安徽省无为县钱村铁矿床地质特征及成因_冯庭录.pdf

安徽省无为县钱村铁矿床地质特征及成因 冯庭录刘静吕呈鲍雷庾江华 1 （安徽省地质矿产勘查局322地质队， 安徽 马鞍山 243000） 摘要钱村铁矿是宁芜矿集区西南部雍镇矿田内的代表性铁矿床， 位于扬子板块北缘的宁芜盆地西南侧。 矿区属汤沟裕溪口复背斜， 发育NENNE及NWW向两组断裂， NE向褶皱构造控制了岩浆侵入及成矿作用。区 内发育明显的磁异常， 钱村矿床是单一的磁铁矿床， 共圈定了8条磁铁矿体， 矿体赋存于闪长玢岩与黄马青组接触 带地层中。结合矿区地质工作成果， 详细分析了矿区地质及地球物理特征、 矿床地质特征， 总结了矿床成因。研究 表明 ①矿石矿物主要为磁铁矿， 次为赤铁矿、 穆磁铁矿， 另有少量的黄铜矿、 斑铜矿， 矿石有块状、 浸染状、 脉状及 角砾状等类型， 钱村铁矿为一中高温岩浆热液型接触交代矿床； ②通过磁铁矿的判别图解， 可知磁铁矿大量落于 斑岩型矿床区域， 指示矿区具有一定的铜金矿床的找矿潜力， 成矿岩体侵位和成矿时代为早白垩世。 关键词铁矿铜金矿宁芜矿集区矿床地质特征岩浆热液型矿床斑岩型矿床找矿潜力 中图分类号P611文献标志码A文章编号1001-1250 （2019） -08-141-06 DOI10.19614/ki.jsks.201908024 Geological Characteristics and Genesis of Qiancun Iron Deposit in Wuwei County， Anhui Province Feng TingluLiu JingLu ChengBao LeiYu Jianghua2 （No.322 Geological Team of Bureau of Geology and Mineral Exploration of Anhui Province， Maanshan 243000， China） AbstractQiancun Iron Deposit is a representative deposit in Yongzhen ore field， southwest of Ningwu ore district.The deposit is located at the southwestern side of Ningwu basin in the northern margin of Yangtze plate.The mining area belongs to Tanggou-Yuxikou anticline， two groups of faults are developed in NNE-NNE and NWW directions， the magmatic intrusion and mineralizaation in the mining area are controlled by NE trending fold structure.The magmnetic anomalies are developed obvi- ously in the mining area， the deposit is a single magnetite deposit.8 magnetite orebodies are delineated in the mining area， the orebodies are distributed in the contact zone between diorite porphyrite and Huangmaqing ation.Based on the latest geo- logical prospecting results of the mining area， the geological characteristics and geophysical characteristics of the mining area， geological characteristics of the