河南許昌泉店-靈井鐵礦床地質特征及找礦前景

巴安民，殷建鋒，劉榮慧，郎巖峰，張 坤，丁守良

(河南省地質礦產勘查開發(fā)局第二地質勘查院，河南 許昌 461000)

泉店-靈井鐵礦位于豫西成礦帶東端的山前沖、洪積平原深覆蓋區(qū)，和北部已探明的武莊大小型鐵礦同屬一個成礦地質背景。泉店-靈井鐵礦是近年來在許昌鐵礦成礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的又一個大型鐵礦向對高磁異常區(qū)進行了深部鉆探工程查證和控制，初步圈定磁鐵礦體26個、赤(混)鐵礦體6個。2012年6月提交的普查報告，共探獲(333)+(334)?礦石量2.66億t。通過對已有地質成果的研究、分析和與其它礦床類比，確定本區(qū)礦床類型為“火山-沉積變質鐵礦床”。本文在總結礦床特征的同時，提出了進一步勘查方向，對今后在該區(qū)開展深部找礦工作具有重要意義。

1 區(qū)域成礦背景

該區(qū)位于華北地臺南部嵩箕隆起帶東部凹陷區(qū)的登封-許昌-鄢陵前寒武紀沉積變質鐵礦成礦帶的東段。區(qū)域上被大面積新生界覆蓋，蓋層厚一般260～580m，局部大于800m。本區(qū)具典型的地臺式二元結構：基底為太古界登封巖群含鐵變質巖系及古元古界嵩山群淺變質碎屑巖；蓋層由中元古界五佛山群馬鞍山組海陸交互相碎屑巖、古生界海相碎屑巖-碳酸巖、河湖相的沉積巖及新生界松散堆積層組成。

區(qū)內巖漿活動不甚強烈，主要有侵入于太古界登封巖群的變質超基性巖、基性巖及侵入元古界的花崗巖脈。

受嵩箕隆起的影響，區(qū)內構造活動頻繁、變形強烈，不同期次形成的構造形跡相互疊加、改造，形成了較復雜的構造格局。主體構造線呈北西西向，次為北西向和北東向。

成礦物質的來源與巖漿活動和構造運動關系不大。磁鐵礦體主要賦存于登封巖群武莊巖組二段地層中，屬“火山-沉積變質鐵礦床”。受多期次構造活動的影響，區(qū)內褶皺、斷裂構造十分發(fā)育。褶皺構造影響著含礦層位的產狀及埋深，斷裂構造對含礦地層起破壞和局部控制作用，使含礦地層多層斷塊產出。

2 礦區(qū)地質概況

礦區(qū)位于登封-許昌-鄢陵前寒武紀沉積變質鐵礦成礦帶東段的泉店-許昌磁異常帶上，由泉店-靈井鐵礦區(qū)基巖地質簡圖(圖1)可知：下伏地層主要由寒武系(∈)和太古界登封巖群武莊巖組(Ar2w)組成，另有少量中元古界五佛山群馬鞍山組(Pt2m)產出。北西西向的許昌背斜軸部在礦區(qū)中北部通過，并派生3條和軸向平行的許昌斷層、小宮-郭店斷層和黃莊斷層，尚有數(shù)條北西向斷層切截北西西向斷層，使區(qū)內地層多呈斷塊產出。受許昌背斜的影響，區(qū)內地層相悖產出，北翼傾向北東，南翼傾向南西，傾角20～40°。南翼受小宮-郭店斷層的影響，地層呈推覆狀，使多數(shù)老地層蓋于新地層之上。礦體賦存于武莊巖組二段(Ar2w2)，該段為區(qū)內含礦巖系。

登封巖群武莊巖組二段(Ar2w2)主要隱伏于許昌斷層以北地區(qū)，東西斷續(xù)長約17.20km，南北寬0.30～1.80km，平均寬1.21km，面積約20.8km2。1∶1萬D9、D10、D17和D29等4個高磁異常自西向東布控全區(qū)，由小宮、靈井、大洪寨3條北北西向斷層將其自然分割成4個高磁異常區(qū)(圖1)，其中D10異常強度大、分布范圍廣，為區(qū)內主要異常。特征如下：D10異常位于郭店-崗王一帶，西被小宮斷層切截，東被靈井斷層分割。異常極大值450nT，沿走向西端梯度變化均勻，東端變化稍緩且不均勻，350 nT到400 nT等值線梯度最緩，異常極大值兩側近于對稱，稍遠處北側變緩且出現(xiàn)負值，南側無負值。南側等值線呈條帶狀、有規(guī)律排列，北側等值線向外突出呈弧狀，兩側異常明顯不對稱?？珈`井斷層向東和D17號異常被200nT的等值線粘連在一起，實為一個整體異常，亦說明靈井斷層垂向斷距較小(80m)。兩異常沿走向長5000m，寬1500m，面積約7.5km2。D10和D17號異構成了礦區(qū)的中礦段，下伏中3～中9等7個礦體。

