寧蕪盆地臥兒崗鐵礦成礦地質(zhì)特征及找礦方向探討

吳良芳，魏新良，景山，曾子華，韋德貴

(江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210007)

寧蕪盆地臥兒崗鐵礦成礦地質(zhì)特征及找礦方向探討

吳良芳，魏新良，景山，曾子華，韋德貴

(江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局，江蘇南京210007)

本文在分析研究臥兒崗鐵礦成礦地質(zhì)背景和礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，探討了寧蕪盆地臥兒崗鐵礦的控礦因素和找礦方向。臥兒崗鐵礦位于寧蕪斷陷盆地NW向和NNE向斷裂的交匯部位，礦體主要賦存在淺成、超淺成侵入的輝石閃長玢巖體頂部，嚴(yán)格受巖體制約，認(rèn)為該礦床屬于玢巖型鐵礦。指出在臥兒崗鐵礦深部仍有較大找礦空間，在寧蕪斷陷盆地NW向和NNE向斷裂構(gòu)造交匯處，并且發(fā)育有輝石閃長玢巖的部位是尋找玢巖鐵礦的有利部位。

玢巖鐵礦成礦地質(zhì)特征找礦方向臥兒崗寧蕪盆地

Wu Liang－fang，Wei Xin－liang，Jing Shan，Zeng Zi－h(huán)ua，Wei De－gui．Geological characteristics and prospecting direction of the Woergang iron ore deposit in the Nanning－Wuhu basin［J］．Geology and Exploration，2012，48(4):0760－0767．

寧蕪斷陷盆地北段鐵礦資源豐富，已發(fā)現(xiàn)梅山、吉山、臥兒崗、鳳凰山等多處大中型鐵礦床，眾多專家和學(xué)者在此開展過研究工作，并取得了豐碩成果(王金云，1990;盧冰等，1990;丁毅，1992;翟裕生等，1992;趙玉琛，1994;殷友東等，1996;趙斌等，1996，1997;馬振東等，1997;呂新彪等，1998;周濤發(fā)等，1999;王元龍等，2001;姚超美等，2001;侯龍海，2008;涂偉等，2010;范裕等，2011;張樂駿等，2011;邸思維等，2011;袁峰等，2011;胡勁平等，2012)，而臥兒崗鐵礦床前人對其研究較少，2005～2010年，江蘇省有色金屬華東地質(zhì)勘查局施工了7個鉆孔，并進行了可行性研究和儲量核實工作，認(rèn)為是一中型鐵礦床。本文借助于在該區(qū)開展的儲量核實工作，對其鐵礦床成礦地質(zhì)特征和找礦標(biāo)志進行研究和總結(jié)，認(rèn)為成礦巖體受北西向構(gòu)造控制，在深部與梅山、吉山含礦巖體相連，推測為同一巖體，認(rèn)為該區(qū)深部仍有較大找礦前景。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

臥兒崗鐵礦位于下?lián)P子臺褶帶寧蕪中生代陸相火山巖斷陷盆地北段，該盆地呈NNE向展布(圖1)。

區(qū)內(nèi)地層由老到新可分為三個構(gòu)造層:(1)基底構(gòu)造層:其地層由上三疊統(tǒng)黃馬青組至侏羅統(tǒng)西橫山組組成;(2)火山巖構(gòu)造層:由中基性向堿性演化的陸相火山巖系組成，由老至新依次為龍王組、云合山組、大王山組、姑山組及娘娘山組; (3)上構(gòu)造層:火山噴發(fā)活動以后，沉積了一套陸相碎屑巖，其地層為上白堊統(tǒng)浦口組至第四系堆積層。

區(qū)內(nèi)基底褶皺為寧蕪向斜，其向斜東南翼發(fā)育次級褶皺。寧蕪斷陷盆地由于受多期構(gòu)造活動的影響，基底斷裂發(fā)育，主要有NNE、NE向、NW向三組，這些斷裂構(gòu)成了寧蕪斷陷盆地北段網(wǎng)格狀構(gòu)造輪廓。區(qū)內(nèi)主斷裂有NE向濱江斷裂和NNE向的方山－小丹陽斷裂，NW向南京－上坊斷裂及梅山－鳳凰山斷裂。

區(qū)內(nèi)侵入巖主要有三期:燕山中期、燕山晚期和喜山期。燕山中期為淺成、超淺成相中偏基性閃長巖類，為大王山組噴發(fā)旋回末期產(chǎn)物，與鐵礦關(guān)系密切，燕山晚期為中酸性花崗巖類及其巖脈;喜山期為輝綠巖。