deposit are discussed， besides that， the deposit genesis is also analyzed.The study results show that①the ore minerals are mainly for magnetite， followed by hematite and mumagnetite， and a small amount of chalcopyrite and bornite， ore types can be divided into massive， disseminated， veined and brecciated， genesis of Qiancun deposit is medi- um-high temperature magmatic hydrothermal contact metasomatism deposit； ②according to the discrimination diagram of mag- netite， the magnetite samples has fallen heavily into the porphyry deposit area， which further indicated that the prospecting po- tential of Cu-Au deposit in the mining area is good， the emplacement and metallogenic age of metallogenic rock mass are Early Cretaceous. KeywordsIron deposit， Cu-Au deposit， Ningwu ore district， Geological characteristics of deposit， Magmatic hydrother- mal deposit， Porphyry deposit， Prospecting potential 收稿日期2019-06-25 作者简介冯庭录 （1966） ， 男， 高级工程师。 总第 518 期 2019 年第 8 期 金属矿山 METAL MINE Series No. 518 August 2019 磁铁矿广泛分布于各种岩浆岩、 变质岩和沉积 岩中， 同时也作为矿石矿物或主要金属矿物广泛存 在于各类热液矿床中。此外， 磁铁矿的微量元素组 成还可以用于指示其形成环境、 矿床类型及矿床成 因 ［1-2］。宁芜矿集区是长江中下游成矿带七大矿集区 之一， 区内广泛发育中生代燕山期中性火山岩组合， 火山岩由老至新分为龙王山、 大王山、 姑山和娘娘山 等4组 ［3-6］， 并且发育众多与火山岩及中生代中酸性侵 入岩有关的铁矿， 目前已发现大小矿床30余处及数 十个矿化点。矿集区主要分为3个矿田 以梅山铁 141 ChaoXing 金属矿山2019年第8期总第518期 矿、 吉山铁矿为主的北部梅山矿田， 以凹山铁矿、 陶 村铁矿、 和尚桥铁矿及东山铁矿为主的中部凹山 陶村矿田， 以姑山铁矿、 白象山铁矿为主的南部钟姑 矿田。雍镇矿田位于宁芜矿集区西南部， 近年来在 该矿田内相继发现了多个中型铁矿床， 随着勘探工 作的进行， 该区域深部还显现出良好的铜、 金成矿潜 力 ［3］。本研究结合雍镇矿田内钱村铁矿的最新地质 工作成果， 详细分析矿床地质特征， 并对矿床成因进 行厘定， 供后续找矿工作参考。 1区域成矿地质背景 钱村铁矿所在区域位于淮阳山字型构造前弧东 翼， 宁芜中生代断陷盆地西南缘， 区域造线基本呈NE 向展布。盆地基底由三叠系灰岩、 膏盐层、 砂泥岩和 侏罗系象山群砂岩构成。燕山运动早期， 区域发生 褶皱， 形成了以南京霍里芜湖一线为轴部的复 式向斜 （即宁芜向斜） ， 矿区属汤沟裕溪口复背斜， 其断裂主要有NENNE及NWW向两组。断裂、 褶 皱构造控制着岩浆侵入及成矿作用。