陜西省寧陜縣七里溝鐵礦地質(zhì)特征及成因分析

杜玉娥，紀崇科，陳星輝

（西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，陜西西安710100）

陜西省寧陜縣七里溝鐵礦地質(zhì)特征及成因分析

杜玉娥*，紀崇科，陳星輝

（西安地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，陜西西安710100）

七里溝鐵礦成礦環(huán)境和古地理環(huán)境為構(gòu)造裂陷沉積盆地，礦床屬于海相沉積，成礦期有海底熱水噴流的參與，成礦后具有后期變質(zhì)變形的特點。礦床成因?qū)俸５讎娏鳠崴练e—變質(zhì)型鐵礦。

七里溝鐵礦；地質(zhì)特征；巖相古地理；熱水噴流沉積；變質(zhì)型鐵礦

七里溝鐵礦位于秦嶺主峰南坡210國道旁，寧陜縣縣城北40°方位65km處廣貨街鎮(zhèn)沙溝村南，行政區(qū)劃屬陜西省寧陜縣廣貨街鎮(zhèn)所轄，礦區(qū)面積2.85km2。礦區(qū)位處大西溝—沙洛帳—沙溝—板房子?xùn)|西成礦帶上。本文擬通過深入研究該區(qū)鐵礦體（帶）地質(zhì)體特征及其礦化富集規(guī)律、礦床成因、找礦標志，對該成礦區(qū)帶取得進一步認識，進而對該區(qū)域上的找礦工作提供指導(dǎo)和借鑒。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

七里溝鐵礦區(qū)位處秦祁昆構(gòu)造域（Ⅰ）秦嶺造山帶（Ⅱ）南秦嶺構(gòu)造帶（Ⅲ）東段菜子坪—柞水推覆巖片帶（Ⅳ），夾持于沙溝斷裂與鳳鎮(zhèn)斷裂之間（見圖1），北鄰商丹結(jié)合帶，南接旬陽壩—石甕子滑脫推覆帶。在泥盆系裂陷形成活動大陸邊緣沉積盆地，沉積了泥盆系細碎屑復(fù)理石沉積建造，局部加少量碳酸鹽巖。

區(qū)域出露地層為上古生界泥盆系中泥盆統(tǒng)牛耳川組（D2n）、池溝巖組（D2c）、中—上泥盆統(tǒng)青石埡組（D2-3q）、上泥盆統(tǒng)桐峪寺組（D3ty）、中生界白堊系下白堊統(tǒng)東江群（K1D）和新生界第四系全新統(tǒng)（Q）。巖性主要為砂巖、灰?guī)r、板巖和大理巖，含礦地層為青石埡組（D2-3q）。區(qū)域褶皺和斷裂比較發(fā)育，構(gòu)造帶總體走向為北西西向，除北西西向大斷裂外，還發(fā)育北東向走滑斷裂。區(qū)域巖漿巖發(fā)，主要是印支期東江口超單元和華力西期高橋超單元，巖性為黑云角閃二長花崗巖、黑云角閃石英二長巖、石英二長閃長巖、和石英閃長巖。此外，在廣貨街北大坪，有加里東期的四方臺基性巖體出露，巖性為中粗粒輝長巖。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層總體呈近東西向展布，由北向南由老到新為上古生界泥盆系中上泥盆統(tǒng)青石埡組第三巖段（D2-3q3）、上泥盆統(tǒng)桐峪寺組（D3ty）和新生界第四系全新統(tǒng)（Q）。七里溝磁鐵礦礦床賦存于中上泥盆統(tǒng)青石埡組第三巖段（D2-3q3）中，依據(jù)其巖性組合、沉積韻律、含礦性可分為下、上2個巖性層：

（1）青石埡組第三巖段下層（D2-3q3-1）：巖性以淺灰—灰色厚層狀變石英細砂巖為主，在局部地段含鈣質(zhì)，夾少量薄層狀變石英粉砂巖，偶夾薄層狀絹云石英片巖或薄層狀含鈣粉砂質(zhì)板巖透鏡體，在變石細英砂巖頂部為磁鐵礦礦體。礦區(qū)內(nèi)鐵礦體就賦存于變石英細砂巖和上層底部白云質(zhì)大理巖之間大理巖化灰?guī)r中。

