安徽省天長市某鐵礦床地質(zhì)特征及成因淺析

王 莎，梅小元

（1.合肥工業(yè)大學安徽，安徽 合肥 233000；2.安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三一二地質(zhì)隊，安徽 蚌埠 233040）

鐵礦是鋼鐵生產(chǎn)的基礎(chǔ)，目前對外依存度仍然較高，國內(nèi)鐵礦資源開發(fā)在抵御工業(yè)風險方面發(fā)揮著中堅作用。安徽省天長市礦產(chǎn)勘查工作重點在石油和鐵礦。礦區(qū)位于天長市金集鎮(zhèn)，在20世紀初，安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局三一二地質(zhì)隊在該區(qū)附近開展小面積物探地磁工作，圈出2個單獨異常，發(fā)現(xiàn)3層火山巖體和磁鐵礦化。經(jīng)收集礦區(qū)的地質(zhì)勘查資料，共計施工鉆孔6個，共計鉆進980.85米，取樣70余件，投入勘查費用一百多萬元，大致查明了礦區(qū)地層、構(gòu)造、巖漿巖等基本特征，礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模及賦存狀況，礦石物質(zhì)組份、結(jié)構(gòu)及礦石自然類型和工業(yè)類型。，其中有1個孔見有3.82米厚度的磁鐵礦。通過鉆探驗證工作，于磁法化極異常CY-1處發(fā)現(xiàn)磁鐵礦體，TFe品位在20.65%-22.88%，說明區(qū)域具有一定的磁鐵礦找礦前景[1]。

1 區(qū)域地質(zhì)成礦背景

該區(qū)地處揚子準地臺（Ⅰ），下?lián)P子臺坳（Ⅱ），沿江拱斷褶帶（Ⅲ）北端，西臨滁河陷褶斷帶，東依蘇北斷拗盆地，處于滁巢陷斷褶束東北之結(jié)合部位。構(gòu)造主要表現(xiàn)為北東向滁巢構(gòu)造形跡，主要褶皺構(gòu)造有冶山－湯泉復式背斜。構(gòu)造復雜，巖漿活動強烈，變質(zhì)作用發(fā)育，具有較好的成礦條件。區(qū)域出露地層主要為震旦系黃虛組、燈影組，寒武系幕府山組，侏羅系紅花橋組、黃石壩組，白堊系浦口組、赤山組，第三系張山集組，新近系下草灣組、桂五組和第四系。

區(qū)域構(gòu)造屬于冶山－湯泉復背斜褶皺的冶山段，面積約10平方公里，四周者為燕山期巖體占據(jù)，實為巖體之上殘留頂蓋。斷裂構(gòu)造主要有兩組；①北西向；②北東向。由于地表為大面積第四系地層覆蓋，露頭差未見明顯斷層分布。主要有三條深大斷裂和一個斷坳。北西向有九頭山-金牛山推測斷裂、滁河大斷裂、金牛山大斷裂；北東向多數(shù)方向為50°－60°，局部方向偏轉(zhuǎn)。以逆斷層為主，少量正斷層，部分正斷層可能“復活”。

