斐濟(jì)維提島某鐵礦區(qū)地質(zhì)特征和礦床成因

■李健

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局江蘇南京210007）

斐濟(jì)維提島某鐵礦區(qū)地質(zhì)特征和礦床成因

■李健

（江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局江蘇南京210007）

維提島某鐵礦區(qū)位于西南太平洋，是湯加-科馬德拜克-瓦努阿圖火山島弧的一部分，屬美拉尼西亞島鏈，自始新世以來發(fā)育了一系列與板塊邊緣有關(guān)的金屬礦化。通過區(qū)域地質(zhì)、礦區(qū)地質(zhì)、地磁特征等分析，認(rèn)為火山機(jī)構(gòu)為成礦的主要通道，Colo深成巖漿為主要的熱源，剪切張性區(qū)域構(gòu)造是主控礦因素，在NW-SE向構(gòu)造帶及其附近，巖性界面或火山機(jī)構(gòu)有利成礦空間為找礦方向，礦床的成因主要巖漿熱液交代引起，具有火山熱液型多金屬礦的極大成礦潛力。

斐濟(jì)鐵礦地質(zhì)特征礦床成因找礦潛力

0 引言

斐濟(jì)位于湯加海溝弧和新赫布里底海溝弧兩弧之內(nèi)，太平洋板塊沿湯加海溝由東向西俯沖，印度—澳大利亞板塊沿新赫布里底海溝由西向東俯沖，弧內(nèi)地區(qū)便成為斐濟(jì)斷裂帶和亨特?cái)嗔褞еg復(fù)雜的轉(zhuǎn)換地帶（尚魯寧等，2012；P.Maillet，1989）。自始新世至今經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造運(yùn)動史，發(fā)育了獨(dú)具特色的新生代與匯聚板塊邊緣有關(guān)的礦化。維提島中北部發(fā)育與與堿性巖有關(guān)的中低溫金礦構(gòu)成了維提島北部的“黃金走廊”（Gold corridor），包括Vatukoula帝王金礦、Tuvatu、Rakiraki等礦床（徐鳴等，2014），與西部發(fā)育的與科咯深成巖體和風(fēng)化火山中心有關(guān)的中高溫礦產(chǎn)組成了維提島中西部成礦地質(zhì)背景，因此研究本鐵礦的地質(zhì)特征和礦床成因，對維提島整體成礦規(guī)律和賦礦特征有著重要的意義，為下步的找礦思路和找礦方向提供了依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

斐濟(jì)位于大洋洲東部，由維提島和瓦努阿島2個主要島嶼及近300個小島組成，是美拉尼西亞島鏈的一部分。其在大地構(gòu)造上屬于西太平洋邊緣的湯加—科馬德拜克—瓦努阿圖火山島弧的一部分，位于湯加海溝弧和新赫布里底海溝弧兩弧之內(nèi)，大約在中新世中期（35-12Ma），太平洋板塊俯沖于湯加隆起底部，產(chǎn)生了廣泛的火山巖套，由于俯沖作用形成倒轉(zhuǎn)，使低鉀拉斑玄武輝長巖和閃長巖侵入；在中新世晚期，由于斷裂作用引發(fā)了強(qiáng)烈的褶皺作用和斷層作用，這種活動導(dǎo)致了強(qiáng)烈的火山作用，并上侵了大量的深成巖體。在上新世時(shí)期，巖漿活動由拉斑玄武巖和鈣-堿性安山巖向堿性的橄欖玄粗巖漿過渡，并形成了多個火山噴發(fā)中心（如Tavua、Rakiraki、Vuda）；上新世至今，島弧火山活動終止，板塊內(nèi)堿性火山活動和沉積活動開始。