（2）青石埡組第三巖性段上層（D2-3q3-2）：巖性以淺灰—灰色薄層狀變石英粉砂巖為主，偶夾薄層狀變石英細砂巖透鏡體或灰色薄層狀絹云石英片巖透鏡體，巖石片理發(fā)育，多表現(xiàn)為片狀。在該層底部，有0～0.5m厚的白云質(zhì)大理巖，由于受構(gòu)造擠壓和拉伸，呈不規(guī)則帶狀展布，厚度變化大。與鐵礦體相伴產(chǎn)出，為礦區(qū)內(nèi)的標志層。

2.2含礦地質(zhì)特征

礦區(qū)含礦層位出露巖性主要為淺灰—灰色厚層狀變石英細砂巖和薄層狀變石英粉砂巖，含磁鐵礦礦層（大理巖化灰?guī)r），夾薄層狀絹云石英片巖或薄層狀含鈣粉砂質(zhì)板巖透鏡體，組成小的韻律層式沉積，與區(qū)域上該組巖性和含礦特征相同，但巖石粒度由東向西，顆粒變粗。該組中段為東部大西溝菱鐵、鉛、鋅，重晶石礦帶。上段在鸚哥山—財神廟一帶菱鐵粉砂巖中見有菱鐵、鉛鋅礦體。在區(qū)域上東部該組下段和上段為含礦層位，在礦區(qū)，由于以北巖漿侵入破壞，僅出露該組上段地層，變?yōu)闂l帶狀變石英砂巖（含磁鐵礦）和薄層狀變石英粉砂巖。

圖1　七里溝鐵礦區(qū)域地質(zhì)圖

2.3構(gòu)造

礦區(qū)位處菜子坪—西磨溝向斜北翼。由于受區(qū)域上東西向商丹大斷裂與鳳鎮(zhèn)大斷裂南北向長期擠壓活動和南北兩側(cè)巖漿巖侵入破壞，巖性層之間出現(xiàn)順層滑動形成S1面理，以S1面理為基礎(chǔ)，在能干性相對較弱巖層中在小揉褶現(xiàn)象，可發(fā)育軸面劈理S2，礦床內(nèi)S2面理少見。礦區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)斷層，所見多為表生構(gòu)造節(jié)理或裂隙。

2.4巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)未見巖漿巖體，僅見石英脈（q）脈巖出露，脈體呈乳白色，主要礦物成份為石英，脈體規(guī)模寬約0.01～0.1m，長0.05～3m不等。

2.5地球物理特征

礦區(qū)內(nèi)爐子溝兩側(cè)共圈定磁異常4處，可分為2個異常帶。北帶：位于大溝東和爐子?xùn)|西兩側(cè)，為主礦體部位，走向286°～106°，寬100～200m，測量范圍內(nèi)長約800m，東端延出磁法測量區(qū)外，異常寬100～200m，一般強度50～200r，最大值600r。異常兩側(cè)梯降對稱或南側(cè)略陡。南帶：位于爐子西側(cè)，屬主礦體沿傾向向下延伸礦體，除規(guī)模較小外，其它特征與北帶相同。

2.6巖相古地理特征

礦區(qū)屬秦嶺造山帶東段，商丹構(gòu)造結(jié)合帶以南，山陽—鳳鎮(zhèn)斷裂以北的南部，經(jīng)歷了多期次的構(gòu)造活動和變質(zhì)變形，形成了本區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)、構(gòu)造景觀。

早古生代晚期加里東期構(gòu)造運動，使所屬大地構(gòu)造區(qū)域地殼抬升隆起，沉積重心向南位移，結(jié)束了早古生代碳酸鹽地臺相沉積建造。

泥盆紀開始，所屬大地構(gòu)造區(qū)域整體以伸展拉張機制為主，裂陷形成泥盆紀活動大陸邊緣沉積盆地，隨著伸展拉張活動的繼續(xù)，海水范圍繼續(xù)擴大，海水逐漸加深，加之構(gòu)造運動活躍的不穩(wěn)定沉積條件，沉積了一套含磁鐵礦的陸源細碎屑復(fù)理石—碳酸鹽巖沉積建造的牛耳川組、池溝組。

