甘肅省東大山鐵礦地質特征及礦床成因分析

張永霞

（甘肅省礦產資源儲量評審中心，甘肅 蘭州 730030）

1 區域地質概況

該地區位于隆壽山向斜中東剖面南翼，褶皺斷裂發育。主要次生褶皺為洪泉向斜、漢木山向斜、榆樹溝-紋狀脊向斜和東大山背斜。該斷層以北西向走向逆沖為主，逆沖規模較大，并伴有許多派生斷層。平面推理的走向主要為北東向，少量為北西向，一般規模不大。斷裂構造多期活動疊加明顯。

區域火成巖較發育，多呈巖基或巖株產出，均屬加里東期產物。其空間展布受走向逆斷層控制。巖性主要為二長花崗巖、石英閃長巖、花崗閃長巖、超基性巖等。另外，在龍首山群地層[1]中偉晶花崗巖脈或巖墻較為發育，鐵礦的局部富集和圍巖蝕變可能與之有關。東大山鐵礦位于阿拉善元古宙銅、鎳、鐵、鉛鋅、螢石礦成礦帶中的龍首山鎳、銅、鈷、鉑族、鉛鋅、鐵、錳、磷、鈾成礦帶上，區內具典型的礦床有金川銅鎳礦床[2,3]、東大山鐵礦、馬房子溝磷礦區等。

2 礦床地質特征

2.1 地層

礦區所見地層以新太古—早元古代龍首山群為主，次為震旦系韓母山群及第四系。

（1）第四系（Q）。分布于礦區內低凹處、平緩山坡上及溝谷中，主要為沖洪積層、殘坡積層，由礫石、砂及黃土組成，厚0～5米，與下伏地層呈不整合接觸。

（2）震旦系韓母山群（ZH）。分布于礦區東部，不整合于龍首山群之上，厚度大于80米，由白云巖夾白云質灰巖、絹云母千枚巖組成。

（3）新太古—早元古代龍首山群（ArPtL）。該區分布廣泛，由絹云母石英片巖、白云巖、花崗巖混合巖、混合片麻巖、片巖和帶狀混合巖組成，厚度超過750米。后三者相互交織，不能分開。它們是主要的含礦地層。①絹云母石英片巖：灰綠色，花崗鱗片變晶結構，片狀構造，由石英、絹云母及少許黑云母、長石、綠泥石等組成。②白云巖：白色，中—粗粒花崗變晶結構，塊狀，厚層狀構造，由白云石及少量方解石、蛇紋石、絹云母、石墨等組成。③花崗混合巖：肉紅色，花崗變晶結構，片麻狀構造，局部具條帶狀構造，由長石、石英、黑云母及少許角閃石、綠泥石等組成。由于混合巖化強烈，脈體與基體已無法區分。④混合巖化片麻巖：灰—灰綠色，鱗片花崗變晶結構，片麻狀構造，由長石、石英、次為黑云母、絹云母及少許綠泥石、角閃石等組成。⑤混合巖化片巖：灰褐—灰綠色，鱗片花崗變晶結構，片狀構造，由石英、絹云母及少許長石、黑云母、綠泥石等組成。⑥條帶狀混合巖：灰—淺紅灰色，變余花崗結構的鱗片花崗變晶結構，條帶狀構造。脈體主要由石英、長石組成，基體主要由黑云母、石英、長石組成。

2.2 構造

（1）褶皺。礦區位于東山背斜南翼，為單斜構造。地層向280～ 290°、西南、40 ～ 60°角一般，變化趨勢深。表面變形明顯，層間小褶皺發育良好。

（2）斷裂。①逆斷層：礦區內有逆斷層一條（F1），分布于礦區南西部絹云石英片巖中，長度大于740米。走向293°左右，傾向北東，傾角80°。該斷裂Ⅷ線垂直斷距達300米以上，在Ⅶ線以西對礦體礦壞較大。②性質不明斷層：礦區內有性質不明斷層一條（F2），分布于F1斷層北側白云巖內，長640米，走向293°左右，傾向南西，傾角70～75°。該斷層對礦體有一定的破壞作用。③正斷層：礦區內有正斷層三條（F3、F4、F5），其中F3及F4分布于礦區北東部，長分別為620、460米，走向分別為323°、340°，傾向北東，傾角70～80°。F5分布在礦區中部，長約40米，走向50°，傾向南東。上述三條斷層對礦體無影響。④平推斷層：礦區內有平推斷層23條，零星分布于礦區內，編號為F6～F28。一組走向為20～30°，另一組走向近南北，僅一條走向近東西。斷層長一般20～50米，最長350米。