圖1 寧蕪北段地質(zhì)和鐵礦床分布圖(據(jù)段超等，2011修改)Fig．1 Map showing geology and iron mine distribution in the northern Nanning－Wuhu area

寧蕪盆地北段礦產(chǎn)資源豐富，是陸相火山巖型鐵礦的典型礦區(qū)，大型礦床有梅山、吉山鐵礦，中型礦床有臥兒崗鐵礦、太山鐵磷礦、麒麟山鐵礦、鳳凰山鐵礦、南山鐵礦等。

寧蕪盆地北段鐵礦床多沿基底斷裂帶成群成帶展布，如北西向的梅山－臥兒崗－吉山－鳳凰山鐵礦帶;北北東向的太山－臥兒崗－南山，吉山－陰山鐵礦帶。

寧蕪盆地北段鐵礦床多與大王山組噴發(fā)旋回末期的淺成－超淺成相中偏基性閃長巖關(guān)系密切，例如梅山鐵礦產(chǎn)于閃長玢巖頂部及巖體與火山巖構(gòu)造層的接觸帶，臥兒崗鐵礦和吉山鐵礦產(chǎn)于輝石閃長玢巖體內(nèi)，而麒麟山鐵礦則產(chǎn)于閃長玢巖體及巖體與基底構(gòu)造層的超覆接觸帶。

2 礦區(qū)地質(zhì)概況

2．1 地層

礦區(qū)內(nèi)多為中生代火山巖(圖2)，即侏羅系上統(tǒng)龍王山組安山質(zhì)角礫熔巖、凝灰?guī)r，呈NNE向展布，產(chǎn)狀平緩，傾向SW，傾角10°～25°。

圖2 臥兒崗鐵礦區(qū)地質(zhì)簡圖①Fig．2 Simplified geological map of the Woergang iron mine area①

2．2 構(gòu)造

礦區(qū)基底褶皺構(gòu)造不發(fā)育，以斷裂構(gòu)造為主，主要有NW向的梅山－臥兒崗－吉山斷裂與NNE向的臥兒崗－南山－谷里斷裂，具有多次復(fù)活和繼承發(fā)展性質(zhì)，前者控制著本區(qū)含礦巖體的侵位，兩組斷裂的交匯處控制礦體的走向，而其容礦構(gòu)造主要為裂隙構(gòu)造和角礫巖帶構(gòu)造。

礦區(qū)容礦構(gòu)造中的裂隙構(gòu)造，分布形態(tài)復(fù)雜，大致分為四組(圖3)，它們相互切割，先后關(guān)系很難確定，但以走向NE 30°～40°最為發(fā)育。這和區(qū)內(nèi)控礦斷裂的應(yīng)力場方向是一致的。

礦區(qū)容礦構(gòu)造中角礫巖帶構(gòu)造在平面上呈囊狀分布，剖面上多沿巖體頂部呈似層狀、透鏡狀分布。

圖3 裂隙傾向玫瑰圖Fig．3 Rose diagram showing fracture inclination

表1 梅山、臥兒崗、吉山輝石閃長玢巖體化學(xué)成份及同位素年齡②Table1 Chemical composition and isotope age of the pyxene diorite porphyries in Meishan，Woergang and Jishan②

2．3 巖漿巖

礦區(qū)巖漿巖具多次侵入特點，侵入巖體主要為輝石閃長玢巖體。

輝石閃長玢巖:巖石呈灰白色，風(fēng)化后呈灰褐、灰黃－灰白色，斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為全晶質(zhì)細(xì)粒結(jié)構(gòu)或微晶結(jié)構(gòu)，部分為?；豢椊Y(jié)構(gòu)。斑晶主要為中長石和拉長石，占斑晶總量的70%～85%;其次為普通輝石，含量占斑晶總量的10%～15%，呈自形－半自形晶短柱狀，橫斷面呈正八邊形;基質(zhì)由半自形－它形晶的中長石和輝石組成;副礦物為磁鐵礦、榍石、磷灰石，總含量占巖石的5%以下。

輝石閃長玢巖體沿NW向梅山－臥兒崗－吉山斷裂帶分布，在其北部埋深較淺，南部較深，與大王山組火山巖地層呈侵入接觸，在礦區(qū)北部小山見二者接觸關(guān)系，屬大王山噴發(fā)末期產(chǎn)物，巖體侵入時間同位素年齡(123．4±5Ma)②，臥兒崗鐵礦產(chǎn)于該巖體中。

