福建省龍巖市小娘坑鐵礦床地質(zhì)特征及找礦方向探討

藍(lán)文強(qiáng)

（福建省第八地質(zhì)大隊(duì)）

矽卡巖型鐵礦床在我國廣泛分布，其儲(chǔ)量小，但品位高，一直以來是我國重要的富鐵礦來源，占我國富鐵礦礦石供應(yīng)量的60%以上［1］。小娘坑鐵礦床位于福建省西南部，現(xiàn)已累計(jì)探明鐵礦石儲(chǔ)量達(dá)981.6萬t，礦床特征及成因與馬坑鐵礦床相似。馬坑鐵礦的成因一直以來存在著爭議，有層控鈣矽卡巖型鐵礦床、陸源沉積—熱液改造礦床、復(fù)合疊生層狀礦床、海相火山沉積—熱液改造礦床等幾種說法［2］，其中最典型的礦床成因?yàn)楹Ｏ嗷鹕匠练e—熱液改造型和矽卡巖型。本項(xiàng)目在野外地質(zhì)勘探工作基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的勘查資料，對(duì)礦床地質(zhì)特征、礦石類型、圍巖蝕變等地質(zhì)特征進(jìn)行綜合分析，從而總結(jié)成礦規(guī)律，厘清找礦標(biāo)志，為礦山進(jìn)一步開展勘查找礦工作指明方向。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

礦床位于華南加里東褶皺系之永梅上古坳陷帶的東側(cè)，屬政和—大埔深斷裂西側(cè)的大田廣平—龍巖復(fù)向斜東南部位?；子?套早古生代（O-S）巨厚的海相淺變質(zhì)巖系（偶夾灰?guī)r透鏡體）地層組成，蓋層為晚古生代（D-P）濱—淺海相及廣泛分布的早三疊世溪口組地層組成。區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造方向?yàn)镹E、NNE和SN向，各組構(gòu)造褶皺和斷裂十分發(fā)育，此外尚有NW和近EW向的斷裂，反映小娘坑鐵礦床處于多組構(gòu)造的交匯部位［3］。區(qū)內(nèi)燕山期花崗巖出露廣泛，此外還見有一些中、基性巖脈或巖枝的貫入，為本區(qū)眾多金屬礦產(chǎn)形成提供有利的地質(zhì)條件。

2 礦床地質(zhì)特征

礦床位于馬坑背斜之北西翼，與馬坑大型鐵礦床以F11斷層隔開（圖1）。

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)晚古生代地層較發(fā)育，總體呈NE—NNE向分布，傾向NW—NWW，自南東往北西地層從老至新依序展布，主要有早石炭世林地組上段（C1lb）、晚石炭世經(jīng)畬組（C2j）—中二疊世棲霞組（P2q）、中二疊世文筆山組（P2w）、中二疊世童子巖組第一段（P2ta）、晚二疊世翠屏山組下段（P3cpa）、第四紀(jì)（Q）（圖1）。

晚石炭世經(jīng)畬組（C2j）—中二疊世棲霞組（P2q）是區(qū)內(nèi)鐵礦體的主要賦存部位。該套地層主要出露于天山凹斷層的西側(cè)，是區(qū)內(nèi)鐵礦體的主要賦存部位，平均厚度約為360 m。下部晚石炭世經(jīng)畬組（C2j）屬1套淺海相硅鐵和鈣鐵為主的沉積建造，平均厚度約為40 m，由于受后期巖漿侵入，熱液蝕變強(qiáng)烈，形成磁鐵礦，該地層是Ⅲ號(hào)主鐵礦體的主要賦存部位。中部以灰白色、灰色的中厚層—厚層狀大理巖化含泥質(zhì)灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r為主，局部見硅、泥質(zhì)夾層，偶見含燧灰?guī)r夾層；上部以燧石灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r為主夾生物灰?guī)r、含燧灰?guī)r。中上部灰?guī)r由于受礦區(qū)外圍巖漿活動(dòng)的影響，巖石普遍具大理巖化，局部具矽卡巖化，是區(qū)內(nèi)其他小礦體的主要賦存部位。

2.2 構(gòu)造

礦床斷裂構(gòu)造發(fā)育，規(guī)模較大，主要有NNW向天山凹、F15、F13斷層，NW向F11斷層，近EW向F14斷層以及NE向的F2、F3、F4斷層，共4組（圖1）。

