安徽潁上王臺子鐵礦地質特征及找礦標志分析

唐 純

(安徽省地質礦產勘查局312地質隊，安徽 蚌埠 233000)

0 引言

潁上縣王臺子鐵礦與鄰區的霍邱地區鐵礦田同屬一個鐵礦成礦帶[1]，歷史上，曾多次在此開展物探工作，圈出若干個航磁異常。1981年初制定出1∶10000地面高精度磁測涵蓋研究區，并圈定了王臺子磁異常，同時驗證了磁異常系含鐵磁性體引起[2]。一些地質隊運用鉆探和系統采樣等手段查明鐵礦體的分布、數量、賦存部位、厚度規模和礦石質量。文章在前人王臺子鐵礦及鄰區勘探成果的基礎上，綜合分析王臺子鐵礦地質特征，并提出找礦標志，為礦床的開采及下一步找礦提供支撐。

1 地質特征

1.1 區域地質概況

潁上縣王臺子鐵礦是霍邱鐵礦田的一個組成部分[3]，本區地處華北地臺南緣，位于豫淮臺褶帶東段之淮南復向斜以南，六安斷裂以北，合肥坳陷和潢川坳陷之間[4]。變質地質單元屬中朝變質地區、霍邱—五河變質帶。主要由新太古界霍邱群、古元古界鳳陽群，新元古界青白口系、震旦系，古生界寒武系、中生界侏羅系、白堊系，新生界第四系組成[5]。區內褶皺按其形成順序可分為阜平期、中岳期和燕山期。區內斷裂形成時代晚于鳳陽期，主要為北西向和北北東向兩組，其規模一般數千米至數十千米，另一組近南北向，其規模較小。區內火成巖主要有重新集、吳集、草樓3個混合花崗巖體，其余均為巖脈，其巖性為偉晶巖、花崗巖、花崗斑巖、閃長巖、輝綠巖、正長巖。另有噴出巖(侏羅系青山群)火山碎屑巖。

霍邱—潁上鐵礦區位于華北地臺南部，豫淮臺褶帶東段之淮南復向斜以南，六安斷裂以北，合肥與潢川坳陷之間。

區內巖漿巖發育一般，見為巖脈，沿斷裂或順層充填。主要巖性有云英巖化花崗巖、偉晶巖、細粒花崗巖、斜長花崗巖和石英輝綠巖等。這些脈巖與成礦作用無關，對礦體切割破壞也不大(圖1)。

圖1 王臺子鐵礦區域地質圖

1.2 礦區地質特征

1.2.1 地層

礦區地表均為第四系沖積、淤積層所覆蓋，礦區基巖地層為新太古界吳集組。

吳集組(Ar3w)：為中深變質巖系，其主要巖性為黑云角閃斜長片麻巖(變粒巖)、斜長角閃巖、含榴石角閃石英磁鐵礦—混合巖化角閃斜長片麻巖，混合巖化斜長角閃巖等。分為上、下二個巖性段。本礦區主要含礦層段為吳集組下段(Ar3w1)。其巖性為含榴黑云斜長片麻(變粒)巖、角閃斜長片麻巖、黑云條帶狀混合巖化花崗巖(淺灰—灰黑色，細—中粒變晶結構，條帶狀構造)，夾磁鐵角閃石英巖(灰白色，鱗片花崗變晶結構，片狀構造。巖層走向北北東，傾向東偏南，呈“S”展布，傾角85°～55°，往下部產狀變緩，上、下兩巖段之間呈整合接觸關系。

第四系(Q)：以更新統為主。中下更新統(Q1+2)為砂與黏土互層，總厚度219.55 m，砂多與黏土黏結，較松散，全區均有分布，黏土下部普遍含鈣質，有時相變為亞黏土，底部常見礫石；上更新統(Q3)厚124.45 m，巖性主要為亞黏土，含砂量不均，其成分以長石、石英為主。地表廣泛分布有一層淮河淤積物，青黃雜色泥質—粉沙質堆積黏土，可能為全新統(Q4)地層。本統底部分布有一層厚10 m左右泥巖、礫石層或含礫泥巖，結構松散，疑似新近系碎屑巖。

1.2.2 構造

礦區位于周集向斜北端的東翼[7]，以單斜構造形式呈現于礦床內。王臺子礦區內未見巖漿巖。

1.2.3 礦區地球物理特征

王臺子磁異常為霍邱磁異常北延的一部分，位于潁上縣潤河集北西約5 000 m處的王臺子附近，在ΔZ等值線平面圖上該異常處在負值不大的背景場中，走向北東18°，異常呈橢圓形，以120 nT等值線圈閉，長軸1.1 km，短軸0.5 km，異常主部兩側近似對稱，邊部東翼稍陡，有微弱負值(圖2)。

圖2 王臺子鐵礦及周邊地區磁異常ΔZ等值線平面圖

1.3 礦床地質特征

1.3.1 礦體特征

礦床為沉積變質鐵礦，礦層與圍巖呈漸變關系，各層間未發現明顯的標志層。礦體賦存于霍邱群吳集組地層中，產狀與圍巖層理基本一致，在走向上由于受后期構造運動影響，導致礦體形態呈現多變之狀。