1.1 地層

斐濟(jì)群島出露的最老的巖石時(shí)代為古近紀(jì)始新世，主要原巖為噴出巖或者伴隨噴出巖的侵入巖體，沉積物覆蓋非常有限，主要構(gòu)成早期礁巖和石灰?guī)r地臺，區(qū)域發(fā)育地層由老至新為，晚始新世-早漸新世Yavuna群、早漸新世Wainiamala群、早中新世Savura群、晚中新世Medrausucu群、上新世Koroimavua群和Ba群、上新世-全新世地層。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造主要發(fā)育有3條斷裂帶，分別為NE向斷裂帶（亨特?cái)嗔褞ВW向斷裂帶（維迪亞茲和新赫布里底海溝）和EW向斷裂帶（當(dāng)特爾卡斯托群島斷裂帶）。NE與NW向斷裂均控制了區(qū)域的火山活動，EW向斷裂帶位于群島北部，是斐濟(jì)群島的北部邊界，也是太平洋板塊的南部邊界。

1.3 侵入作用

區(qū)域巖漿侵入活動十分強(qiáng)烈，在中新世時(shí)期形成的Colo巖體，侵入到Viti島基底的Wainimala群與Yavuna群之中，主要巖性為石英閃長巖、輝長巖、奧長花崗巖、閃長巖等；而在上新世時(shí)期，在Bua群的破火山口內(nèi)及外圍的島鏈發(fā)育了Taceuni侵入巖體，另見有背斜的軸部有中基性巖漿巖分布，反映褶皺的生成除了和構(gòu)造剪切作用有關(guān)，還和巖漿巖的侵入活動有密切關(guān)系。

1.4 區(qū)域地磁

區(qū)域地磁場的特點(diǎn)為一是磁偏角數(shù)值較大，二是磁傾角為負(fù)值，磁場水平分量大于垂直分量。因?yàn)榈乩砦恢锰幱谀习肭?，緯度較低。在地面以上空間，磁性地質(zhì)體在現(xiàn)代地磁場磁化作用下產(chǎn)生的磁場極大值將向北偏移；非順層磁化的情況下，大部分磁性地質(zhì)體的南部可能出現(xiàn)相對磁場的負(fù)值區(qū)域。另外，自南向北，正常磁場的水平分量增加，垂直分量減少。磁場總場強(qiáng)度逐漸下降，緯向梯度約為-5.46nT/km。磁場等值線多呈北西方向展布，其方向和區(qū)域構(gòu)造方向完全一致。巖礦石磁性從高到低依次為：磁鐵礦→閃長巖→安山巖→鐵錳礦→凝灰?guī)r。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

區(qū)內(nèi)地層是一套低鉀拉斑玄武巖質(zhì)火山巖系和同時(shí)代的沉積物。主要有古近紀(jì)-新近紀(jì)火山巖和火山碎屑巖，古近系巖性主要為粗安巖，其次為粗面巖、凝灰?guī)r及少量生物碎屑灰?guī)r。粗安巖主要分布在區(qū)內(nèi)中部偏南西地區(qū)，與區(qū)內(nèi)后期礦化有關(guān)。后期的粗安巖穿插早期的安山巖，帶入一些礦化，與早期的安山巖火

山中心形成的礦化產(chǎn)生部分疊加。安山玢巖多為安山巖中的斜長石被風(fēng)化蝕變而成，常見的有被蝕變成灰綠色安山玢巖和紅褐色安山巖。粗面巖一般為后期堿性

巖漿分異演化而形成，零星分布于閃長巖體邊緣附近，分布范圍不是很廣泛?；鹕剿樾寄?guī)r，為火山噴發(fā)沉積產(chǎn)物，分布在區(qū)內(nèi)低洼和利于堆積的地段，部分地區(qū)見有生物礁石沉積。