泥盆紀中—晚期，沉積環(huán)境進一步分異，各地形成了各自的成礦條件和沉積建造。青石埡巖組和桐峪寺組就是在這種沉積和構(gòu)造環(huán)境影響下沉積，構(gòu)成了區(qū)域上的含礦帶。由于地殼的振蕩活動，形成了青石埡巖組內(nèi)的由粗（粉砂巖）—細（白云質(zhì)灰?guī)r）—含碎屑含磁鐵礦巖層—粗（細砂巖）旋回韻律。巖石具有成熟度低，分選性差。說明物質(zhì)搬運距離短，但物源復(fù)雜，比較近且沉積速率較快，構(gòu)造環(huán)境不穩(wěn)定，沉積環(huán)境為島弧和活動陸緣環(huán)境，沉積條件和環(huán)境變化頻繁。其陸源碎屑和成礦物質(zhì)來源于南側(cè)古陸風(fēng)化物，反映了其成礦環(huán)境和古地理環(huán)境為構(gòu)造裂陷沉積盆地。

野外宏觀上，青石埡組、桐峪寺組中產(chǎn)出的條帶狀構(gòu)造，實際上是沉積過程中粉砂—泥巖互層韻律性結(jié)構(gòu)，只是這種條帶經(jīng)歷了變質(zhì)變形改造，巖石總體具S0平行S1的幾何關(guān)系。青石埡組中可見大理巖、灰?guī)r夾層，因此，青石埡組、桐峪寺組屬正常沉積的砂—泥質(zhì)巖，原巖為一套副變質(zhì)的巖石類型。

從石炭紀開始至二疊紀，所屬地塊區(qū)域上相對隆升，造成缺失石炭—三疊紀地層沉積。在石炭紀晚期由于南北兩大板塊的進一步俯沖—碰撞造山作用地殼增厚，導(dǎo)致剝露抬升并伴隨構(gòu)造減薄伸展，形成了礦區(qū)南北兩側(cè)巖漿侵入活動和侵入巖，巖漿活動給含礦層的變質(zhì)改造富集提供了大量的熱源。

三疊紀，進入了以收縮走滑、斜向逆沖造山作用為主的演化階段，即印支運動，不僅使泥盆紀及以前地層強烈褶皺隆升，結(jié)束秦嶺地區(qū)海浸的歷史，而且使商丹構(gòu)造帶發(fā)生由北向南逆沖，并伴隨左行走滑，局部巖石變質(zhì)達綠片巖相，礦區(qū)所屬地塊構(gòu)造基本定型。區(qū)域上的區(qū)域熱液變質(zhì)作用使含礦層中的鐵進一步富集成礦，圍巖中的部份成礦物質(zhì)在變質(zhì)作用中亦進入含礦層富集。同時，構(gòu)造的多期變形作用，使巖石的原始沉積構(gòu)造保留甚少，變形較強，面理置換強烈，區(qū)域透入性S1面理，與原始沉積面理S0基本平行。

白堊紀—第四紀，所屬地塊進入了大陸地殼內(nèi)部構(gòu)造演化階段，發(fā)生陸內(nèi)斷陷，差異性隆升，致使礦區(qū)內(nèi)大部溝谷呈“V”字型，溝谷坡降較大，山陡坡陡。

3　礦體地質(zhì)

3.1礦化體（帶）特征

七里溝鐵礦區(qū)圈出鐵礦化帶一條，礦化帶從龍王溝口起，由東向西，至大溝西側(cè)，展布于陰坡下、中部，由3個礦體（KⅠ-1、KⅠ-2、KⅡ）和一個礦化點相間出露組成，與地層產(chǎn)狀一致。礦體、礦化點地表出露長度50～800m，出露寬度1.00～3.98m。礦體出露標高為1143.4～1198.6m，傾斜延深125～268m。其中KⅠ-1礦體地表總出露長度883m，在勘查內(nèi)出露長度為116m，KⅠ-2礦體地表總出露長度243m，KⅡ地表出露出露長度為153m，礦化點地表出露長50m。礦體平均厚度KⅠ-1為4.94m、KⅠ-2為1.70m、KⅡ為1.31m，礦石TFe平均品位KⅠ-1為38.64×10-2、KⅠ-2為38.13×10-2、KⅡ為41.00×10-2。

