信陽(yáng)市賜兒山鐵礦體地質(zhì)特征及礦床成因

安迪宇，趙彥巧

河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第一地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016

1 區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)位于秦嶺東西向復(fù)雜構(gòu)造的東延部分，區(qū)域內(nèi)大小礦點(diǎn)甚多，有鐵、銅、錳、蛇紋巖等，其中以鐵礦點(diǎn)最多，規(guī)模稍大的（數(shù)十萬(wàn)噸-數(shù)百萬(wàn)噸）有泌陽(yáng)的條山、桐柏的寶石崖、鐵山、信陽(yáng)的黑山、油房山、金牛山等，構(gòu)成一個(gè)沿NW-SE向展布的變質(zhì)巖型鐵礦帶，賜兒山礦區(qū)即位于此礦帶的東南端。

區(qū)內(nèi)出露地層主要為元古界變質(zhì)巖層。巖性主要是加里東期的變閃長(zhǎng)巖、變輝長(zhǎng)巖、變角閃石巖、變輝石巖等變形巖體，其次是二朗坪群劉山巖組的構(gòu)造巖片。巖石普遍具糜棱巖化和構(gòu)造片巖化，有變超基性-基性侵入巖巖塊混入。在區(qū)域南部（和孝營(yíng)、臥虎一帶）有少量變質(zhì)基性巖、超基性巖的分布[1]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層為古生界下段的劉山巖組（Pz1l），主要為一套變質(zhì)酸性—中基性火山巖和變形巖體。此外尚有少量零星出露的第三系地層。

2.1.1 古生界劉山巖組（Pz1l）

該地層在礦區(qū)內(nèi)出露廣泛。根據(jù)巖層原始巖性和成因特征，將礦區(qū)劉山巖組（Pz1l）巖層自西向東劃分為五層。

1）含斑長(zhǎng)英片巖層：出露于礦區(qū)西部。巖性以含斑長(zhǎng)英片巖為主，夾角閃巖、黑云母片巖透鏡體，以及少量云母變粒巖、淺粒巖等；2）角閃（片）巖層：出露于礦區(qū)中部。巖性主要為斜長(zhǎng)角閃巖（部分為角閃石巖）和角閃片巖，夾少量長(zhǎng)條狀、透鏡狀長(zhǎng)英片巖、角閃變粒巖、大理巖、黑云母片巖等。此層為礦區(qū)主要含礦層；3）云母長(zhǎng)英片巖層：出露于礦區(qū)東部，巖性以云母長(zhǎng)英片巖、淺粒巖為主，夾少量角閃（片）巖和黑云母片巖透鏡體；4）角閃巖層：出露于礦區(qū)東側(cè)賜兒山一帶，巖性以斜長(zhǎng)角閃巖為主，夾少量淺粒巖，石英巖透鏡體；5）含斑淺粒巖層：出露于礦區(qū)東部。含斑淺粒巖推測(cè)其原巖可能為石英角斑巖。

2.1.2 第三系（E）

該地層出露在礦區(qū)的東部及南部，在基巖出露區(qū)只有零星分布，巖性以豬肝色砂質(zhì)泥巖、粉砂巖為主，夾有粉綠色、淺灰色的砂巖薄層。部分地段為火山碎屑巖，主要為凝灰質(zhì)角礫巖，晶屑凝灰?guī)r等。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，未見(jiàn)大的斷層與斷裂。現(xiàn)簡(jiǎn)述如下：

1）褶皺：礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為簡(jiǎn)單，為一單斜構(gòu)造。巖層走向?yàn)?30°～20°，一般為350°～10°，傾角50°～80°向東傾斜，同一巖層其走向、傾向、傾角變化較大，反映了巖層呈舒緩波狀的壓性特征。根據(jù)區(qū)域地層、構(gòu)造特征分析，礦區(qū)可能為一軸向SE，向南傾沒(méi)的背斜之東翼；2）斷裂：礦區(qū)未發(fā)現(xiàn)較大斷層構(gòu)造，僅見(jiàn)幾條小破碎帶，以A異常采坑所見(jiàn)的一條較為清楚。破碎帶走向345°，寬約1m。破碎帶由角閃（片）巖、淺粒巖、鈉長(zhǎng)斑巖等角礫組成，膠結(jié)物成分主要是由這種破碎的巖屑和方解石脈組成。此外，在部分地段亦見(jiàn)有走向近南北的破碎帶，鉆孔中均見(jiàn)有破碎帶存在，其組成成分及特征與地表所見(jiàn)相同。由于破碎帶露頭零星不全，對(duì)其空間分布規(guī)律、產(chǎn)狀以及成因等都還不太清楚。

