浅析宁芜盆地东山铁矿地质特征、成矿规律及找矿方向

2016-04-27杨西飞车新亮

四川水泥 2016年10期

关键词：长玢岩磁铁矿东山

杨西飞车新亮

（安徽省化工地质勘查总院安徽马鞍山 243000）

浅析宁芜盆地东山铁矿地质特征、成矿规律及找矿方向

杨西飞车新亮

（安徽省化工地质勘查总院安徽马鞍山 243000）

东山铁矿为一中型玢岩铁矿床，位于宁芜中生代火山岩盆地中段，矿区出露地层主要为白垩系下统大王山组和第四系。矿山经过几十年的开采和生产勘探工作，对矿床的地质特，矿体的空间形态、赋存规律等有了进一步认识，本文即是在上述工作基础上，结合以往学者研究成果，进一步分析总结了矿床的地质特征、矿体赋存规律、蚀变分带、矿石类型、矿石结构构造等特征。认为区域性的基底断裂是该类矿床的导岩导矿构造，火山穹隆、火山短背斜是该类矿床的控岩控矿构造，闪长玢岩是该类矿床的成矿母岩；该类矿床的寻找应以闪长玢岩侵入体(次火山岩)的存在为前提，寻找围岩蚀变带与物探重、磁异常带吻合区。

东山铁矿；玢岩；矿床地质特征；成矿规律；找矿方向

1 区域地质概况

东山铁矿位于扬子准地台（Ⅲ）——下扬子台坳（Ⅲ2）——沿江拱断褶带（Ⅲ）——安庆凹断褶束（）北东端的宁芜向斜轴线东翼，宁芜中生代断陷盆地中段（图1），是与陆相中基性火山、次火山岩有关的（火山喷气）——接触交代——热液型铁矿床的重要产地。

图1 宁芜盆地构造、岩浆岩及矿产分布地质图

区域内主要发育一套沉积相和一套火山岩相地层，自老到新分为①基底构造层：由三叠系中统周冲村组石膏盐层、黄马青组砂页岩，侏罗系中下统象山群砂岩和上统西横山组砂砾岩构成；②火山岩构造层：由中基性向碱性演化的陆阳火山岩系组成，由老到新分别为侏罗系上统龙王山组（J3l）、白垩系下统大王山组（K1d）、姑山组（K1g）和娘娘山组（K1n）③上构造层：主要沉积了一套陆相碎屑岩，地层由为白垩系上统浦口组（K2p）至第四系冲、坡积层（Q）。

北东向的下扬子断裂（破碎）带在印支期与隐伏的近东西向基底断裂交切，形成了宁芜坳陷或盆地。坳陷内沉积了中上三叠统周冲村组、黄马青组地层，继之沉积了侏罗系象山群地层。燕山运动剧烈期，继承、发展成宁芜断陷火山岩盆地。盆地中大致呈等距离分布的多组网格状断裂交叉部位控制着矿田的分布，这些断裂交汇部位往往又是火山穹隆或褶皱的轴部，对矿田进行复合控制。火山机构、短轴小背斜、地层不整合面或假整合面、喷发不整合面等控制了矿床的分布。闪长玢岩以及其与有关岩石的接触带、顶垂体、捕虏体、岩石界面、各类断裂、裂隙及角砾岩具体控制了矿体的分布。东山铁矿床就位于蒋门山～黄梅山、采石～小丹阳两条断裂带的交会地带，矿区内的火山岩系褶皱构造为凹山火山穹隆。

本区矿床在岩浆岩方面一般与碱钙性～碱性火山活动有关。宁芜盆地的火山喷发至少可分三个旋回：第一旋回喷发了一套角闪玄武安山岩（粗安岩），属偏基性的碱钙性系列；第二旋回喷发了一套角闪（辉石）玄武粗安岩（安山岩），属富钠的碱钙性系列；第三旋回喷发了一套碱性粗面岩～响岩系列。各旋回间均有明显的喷发间断，在火山洼地中出现沉火山碎屑岩、沉积岩。铁矿主要形成于第二旋回的喷发末期次火山岩——辉石闪长玢岩或角闪闪长玢岩侵入阶段，即岩浆由碱钙性向碱性演化时期。岩体形态多为岩株或岩瘤、岩钟。此外，构成盆地基底的中三叠统周冲村组、黄马青组地层对本区铁矿的形成也起到较为重要的作用。

区内围岩蚀变强烈，在辉石闪长玢岩中蚀变有垂直分带特征，上部主要为高岭土化、绢云母化和硅化，称为上部浅色蚀变带；中部主要有绿泥石化、绿帘石化、阳起石化和黑云母化等，为与矿化有关的蚀变—称为深色蚀变带；深部主要为钠长石化—称为下部浅色蚀变。矿化与深色蚀变带有关。

2 矿床地质特征

矿区出露地层主要为和白垩系下统大王山组凝灰岩、安山岩和第四系。

东山铁矿床位于蒋门山～黄梅山断裂喷发带的北东端，凹山火山穹隆范围内的北西侧，区内火山岩地层倾向北西，倾角 20～40°；区内的断层主要有NE-NNE向的F1、 F4断层，NW-NNW向的F3、F5、F6、F7断层，近EW向的F2断层，裂隙按走向亦分NE-NNE、NW、近EW三组。

矿区内的岩浆岩有闪长玢岩、安山玢岩和花岗闪长斑岩，闪长玢岩为铁矿床的成矿母岩，安山玢岩和花岗闪长斑岩为破坏矿体的后期岩脉。

本区变质作用不明显，围岩蚀变强烈，围岩蚀变自上而下可分三带即上部浅色蚀变带(泥英岩化带) ，中部深色蚀变带(类青盘岩岩化带)和下部浅色蚀变带(钠长石化带)，中部深色蚀变带(类青盘岩岩化带)与磁铁矿化关系密切。

