南北控礦韌性剪切帶在后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下經(jīng)歷了張扭性韌脆性剪切變形，這種變形有利于成礦元素的遷移和富集，同時(shí)北西向和近東西向多期（次）較強(qiáng)烈的斷裂疊加作用，與剪切帶共同構(gòu)成了研究區(qū)磁鐵礦礦床的運(yùn)移通道，使得早期形成的細(xì)粒磁鐵礦在動(dòng)力熱液參與下富集，并在韌性向脆性轉(zhuǎn)換的開放張性擴(kuò)容空間部位成礦，形成粒徑較大的磁鐵礦?？氐V剪切帶晚期演化為脆性裂隙，礦化元素沿裂隙交代、氧化，生成黃鐵礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦及褐鐵礦等。

5 結(jié)論

通過綜合研究可知，酒館溝磁鐵礦床的形成發(fā)展經(jīng)歷了比較復(fù)雜的演化過程，地層巖性因素、褶皺因素、區(qū)域變質(zhì)和動(dòng)力變質(zhì)因素等控礦條件在磁鐵礦的形成過程中扮演著重要的角色，而控礦韌性剪切帶的發(fā)展演化是控礦條件中的重中之重。根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查和礦床控礦條件分析，筆者認(rèn)為該礦床是沉積變質(zhì)-動(dòng)力熱液改造復(fù)合型鐵礦床。

參考文獻(xiàn)：

[1]陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局.陜西省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1989.

作者簡介：

許運(yùn)濤（1985- ），男，籍貫：河北省新河縣，碩士研究生，中級工程師，研究方向：構(gòu)造地質(zhì)和礦產(chǎn)地質(zhì)。