高村鐵礦地質(zhì)特征及找礦方向

楊秉陽 王叢林 鄧國平 楊西飛

（1．安徽馬鋼礦業(yè)資源集團南山礦業(yè)有限公司，2．安徽省化工地質(zhì)勘查總院）

目前，凹山鐵礦、東山鐵礦已經(jīng)停產(chǎn)，高村鐵礦及和尚橋鐵礦也隨著鐵礦石資源價格的攀升，可利用鐵礦石資源急劇消耗。截止2020年，公司可采資源量儲備約為8 000萬t，2020年南山礦共開采鐵礦石資源1 300萬t左右。資源儲備不足，嚴重制約了該公司的生產(chǎn)發(fā)展。

隨著凹山、東山、高村、和尚橋鐵礦的開采，大量玢巖鐵礦地質(zhì)特征情況得到揭露，成礦規(guī)律、地質(zhì)特征、成因及找礦方向等現(xiàn)象更加明顯，對現(xiàn)存的地質(zhì)特征進行分析和研究，結(jié)合物探重、磁吻合異常，尋找新的近礦圍巖標志，是實現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。在總結(jié)以往高村鐵礦地質(zhì)成礦規(guī)律及成因的基礎(chǔ)上，結(jié)合近年來在高村鐵礦西部及老姆峴區(qū)域的勘察資料，發(fā)現(xiàn)高村鐵礦大面積的重力剩余異常、地磁Za化極異常在預(yù)測區(qū)內(nèi)同步突出，可能為高村鐵礦體向本區(qū)內(nèi)下伏延伸的反映，因此，有必要對高村鐵礦地質(zhì)特征、成因及找礦方向開展更深入的研究和討論，為礦山尋找新的后備資源提供可靠依據(jù)［1-5］。

1 區(qū)域背景

常印佛等［6］認為長江中下游多金屬成礦帶位于揚子板塊北緣、華北板塊和秦嶺大別山南側(cè)，區(qū)內(nèi)地層發(fā)育強烈，經(jīng)歷了前震旦紀、早三疊紀、白堊紀等階段的發(fā)育，形成了以片麻巖、角閃巖、大理巖、石英質(zhì)火山巖、千枚巖等為主的構(gòu)造特征。

斷裂活動在區(qū)域內(nèi)的多金屬成礦帶演化過程中較活躍，成礦帶由3組斷裂組成邊界，即西南的襄樊—廣濟斷裂帶、西北郯城—廬江斷裂帶和東南的陽興—常州斷裂帶。本區(qū)主要斷裂帶和褶皺形成于印支期，期間構(gòu)造活動在本區(qū)形成眾多的隆起區(qū)和洼陷盆地，受太平洋板塊俯沖作用，在中侏羅紀、早白堊紀發(fā)育了大量的NE—NNE向斷裂和褶皺，從而形成了諸如寧蕪盆地等在內(nèi)的白堊紀斷陷盆地。

而高村鐵礦區(qū)正位于長江中下游多金屬成礦帶的寧蕪盆地內(nèi)，在揚子準地臺、下?lián)P子臺坳、沿江拱斷褶帶、安慶凹斷褶束東北端，屬于火山、次火山巖鐵礦床。

高村鐵礦礦區(qū)主要出露地層為白堊系下統(tǒng)大王山組和第四系；礦床發(fā)育有3組較大節(jié)理（圖1）。張樂駿等［3］在寧蕪盆地陶村鐵礦床磷灰石的LA—ICP—MS研究中認為礦床變質(zhì)作用不明顯，但圍巖變質(zhì)作用較為強烈，圍巖蝕變分為3個帶，分別為上部高嶺土化、黃鐵礦化等淺色蝕變帶、中部磁鐵礦化、綠簾石化、綠泥石化、陽起石化深色蝕變帶和下部鈉長石化淺色蝕變帶，研究總結(jié)其特征，見表1。

2 礦床地質(zhì)特征分析

高村鐵礦為磁鐵礦床，根據(jù)寧蕪地區(qū)的著名“玢巖鐵礦”理論認為，高村鐵礦屬“玢巖鐵礦”中陶村式鐵礦，是形成于閃長玢巖巖體中的鐵礦體。高村鐵礦礦體與周圍巖石之間無法直接確認巖礦分界，因此認為它們之間呈漸變關(guān)系。從總體上來說，高村鐵礦體大致平行于周圍巖體，而內(nèi)部有一定似層狀的鞍狀體。

礦化帶主要分布于陶村閃長玢巖侵入體的北西側(cè)高村礦區(qū)15～18線，其總體走向為NE28°，傾向北西，傾角約為40°，沿走向長約為1 650 m，沿傾向延伸645～1 348 m，最大鉛直厚度為264.15 m（真厚度為202.35 m），賦存標高為60.68～-532.33 m。礦化帶一般產(chǎn)在深色蝕變帶內(nèi)，礦體產(chǎn)在礦化帶內(nèi)，故在礦體圈定和連接時，首先根據(jù)巖體頂面形態(tài)和蝕變特征先圈出礦化帶，然后依據(jù)相同的原則，考慮產(chǎn)出標高在礦化帶內(nèi)圈出礦體。

①號礦體為本礦段的主礦體，其工業(yè)礦石資源/儲量占全礦區(qū)工業(yè)礦石總資源/儲量的99.90%。該礦體主要分布于15～18線，礦體形態(tài)大致平行于巖體頂面，且內(nèi)部有一定的似層狀特征，多處分枝復(fù)合、膨脹收縮，其總體走向為NE28°，傾向北西，傾角約為40°，走向長約為1 650 m，沿傾向延伸為645～1 348 m，最大鉛直厚度為264.15 m（真厚度為202.35 m），賦存標高為60.68～-532.33 m，埋深為0～568.21 m。礦體的厚度變化較大，工業(yè)品位礦石單工程最大鉛直厚度為180.67 m，最小鉛直厚度為1.03 m（作尖滅點處理的部位），平均為25.65 m，厚度變異系數(shù)為98.49%，厚度變化沒有明顯的規(guī)律。