區(qū)域巖漿巖主要有燕山期侵入的冶山巖體，新生代噴出巖，前者分布礦區(qū)中部和南部，后者分布礦區(qū)北西部和南東部。據(jù)鄰區(qū)揚州幅天長橫山巖體同位素地質(zhì)年齡數(shù)據(jù)(1.16萬年)而將冶山巖體定為燕山晚期早白堊世侵入。區(qū)內(nèi)有新生界玄武巖噴發(fā)巖類分布，并構(gòu)成新近系桂五組地層，主要巖性為橄欖玄武巖，氣孔、杏仁狀橄欖玄武巖和玄武質(zhì)集塊熔巖組成。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層屬揚子地層區(qū)，下?lián)P子分區(qū)，天長～滁洲地層小區(qū)，據(jù)地表出露和鉆探揭露情況，地層為震旦系黃虛組、燈影組，新近系桂五組、下草灣組及第四系[2]。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)地表皆為第四系覆蓋，根據(jù)鉆孔地質(zhì)資料，地磁平面等值線分布特征，褶皺受巖體的影響僅保留少量殘留頂蓋，形態(tài)難已恢復，斷裂構(gòu)造不清。該區(qū)位于冶山復式背斜褶皺北部，由關(guān)塘、石頭塘、黃土山、老山等構(gòu)成復背斜的西北翼，西北側(cè)成礦帶就在此處。巖層總體走向為北東向，傾向南東，傾角20°～60°，表現(xiàn)為單斜構(gòu)造。厚度大小不等的巖脈穿插在大理巖中，巖脈傾角 30°～60°。局部巖石節(jié)理發(fā)育造成巖心不完整。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖為燕山期侵入體屬于冶山巖體范疇，區(qū)內(nèi)出露較少，為第四系粘土層大面積覆蓋，根據(jù)局部零星露頭和施工鉆孔了解情況，主要以閃長巖類為主，花崗巖類很少見到。閃長巖類主要有花崗閃長巖、閃長巖、閃長玢巖。

花崗閃長巖（γδ）在區(qū)內(nèi)呈巖基廣泛分布，深部在鉆孔均為巖體存在，分布范圍較為廣泛?；野咨?、灰色略帶紅色，中粒結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具微細粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石斑晶主要是斜長石，其次為少量黑云母和角閃石。斜長石半自形板柱狀，表面分解少量的絹云母和碳酸鹽礦物。部分可見鈉長石雙晶。粒徑多在1－5毫米，偶爾7毫米。黑云母棕褐色板柱狀，部分沿解理面分解綠泥石，角閃石已全部纖閃石化和少量碳酸鹽化?；|(zhì)主要由鉀長石（15-35%）、石英（10-25%）和少量斜長石礦物組成，均呈細小粒狀集合體。粒徑多在0.05－0.25毫米，少量0.25－0.5毫米。

閃長巖（δ）地表未見有露頭，深部工程中常見?；?、深灰色，細粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成分主要是斜長石（中長石>85%），其次為少量鉀長石（<5%）、石英（<5%）、黑云母（1-2%）、角閃石（2-3%）等。斜長石半自形板柱狀，表面分解少量的粘土質(zhì)點和絹云母。部分可見隱約環(huán)帶構(gòu)造。粒徑多在0.5～1.5毫米之間，局部偶見2～4.5毫米。鉀長石呈不規(guī)則狀，局部地方可見有交代包裹斜長石現(xiàn)象。黑云母棕褐色板片狀，部分沿解理面分解綠泥石，角閃石已全部陽起石化，但尚保持柱狀外形。巖石局見方解石細脈分布。

表1 礦區(qū)主要地層簡表

閃長玢巖（δμ）在地表未見有出露，深部工程中常見。巖石為灰、淺灰綠色，斑狀結(jié)構(gòu)，其質(zhì)具顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石斑晶主要是斜長石（5～10%）、角閃石（5%）和極少量黑云母（＜1%）。斜長石半自形板柱狀，表面分解有絹云母和少量碳酸鹽礦物。部分具鈉長石雙晶和隱約環(huán)帶構(gòu)造，部分呈聚斑狀。粒徑1～5毫米。角閃石呈柱關(guān)，但已轉(zhuǎn)變?yōu)殛柶鹗?，黑云母棕褐色，板柱狀。基質(zhì)由極其細小的柱狀斜長石（＞50%）和角閃石（35%）（已全部轉(zhuǎn)變?yōu)橥搁W石－陽起石）組成，二者分布雜亂，無一定向排列。

另外區(qū)內(nèi)噴出巖有大量安山巖、玄武安山巖和玄武巖分布，西部多為第四系覆蓋。

2.4 圍巖蝕變

（1）矽卡巖化花崗閃長巖、閃長巖、閃長玢巖侵入大理巖中，將大理巖切割包圍，交代蝕變和矽卡巖化，矽卡巖多位于巖體之上，厚度可達數(shù)十米，其中被鐵礦交代而成鐵礦層。