輝石閃長玢巖具分帶現(xiàn)象，在其頂部相變?yōu)楹谠颇感遍L安山玢巖，往巖體的內(nèi)部逐漸過渡為微晶輝石閃長玢巖和細(xì)晶輝石閃長玢巖。微晶與細(xì)晶輝石閃長玢巖的過渡位置(大致在－45～－85m標(biāo)高)是礦體的主要賦存地段。巖石化學(xué)成分見表1，屬鈣堿性系列巖石，Na2O﹥K2O且富納質(zhì)。區(qū)內(nèi)脈巖主要為含石英安山玢巖，呈脈狀穿插于輝石閃長玢巖中。

據(jù)分析，梅山、臥兒崗、吉山輝石閃長玢巖體在深部可能是相連的，其依據(jù):

(1)根據(jù)輝石閃長玢巖體的同位素年齡基本相同，在120Ma左右。

(2)梅山、臥兒崗、吉山輝石閃長玢巖的巖石化學(xué)成分相近，見表1。

2．4 礦化蝕變

礦區(qū)礦化蝕變發(fā)育，且具有分期分帶特征，蝕變從時間上可分為早、晚兩期。

早期為高溫?zé)嵋何g變，主要為透輝石化和鈉長石化，透輝石化和鈉長石化分為兩個階段，第一階段透輝石呈偉晶狀和菊花狀，主要分布在礦體的下盤;第二階段的透輝石呈中、細(xì)粒狀，該階段為磁鐵礦主要形成期。

晚期主要為綠泥石化、黃鐵礦化、高嶺土化、絹云母化、葉臘石化等中低溫礦化蝕變。其中綠泥石化分布在中、細(xì)粒透輝石化地段，黃鐵礦化、高嶺土化、絹云母化、葉臘石化主要分布在礦體的四周，疊加早期蝕變。

礦區(qū)礦化蝕變在垂直方向上按蝕變礦物的分布及組合特點可分為三個蝕變帶(圖4)，磁鐵礦主要賦存在透輝石－鈉長石－綠泥石蝕變帶中，而其上的硅化蝕變帶對礦液起到了“屏蔽層”的作用。

2．5 磁異常特征

圖4 圍巖蝕變垂直分帶示意圖Fig．4 Schematic diagram showing vertical zonation of wall rock alteration

圖5 剖面示意圖Fig．5 Generalized section of iron ore bodies

礦區(qū)1∶2000的磁法掃面結(jié)果顯示，地表貧磁鐵礦地段為1000r～3000r的低緩磁異常區(qū)，富磁鐵礦地段為5000r～7000r的高磁異常區(qū)，而赤鐵礦及假象半假象赤鐵礦地段表現(xiàn)為500r以下的低磁異常或無磁異常區(qū)。

3 礦床地質(zhì)特征

3．1 礦體特征

臥兒崗鐵礦床埋藏較淺，走向為北北東向10°左右，傾向北西西。礦床共有69條礦體組成，礦體具有多層性，與巖體(圍巖)呈夾層狀重復(fù)出現(xiàn)，平面上呈串珠狀、帶狀分布，在剖面上呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀多近于水平，在其東西兩側(cè)略有傾角，傾角小于30°，見圖5。該礦床長1700m左右，最寬達(dá)736m，埋深+35．81m～－243．66m，大多賦存在－150m以上，礦體最大控制深度為－243．66m，其控制深度較淺。

3．2 礦石特征

3．2．1 礦石類型

礦石類型較為簡單，按礦化程度、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征，分為細(xì)脈浸染狀、似角礫狀、脈狀和塊狀礦石四種。其中以細(xì)脈浸染狀礦石為主，似角礫狀礦石次之(品位較低)，塊狀礦石較富但含量少，脈狀礦石主要產(chǎn)于礦體邊部。

3．2．2 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要有:半自形－他形晶粒結(jié)構(gòu)(細(xì)粒－中粒、以細(xì)粒為主)、交代－交代假象、交代殘余結(jié)構(gòu)、包含、脈狀結(jié)構(gòu)。

礦石構(gòu)造以浸染狀、細(xì)脈狀、角礫狀構(gòu)造為主，其次是斑點狀、致密塊狀和條帶狀構(gòu)造。

礦石構(gòu)造致密塊狀者，常呈脈狀、囊狀產(chǎn)出，厚3～35 m，TFe 35%～64%。

3．2．3 礦石的礦物成分及主要礦物生成順序

3．2．3．1 礦石礦物成分

本區(qū)鐵礦石的礦石礦物以磁鐵礦為主，其次是赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦、硅酸鐵，還有少量方鉛礦、閃鋅礦;脈石礦物以透輝石、鈉長石為主，其次是方解石、白云石、硬石膏、石膏、方柱石、綠泥石、磷灰石、高嶺石、水云母、葉臘石、石英，少量石榴石、玉髓。