除破碎帶外，在礦區(qū)還分布有一定數(shù)量的裂隙構(gòu)造，從幾個(gè)采坑及探槽揭露看，以走向70°～80°（與層理、片理幾近直交），傾角60°～80°向南東傾斜的一組裂隙在礦區(qū)最為發(fā)育。這組裂隙在地表可見(jiàn)其切穿層理和矽卡巖，為成礦后在南北向壓應(yīng)力下產(chǎn)生的一組裂隙。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)地層由一套海底火山巖組成，火山巖由噴發(fā)的熔巖、火山碎屑巖和熱水沉積巖，說(shuō)明在礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)劇烈。現(xiàn)將這套火山巖中呈脈狀產(chǎn)出的各種巖漿巖以及礦區(qū)西側(cè)和外圍的花崗巖體特征簡(jiǎn)述如下：1）鈉長(zhǎng)斑巖：可分為兩種：一種是燕山晚期未變質(zhì)變形的脈狀鈉長(zhǎng)石類斑巖，另一種是加里東期已變質(zhì)變形的次火山巖，巖石的礦物組分大致相同。巖石呈大小不等的透鏡狀、脈狀產(chǎn)于各地層中，其中以角閃（片）巖層中較多，鈉長(zhǎng)斑巖在礦區(qū)內(nèi)大多與圍巖呈整合產(chǎn)出，在地表局部地段和少數(shù)鉆孔中亦見(jiàn)有與圍巖片理呈小角度斜交的現(xiàn)象；2）云斜煌斑巖：主要分布于A、C兩異常附近，在A異常采坑?xùn)|邊見(jiàn)一條云斜煌巖脈，垂直圍巖走向產(chǎn)于云母長(zhǎng)英片巖層中，其它地方亦見(jiàn)有零星分布，因地表覆蓋，對(duì)云斜煌巖的空間產(chǎn)狀及延伸情況均不清楚；3）花崗巖：巖性主要為加里東期的斜長(zhǎng)花崗巖（γ32）以及花崗閃長(zhǎng)巖（γδ32），在礦區(qū)西部及外圍大面積出露。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦體分布于礦區(qū)的中部和北部，除十四號(hào)礦體位于礦區(qū)北部外，六、七、八、九、十號(hào)礦體均位于礦區(qū)中部，從上到下依次分為五層。礦體主要產(chǎn)于離花崗巖接觸帶約270m～350m的角閃（片）巖層的角閃（片）巖中。剖面上，礦體形態(tài)以大小不等的扁豆?fàn)?、透鏡狀為主，也有少數(shù)呈小束狀。在空間上呈多層重疊狀。

礦體順巖層產(chǎn)出。由礦體特征表（表1）中可以看出，在異常區(qū)各礦體特征為：

3.2 礦石質(zhì)量特征

1）礦物組分：礦區(qū)礦石組分較單一，主要為磁鐵礦，次有赤鐵礦（多為假象赤鐵礦）和微量黃銅礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦等。非金屬礦物有石榴子石、透輝石、綠簾石、陽(yáng)起石、角閃石、斜長(zhǎng)石、方解石、綠泥石、石英等；2）礦石結(jié)構(gòu)和構(gòu)造：礦石構(gòu)造常隨巖性不同而異，一般產(chǎn)于塑性的片理發(fā)育的角閃片巖中時(shí)則以條帶狀、平行細(xì)脈狀構(gòu)造居多；產(chǎn)于脆性矽卡巖中則以不規(guī)則的團(tuán)塊狀、浸染狀較多。礦石結(jié)構(gòu)可見(jiàn)細(xì)粒自形晶結(jié)構(gòu)（浸染狀礦石）、細(xì)粒半自形晶結(jié)構(gòu)（塊狀礦石）；3）化學(xué)組分：礦石平均品位TFe 48.48%，mFe 46.60%，ω（mFe）/ω（TFe）達(dá)96%，磁鐵礦含量較高，屬于磁性鐵礦石。礦石的自熔性系數(shù)為0.2～0.53，屬半自熔礦石和酸性礦石。礦石中有害雜質(zhì)為S、P、SiO2，其中S含量一般為0.015%～0.120%。P含量為0.004%～0.077%，SiO2含量根據(jù)十四號(hào)礦體ZK5中樣品分析，一般為5.47%～15.30%，礦體頂板與角閃巖接觸部位樣品達(dá)到25.70%，超過(guò)一般工業(yè)要求的≦18%，與TFe含量呈反比關(guān)系。礦石中伴生有益組分除少數(shù)樣品中Ga、Ge達(dá)工業(yè)要求外，大多數(shù)樣品均不夠工業(yè)要求，無(wú)綜合利用價(jià)值。