NNW向斷裂包括天山凹、F15、F13斷層，斷層分布于中部和南部，礦體受斷層影響明顯，該向斷裂主要控制著礦體東部和南東部的延伸。NW向斷裂為F11斷層，橫貫礦區(qū)南西部，該斷層為本礦區(qū)與馬坑大型鐵礦區(qū)劃分界線；近EW向斷裂為F14斷層，該斷層破壞了區(qū)內(nèi)礦體，尤其是Ⅲ號(hào)鐵礦體的連續(xù)性，使其形成北東與南西2個(gè)礦塊。NE向斷裂包括F2、F3、F4斷層，斷層主要分布于礦區(qū)北部和西部，斷層破壞了礦體的連續(xù)性和延伸。其中，F(xiàn)4斷層切斷了礦體往北西方向的延伸，對(duì)區(qū)內(nèi)主礦體產(chǎn)生破壞，同時(shí)該斷層兩側(cè)出現(xiàn)大量的次生破碎帶，且Ⅲ號(hào)主礦體延伸至F4斷層附近，礦體急劇增厚。由此可知，F(xiàn)4斷層破壞了兩側(cè)棲霞組—經(jīng)畬組地層完整性，形成良好的容礦空間，為Ⅲ號(hào)主礦體的形成提供了良好的導(dǎo)礦通道和儲(chǔ)礦空間。

2.3 巖漿巖

礦床內(nèi)巖漿巖主要為輝綠巖脈（βμ）、閃長巖（δ）、花崗巖、閃長玢巖及極少量的花崗斑巖。閃長巖（δ）多沿構(gòu)造斷裂和層間裂隙薄弱帶侵入，呈小巖枝，巖株、巖脈產(chǎn)出，與晚石炭世經(jīng)畬組—中二疊世棲霞組（C2j-P2q）灰?guī)r接觸部位普遍具矽卡巖化，局部形成矽卡巖。鐵礦體產(chǎn)于矽卡巖帶內(nèi)，說明鐵礦床的形成與閃長巖（δ）侵入具有密切的成因聯(lián)系（圖2）。

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦體規(guī)模、形態(tài)產(chǎn)狀

礦床共產(chǎn)出4個(gè)礦體，自上而下分別為Ⅰ、Ⅱ-2、Ⅲ和Ⅳ號(hào)礦體（圖2）。

3.1.1 Ⅰ號(hào)礦體

Ⅰ號(hào)礦體賦存于晚石炭世經(jīng)畬組—中二疊世棲霞組（C2j-P2q）中的矽卡巖帶中，礦體以透鏡狀形態(tài)產(chǎn)出，總體傾向?yàn)镹W，傾角為25°～30°，走向長約100 m，傾斜延伸約為75 m，礦體平均厚度為5.58 m。

3.1.2 Ⅱ-2號(hào)礦體

Ⅱ-2號(hào)礦體賦存晚石炭世經(jīng)畬組—中二疊世棲霞組（C2j-P2q）中的矽卡巖帶中，礦體以透鏡體形態(tài)產(chǎn)出，傾向?yàn)镹W，傾角為16°～28，走向長約為100 m，傾斜延伸約為75 m，見礦厚度為4.49 m。

3.1.3 Ⅲ號(hào)礦體

Ⅲ號(hào)礦體為主礦體，賦存于晚石炭世經(jīng)畬組（C2j）中的矽卡巖帶，礦體以似層狀產(chǎn)出，沿走向呈舒緩波狀展布。礦體長約為940 m，向下延伸大于700 m，礦體厚度往NE方向逐漸變小，直至尖滅。經(jīng)施工鉆孔ZK917控制，Ⅲ號(hào)礦體厚度較大，達(dá)53.73 m。

因被斷裂F14切斷，斷裂南側(cè)Ⅲ號(hào)礦體總體傾向?yàn)镹W，傾角為30°～42°，見礦厚度為5.70～15.64 m，總體較穩(wěn)定；而斷裂F14北側(cè)礦體傾向?yàn)閃或NWW，傾角為30°～45°，見礦厚度為1.16～53.73 m。