3．2．3．2 主要礦物生成順序

主要礦石礦物磁鐵礦的形成分為早晚兩期:早期為細(xì)脈、浸染狀、似角礫狀礦石生成期，此期又分為二個階段，第一階段以浸染狀礦石為主，磁鐵礦顆粒較細(xì);第二階段磁鐵礦以細(xì)脈狀、似角礫狀礦石為主，以中－粗粒為特征;晚期主要為脈狀及網(wǎng)脈狀礦石生成期，常見其穿插于早期磁鐵礦之中。

根據(jù)礦物共生組合，相互穿插、交代特征，將該礦床的成礦分為兩個主要階段，即高溫?zé)嵋弘A段和中低溫?zé)嵋弘A段，主要成礦階段的礦物生成順序見表2。

4 礦床控礦因素

4．1 構(gòu)造

綜上所述，寧蕪盆地北段鐵礦床多沿其基底斷裂帶成群成帶展布，沿北西向的梅山－鳳凰山基底斷裂帶展布有大中型6個礦床及眾多小礦點，可見其NW向斷裂控制著礦田的分布;而梅山、臥兒崗、吉山、鳳凰山鐵礦床的走向均與NNE斷裂一致，可見NNE向斷裂控制礦床的展布;此外大中型礦床如梅山、太山、臥兒崗、吉山、鳳凰山等都發(fā)育在NW斷裂與NNE向斷裂的交匯處。說明寧蕪盆地北段NW斷裂和NNE斷裂對礦床形成和分布有重要作用。

隨著構(gòu)造應(yīng)力場的復(fù)活和斷裂的繼承發(fā)展，其旁側(cè)的次級構(gòu)造(例破碎角礫巖帶)及附生的裂隙也很發(fā)育，這些構(gòu)造大多被磁鐵礦充填，成為其容礦構(gòu)造;臥兒崗鐵礦賦存于輝石閃長玢巖體頂部微晶輝石閃長玢巖及細(xì)晶輝石閃長玢巖接觸帶附近，礦石礦物具有多期形成的特點，巖體的冷凝收縮產(chǎn)生的裂隙，尤其是其頂部由于先形成的邊緣相與下部形成的過渡相之間，產(chǎn)生不均勻冷凝形成環(huán)繞巖體頂部呈近于水平(重力釋放與原來的頂板巖石擠壓作用)和比較陡傾的及垂直巖體頂部的放射狀裂隙，后受成礦作用中構(gòu)造及脈動作用，也多為礦液所充填，起到了容礦作用。

4．2 巖體

臥兒崗鐵礦床產(chǎn)于淺成侵入的輝石閃長玢巖體中，對比寧蕪玢巖型鐵礦特征(寧蕪編寫小組，1977)，應(yīng)屬玢巖型鐵礦，處于淺成條件下冷凝的輝石閃長玢巖巖漿，因外壓減小，巖漿中揮發(fā)組分迅速聚積，這種富含揮發(fā)組分的氣液上升到逐漸冷凝的輝長閃長(玢)巖漿頂部，引起強烈蝕變和礦化，而輝石閃長玢巖富含鈉質(zhì)，極易引起鈉長石化，臥兒崗鐵礦床下盤鈉長石化相當(dāng)發(fā)育，鈉長石化使輝石閃長玢巖中的暗色礦物析出，并向上運移、最終富集成礦;同時殘漿中的鐵質(zhì)也得到進一步的分離，有可能被遷移富集到逐漸冷凝的巖漿體的頂部。

梅山、臥兒崗、吉山鐵礦床的成礦巖體－輝石閃長玢巖體，在地下深處可能是相連的，而這些礦床分別產(chǎn)于巖體的上接觸帶、巖體內(nèi)，構(gòu)成“二位一體”。其巖體下面是否有超覆接觸帶鐵礦床即“麒麟山式”鐵礦并未得到驗證。

5 找礦標(biāo)志及找礦方向

5．1 找礦標(biāo)志

構(gòu)造標(biāo)志:構(gòu)造為巖漿、礦液提供上升通道，在二組斷裂的交匯處構(gòu)造應(yīng)力集中，裂隙發(fā)育，是礦體賦存的最有利部位;寧蕪盆地尤其要重視北北東向斷裂和北西向斷裂的交匯處。