表1 礦體特征一覽表

3.3 礦石類型

根據(jù)礦物共生組合不同，礦區(qū)礦石自然類型有以下幾種：

角閃石——磁鐵礦型；2）矽卡巖——磁鐵礦型；3）硫化物——磁鐵礦型；4）赤鐵礦（假象赤鐵礦）型。

礦區(qū)的礦石單樣品位在27.00%～64.52%之間，多數(shù)樣品品位大于45%，屬于高品位礦石，mFe含量達(dá)46.60%，磁性鐵（mFe）對(duì)全鐵（TFe）占有率達(dá)到96%，硫含量多在0.015～0.120之間，屬于低硫礦石。

綜上所述，本區(qū)礦石工業(yè)類型應(yīng)屬低硫高品位需選磁鐵礦礦石。

3.4 礦體圍巖

本區(qū)礦體主要產(chǎn)于角閃（片）巖中，因此礦體的上、下盤(pán)圍巖均為角閃（片）巖，部分地段上、下盤(pán)會(huì)出現(xiàn)矽卡巖。

角閃（片）巖中常有矽卡巖化、綠簾石化、方柱石化、陽(yáng)起石化、綠泥石化、碳酸鹽化等蝕變。圍巖與礦體一般呈整合接觸關(guān)系產(chǎn)出，它們之間的接觸界線清楚。

4 礦床成因類型

賜兒山鐵礦過(guò)去一直被認(rèn)為是矽卡巖型鐵礦，并列入條山、鐵山、黑山、油房山、金牛山等同一矽卡巖礦帶之中[2-5]。經(jīng)過(guò)對(duì)礦區(qū)地層作了進(jìn)一步的分析研究，證實(shí)本區(qū)實(shí)為一套變質(zhì)火山—沉積巖，鐵礦體即產(chǎn)于這套火山巖中，因此，認(rèn)為賜兒山鐵礦應(yīng)列為變質(zhì)海底火山鐵礦床類型，其證據(jù)有：

1）礦體呈大小不等透鏡狀、薄層狀，整合產(chǎn)于變質(zhì)火山巖（角閃巖）中；2）礦體在空間分布上有一定的層位；3）礦石大都呈條帶狀、薄層狀構(gòu)造。在礦石中常見(jiàn)有基性火山灰變質(zhì)形成的角閃巖夾層和條帶；4）礦體產(chǎn)狀隨圍巖產(chǎn)狀變化而變化；5）礦石成分較為簡(jiǎn)單；6）礦石與圍巖的微量元素基本一致。

5 結(jié)論

1）本區(qū)礦體厚度一般不大，礦體走向?yàn)镹NW，接近南北向，傾向東，礦體產(chǎn)狀隨圍巖傾角變化而變化，顯示了同生礦床的特征；2）礦體嚴(yán)格受地層、巖性所控制，礦體與圍巖接觸界線清楚。礦體與圍巖呈整合產(chǎn)出，特別是當(dāng)?shù)V體產(chǎn)于角閃（片）巖中更為明顯；3）該鐵礦為變質(zhì)海底火山鐵礦床類型，即變質(zhì)火山—沉積型鐵礦。

[1]河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局.河南省區(qū)域地質(zhì)志[M].北京：地質(zhì)出版社，1989：1-400.

[2]李立興，李厚民，等.河北承德黑山鐵礦床熱液成礦特征及流體包裹體研究[M].巖石學(xué)報(bào)，2010(3).

[3]孫靜，杜維河，等.河北承德大廟黑山釩鈦磁體礦床地質(zhì)特征與成因探討[M].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009(9).

[4]六〇九隊(duì)鐵山地質(zhì)組.湖北大冶鐵山矽卡巖型鐵銅礦床成礦規(guī)律探討[M].地質(zhì)與勘探，1972(4).

[5]劉國(guó)范，馬庚杰，等.河南省泌陽(yáng)條山鐵礦床地質(zhì)特征及找礦前景[M].地質(zhì)與勘探，2011(2).