3.1.4 Ⅳ號(hào)礦體

Ⅳ號(hào)礦體賦存在晚石炭世經(jīng)畬組（C2j）中的矽卡巖帶中，礦體以透鏡體形態(tài)產(chǎn)出，礦體總體傾向?yàn)镹W，傾角為39°～49°，平均厚度為3.31 m。礦體沿走向延伸約為100 m；沿傾向延伸約為75 m。

3.2 礦石礦物組成及化學(xué)成分

3.2.1 礦石礦物成分

根據(jù)光片鑒定，金屬礦物以磁鐵礦為主，含少量的輝鉬礦。Ⅱ-2、Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體脈石礦物以石榴石為主，次為透輝石，局部見少量白云母、灰?guī)r殘留體；Ⅰ、Ⅳ號(hào)礦體下部脈石礦物以透輝石為主，其次為石榴石、綠簾石，見少量石英脈穿插，局部見大理巖殘留體。

3.2.2 礦石化學(xué)成分

礦石中TFe含量為25.33%～47.70%，最高為51.50%，平均品位為34.23%；mFe含量為17.41%～42.90%，最高為48.85%，平均品位為27.07%。

SiO2含量為24.18%～45.21%，平均為36.24%。有害元素P、S含量較低，P含量為0.021%～0.038%，平均為0.036%；S含量為0.01%～0.26%，平均為0.14%。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及質(zhì)量品位

3.3.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦石多呈他形—半自形不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)，次為交代殘留結(jié)構(gòu)。

3.3.2 礦石構(gòu)造

Ⅱ-2、Ⅲ號(hào)礦體磁鐵礦石主要為浸染狀構(gòu)造和條紋狀構(gòu)造，其次為細(xì)脈—網(wǎng)脈狀構(gòu)造；Ⅰ號(hào)礦體磁鐵礦石致密、塊狀、浸染狀構(gòu)造，局部見有微條帶狀構(gòu)造；Ⅳ號(hào)礦體磁鐵礦石主要為稠密浸染狀構(gòu)造及反斑雜狀構(gòu)造。

3.4 礦石類型

礦區(qū)內(nèi)磁鐵礦礦石主要礦石類型有2種，為石榴石—磁鐵礦和石榴石透輝石—磁鐵礦。

3.4.1 石榴石—磁鐵礦

區(qū)內(nèi)Ⅱ-2、Ⅲ、Ⅳ號(hào)礦體上部主要為石榴石—磁鐵礦，礦石呈灰黑—鐵黑色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，斑雜狀、浸染狀構(gòu)造，少量為稀疏浸染狀、脈狀及斑狀構(gòu)造等。金屬礦物以磁鐵礦為主，微量的輝鉬礦。礦石礦物磁鐵礦顆粒較粗，粒徑一般為0.1～0.5 mm。脈石礦物以石榴石為主，其次為透輝石、符山石、綠簾石、石英、方解石，少量綠泥石、黃鐵礦及螢石等，局部見大理巖殘留體。TFe礦石品位為20%～30%。

3.4.2 石榴石透輝石—磁鐵礦

石榴石透輝石—磁鐵礦分布于Ⅰ、Ⅳ號(hào)礦體下部，礦石多呈鐵黑色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，磁鐵礦顆粒較細(xì)，一般小于0.1 mm，稠密浸染狀、條紋狀構(gòu)造，少量為條帶狀、塊狀構(gòu)造。礦石礦物以磁鐵礦為主，少量的輝鉬礦；脈石礦物以透輝石、石英、蘭綠角閃石、鈣鐵輝石為主，次為石榴石、綠泥石、方解石、透閃石及黃鐵礦等，局部見少量白云母、灰?guī)r殘留體。TFe礦石品位為30%～35%。

3.5 圍巖蝕變

由于受熱液作用的影響，區(qū)內(nèi)圍巖蝕變較強(qiáng)烈，主要蝕變類型有矽卡巖化，大理巖化、碳酸鹽化、石英巖化、角巖化等，其中大理巖化和碳酸鹽化為面型蝕變；矽卡巖化為近礦圍巖蝕變。鐵礦體的規(guī)模、產(chǎn)狀明顯受制于矽卡巖體的空間展布。