（3）火成巖。礦區所見火成巖有斜長角閃巖、輝綠巖及偉晶花崗巖，呈巖脈或巖墻侵入于龍首山群地層中。①斜長角閃巖：暗綠色，花崗變晶結構，片狀構造，主要由角閃石、斜長石，次為石英、黑云母及少許磁鐵礦、綠簾石等組成。該巖石有的為鐵礦體的直接圍巖，對礦體產生富集作用。②輝綠巖：灰綠色，輝綠結構，塊狀構造，由斜長石、輝石及少許磁鐵礦、綠泥石、石英、黑云母、碳酸鹽巖等組成。該巖石有的穿切礦體，對礦體產生切割破壞作用，但基本無位移，影響不大。③偉晶花崗巖：呈灰白—淺肉紅色，偉晶花崗結構，塊狀構造。由長石、石英及少許黑云母、輝石、角閃石、綠泥石，微量碳酸鹽巖組成。該偉晶花崗巖是礦區最晚一期巖漿活動產物，有的斜切礦體，有的順礦層與圍巖界線侵入，構成礦體的直接圍巖。

3 礦體地質特征

（1）含礦圍巖及礦化帶特征。東大山鐵礦產于新元古代-早元古代龍首山群混合片麻巖、片巖和帶狀混合巖。礦體與圍巖接觸一致。礦體上下壁緊鄰圍巖為斜長石角閃巖或偉晶巖花崗巖和黑云母片巖，混合片麻巖、片巖和帶狀混合巖除外。近礦變質巖常含有較多的磁鐵礦、黃鐵礦或黑云母和角閃石。偉晶花崗巖通常具有浸染性、脈狀磁鐵礦、黃鐵礦化或含鐵礦。

含礦帶整體擴展,北-南東帶Ⅶ西南,西Ⅲ線東近東西向,飛機是一個“S”形,凸點)。礦石帶長約2200米，厚50 ～ 250米。主要含礦層Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ縫。Ⅱ礦石層最穩定,最長的擴展,包括四個不連續礦體(1、2、3,ⅡⅡⅡⅡ4礦體),其他零星的礦體分布沿縫附近。

（2）礦體規模、形態及產狀。30多個標記大小礦體的礦,參與礦體的儲量計算是29日,數量分別為Ⅰ1、2、1,ⅡⅡⅠ、4、2、3,ⅡⅡⅢ、Ⅳ,。其中1、2、3、ⅢⅡⅡⅡ,Ⅳ五主要礦體,占總儲量的75%。—和—為10個盲礦體，大部分埋在1965米以下，礦體頂部垂直深度距地表100多米。礦體呈層狀、透鏡狀、扁豆狀和莢狀。沿走向和傾角觀察到分枝、復合和分叉點淬火、膨脹和收縮現象。偉晶花崗巖的侵入和小構造的影響使礦體形態復雜化。礦體產狀與圍巖基本一致。總體向北，傾向南茜，角度30°～ 50°。礦體的一部分或同一礦體的不同部位，向西-南或近東-西，向南-東或南。礦體的傾角從地表逐漸減小。

主礦體長360～700米，控制最大斜深402～670米，一般厚2～8米，最厚33.53米。⑨號盲礦體分布在Ⅱ—Ⅳ線間，埋深在1900米標高以下，距地表100余米，控制長度236米，推測長度336米，最大延深250米左右，厚5.02～5.41米，最厚10.91米。⑩號盲礦體分布在0—Ⅱ線間，埋深在2000米標高以下，距地表近80米。其他次要礦體長數十米至300余米，延深近于長度或略大于長度，厚1.5～2.5米，最厚11.87米。各主要礦體規模、形態及產狀詳見表1。

（3）礦石類型及特征。礦石劃分為石英磁鐵礦、黑云母石英磁鐵礦、重晶石磁鐵礦、角閃石磁鐵礦四種自然類型，以前兩種類型為主，占90%以上。

該礦氧化程度較弱，除地表為少許混合礦石外，其他全為原生礦石。

表1 各主礦體規模、形態及產狀統計表

4 礦床成因

東大山鐵礦產于新太古—早元古代龍首山群[4,5]沉積變質的粘土質、半粘土質巖石內。接近礦體時的圍巖粘土質、鈣質含量增高。礦體呈似層狀、透鏡狀、扁豆狀，沿一定層位和圍巖整合產出，接觸界線清楚。圍巖也含鐵質并在近礦處鐵質含量增高。礦石具互層和層狀構造。礦石物質成分簡單并含有較多黃鐵礦。據此鐵是在還原環境沉積生成。鐵礦沉積后，偉晶花崗巖貫入（多順層，同化作用小）破壞了礦體，增加了礦體的夾石。