区域岩浆岩为 具有较强钠长石化的闪长岩类岩体和沿着背斜核部 侵入， 埋深大， 其岩性主要有粗斑石英正长闪长岩 类、 石英 （正长） 闪长岩类杂岩体和黑云母辉石闪长 岩类岩体。区域地球物理场特征较为明显， 分布有 大小约20多个航磁异常区。马芜重力高呈中间低的 特征， 四周由一系列重力高环绕形成了长槽形重力 高， 走向NE， 其外围分布有一系列的重力低异常。在 芜湖市以西分布着以二坝、 大信镇 （芜湖以北） 、 下埠 圩为顶点的似三角形磁异常区， 向上延拓后， 航磁异 常中心位于裕溪口以东的长江河道部位。 2矿区地质特征 钱村铁矿位于安徽省芜湖市长江西岸， 无为县 城区东北85方向， 距县城直距约35 km处的河漫滩 冲积平原区。矿区地处淮阳山字型构造前弧东翼， 宁芜中生代断陷盆地西南缘， 区域构造线基本呈NE 向展布。 2. 1地层 矿区全为第四系覆盖， 下伏地层为晚白垩世赤 山组以及中三叠世周冲村组、 黄马青组， 个别钻孔见 古近纪地层 （图1） 。三叠系中统周冲村组主要为一 套碳酸盐岩和膏盐层， 仅见于矿区8线ZKP-826钻孔 的捕虏体中， 岩石均已变质， 岩性为块层状灰岩， 均 已变质为微粒状大理岩， 是矿床的赋存层位之一。 中统黄马青组 （T2h） 岩性主要为青灰夹紫红色含钙质 泥岩、 泥质粉砂岩、 泥灰岩或薄层灰岩， 水平微层理 发育， 大部分已变质为各种角岩， 常由于岩体破坏而 发育不全， 其上段为矿床的主要赋存层位。第三系 上部为棕黄灰绿色泥岩、 粉砂岩、 细砂岩、 含砾泥 岩、 含砾粉砂岩； 下部为砂砾石层黏土， 岩石胶结疏 松， 具有微细水平或交错层理。 2. 2岩浆岩 区内的岩浆岩为具有较强钠长石化的闪长岩类 岩体， 沿着背斜核部侵入， 埋深大。闪长岩体与围岩 接触面产状与地层产状大体一致或夹角较小， 倾角 一般小于45， 为侵入接触。区内岩浆岩岩性主要有 三大类， 即粗斑石英正长闪长岩类、 石英 （正长） 闪长 岩类杂岩体、 黑云母辉石闪长岩类岩体等 ［3］。粗斑石 英正长闪长岩中由于次要矿物含量的变化， 局部出 现粗斑石英闪长岩、 粗斑角闪石英正长闪长岩等。 石英 （正长） 闪长岩类杂岩体为一套中酸钠质碱钙 性岩浆岩， 依据次要矿物含量的变化可分别定名为 角闪闪长岩、 闪长岩、 石英闪长岩、 石英正长闪长岩 和花岗闪长岩。黑云母辉石闪长岩岩体的矿物成分 主要为斜长石， 含量为60％～65； 其次有钾长石， 含 量约5， 主要为隐纹长石； 石英含量为3％～5； 辉 石含量约10， 局部可达15％～20， 主要为普通辉 石； 黑云母含量为2％～8； 角闪石含量为3％～5； 副矿物有磁铁矿、 磷灰石、 榍石。此外， 少数钻孔中 尚见有安山玢岩、 石英斑岩、 正长闪长斑岩、 辉石闪 长玢岩等岩脉。 2. 3构造 矿区构造属裕汤复背斜的一部分， 北端被下 埠圩断裂截断， 往南渐向南西偏转， 属裕汤复背斜 南段。背斜核部位于钱村附近， 轴向约15， 向南倾 伏， 向北抬升， 西翼倾向285， 倾角15～40； 东翼倾 向105， 倾角35～40； 核部为三叠系中统， 两翼为黄 马青组二、 三段， 石英闪长岩岩体沿背斜部侵入。矿 区构造形态相对简单， 常被上侵的岩脉所破坏。 2. 4变质作用及围岩蚀变 矿区内接触热变质作用主要为钠长石角岩化， 其次为阳起石角岩化、 黑云母角岩化、 绿泥石角岩 化、 大理岩化等， 三叠系中统周冲村组及黄马青组 一、 二段地层岩石均遭受不同程度的接触热变质作 用， 主要分布于矿体顶板部位， 形成的变质产物主要 有各类角岩及大理岩。 3矿区地球物理特征 研究区内航磁异常较为明显。该区位于区域性 稀疏大异常群向西突出的西南段， 由钱村异常 （M19～M88） 及大尚村异常 （M19～M86） 组成， 异常强度为 400～600 nT， 西侧钱村异常呈NE走向。区内岩浆岩 具有中等强度磁性， 当达到一定规模时， 可在地表引 142 ChaoXing 冯庭录等 安徽省无为县钱村铁矿床地质特征及成因2019年第8期 起数百伽码的磁异常， 而磁铁矿体具有高密度和强 磁性， 据此可以进行磁铁矿找矿勘探。