新近系主要為黑褐色、紅褐色、土黃色粘土，腐殖質(zhì)、植物根系等覆蓋。分布于區(qū)內(nèi)的破火山口盆地中的低洼或易沉積部位、沿水系附近區(qū)域、農(nóng)田、種植園等，覆蓋于其它地質(zhì)體之上，厚度在0~5m間。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)發(fā)育單斜地層，為背斜的北東翼。地層主要為安山巖類，上覆火山碎屑巖類，兩者呈不整合接觸關(guān)系。局部地區(qū)受火山作用的影響，東部大部分地區(qū)被閃長巖體和閃長玢巖體侵位；中部則被安山巖體和安山玢巖體侵位。

區(qū)內(nèi)的構(gòu)造主要有火山構(gòu)造和區(qū)域構(gòu)造?；鹕綐?gòu)造主要表現(xiàn)為多旋回的環(huán)狀構(gòu)造疊加和線性構(gòu)造的交織，在區(qū)內(nèi)主要表現(xiàn)為放射狀，環(huán)狀構(gòu)造和次火山構(gòu)造。放射狀和環(huán)狀構(gòu)造受多期次的影響，有疊加發(fā)育現(xiàn)象；次火山構(gòu)造主要有裂隙構(gòu)造或巖體構(gòu)造或斷裂構(gòu)造，受區(qū)域和火山作用的影響，發(fā)育形態(tài)較復(fù)雜，多期的旋回和火山作用使含礦熱液被帶入，形成了與之相關(guān)的礦化蝕變，為本區(qū)主要的礦化構(gòu)造。區(qū)域構(gòu)造主要有NW-SE、NE-SW和右旋剪切構(gòu)造，NW-SE向構(gòu)造普遍發(fā)育于區(qū)內(nèi)地區(qū)，為本區(qū)的主要斷裂，區(qū)內(nèi)部分礦化蝕變受其控制，NE-SW向構(gòu)造發(fā)育較晚，主要發(fā)育與中部，而北部地區(qū)的NW-SE向構(gòu)造受后期右旋剪切作用的影響，在構(gòu)造的北段發(fā)育成了NNW和NNE構(gòu)造，發(fā)育成NNE的構(gòu)造大多分布在火山角礫巖邊緣與火山機(jī)構(gòu)有關(guān)。

2.3 侵入作用

區(qū)內(nèi)的深成侵入巖主要為閃長巖和閃長玢巖，屬Colo深成侵入巖系，主要大面積分布在中部偏北東的地區(qū)，在北部，西部和中東部亦有小面積呈巖枝或巖脈產(chǎn)出，主要為閃長巖和閃長玢巖；區(qū)內(nèi)超淺成的次火山巖主要為安山巖和安山玢巖，主要分布在區(qū)內(nèi)的中部，以巖基的形式產(chǎn)出，后期的礦化與之關(guān)系密切。

2.4 礦化蝕變

區(qū)內(nèi)主要發(fā)育與深成巖體侵入有關(guān)的熱液作用形成的礦化蝕變現(xiàn)象。礦化主要有磁鐵礦化、赤鐵礦化和“褐鐵礦”化等，還有少量的黃鐵礦化和黃銅礦化等；蝕變主要有綠泥石化、綠簾石化和硅化等，還有少量陽起石化和方解石化等，其主要礦化情況如下：

磁鐵礦化，主要分布于區(qū)內(nèi)中部次火山巖脈構(gòu)造破碎裂隙中，局部與黃鐵礦顆粒伴生；在區(qū)內(nèi)中性巖脈發(fā)育部位普遍發(fā)育磁鐵礦，見有黃鐵礦與石英伴生；在區(qū)內(nèi)北部火山碎屑巖地段發(fā)育坡積磁鐵礦體。

赤鐵礦化，呈隱晶-微晶片狀，部分集合體呈多邊形粒狀假象，推測為磁鐵礦的類質(zhì)同像現(xiàn)象，大多數(shù)與磁鐵礦交代發(fā)育，少數(shù)與“褐鐵礦”混合，含量一般視磁鐵礦被氧化的程度而定。