铁矿体受闪长玢岩体的内外接触带和闪长玢岩体内的冷凝收缩裂隙控制，东山铁矿床具有三种不同地质特征，由凹山式、高村式和南山式组成，分别为产于闪长玢岩体内冷凝收缩裂隙中的Ⅰ号矿体（凹山式）、产于内接触带的Ⅱ号铁矿体（高村式）和产于闪长玢岩隆起部位外接触带火山中的Ⅲ号矿体及产于安山岩中零星分布的铁矿体（南山式）。但都是在同一个成矿作用下，同源、同质在不同的空间铁物质的富集。

铁矿形成后，含矿的气水溶液温度降低，成份改变，变成了含铁高硫的中低温热水溶液，在不同的控矿环境内，通过交代充填作用形成了各种类型的黄铁矿体，在黄铁矿形成的同时，对已形成的铁矿进行了不同程度的改造和叠加。

本矿床的铁矿为岩浆期后气成高温热液矿体，本矿床的黄铁矿为中低温热液矿体。

2.1 矿化带特征

东山铁矿主要为产于闪长玢岩侵入体内的细网脉～浸染状的贫磁铁矿，其中稀疏穿插有若干磷灰石阳起石磁铁矿矿脉，根据历年来对“玢岩铁矿”的研究，细网脉～浸染状的贫磁铁矿受闪长玢岩侵入体的原生层节理和层带状冷凝收缩裂隙带控制，磷灰石阳起石磁铁矿矿脉亦受原生层节理控制（其中有一部分可能受原生纵、横、斜节理控制），因而矿化带及与矿化有关的蚀变带亦大致平行于岩体顶面产出，从而构成一个大致平行于岩体面的顶部上部呈环状,下部为脉状，在剖面上呈八字形的的似钟状体，其总体走向为北东，倾向南东，倾角约 25°～75 °走向长约700m，沿倾向延伸约450m，最大厚度约110米。

东山铁矿床共有铁矿体15个，编号I～XV，主要矿体为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号，Ⅰ号铁矿体规模最大，其次是Ⅱ、Ⅲ号铁矿体。矿体均分布在长750米、宽500米、垂深地表至-230米的空间范围内。

2.2 矿石特征

铁矿石自然类型主要为脉状磁铁矿矿石、次为细脉网状及浸染磁铁矿矿石并有少量块状磁铁矿矿石。

矿石矿物主要为磁铁矿、次为假象赤铁矿、赤铁矿，少量褐铁矿、菱铁矿、钛磁铁矿、钛铁矿、镜铁矿。此外，尚有黄铁矿及微量黄铜矿、斑铜矿、辉钼矿、闪锌矿，等。

脉石矿物主要更钠长石，其次为绿泥石、阳起石、绿帘石、钙铁榴石、白云石、黑云母、绢云母、高岭石、水云母，少量方解石、石英，微量钠柱石、透辉石、磷灰石、榍石、硬石膏、电气石、锆石。

此外，尚有榍石、锆石、电气石，含量极微，属原岩的副矿物。

本区铁矿石的主要结构为半自形～它形粒状结构，次生交代结构等。半自形～它形粒状结构即为磁铁矿呈半自形～它形晶粒状，分布于脉石矿物中，（见图版 1、2）；次生交代结构多见于赤铁矿沿磁铁矿晶粒的边缘（见图版 3）、褐铁矿沿磁铁矿的边缘、裂理交代磁铁矿；交代包含结构、交代残留结构普遍见于含黄铁矿的磁铁矿矿石中，黄铁矿交代磁铁矿，残留的磁铁矿被包含在黄铁矿之中（见图版4）。

图版 1：钠长石绿帘石磁铁矿矿石：他形晶粒结构、脉状构造（正交偏光，d=5mm）。

图版2：角砾浸染状钠长石绿泥石磁铁矿矿石，他形晶粒结构、角砾浸染状构造，（正交，d=5mm）。

图版3：浸染状钠长石假相赤铁矿矿石：它形晶粒结构、假相交代结构（单偏光反光，d=2mm）；

图版4：浸染状钠长石磁铁矿矿石中，细脉状黄铁矿穿插交代磁铁矿（单偏光反光，d=2mm）；

本区矿石的主要构造为细网脉状构造，其次为浸染状构造；此外，局部见脉状构造、斑杂状构造及角砾状构造等。

3 成矿规律

东山铁矿为一中型贫磁铁矿床，它与凹山、陶村的贫磁铁矿床类似，都属于“玢岩铁矿”，其成因问题比较趋于一致的看法是成矿作用始于岩浆晚期而止于岩浆期后气成一高温热液阶段，以岩浆期后气成一高温热液阶段为主，其特征介于凹山与陶村之间，属二者的过渡类型。

区域性的基底断裂是该类矿床的导岩导矿构造，火山穹隆、火山短背斜是该类矿床的控岩控矿构造，东山铁矿床就位于蒋门山～黄梅山断裂喷发带上，丁山火山短背斜的北西翼，凹山岩体的凸起部位，矿床中断裂构造和边缘冷缩裂隙构造、顶部塌陷角砾岩构造和隐爆角砾岩构造等次火山岩原生构造为矿床的控矿、容矿构造；闪长玢岩是该类矿床的成矿母岩，磁铁矿矿体即为闪长玢岩冷凝收缩过程中通过岩浆分异和岩浆期后气成一高温热液从深部携带或沿途从闪长玢岩暗色矿物中摄取的铁质，在一定的物理化学条件下，在闪长玢岩原生层带状冷凝收缩裂隙带中沉淀堆积的产物，故类青盘岩化(深色)蚀变带、矿化带、矿体均大致平行于岩体顶面产出。