1.3.2 礦石質量

鐵礦石是本礦主體礦石，礦石中的鐵礦物主要為磁鐵礦，偶見少量的菱鐵礦產出。礦石內含極少量金屬硫化礦物，主要為黃鐵礦，黃銅礦、磁黃鐵礦、微量輝鉬礦等均為局部偶見。礦石內脈石礦物主要為石英及閃石類礦物，少量的云母等。不同的礦石自然類型伴生有不同的微量或少量其他脈石礦物。

1.3.3 礦石結構構造

礦石主要為變晶結構，次為交代結構、壓碎結構，少量包含結構、膠狀結構等。礦石構造主要以條帶狀和浸染狀為主，二者常復合在一起或呈相互過渡關系。

2 水文與工程地質特征

2.1 水文地質

本礦床屬暖溫帶半濕潤季風氣候區南緣，地表水系發育，淮河自西北向東南流經礦區西南。礦床西部發育有淮河支流潤河，其距礦床僅800 m。區內池塘密布。雨后有水徑流，最終匯入潤河、淮河。區內少部分地段較低洼，洪水期有積水，當地最高洪水位達26.8～27 m(1998年)。因此，地表水較發育。另外，區內沿潤河兩側分布有水塘，其中分布于礦區周邊的水塘面積大于13萬m2，平均容量達20萬m3。當地最高洪水位標高27.6 m，形成礦區澇災。

礦區位于淮河中上游之支流潤河的南岸，自然地理區劃為淮北平原區的南緣。南與周集、李樓鐵礦床相鄰。礦床內地勢平坦。礦床均被第四系覆蓋。從地貌成因和形態來看，本區分為沿淮沖積、堆積地形。屬河間洼地、一、二階地。

礦區內松散層一般為305.52～343.46 m，受地形地貌條件制約，上部淺層地下水主要接受大氣降水入滲補給，第四系頂部粉質黏土、黏土層較厚，一般為25.22～213.23 m，透水性差，阻隔了地表水的下滲，但局部變薄(厚度小于5 m)，分布不太穩定。

2.2 工程地質

礦區位于中朝準地臺(Ⅰ級)南緣，江淮臺隆(Ⅱ級)中北部。臺隆全由基底巖系霍丘群構成。區內小的斷裂褶曲較為發育，基底較為穩固。

松軟巖組：主要為上部第四系更新統及新近系中、上新統松散層。第四系更新統松散層厚93.11～117.42 m，巖性主要為粉質黏土、細砂、中砂、中細砂等，其中砂層有2～10層，累計厚度12.75～60.38 m。新近系中、上新統松散層厚231.86～281.66 m，巖性主要為蒙脫石黏土、中細砂、砂礫層等，其中砂層有7～37層，累計厚度88.72～132.28 m。其由上而下固結程度有所增強。底部含1～2層砂礫層，泥質含量較高，礫石成分為石英、片麻巖、混合巖。粒徑0.2～10 cm。地表廣泛分布有一層厚6.1～29.69 m的上更新統青黃雜色粉質黏土。據區域工程資料，壓縮系數0.22～0.32 MPa-1，屬中低壓縮性，地基承載力200～230 kPa。

軟巖、較軟巖組：主要為基巖強風化帶，巖性主要為斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、黑云斜長角閃巖，埋深345.83～393.30 m，厚4.72～31.47 m，風化強烈，用手可捻碎，見空氣易崩解，多呈粉狀、砂狀及碎塊狀。RQD(Rock Quality Designation,巖石質量指標)為0～10%，根據巖石質量,指標屬極差。

堅硬、半堅硬巖組：主要為新太古界霍丘群吳集組，該組巖系為中深變質巖系，其主要巖性為黑云角閃斜長片麻巖(變粒巖)、斜長角閃巖、含榴石角閃石英磁鐵礦—混合巖化角閃斜長片麻巖，混合巖化斜長角閃巖，埋深351.26～398.02 m，厚度大于400 m。巖石一般堅硬、完整。2個礦體產于其中，其產狀為礦體走向15°～20°，傾角多為40°～45°。

3 找礦標志

王臺子鐵礦為沉積變質型磁性鐵礦，其主要礦床構造形態與霍邱倒轉向斜一致。該礦的主要化學成分為硅鐵質，細粒或條紋狀為其主要特點，被沉積建造控制，礦床因鐵質聚集而成。找礦標志主要表現為：

(1)地磁正異常區，強度達+100 nT以上可能見礦；

(2)礦體賦存于特定的地層之中，認為王臺子鐵礦體主要存在于霍邱群吳集組地層中；

(3)受巖性控制明顯，主要分布于黑云斜長片麻巖—角閃斜長片麻巖—石榴黑云斜長片麻巖中；

(4)礦床處于倒轉向斜西翼，褶皺構造控制礦床特征明顯。

4 結論

通過對潁上王臺子鐵礦地質特征及找礦標志分析，可以得到如下結論：

(1)王臺子鐵礦為沉積變質巖型鐵礦，所在的霍邱南部地區有大范圍的變質巖分布，吳集組中是沉積變質型鐵礦賦存層位；相互吻合的重力異常與磁異常則表明磁鐵礦的存在。

(2)鐵礦區內主要礦床構造形態與礦床構造形態與霍邱倒轉向斜一致，主要化學成分為硅鐵質，且含量比較均勻，細粒和條紋狀是圍巖的主要特征。成礦條件受沉積建造控制。

(3)鐵礦中鐵的來源主要是火山活動形成的水下凹槽聚集了大量來源于深部的硅鐵質。

(4)礦床開采應考慮水文與工程地質條件，為安全生產提供保障。