4 礦床成因

據(jù)礦床地質(zhì)特征分析，由于礦床矽卡巖發(fā)育，礦體主要賦存于矽卡巖帶中，并且礦石由于接觸產(chǎn)生的交代結(jié)構(gòu)廣泛發(fā)育，鐵礦體空間分布明顯受層位、構(gòu)造和巖漿巖共同控制，因而認(rèn)為礦床成因類型屬矽卡巖型礦床，主要依據(jù)如下。

（1）礦床矽卡巖發(fā)育，所有礦體均賦存于矽卡巖帶中，礦體規(guī)模、形態(tài)及空間分布特征受矽卡巖蝕變帶制約，產(chǎn)狀基本與矽卡巖蝕變帶相一致，且礦體與矽卡巖呈漸變過渡關(guān)系。

（2）鐵礦石結(jié)構(gòu)主要呈他形—半自形不規(guī)則粒狀結(jié)構(gòu)和交代殘留結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、條紋狀構(gòu)造、細(xì)脈—網(wǎng)脈狀、反斑雜狀構(gòu)造，為矽卡巖典型結(jié)構(gòu)構(gòu)造。

（3）磁鐵礦體及矽卡巖雖總體呈似層狀、脈狀，但具體接觸邊界多呈舌狀、波浪狀等不規(guī)則狀。特別是Ⅲ號(hào)主礦體，雖賦存于晚石炭世經(jīng)畬組（C2j）中的矽卡巖帶，礦體及矽卡巖總體沿地層以似層狀形態(tài)產(chǎn)出，但厚度變化大，變化系數(shù)達(dá)96.11，局部厚度遠(yuǎn)大于經(jīng)畬組地層，符合矽卡巖型礦床特征。

（4）礦石類型單一，均為磁鐵礦石，礦石礦物為磁鐵礦，脈石礦物為石榴石及透輝石組成。

（5）礦體與斷層構(gòu)造關(guān)系密切，斷層構(gòu)造不僅為巖漿熱液提供通道，且其次生的層間薄弱帶，為矽卡巖和礦體提供儲(chǔ)存空間。磁鐵礦體的厚度和品位與斷層相關(guān)還體現(xiàn)在斷層附近磁鐵礦體厚度大、品位高，特別是F4、F14斷層之間ZK917鉆孔顯示，礦體厚度達(dá)53.73 m，TFe礦石品位為37.11%，受斷層構(gòu)造影響明顯。

（6）周邊同類型礦床的礦床成因一直以來都存在多種觀點(diǎn)，除矽卡巖型成因外，最典型的為海相火山沉積—熱液改造成因。本研究認(rèn)為以下特征均不支持海相火山沉積—熱液改造成因：①Ⅲ號(hào)主礦體及矽卡巖賦存于晚石炭世經(jīng)畬組（C2j）中的矽卡巖帶，礦體及矽卡巖總體沿地層以似層狀形態(tài)產(chǎn)出；②礦體厚度變化大，變化系數(shù)達(dá)96.11，局部厚度遠(yuǎn)大于經(jīng)畬組地層，且礦體及矽卡具體接觸邊界多呈舌狀、波浪狀等不規(guī)則狀，整體形態(tài)并非受地層嚴(yán)格控制，主要表現(xiàn)特征仍為矽卡巖特征；③雖然Ⅲ號(hào)主礦體下盤局部可見薄層凝灰質(zhì)碎屑巖，但并未發(fā)現(xiàn)大量火山巖（玄武巖、安山巖）的存在［4-5］。綜上所述，該礦床成因類型為矽卡巖型磁鐵礦礦床。

5 找礦標(biāo)志及找礦方向

5.1 找礦標(biāo)志

5.1.1 地層標(biāo)志

控礦地層為經(jīng)畬組地層（C2j），也是Ⅲ號(hào)、Ⅳ號(hào)鐵礦體的賦礦層位。該地層屬1套淺海相硅鐵和鈣鐵為主的沉積建造，由于受后期巖漿侵入，熱液蝕變強(qiáng)烈，形成石榴石矽卡巖、石榴石透輝石矽卡巖。