3 礦床地質特征

3.1 含礦巖系特征

武莊巖組二段(Ar2w2)為區(qū)內含礦巖系。依礦體賦存特征自下而上劃分五個巖性帶(圖2)，內賦10層礦。

圖1 泉店-靈井鐵礦區(qū)基巖地質簡圖(來源于《河南省許昌市泉店-靈井鐵礦普查報告》(巴安民、殷建鋒等編寫，2012))1.二疊系上統(tǒng)石千峰組；2.二疊系上統(tǒng)上石盒子組；3.二疊系下統(tǒng)下石盒子組；4.二疊系下統(tǒng)山西組；5.石炭系本溪+太原組；6.奧陶系中統(tǒng)馬家溝組；7.寒武系；8.中元古界馬鞍山組；9.太古界登封巖群武莊巖組二段；10.地磁異常編號；11.地磁異常等值線；12.推測地層分界線；13.推測角度不整合線；14.正斷層；15.逆斷層；16.推測正斷層；17.推測斷層；18.見礦鉆孔；19.未見礦鉆孔；20.勘探線及編號

圖2 泉店-靈井鐵礦區(qū)48勘探線剖面圖(數(shù)據(jù)來源：《河南省許昌市泉店-靈井鐵礦普查報告》(巴安民、殷建鋒等編寫，2012))1.新生界；2.寒武系；3.二疊系下統(tǒng)下石盒子組；4.中元古界馬鞍山組；5.太古界登封巖群武莊巖組二段頂部變粒巖帶；6.太古界登封巖群武莊巖組二段上礦帶；7.太古界登封巖群武莊巖組二段中部變粒巖帶；8.太古界登封巖群武莊巖組二段下礦帶；9.太古界登封巖群武莊巖組二段底部變粒巖帶；10.角度不整合線；11.地層分界線；12.正斷層；13.推測正斷層；14.逆掩斷層；15.鉆孔位置及編號；16.礦體

1)底部變粒巖帶(Ar2w2-1)：以斜長角閃巖為主，夾黑云斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖。局部夾斜長角閃片巖或薄層磁鐵礦化角閃石英巖。偶見綠泥角閃片巖、淺粒巖、混合巖等。厚35.45～259.72m，平均80.72m。

2)下礦帶(Ar2w2-2)：由2～5層角閃石英型磁鐵礦組成，內夾黑云斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖、斜長角閃巖或斜長角閃片巖。巖石多具磁礦化。礦帶一般厚80～140m,最厚220m。單工程見礦厚2.15～18.16m,一般厚4.02～10.13m。平均厚6.73m。

3)中部變粒巖帶(Ar2w2-3)：以黑云斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖和斜長角閃巖為主，內夾斜長角閃片巖、淺粒巖、二云斜長變粒巖；局部見有石榴斜長角閃巖、混合巖及磁鐵礦薄層。該層厚40.91～275.99m，平均139.84m。

4)上礦帶(Ar2w2-4)：由1～5層角閃石英型磁鐵礦組成。圍巖以斜長變粒巖、斜長角閃巖、斜長角閃片巖為主，局部夾混合巖。巖石多具磁鐵礦化。厚22.95～164.76m，平均77.98m。

5)頂部變粒巖帶(Ar2w2-5)：以黑云斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖為主，內夾斜長角閃片巖、絹云斜長變粒巖、混合巖、淺粒巖等，局部見有薄層磁鐵礦。厚30.95～232m。

3.2 礦體特征

區(qū)內鐵礦賦存于武莊巖組二段內，通過勘查，共圈定32個礦體，礦體呈礦體呈層狀、似層狀單斜產出，沿被北北西向的小宮、靈井、大洪寨斷層錯斷，形成中、東、西三個礦段；礦體埋深在128～1356m間，其中以中6、中7、中8和西4、中4礦體規(guī)模大，厚度較穩(wěn)定，為區(qū)內主要礦體，其他為次要礦體。主礦體中尤以中7礦體規(guī)模最大。

中7礦體:隱伏于礦區(qū)中部(中礦段)橫28～72勘探線間(圖1)，西起小宮斷層，東夸靈井斷層，由10個見礦鉆孔控制。礦體東西長5500m，南北寬240～1250m，平均790m，面積約4.35km2，面含礦系數(shù)為1。礦體呈層狀、似層狀單斜產出，總體走向305°，傾向35°，傾角20～30°，平均25°；礦厚1.10～8.56m，平均4.06m。TFe品位26.28%～34.22%，平均29.55%；mFe品位16.64%～23.68%，平均21.62%。礦體內局部有一夾石，東端有一條高角度正斷層(靈井斷層)錯斷，斷距(垂距)80m(圖2)。

該礦體隱伏于D10和D17高磁異常區(qū)，最大埋深1220m，最小埋深318m。探獲(333)+(334)？資源量6850.74萬t，占全區(qū)磁鐵礦資源總量的27%。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石礦物成分

礦石類型主要為角閃石英型。礦石礦物以磁鐵礦為主；次為磁赤鐵礦、赤鐵礦及黃鐵礦；微量礦物有黃銅礦、磁黃鐵礦等。脈石礦物主要為石英和角閃石；次為綠泥石、方解石、透閃石等；另有微量的磷灰石、屑石及鋯石等。