②～?號礦體的空間形態(tài)特征見表2。

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高村鐵礦顧橋礦段礦體是高村鐵礦①號礦體沿走向的延伸，地質(zhì)特征與高村鐵礦一致。

3 礦床成因

高村鐵礦位于長江的多金屬成礦帶，其演化過程中地層發(fā)育強烈，形成了以片麻巖等為主的結(jié)構(gòu)特征，滕霞等［5］對高村磁鐵礦成礦作用進行了探討，認為本礦區(qū)鐵礦體形狀、產(chǎn)狀均受輝石閃長玢巖、花崗閃長玢巖侵入體的原生節(jié)理控制，其中次生節(jié)理很少發(fā)育，縱橫節(jié)理對礦體形狀有一定的影響。

同時，本區(qū)主要斷裂帶和褶皺形成于印支期，微?！毩＝緺畲盆F礦多見于早期的輝石輝長閃長玢巖巖體中，磁鐵礦體以單體或集合體稀疏密集浸染于巖體基質(zhì)中，肉眼見可呈霧狀，斑晶中一般無磁鐵礦分布，基質(zhì)中磁鐵礦體與斜長石微晶為共生邊界結(jié)構(gòu)，無顯著交代現(xiàn)象，形成溫度在800℃左右，說明這種磁鐵礦可能是巖漿晚期的產(chǎn)物；而在中粗粒斑點浸染狀磁鐵礦石中，普遍發(fā)育磁鐵礦交代鈉長石的現(xiàn)象，且其形成溫度在410℃左右，說明磁鐵礦晚于鈉長石生成，屬巖漿期后熱液階段；細脈和網(wǎng)脈狀磁鐵礦存在切割浸染狀磁鐵礦石，說明其形成較晚于浸染狀礦石。

礦區(qū)內(nèi)的閃長玢巖侵入體大部分經(jīng)歷過強烈鈉長石化蝕變作用，強烈的鈉質(zhì)交代作用使原巖暗色礦物大部分甚至全部消失，這種蝕變作用可能為磁鐵礦的堆積提供部分鐵質(zhì)來源。

根據(jù)以上現(xiàn)象，推測成因過程：晚侏羅紀至早白紀堊，沿北東向的“基底斷裂”開始了火山巖形成，在800～1 200℃條件下，巖漿中的部分礦物開始結(jié)晶，通過結(jié)晶分異作用形成的中性閃長玢巖熔漿上升，產(chǎn)于中深相輝石閃長巖的接觸帶；隨分異作用的進行，由分異作用分化出的特殊巖漿（溫度在500～800℃）含有大量揮發(fā)性組分（如H2O，H2SO3，H2S，B2O3等），由于揮發(fā)性組分逐漸集中于未完全冷凝的巖體頂部，使該部分熔漿結(jié)晶溫度降低，結(jié)晶時間延長。在固體物質(zhì)冷凝后，一些飽含礦物質(zhì)的熱水溶液和熱氣（溫度在100～400℃）在圍巖體及裂隙和邊緣冷卻、沉淀，而圍巖體中節(jié)理構(gòu)造的形成，為氣水溶液的上升形成了通道和儲礦場所。

富含Na+離子的氣水溶液在上升運移中，隨著溫度降低及物理化學(xué)環(huán)境的變化，通過滲濾、交代等作用萃取原巖暗色礦物中的鐵質(zhì)，形成閃長玢巖的深色蝕變帶和浸染狀磁鐵礦化帶；含礦氣水溶液沿裂隙及巖石的原生節(jié)理沉淀形成磁鐵礦化。

4 找礦方向

高村鐵礦是典型的“陶村式”玢巖型鐵礦床，可以形成簡要找礦新認識，即淺成或超淺成的閃長玢巖侵入體是尋找此類礦床的前提。因此，對高村鐵礦礦區(qū)內(nèi)區(qū)域地質(zhì)背景及火成巖情況開展新的地質(zhì)調(diào)查，進一步查明該區(qū)域火成巖分布情況及規(guī)律，是實現(xiàn)淺成或超淺成的閃長玢巖侵入體成礦方向更加明確的基礎(chǔ)；在物探及重磁強化異常的分析基礎(chǔ)上，新的閃長玢巖深色蝕變復(fù)雜帶、火山巖性變化大的復(fù)雜地段和角礫巖化區(qū)域，是本區(qū)可能存在潛在礦藏的找礦新方向。

5 結(jié) 語

經(jīng)過上述礦床成因及找礦方向探討，高村鐵礦床在成因上屬火山—次火山型礦床，其成礦過程伴隨在閃長玢巖結(jié)晶、冷凝分異等全過程中；隨著溫度降低及物理化學(xué)環(huán)境的變化，Na+通過滲濾、交代等作用萃取原巖暗色礦物中的鐵質(zhì)，形成閃長玢巖的深色蝕變帶和浸染狀磁鐵礦化帶；含礦氣水溶液沿裂隙及巖石的原生節(jié)理沉淀形成磁鐵礦化，最終形成了高村鐵礦床含礦帶；通過對區(qū)域構(gòu)造以及礦床成因分析，認為高村鐵礦床后續(xù)找礦方向應(yīng)在總結(jié)以往地質(zhì)工作的基礎(chǔ)上，加強物探及重磁強化異常分析，尋找新的閃長玢巖深色蝕變帶。