研究区内各 类岩矿石样品的物性参数如表1所示。 研究区典型地磁异常特征为 （1） 钱村小磁异常。位于研究区西北角， 长条 形， 似 “扁豆” 状， 南宽北窄， 近SN走向， 等值线封闭于 200～400 nT， 该封闭圈长约2 100 m， 宽约670 m， 化 极后异常中心向东北偏移较大， 异常整体偏移， ΔX 400 m （北移） ， ΔY150m （东偏） ， 且异常向北开口延 伸 （250～400 nT） ， 未见封闭。 （2） 下埠圩小磁异常。位于研究区北东部， 与钱 村小磁异常毗邻， 范围较大。该异常平面形态呈近 等轴状， 轴长约1 500 m （ΔT200 nT等值线圈） 。化 极后的异常中心向东北有较大偏移， 即ΔX440 m （北 移） ； ΔY50 m （东偏） ， 与钱村磁异常连为一体， 内部 封闭于300 nT等值线圈。该异常峰值强度ΔTmax520 nT （航磁异常强度ΔT400 nT） 。异常曲线极其平缓、 宽阔， 反映出磁体范围较大、 埋藏较深。 4矿床地质特征 4. 1矿体特征 钱村矿床是单一的磁铁矿矿床， 目前共圈定了 8条磁铁矿体， 编号为Ⅰ-1、 Ⅰ-2、 Ⅱ-1、 Ⅱ-2、 Ⅲ、 Ⅳ、 Ⅴ、 Ⅵ， 累计查明333类铁矿资源量 （矿石量） 5 116.87 万 t， TFe 平均品位 32.30， mFe 平均品位 26.11； 其中 工业品位矿石量4 723.68万t， TFe平均 品位 33.18， mFe 平均品位 27.02； 低品位矿石量 393.19 万 t， TFe 平均品位 21.74， mFe 平均品位 15.19。矿体整体赋存标高-98.69～-1 099.91 m， 除 Ⅲ矿体分布于三叠系黄马青组三段地层中， 产出标 143 ChaoXing 金属矿山2019年第8期总第518期 高相对较高外， 主矿体 （Ⅱ-2、 Ⅱ-1矿体） 均赋存于 闪长玢岩与黄马青组一段泥岩、 钙质泥岩的接触带 地层中， 赋存标高一般为-350～-700 m。 矿体在接触带中有多层近平行产出， 岩体隆起 部位矿层较薄， 凹陷部位矿层较厚。矿体形态比较 简单， 呈薄层状、 似层状、 透镜状， 主要受接触带及地 层产状联合控制， 矿体走向约15， 与构造轴向一致， 且沿走向向南倾伏， 向北抬升 （倾伏角10～20） （图 2） 。矿体倾向约285， 倾角5～45。 4. 2矿石矿物 矿石矿物主要为磁铁矿， 次为赤铁矿、 穆磁铁 矿。金属矿物还有部分黄铁矿及少量的黄铜矿、 斑 铜矿、 褐铁矿等。矿石中脉石矿物主要为方解石 （含 白云石） ， 次为黑云母、 黏土矿物 （绿泥石、 阳起石、 高 岭石、 绢云母等） 、 石英。另外， 透明矿物还有少量的 菱铁矿、 钠长石、 天青石等 ［7-8］。 4. 3矿石结构构造 矿石结构主要有自形半自形粒状结构、 片状 结构、 半自形他形粒状结构、 包含结构、 交代侵蚀 结构、 交代残余结构、 交代假像结构等。矿石构造主 要有块状构造、 稠密浸染状构造、 浸染状构造， 此外， 还有条带状构造、 角砾状构造和脉状构造 ［9-13］。 4. 4矿石化学成分 矿石中主要有用组分为铁， 伴生有益组分为 V2O5， 主要有害组分为硫、 磷。矿石主要成分平均含 量 TFe 为 32.30、 mFe 为 26.11、 S 为 1.54、 P 为 0.047、 V2O5为0.040， 其余成分含量均极微。造渣 组分主要为CaO、 MgO、 SiO2和Al2O3， 其余造渣组分含 量一般小于1。全矿床磁性铁占有率加权平均值为 80.84， 磁铁矿中的铁占全铁的 （平均值） 83.30。 磁铁矿微量元素分析显示， 不同产状的磁铁矿具有 不同的微量元素组成， 但总体分布趋势相似， 不同类 型磁铁矿中Cu、 Y、 Zr、 Mo、 Hf、 Ta、 Th等含量多低于检 测限。