“褐鐵礦”化，隱晶、微粒狀，呈不規(guī)則粉末狀、浸染狀、脈狀分布，部分與赤鐵礦伴生，分布于赤鐵礦集合體之間。

2.5 地磁特征

區(qū)內(nèi)磁異常整體特征從西南至北東為正-負(fù)-正-負(fù)-正，大致呈五個北西-南東向異常帶，其磁異常特征展布方向與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造方向以及巖體展布特征形似。異常軸向呈近東西向，為正負(fù)組合異常組成的伴生異常，表現(xiàn)為北正南負(fù)。正異常呈不規(guī)則形，異常值一般為200~300nT，異常中心主要出現(xiàn)在北東端的閃長玢巖區(qū)域，異常最大值為450nT，周圍巖性為閃長巖和閃長玢巖出露，推測可能是磁鐵礦化沿中基性巖的構(gòu)造有利部位引起的局部富集；負(fù)異常呈東窄西寬的扇形，異常值一般為-100~-300nT，異常中心主要出現(xiàn)在安山巖的東側(cè)的閃長玢巖區(qū)域，其最大值為-550nT，推測可能由于次級裂隙或深部的火山碎屑巖類引起的。

3 礦床特征

3.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)共圈出了5個鐵礦體，其中1和2號為原生脈狀磁鐵礦體，3、4和5號為坡積磁鐵礦體：1號磁鐵礦體，呈脈狀，似透鏡狀，上下圍巖均為粗安巖，推測該礦體受次火山巖作用和構(gòu)造作用影響，賦存于后期發(fā)育的粗安巖脈中，由造山晚期的火山噴發(fā)帶入的含礦熱液，沿到次火山巖中的構(gòu)造或巖石裂隙容礦部位富集成礦，其礦石平均品位為TFe，34.83%，mFe，27.72%；2號褐鐵礦體，呈條/脈帶狀，其圍巖為粗安巖，推測該礦體與I號礦體成礦類似，但是受后期的物理化學(xué)作用演化成了現(xiàn)在的褐鐵礦，其礦石平均品位為TFe，37.82%，mFe，16.77%；3號坡積磁鐵礦體，為不規(guī)則的似圓形，東西最長約20m，南北最寬約15m，規(guī)模小，推測該礦體為脈狀磁鐵礦體經(jīng)后期的物化作用剝蝕搬運(yùn)沉積而成的坡積礦體，其礦石平均品位為TFe，35.06%，mFe，24.19%；4號坡積磁鐵礦體，由地表連續(xù)磁鐵礦滾石追索圈定，沿著地質(zhì)點(diǎn)BD1173、BD1172和BD2014一線發(fā)育，其面積為3321m2，5號坡積磁鐵礦體圍繞地質(zhì)點(diǎn)BD2028周圍展布，其面積為742m2，4號和5號坡積磁鐵礦體目測平均品位TFe大于35%。

3.2 礦石特征

區(qū)內(nèi)磁鐵礦石金屬礦物主要為磁鐵礦和赤鐵礦等；脈石礦物主要有石英、綠簾石和粘土礦物等。按礦石組成主要為單一磁鐵礦石、由磁鐵礦和赤鐵礦組成的復(fù)合礦石，本區(qū)多為前者，后者為次生礦物。按礦石結(jié)構(gòu)主要為他形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)，少量的交代結(jié)構(gòu)，以粒狀結(jié)構(gòu)為主，交代結(jié)構(gòu)主要是與赤鐵礦交代發(fā)育；按礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造，少量的脈狀發(fā)育等，以塊狀礦石為主，脈狀主要是氧化發(fā)育。本區(qū)Q1樣化學(xué)全分析結(jié)果。Cu為0.18%和Zn為0.16%，其礦化比較明顯，說明受Colo深成巖漿作用下還發(fā)育了銅、鋅等中-低溫?zé)嵋盒徒饘俚V化及相關(guān)蝕變。