礦體走向東段向東北翹起，西段向西北翹起，東、西兩端都延出勘查區(qū)范圍，均向南緩傾。未見斷層和脈巖對礦體的破壞。礦體圍巖，底板巖石為淺灰—灰色厚層狀變石英細砂巖，頂板巖石為灰白色為薄層狀白云質(zhì)大理巖。其上為灰—深灰色薄層狀變石英粉砂巖，經(jīng)變質(zhì)和擠壓置換變形作用，片理發(fā)育，礦體與圍巖界線清楚。礦體呈長條帶狀、長透鏡狀，沿走向具尖滅再現(xiàn)、沿傾向具膨大狹縮特點。

3.2礦石特征

3.2.1礦石礦物成分

礦石礦物主要為金屬礦物、脈石礦物2種。金屬礦物主要為磁鐵礦，有少量赤鐵礦、褐鐵礦，微量黃鐵礦、磁黃鐵礦、菱鐵礦；脈石礦物主要為白云石、鐵白云石、方解石，其次為石英、白云母、綠泥石等礦物。

3.2.2礦石化學(xué)成分

礦石中TFe含量（25.65～44.90）×10-2左右，平均品位38.52×10-2，mFe含量（1.95～39.60）×10-2，平均30.86×10-2。CaO含量（9.48～33.33）×10-2；MgO含量（3.40～5.46）×10-2；SiO2含量（1.31～29.73）×10-2；Al2O3含量（0.87～13.03）×10-2；Na2O含量（0.01～1.44）×10-2；K2O含量（0.04～3.95）×10-2，Pb含量（0.00～0.027）×10-2，Zn含量（0.00～0.096）×10-2，P含量（0.01～0.67）×10-2，S含量（0.03～1.44）×10-2，Mn含量（0.005～1.36）×10-2。

物相樣分析表明，七里溝鐵礦石以弱磁性磁鐵礦石為主，其次為赤鐵礦，另一部分以碳酸鐵形式存在，有少量的次生氧化物鐵礦石。主要有害元素SiO2、S、P。

3.2.3礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)以他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，另有少量交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造基本為浸染狀構(gòu)造，少部分塊狀構(gòu)造、帶狀構(gòu)造。

3.2.4礦石類型

（1）礦石自然類型：

根據(jù)組成礦石的主要鐵礦物劃分：礦石類型為磁鐵礦石型。

根據(jù)礦石中主要脈石礦物的種類劃分：礦石類型為方解石型磁鐵礦。

根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造劃分：為致密塊狀、稠密浸染狀磁鐵礦礦石2類，稠密浸染狀磁鐵礦礦石為礦區(qū)內(nèi)的主要礦石類型。

根據(jù)氧化程度，確定鐵礦石類型為原生礦石。

（2）礦石工業(yè)類型：按ωmFe/ω（TFe-cFe-sfFesiFe）≥85×10-2為磁鐵礦，≤85×10-2為弱磁性鐵礦石，僅有1個樣品≤85×10-2，該礦石工業(yè)類型為磁性鐵礦石。

4　礦床成因分析

4.1礦床成因類型

礦區(qū)北部有商丹區(qū)域性多期次活動大斷裂，南部有鳳鎮(zhèn)區(qū)域性多期次活動大斷裂，是一個從古生代到三疊紀末，經(jīng)過了多階段發(fā)展、多旋回褶皺的復(fù)雜構(gòu)造帶。構(gòu)造帶分為北、中、南3個次級分帶，礦區(qū)在北帶之南部，以沉積中泥盆統(tǒng)類復(fù)理石建造為主，是省內(nèi)Fe、Ag、Pb、Zn，Ba重要層位，礦床位于大西溝—沙洛帳—沙溝—板房子—南溝鐵礦帶中段南部。