（2）綠簾石化花崗閃長巖、閃長玢巖及圍巖受熱液作用，蝕變成綠色粒狀結(jié)構(gòu)或細脈狀的綠簾石。

（3）綠泥石化接近矽卡巖和鐵礦的花崗巖受熱液作用，蝕變成綠黑色鱗片狀結(jié)構(gòu)的綠泥石巖。

（4）角巖化巖體侵入泥質(zhì)巖石、泥質(zhì)粉砂巖中，發(fā)生接觸變質(zhì)作用，形成綠簾石石英角巖、綠簾石化粉砂巖。

（5）黃鐵礦化黃鐵礦多交代綠泥石巖和綠泥石化花崗閃長巖、閃長玢巖，有時交代磁鐵礦。

3 礦床地質(zhì)特征

目前區(qū)內(nèi)經(jīng)勘查發(fā)現(xiàn)的主要礦產(chǎn)為磁鐵礦及氧化的褐鐵礦，礦體形態(tài)呈透鏡狀～似層狀，走向估計為北北東或南北向。礦體主要賦存在震旦系上統(tǒng)燈影組的灰?guī)r、泥灰?guī)r中。礦石結(jié)構(gòu)呈半自形～自形晶結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造為致密浸染狀構(gòu)造及塊狀構(gòu)造等。礦石物質(zhì)組分中主要金屬礦物為磁鐵礦，其次鈦鐵礦、黃鐵礦等；脈石礦物有方解石、斜長石、綠簾石、綠泥石、方柱石、黃鐵礦。①磁鐵礦：黑色致密浸染狀，中至細粒，具金屬光澤，粒徑 0.02～0.05 毫米，大多為粒狀集合體。在礦石中磁鐵礦包含斜長石，大多磁鐵礦充填于斜長石粒間，可以明顯的看出磁鐵礦被綠泥石交代的現(xiàn)象。此外在礦石中見有綠簾石細脈，并為黃鐵礦所交代。②鈦鐵礦：它形粒狀，常見為交代殘留體，大多為磁鐵礦交代或為磁鐵礦包含，表面可見呈棉絮。③黃鐵礦：呈細晶粒狀聚集成小塊狀，大都呈浸染狀和細脈狀分布于礦石中。非金屬礦物：主要有方解石、斜長石、綠簾石、綠泥石等。①方解石：含量較少在貧礦石中可以見到，粒徑 0.5～0.8毫米，細粒變晶兩組菱面體解理發(fā)育，局部表面見泥質(zhì)污染，磁鐵礦呈浸染狀分布，與碳酸鹽等蝕變礦物共生。②斜長石：為充填于磁鐵礦或磁鐵礦包含的礦物，大多呈晶洞狀產(chǎn)出，局部可見聚片雙晶，少量黑云母。③綠簾石：大都產(chǎn)于礦石的裂縫中呈細脈狀。礦物為鮮綠色，晶粒極細，玻璃光澤，大多被黃鐵礦交代。鐵礦石中礦物的生成先后次序如下：方解石～斜長石～鈦鐵礦～磁鐵礦～綠泥石～綠簾石～黃鐵礦。根據(jù)礦石的主要礦物成分，礦石的自然類型為磁鐵礦石；根據(jù)脈石礦物種類，本礦可定為方解石型鐵礦石；根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造，礦石自然類型為致密塊狀、浸染狀鐵礦石[3]。

4 礦床成因

鐵礦賦存于中生代燕山期的中期中酸性巖漿巖與新元古界震旦系燈影組碳酸鹽巖接觸處的外接觸帶附近。礦體沿外接觸帶大理巖的裂隙、層間裂隙交代、充填。鐵礦質(zhì)物質(zhì)來源為中生代燕山期存在大量的中酸性巖漿侵入活動，在侵入體與圍巖與接觸處，特別與是碳酸鹽巖巖石的接觸帶附近，含礦氣水溶液的交代作用而使鐵的礦物質(zhì)富集，形成接觸交代礦床；在含礦熱液活動過程中，與圍巖的相互作用，使有用組分集中，形成熱液礦床。