4 礦床成因分析

區(qū)內(nèi)礦床成因主要為與火山作用有關(guān)的礦床，在風(fēng)化火山中心內(nèi)，受Colo深成巖系大量侵入的影響，在次級裂隙或巖石裂隙等易儲礦部位形成磁鐵礦體及部分受風(fēng)化作用形成的氧化鐵礦體主要為赤鐵礦和褐鐵礦；在易風(fēng)化剝蝕地段，在物理化學(xué)作用下，經(jīng)搬運(yùn)沉積作用在局部富集成坡積鐵礦，以團(tuán)塊狀磁鐵礦為主、大小不一，分布不均勻，發(fā)育在近中基性巖體周邊，局部易沉積的地段，如低洼處等。

根據(jù)區(qū)內(nèi)地面出露的火山碎屑巖、閃長巖等地質(zhì)環(huán)境和鐵礦礦石類型和性狀分析，本區(qū)屬堿性-中性巖漿演化末期的熱液型鐵礦，有具有形成玢巖型鐵礦的極大潛力，但是目前所見鐵礦石的磷含量要低得多。玢巖型鐵礦的成礦物質(zhì)主要來源于深度較大的偏堿性-中性巖漿，鐵礦漿是堿性巖漿在深成條件下侵位結(jié)晶分異的產(chǎn)物。巖漿在深部發(fā)生分異或分熔作用，形成富鐵的熔漿和飽含揮發(fā)組分的含礦流體。分異分熔作用達(dá)到極端程度時(shí)，可以產(chǎn)生幾乎完全由鐵氧化物、少量鈦、磷和氟組成的鐵礦漿。

區(qū)內(nèi)安山巖磁鐵礦化較強(qiáng)，坡積鐵礦石多分布在安山巖和閃長巖、閃長玢巖的附近，可能反映次火山作用對鐵的富集成礦也起重要作用。在多個火山噴發(fā)旋回中，往往每個旋回都從較強(qiáng)烈噴發(fā)開始，而以較寧靜的噴溢結(jié)束。火山噴發(fā)后，壓力消除，巖漿源可能和地面貫通，形成富氧和富水的體系，為巖漿分異和鐵的富集創(chuàng)造了條件。在火山寧靜噴溢或次火山巖侵入過程中，攜帶富鐵礦漿上升成礦或與含鐵較高的安山巖交代成礦，形成類似長江中下游地區(qū)的玢巖型鐵礦。

鐵礦成礦的有利圍巖是安山巖、凝灰?guī)r、英安質(zhì)火山熔巖和碎屑巖。成礦的有利構(gòu)造是島弧內(nèi)由深斷裂連通到較淺部位的張性構(gòu)造，有利于礦漿隨淺成侵入巖侵位到地殼淺處或隨火山通道噴溢至地面。北西南東向構(gòu)造帶及其附近、不同巖性巖漿巖的界面、特別是次火山巖與火山穹窿中的破裂構(gòu)造是成礦的有利空間。在凝灰?guī)r碳酸鹽化強(qiáng)烈機(jī)器附近地區(qū)，含鐵較高的中、基性巖漿與之接觸時(shí)，具備中-低溫?zé)嵋盒徒饘俚V產(chǎn)找礦潛力。

5 結(jié)論

斐濟(jì)某鐵礦區(qū)主要受右旋剪切張性構(gòu)造影響，為北西向構(gòu)造控制，在偏堿性-中性巖漿的含礦熱液作用下，與火山碎屑巖和次火山巖接觸，在NW-SE向構(gòu)造帶及其附近，巖性界面或火山機(jī)構(gòu)有利空間成礦；其形態(tài)較歸整低緩的高磁異常一般為中基性巖漿的產(chǎn)出演化特征，正負(fù)異常梯度帶為與之圍巖接觸界面區(qū)帶，為有利找礦區(qū)域。本區(qū)有巖漿熱液-玢巖型鐵礦床的極大可能，亦有形成與之相關(guān)的其它金屬礦化較大潛力。

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P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-163-2