礦床內(nèi)出露的地層為上古生界泥盆系中—上泥盆統(tǒng)青石埡組第三巖段（D2-3q3）和上泥盆統(tǒng)桐峪寺組（D3ty）。桐峪寺組（D3ty）為一套細碎屑巖建造，主要巖石為薄層狀變石英粉砂巖、中厚層狀變石英細砂巖、及少量不純灰?guī)r夾層。青石埡組第三巖段（D2－3q3）主要為一套細碎屑—碳酸鹽巖建造，主要巖石為薄層狀變石英粉砂巖、厚層狀變石英細砂巖。青石埡組為區(qū)域上鐵礦的含礦層位，礦區(qū)內(nèi)鐵礦產(chǎn)于該組第三巖段下層與上層之間。細砂巖中仍保持部分原生沉積層理特征未被徹底置換。礦體直接頂板圍巖大部分為薄層狀白云質(zhì)灰?guī)r。礦體呈層狀—似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，為磁鐵礦礦體。由于地層受變質(zhì)變形置換的影響，礦體與圍巖界線明顯，礦石中仍保留有原巖沉積結(jié)構(gòu)構(gòu)造。礦石主要為以他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次為少量交代結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為浸染狀構(gòu)造，少部分為塊狀構(gòu)造。

根據(jù)以上地層、巖性、圍巖、礦石及結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征分析，本礦床圍巖為海相沉積巖，成礦物質(zhì)來源于侵蝕區(qū)的早期巖石，成礦期有海底熱水噴流的參與，成礦后具有后期變質(zhì)變形的特點。因此，本礦床屬海底噴流熱水沉積—變質(zhì)型鐵礦。

4.2礦化富集規(guī)律

（1）鐵礦分布與條紋狀變石英粉砂巖與變石英細砂巖之間的白云質(zhì)灰?guī)r的透鏡體關(guān)系密切，有白云質(zhì)灰?guī)r出現(xiàn)，必有礦體產(chǎn)出，而有礦體不一定有白云質(zhì)灰?guī)r。礦體呈層狀—似層狀、透鏡狀賦存于礦化帶，沿條紋狀變石英粉砂巖與變石英細砂巖之間分段集中、斷續(xù)分布。一般情況下，控礦透鏡體寬大部位，礦化較好，礦化帶和礦體具膨大狹縮、尖滅再現(xiàn)的特點。

（2）鐵礦體礦化類型為需選弱磁性鐵礦石類型，礦體一般向中部和深部膨大、變富。

（3）圍巖蝕變：鐵礦與鐵碳酸鹽化、硅化、絹云母化、黃鐵礦化等與礦化關(guān)系密切。

4.3找礦標志

根據(jù)礦床成因類型及控礦因素和找礦經(jīng)驗，總結(jié)其主要找礦標志如下：

（1）直接標志：

①礦化露頭及鐵帽：磁鐵礦地表常形成注目的褐鐵礦化或鐵帽，可作為找礦的良好標志。

②采礦老硐：礦區(qū)內(nèi)有悠久的采鐵歷史，采礦老硐較多，可為找礦提供直接指示。

③灰白—白色薄層狀白云質(zhì)大理巖出露為良好標志。

④薄層狀變石英粉砂巖、白云質(zhì)大理巖、中厚層狀變石英細砂巖所形成的地層、巖性組合等特點也可作為找礦的良好標志。

（2）間接標志：礦石類型磁鐵礦礦石，物探（地面磁法）異常是找礦的間接標志，特別是具有一定規(guī)模的磁異常是找礦的重要地段。

5　結(jié)論

根據(jù)礦床地質(zhì)基本特征、巖相古地理特征、礦床成因及礦化富集規(guī)律等，本文認為七里溝鐵礦屬于海相沉積，成礦物質(zhì)來源于侵蝕區(qū)的早期巖石，成礦期有海底熱水噴流的參與，成礦后具有后期變質(zhì)變形的特點。因此，本礦床屬海底噴流熱水沉積—變質(zhì)型鐵礦。

［1］陜西省地質(zhì)調(diào)查院.I49C004001（安康市）幅1∶25萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查（修測）［R］.2007.

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［3］李革偉，王創(chuàng)新，等.寧陜縣南付家河磁鐵礦地質(zhì)特征及成因分析［J］.陜西地質(zhì)，1997（1）：44-49.

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P611

A

1004-5716（2016）06-0093-04

2015-06-12

2015-06-16

杜玉娥（1984-），女（漢族），湖北棗陽人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)工作。