对比4种类型磁铁矿可知 块状磁铁矿具有最 高的Al2O3、 V、 Ni、 Mn、 Cr、 Ga含量， 但其FeO含量最低 （89.51～92.75） ； 脉状磁铁矿具有最低的MgO、 Mn、 Zn、 Ga、 Sn含量， 但其Ti、 V、 Ni、 Cr含量较高； 角砾状磁 铁矿中Sn、 Ga、 Mn、 Zn含量相对较高， 但Ni、 Cr含量相 对较低； 浸染状磁铁矿元素含量通常介于其他类型 磁铁矿元素含量之间， 并且多表现出与角砾状和脉 状磁铁矿元素含量的相似性， 且除了块状磁铁矿之 外， 其他类型磁铁矿均具有相似的FeO含量 （94.04 ～96.13） 。并且不同磁铁矿中Mn与Zn， Ti与V， MgO 与Mn表现出较明显的正相关性。 4. 5矿石类型 研究区矿石自然类型主要有方解石磁铁矿矿 石、 方解石黄铁矿磁铁矿矿石 ［14］， 黑云母 （穆） 磁铁矿 矿石、 黏土矿物 （方解石） 磁铁矿矿石。 矿石工业类型为需选磁铁矿矿石。矿石矿物主 要为磁铁矿 （Fe3O4） ， 根据磁铁矿矿石产出特征的不 同， 可分为块状、 浸染状、 脉状、 角砾状4种矿石类型 （图3） 。块状矿石中磁铁矿呈粗粒自形半自形结 构， 颗粒边缘多被赤铁矿交代 （图3 （a） ） ； 浸染状矿石 144 ChaoXing 中磁铁矿呈分散粒状分布， 半自形他形结构， 磁铁 矿颗粒呈破碎状， 多被方解石脉穿切 （图3 （b） ） ； 脉状 矿石主要组成除了磁铁矿之外， 还有黄铁矿、 斑铜矿 及石英， 其中磁铁矿呈粗粒结构， 斑铜矿及黄铁矿分 布于磁铁矿粒间间隙中 （图3 （c） ） 。角砾状矿石也是 该矿床中重要的矿石类型之一， 其角砾成分可以是 围岩， 如闪长玢岩、 灰岩、 泥岩、 钠长石角岩等， 也可 以是先期交代作用形成的方解石磁铁矿或脉状充填 的方解石磁铁矿、 赤铁矿， 胶结物多为方解石、 磁铁 矿及少量石英和黏土矿物， 磁铁矿呈稀疏浸染状分 布于胶结物中， 呈细粒半自形他形结构 （图3 （d） ） 。 5矿床成因及找矿标志 5. 1矿床成因 钱村铁矿床磁铁矿元素组成主要受控于水岩相 互作用、 共生矿物组合、 流体氧逸度及流体温度。大 量研究表明， 磁铁矿微量元素组成， 如 Ni、 Cr、 Al、 Mn、 Ti、 V、 Ca、 Si、 Mg等， 可以用于识别矿床成因， 在 w （Ti） -w （Ni） /w （Cr） 图解上， 钱村矿床磁铁矿大多落 于热液磁铁矿区域， 少量落于岩浆磁铁矿区域， 反映 其流体具有一定的岩浆来源。在w （TiV） -w （Al Mn） 图解上， 不同类型磁铁矿的投点区域跨度较大， 其中块状磁铁矿均落于斑岩型矿床区域， 浸染状磁 铁矿均落于矽卡岩型矿床区域， 角砾状与脉状磁铁 矿主要落于BIF、 IOCG及与矽卡岩型矿床的相交区 域。说明钱村铁矿既不同于斑岩型矿床 （形成温度 较高） ， 也不同于矽卡岩型矿床 （发生广泛的水岩反 应作用） 。宁芜地区接触交代式铁矿十分发育， 综合 钱村铁矿矿石特征， 本研究认为该矿为一中高温热 液接触交代矿床。大量落于斑岩型矿床区域的块状 磁铁矿可能指示该区具有一定的铜金矿床成矿潜 力。成矿岩体侵位和成矿时代为早白垩世， 矿床成 因类型为与岩浆期后热液活动关系密切的接触交代 热液型铁矿床。 5. 2找矿标志 （1） 地球物理标志。物探磁异常， 特别是正磁异 常为矿区铁矿找矿最有利的标志。 （2） 地层、 岩性标志。具有强烈钠化的燕山期闪 长岩侵入体附近， 三叠系中统黄马青组一段含钙质 地层及深部 （马青组一段或周冲村组） 捕虏体为有利 的赋矿层位。 （3） 蚀变标志。三叠系碎屑岩地层的角岩化、 方 解石化、 阳起石化蚀变带， 特别是与岩体接触部位的 方解石化、 阳起石化为寻找接触交代热液型铁矿 床的重要标志。 6结语 详细分析了位于宁芜矿集区西南部雍镇矿田内 钱村铁矿的矿床地质特征及成因。认为该矿床成因 为中高温岩浆热液型接触交代矿床， 矿区具有一定 的铜金矿床找矿潜力， 成矿岩体侵位和成矿时代为 早白垩世， 分析结果可为矿区后续找矿勘探提供有 价值的线索。 参 考 文 献 常印佛， 刘湘培， 吴言昌.长江中下游铁铜成矿带 ［M］ .北京 地质 出版社， 1991. 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