廣東新豐縣鐵帽頂鐵礦地質特征及成礦模式研究

李 瑜

（廣東省核工業地質局二九二大隊）

1 區域地質背景

鐵帽頂礦區及其附近區域內所露出的地層主要為三疊系以及侏羅系地層。其中三疊系地層主要為三疊系上統小水組，為一套淺海相—海陸交互相的泥砂質頁巖、粗粒碎屑巖、碳酸鹽巖建造及含煤地層建造；侏羅系地層主要是侏羅系下統藍塘群上蘭坑段、侏羅系中統麻籠群下亞段，為內陸湖—海陸交互相的紅色碎屑巖建造、砂頁巖建造［1］。

礦區附近區域內出露的巖漿巖主要是石背花崗巖體，其次為閃長巖、輝綠巖等，閃長巖及輝綠巖呈脈狀產出，鐵帽頂礦區位于石背花崗巖體的西部與上三疊統小水組接觸帶邊緣。

鐵帽頂礦區位于華南大陸南部向南凸出的地帶邊緣，瀕臨南海，該區距現代海岸線約為150 km，區域地質構造基本上受北東向新華夏—華夏系的扭動構造體系控制，與南部東西向復雜構造帶中的巖漿巖帶緊密相鄰，附近有新豐花崗巖體和佛崗花崗巖體橫亙西東。從粵東地區深大斷裂略圖（圖1）可以看出鐵帽頂礦區位于河源深大斷裂帶與新豐—恩平深大斷裂帶2條北東向斷裂之間，另有北西向連平—紫金大斷裂位于礦區北東方向［2］（圖1）。

2 礦區地質特征

2.1 地層特征

鐵帽頂礦區出露地層較簡單，主要為上三疊統小水組（圖2），分布于礦區南東北角、西南角、和南部區域附近，該層出露的主要巖性有砂巖、石英細砂巖、粉砂巖以及角巖等，另有富鐵陽起石巖、富鐵鈉閃石巖、富鐵透閃石巖夾泥質板巖、砂巖、灰巖、矽卡巖（局部礦化）、角巖以及少量大理巖等［3］；據以往工作記錄記載，該層最大厚度可達190 m。

2.2 構造特征

褶皺構造有鐵帽頂背斜，背斜軸部位于研究區中部，軸向由西北端的北北西向往南東端逐漸轉變為北西向，傾向約南偏西，背斜平面長約600 m，西南翼傾向為南偏西，傾角12°～23°，北東翼傾向為北偏東，傾角21°～54°；背斜的兩翼及情況核部地層均為小水組，研究區的主礦體即賦存于該背斜的東北翼［2］。

斷裂構造主要有北東東向的F4 小型斷裂，該斷裂位于研究區西北部，花崗巖體與上三疊統小水組地層的接觸帶上，整體呈北東東走向，為壓扭性的斷裂，傾向整體為北偏西，斷裂傾角71°～79°，填充物為構造破碎帶，寬約3.5 m，斷面整體較為平整，局部見明顯擦痕。

2.3 巖漿巖特征

研究區出露的巖漿巖主要有燕山三期的似斑狀結構中—粗粒黑云母花崗巖，該花崗巖體是石背巖體往西側凸出延伸的部分。

區內花崗巖體的侵入位置較淺，巖體在北東出露位置較高，邊緣形成小規模向西南方向的超復構造，對礦區礦體造成半包圍形勢，礦體底部花崗巖略低凹。向西延伸，接觸面呈波狀起伏，平緩傾斜，一般15°左右。在巖體頂面以上大致80 m 范圍內，有較多的小巖枝順層或穿切巖層的侵入現象。沿著北東東向的擠壓構造脆弱帶，巖枝的發育更為明顯。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

礦體位于花崗巖體外接觸帶，主要賦存于小水組矽卡巖中。礦體多呈似層狀產出，局部為扁豆狀，整體走向約東偏南（132°），整體傾向北偏西，傾角32°～55°，地表呈不規則狀出露，出露的地層厚度3.1～30.2 m。

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3.2 礦石特征

礦石主要為透閃石磁鐵礦、陽起石磁鐵礦，約占總量的70%，次要礦石為赤鐵礦石、褐鐵礦石、假象赤鐵礦石、鏡鐵礦石、假象磁鐵礦石、磁赤鐵礦石、磁黃鐵礦石、黃鐵礦石、碳酸鐵礦石、硼鎂鐵礦石、黃銅礦石、方鉛礦石、錫礦石、閃鋅礦石、輝鉬礦石、毒砂等［4］。透閃石磁鐵礦石、陽起石磁鐵礦石的礦石構造主要為塊狀，結構主要為纖柱狀結構、粒狀結構，其次為斑雜狀，再次為纖維狀、松散細粒結構及氧化殘余粒狀［5］。

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3.3 圍巖蝕變

鐵帽頂礦區的圍巖蝕變主要為接觸交代變質作用，高、中溫熱液蝕變，中低溫蝕變。

（1）接觸交代變質作用主要表現為矽卡巖，形成的巖石主要有含磁鐵礦金云母矽卡巖、鎂質透輝石橄欖石矽卡巖、粒矽鎂石螢石矽卡巖等。基本可分為鈣質矽卡巖與鎂質矽卡巖，鈣質矽卡巖主要是由鈣鋁-鈣鐵系列石榴石、透輝石-鈣鐵輝石系列以及鈣鐵硅酸鹽類等組成；鎂質矽卡巖為富含鎂質的原巖經變質作用形成的巖石，巖石主要由富鎂質的硅酸鹽類、硼酸鹽類礦物組成。