3.3.2 礦石化學成分

區(qū)內含礦圍巖主要為中-中酸性火山熔巖。組成礦石的基本硅酸鹽成分為TFe 、SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Ti 、Mn、Ba 、S等，占礦石化學成分總量的92.73%。區(qū)內成礦元素以Fe為主，其中TFe含量占20.15%～39.80%，平均28.96%，TFe中mFe含量占15.00%～30.98%，平均20.43%。

3.4 礦石結構構造

區(qū)內礦石類型簡單，礦石結構以柱粒狀變晶結構、半自形粒狀結構為主，次為鱗片變晶結構，少量交代結構；礦石構造：以片麻狀構造、條帶狀構造為主，次為浸染狀構造、塊狀構造。

3.5 圍巖蝕變

區(qū)內礦體圍巖蝕變有黑云母化、鈉化、硅化、碳酸巖化及磁鐵礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化等。其中：磁鐵礦化多見于礦體的直接頂?shù)装鍑鷰r中，礦層間的夾石中也較常見，含量一般低于10%；黃鐵礦化多見于礦體圍巖中，常有少量的黃銅礦、班銅礦及磁黃鐵礦與之共生，常做為見礦標志；鈉化在含礦帶內普遍存在，表現(xiàn)為淺色礦物斜長石交代更長石，呈肉紅色，多見暗色礦物鈉閃石交代鐵閃石；硅化在礦帶內普遍存在，以條帶狀、團塊狀在礦他及近礦圍巖中表現(xiàn)最為明顯。

4 找礦標志

4.1 地層標志

由以往研究成果可知：區(qū)內礦床為火山-沉積變質鐵礦床，礦體均隱伏產出，俗稱“盲礦體”。礦體呈較穩(wěn)定的層狀產于晚太古界登封巖群武莊巖組二段的火山巖沉積變粒巖帶內，地層控礦特征明顯。因此，尋找與之相對應的鈣堿系列火山巖沉積變質巖地層是尋找該類礦床的先決條件。

4.2 礦化蝕變標志

硅化、黑云母化、碳酸巖化及赤鐵礦化、黃鐵礦化與磁鐵礦有密切關系，是本區(qū)重要的圍巖蝕變標志。其中：侵入于登封巖群武莊巖組內的條帶狀石英細脈是本區(qū)找磁鐵礦的直接標志。

4.3 磁異常標志

礦區(qū)自西向東被D9、D10、D17和D29等4個地磁異?？刂?，巖、礦石單位磁參數(shù)有很大差異。其中磁鐵礦是斜長角閃片巖類的14～60倍，是變粒巖類的41～214倍。因此，深覆蓋區(qū)的地磁異常分布區(qū)及近圍是尋找磁鐵礦的有效間接標志。

5 找礦前景分析

1)區(qū)內鐵礦產于晚太古界登封巖群武莊巖組二段(Ar2w2)內，受古斷隆構造的影響，主要分布在許昌斷層以北和黃莊斷層以南地區(qū)(圖1)。許昌斷層以南、黃莊斷層以北兩側由于受斷裂構造的影響含礦地層深覆蓋產出(圖2)，磁異常顯示具有一定的找礦前景。斷裂構造控制了該區(qū)鐵礦賦存地層的分布范圍及埋深。

2)礦體主要呈層狀單斜北傾，產狀與地層一致，具有規(guī)律性的帶狀集中分布特征，說明礦質來源與火山噴發(fā)旋回的期次及地表作用關系密切，礦體沿走向、傾向均有較大的延伸(圖2)。從含礦地層的分布和已有工程的控制情況看，目前尚有較大的找礦空間。

3)從D9、D10和D17高磁異常形態(tài)及分布范圍看，已有工程控制的礦體主要分布于磁異常北側，礦體沿走向、傾向多未封閉；南側部分區(qū)域應進行少量鉆探驗證(圖1)。

綜上所述：①在中、西礦段的北部，黃莊斷層以南地區(qū)尚有一定的空間，特別是大洪寨斷層西側的水道楊-灣魯一帶找礦前景較大，應進行鉆探驗證。②D9、D10高磁異常南側覆蓋區(qū)可進行2～3個鉆探工程驗證，有望找到新的礦體，擴大礦床規(guī)模。

6 結論

1)泉店-靈井鐵礦床與區(qū)域上(許昌南)的舞陽鐵山廟鐵礦床類型一樣，含礦巖系均位于晚太古界沉積變質巖系，屬同一成礦環(huán)境。目前鐵山廟鐵礦勘查深度已達2000m，礦床規(guī)模為特大型；泉店-靈井鐵礦床如加大勘查、研究力度，有望實現(xiàn)新突破。

2)礦床受北西西向和北北西向斷裂構造的影響多呈斷塊產出，空間賦存位置有所差異。位于地壘位置的礦體埋藏較淺，位于地塹位置的礦體埋藏較深。

3)該礦區(qū)在進一步勘查中應加強礦床特征和高精度磁測資料的綜合研究，準確掌握礦體賦存的空間位置，以較少的投入取得較大的找礦效果。

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