巖漿巖標(biāo)志:臥兒崗鐵礦、梅山鐵礦、吉山鐵礦等寧蕪盆地鐵礦的成礦巖體均為輝石閃長玢巖，可見輝石閃長玢巖具有鐵礦成礦專屬性。

礦化蝕變標(biāo)志:臥兒崗鐵礦具有非常強烈的圍巖蝕變和明顯的蝕變分帶，近礦蝕變?yōu)闇\綠色的綠泥石、透輝石、鈉長石蝕變，極易識別。

磁異常標(biāo)志:磁鐵礦具有較強磁性，輝石閃長玢巖體具有弱磁性，區(qū)內(nèi)磁異常與礦體對應(yīng)關(guān)系良好，富磁鐵礦往往有高磁異常反映，貧磁鐵礦往往有低緩磁異常反映。因此，磁異?？勺鳛檎掖盆F礦的直接標(biāo)志。

5．2 找礦方向

(1)沿構(gòu)造斷裂帶尤其是斷裂交匯處展布的輝石閃長玢巖體或閃長玢巖體內(nèi)及其接觸帶。

構(gòu)造斷裂帶尤其是斷裂交匯處，這些部位應(yīng)力集中，構(gòu)造活動強烈，給巖漿噴發(fā)－侵入和礦產(chǎn)形成提供良好條件。

①陰山南部地區(qū)

位于北北東向斷裂和北西向斷裂的交匯處，有含礦巖體輝石閃長玢巖體存在，周邊已發(fā)現(xiàn)眾多礦化點，磁異常特征明顯，有1000r至4000r磁異常呈串珠狀分布，沿著巖體可以尋找“二位一體”鐵礦床。

②臥兒崗鐵礦床的西南部及17線的東部

與臥兒崗鐵礦床具有相同的成礦條件，二個地區(qū)磁異常峰值均高達(dá)5000 r，之前并沒得到鉆孔驗證過。

③吉山南東部，位于北西向斷裂帶上，磁異常最高值為3000r，地表為磁鐵礦化方柱石化鈉長石化輝石閃長玢巖，之東墁頭山為象山群砂巖，二者之間可能有接觸交代型鐵礦存在。

(2)中深部

臥兒崗鐵礦床產(chǎn)于輝石閃長玢巖中，礦體具有多層性，成礦具有多期性，礦體與巖體呈互層出現(xiàn)，礦體的控制深度淺，而其深部鈉長石化等蝕變?nèi)院馨l(fā)育，建議加強其深部找礦工作及綜合找礦工作。

［注釋］

①華東有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院．2010．江蘇省南京市江寧區(qū)臥兒崗鐵礦床資源儲量核實報告［R］．

②江蘇省冶金地質(zhì)研究所．1980．寧蕪北段火山巖研究與成巖成礦機理的探討［R］．

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Geological Characteristics and Prospecting Direction of the Woergang Iron Ore Deposit in the Nanning－Wuhu Basin

WU Liang－fang，WEI Xin－liang，JING Shan，ZEN Zi－h(huán)ua，WEI De－gui
(East China Mineral Exploration and Development Bureau，Jiangsu Province，Nanjing，Jiangsu210007)

This paper researches the ore－controlling factors and prospecting direction of the Woergang iron ore deposit in Nanning－Wuhu basin，through studies of its metallogenic background and geological characteristics．The Woergang iron ore deposit is located in the intersection part of the NW－and NNE－trending faults in the Nanning－Wuhu rift basin．The ore bodies are mainly hosted and restricted by the shallow and ultra－shallow augite diorite porphyrite rock bodies．This may suggest that the Woergang iron ore deposit belongs to porphyrite iron ore deposit．It is inferred that there is prospecting potential in the deep part of the Woergang iron ore deposit，and the intersection part of the NW－and NNE－trending faults，where augite diorite porphyrite rock body is developed，is a favorable position for prospecting porphyrite iron ore deposit．

Woergang iron ore deposit，ore－forming properties，prospect of ore deposit

book=7,ebook=273

P618

A

0495－5331(2012)04－0760－8

2012－04－20;

2012－06－06;［責(zé)任編輯］郝情情。

吳良芳(1962年—)，女，1991年畢業(yè)于成都地質(zhì)干部學(xué)院，高級工程師，長期從事礦產(chǎn)勘查工作。E－mail:1071473695@qq．com。