5.1.2 構(gòu)造標(biāo)志

F4斷層經(jīng)礦床西部切斷了礦體往北西方向的延伸，對(duì)主礦體產(chǎn)生了一定的破壞作用，導(dǎo)致了礦體的不連續(xù)。同時(shí)Ⅲ號(hào)主礦體延伸至F4斷層附近，礦體厚度急劇增厚。由此可知F4斷層對(duì)其兩側(cè)棲霞組—經(jīng)畬組地層完整性造成破壞，形成良好的容礦空間，為Ⅲ號(hào)主礦體及矽卡巖體的形成提供了良好的導(dǎo)礦通道和儲(chǔ)礦空間。

5.1.3 巖漿巖標(biāo)志

礦床內(nèi)與成礦關(guān)系密切的巖漿巖主要為閃長巖（δ），與晚石炭世經(jīng)畬組—中二疊世棲霞組（C2j-P2q）灰?guī)r接觸部位普遍具矽卡巖化，局部形成矽卡巖，是鐵礦體的主要地質(zhì)構(gòu)造部位，因此閃長巖（δ）是找礦標(biāo)志之一。

5.1.4 圍巖蝕變標(biāo)志

由于受氣成熱液的水—巖相互作用影響，礦床內(nèi)圍巖蝕變較強(qiáng)烈，主要蝕變有矽卡巖化，大理巖化等，矽卡巖化為近礦圍巖蝕變，少量鐵礦體及輝鉬礦產(chǎn)于棲霞組、船山組和林地組地層層間裂隙或?qū)娱g破碎薄弱帶的矽卡巖中，因此棲霞組、船山組和林地組地層中的矽卡巖也是找礦標(biāo)志之一。

5.2 找礦方向

（1）由于Ⅲ號(hào)鐵礦體在ZK917鉆孔位置礦體厚大，厚度達(dá)53.73 m，根據(jù)地質(zhì)特征分析可知，F(xiàn)4斷層為礦體的形成提供了良好的構(gòu)造地質(zhì)條件，所以89線F4斷層以東、F14斷層以北區(qū)域，有著相似的成礦地質(zhì)條件，具備了再次發(fā)現(xiàn)厚大鐵礦體的可能。

（2）因受F14斷層影響，于150 m水平周邊的主礦體厚度明顯大于150 m水平以上，表明礦體具有往深部延伸有繼續(xù)增厚的趨勢，因此150 m水平以下具有良好的找礦前景。

（3）同時(shí)根據(jù)ZK9210鉆孔地質(zhì)特征并結(jié)合剖面分析，天山凹斷層以東矽卡巖化較弱，未發(fā)現(xiàn)矽卡巖體；以及根據(jù)ZK918、ZK934、ZK936鉆孔地質(zhì)資料研究表明：F4斷層以西僅發(fā)現(xiàn)少量的磁鐵礦化矽卡巖，未見符合工業(yè)要求的磁鐵礦體。因此，天山凹東側(cè)和F4斷層以西不具備形成較大規(guī)模鐵礦床的地質(zhì)條件。

6 結(jié) 論

（1）礦床矽卡巖發(fā)育，所有礦體均賦存于矽卡巖帶中，礦體規(guī)模、形態(tài)及空間分布特征受矽卡巖蝕變帶制約，產(chǎn)狀基本與矽卡巖蝕變帶相一致；礦石結(jié)構(gòu)、礦石構(gòu)造及礦石類型特征均為典型的矽卡巖型礦石特征；礦體與斷層構(gòu)造關(guān)系密切，斷層構(gòu)造不僅為巖漿熱液提供通道，且其次生的層間薄弱帶，為矽卡巖和礦體提供儲(chǔ)存空間；主礦體雖然賦存于晚石炭世經(jīng)畬組（C2j）中的矽卡巖帶中，但整體形態(tài)并非受地層嚴(yán)格控制，主要表現(xiàn)特征仍為矽卡巖特征，并且礦區(qū)并未發(fā)現(xiàn)大量火山巖的存在。因此，不支持海相火山沉積—熱液改造成因的論述，認(rèn)為該礦床成因類型為矽卡巖型磁鐵礦礦床。

（2）根據(jù)礦床地質(zhì)特征及礦床成因可推測：89線F4斷層以東、F14斷層以北區(qū)域具備再次發(fā)現(xiàn)厚大鐵礦體的可能；礦體往深部延伸有繼續(xù)增厚的趨勢，150 m水平以下具有良好的找礦前景；天山凹東側(cè)和F4斷層以西不具備形成較大規(guī)模鐵礦床的地質(zhì)條件。