（2）高、中溫熱液蝕變主要為富鐵鈉閃石化、電氣石、黑云母與鉀長石，形成不規則交代和充填的脈巖。

（3）中低溫蝕變主要為蛇紋石化、碳酸鹽化、絹云母化、矽化與磁黃鐵礦化。

4 巖石地球化學特征

4.1 矽卡巖及主要礦石主量元素分析

鐵帽頂礦區主要巖礦的元素分析結果見表1，礦區矽卡巖及主要鐵礦石表現為鐵、鎂、鈣相對富集（ω（TFe+MgO+CaO）=23.12%～51.90%），鉀、鈉含量較低（ω（Na2O+K2O）=0.77%～5.46%）的特征。為區分矽卡巖及主要鐵礦石的主要原巖類型，采用（（al+fm）-（c+alk））-Si 圖解進行分析（圖3），矽卡巖樣品結果全部落入沉積巖區，陽起石及透閃石結果全部落入火山巖區。

4.2 花崗巖主量元素分析

礦區黑云母花崗巖屬石背巖體，主要按粒度分為粗粒、中粒及細粒，其主量元素分析結果顯示（表1），礦 區 黑 云 母 花 崗 巖 表 現 為 富 硅（ω（SiO2）=71.56%～75.95%），高分異指數DI=85～95（表2）；巖石屬過鋁質，富鉀、鈉，鈣、鈦、鎂含量低，屬于過鋁質高鉀鈣堿性花崗巖。

注：高分異指數無單位。

為研究鐵帽頂礦區的花崗巖成因類型及構造環境，分別采用R1-R2 花崗巖成因類型圖解及SiO2-Al2O3構造環境判別圖解進行分析（圖4、圖5），結果顯示鐵帽頂礦區花崗巖可能為同碰撞花崗巖類（S 型）與晚造山期花崗巖類復合的類型。

5 礦床成因類型

5.1 礦床形成時代及背景

近年來礦區花崗巖所在的石背巖體進行的測年工作較多，且與前人資料偏差較多，整體考量僅采用最新數據，從表3 可以看出，石背巖體的形成年代在（174.3±3.6）～（187.5±1.8）Ma，表明石背巖體的侵位時間為早侏羅世晚期—中侏羅世早期。該時期與燕山運動第一幕的時間基本吻合，是華南板塊正經歷海相變更為陸相的關鍵時期，而廣東位于該板塊邊緣，結合前文中花崗巖巖石化學研究，該巖體為晚造山期花崗巖類與同碰撞S型花崗巖類復合類型，時間和空間上均匹配該時期的該位置的理論構造環境。

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5.2 礦床成因類型

鐵帽頂礦區的鐵礦體賦存于花崗巖和碳酸鹽巖接觸帶內，符合矽卡巖類礦床的產出條件，近礦圍巖多具矽卡巖化，應屬矽卡巖型礦床。

鐵帽頂礦區主礦體的礦石經后期熱液作用，已強烈變質重熔改造（矽卡巖化），礦石的基礎巖類并不像通常的矽卡巖，絕大部分是由比較單純的透閃石-陽起石組成，還夾有部分后期熱液加粗的富鐵鈉閃石、角閃石等；陽起石多半是蝕變形成，推測原巖應為角閃石巖類，前文巖石化學分析矽卡巖其原生礦物應為鈣質沉積，陽起石其原生礦物應為火山巖。另礦體中的陽起石-石榴石矽卡巖，鈣鐵石發現有杏仁體的環狀一印斑狀構造，其中夾雜有石英和方解石，不同于一般順石榴石結晶所交代的環帶狀、環邊多為塵狀物，應為氣態下形成的氣孔構造。因此，推測鐵帽頂礦區的鐵礦體經歷過淺海相富鐵質鈣質沉積—火山噴發溢出—熱液改造的過程。綜上鐵帽頂礦區應屬海相火山沉積-熱液改造的矽卡巖型鐵礦床。

6 結 論

鐵帽頂礦區鐵礦體分布于花崗巖和碳酸巖類的接觸帶中，形態復雜；從礦床的賦存形態及賦存層位反應礦床應為矽卡巖型鐵礦床。通過對矽卡巖及礦石的成分及結構分析，結合附近測年數據及區域地質背景，推測鐵帽頂礦區原應為淺海地區，靠近古大陸邊緣。在地形影響下，沉積形成鐵礦相對富集的濱海相沉積巖建造，后板塊碰撞，形成火山口，火山噴發作用對富鐵地層進行破壞，且形成海相火山沉積建造，后燕山期強烈的地質活動所引起的大范圍巖漿巖及后期熱液活動對火山沉積鐵礦進行了不同程度的變質改造，對巖石進行重熔和再組合形成了富鐵的矽卡巖類和角閃石類礦物。鐵帽頂礦區鐵礦應屬于海相火山沉積-熱液改造鐵礦床。