摘 要:在收集、分析資料的基礎上,利用礦物學、礦床學、結(jié)晶礦物學等理論和方法,進行了野外實地考察、樣品采集以及室內(nèi)手標本及薄片觀察。研究認為研究區(qū)主要為磁鐵礦,結(jié)晶程度各異。主要賦存在元古宙粉子山群、荊山巖群地層中;分布在平度西北部并且呈北北東向展布,北部鐵礦埋藏較深,南部埋藏較淺。結(jié)果表明,平度北部地區(qū)磁鐵礦為高~中溫熱液型磁鐵礦礦床。
關鍵詞:平度西北部;磁鐵礦;空間分布;成因
1 區(qū)域地質(zhì)概況
平度市位于郯廬斷裂帶以東,受該斷裂帶中生代活動以及古太平洋斜向俯沖的影響,該區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育并呈網(wǎng)格狀分布[1],膠東地區(qū)的主要斷裂以北北東向展布為特征(圖1),該區(qū)的礦體不論大小,普遍賦存在斷裂帶下盤,且與斷裂帶展布方向近似,表明其具有顯著的構(gòu)造控礦特征。
平度西北部位于膠萊河東部的膠萊盆地,在地理位置上屬于膠東地區(qū)。構(gòu)造上西臨郯廬斷裂帶,南接膠萊坳陷,發(fā)育較多斷層,有較多斷層未探明,成礦構(gòu)造背景復雜。研究區(qū)地層由太古宙膠東巖群,古元古界荊山巖群、粉子山群以及白堊系的火山熔巖和火山碎屑巖類,第四系粉砂質(zhì)泥組成[2]。
Q-第四系;N-第三系;K-白堊系;J-侏羅系;Ptf(豎線)-元古宙粉子山群;Ptj(橫線)-元古宙荊山巖群;Arj(網(wǎng)格線)-太古宙膠東巖群;γδ12、γδ35-元古代及燕山期花崗閃長巖;γ22、γ4、γ25、γ35-分別為元古代、海西-印支期、燕山期花崗巖;1-扭性斷裂;2-壓扭性斷裂;3-張扭性斷裂
圖1 膠東招遠-掖縣-平度地區(qū)地質(zhì)略圖 (林文蔚,2000)
2 鐵礦空間分布特征
通過查閱資料,進行了野外實地考察與樣品采集,共采集了13個地方的不同樣品,樣品采集情況與后期編號見表1。通過對野外調(diào)查、所采集樣品的空間位置及室內(nèi)鐵礦石的成分和類別分析,對鐵礦石空間分布情況進行了研究。結(jié)果表明:平度北部鐵礦主要分布在西北部的張舍、新河、灰埠等鎮(zhèn),沿膠萊河呈北東~南西向分布,北部鐵礦埋藏較深,南部則埋藏較淺,主要為磁鐵礦,少部分為褐鐵礦。
3 鐵礦石特征
3.1 鐵礦石手標本特征
對鐵礦石特征的觀察主要通過放大鏡對手標本進行了肉眼觀察。
1-1手標本特征:顏色為鐵黑色,粒狀結(jié)構(gòu),顆粒大小約為1.5mm。內(nèi)部含有灰黑色磁鐵礦晶粒(約80%),黃褐色褐鐵礦(約10%),無色石英(約10%)。性脆。硬度大于小刀。
圖2 1-1手標本
1-2手標本特征:顏色為鐵黑色,粒狀結(jié)構(gòu),易破碎為顆粒狀,顆粒大小為2mm左右。密度大。新鮮斷口具金屬光澤且斷口不平坦。性脆。無臭,無味。硬度大于小刀。為磁鐵礦晶體的集合體。
2-1手標本特征:顏色為灰白色,粒狀結(jié)構(gòu),顆粒大小約為2.5mm。有顆粒狀石英(約60%),約5%的顆粒狀磁鐵礦,(約10%)。硬度大于小刀。性脆。
2-2手標本特征:一條厚度約為8cm的石英脈,石英內(nèi)部裂隙中夾雜有少量磁鐵礦以及風化后的褐鐵礦。
2-3手標本特征:灰黑色,粒狀結(jié)構(gòu),顆粒大小為4mm左右,含有顆粒狀磁鐵礦(約50%),無色石英(約20%),黃褐色褐鐵礦(約10%),輝石(約10%)綠泥石(約10%)。通過對手標本的觀察推斷:輝石經(jīng)蛇紋石化作用形成內(nèi)部的綠泥石,磁鐵礦經(jīng)風化作用形成表面的褐鐵礦。
3-1手標本特征:顏色為鐵黑色,粒狀結(jié)構(gòu),顆粒大小約為3mm。密度大。新鮮斷口具半金屬光澤且不平坦。性脆。無臭,無味。硬度大于小刀。內(nèi)部為磁鐵礦晶體的集合體,表面為風化后的褐鐵礦。
3-2手標本特征:標本表面為褐色,內(nèi)部灰白色。硬度大于小刀,密度大。斷口不平坦。無臭,無味。內(nèi)部結(jié)晶程度低。各種礦物混雜,可辨別出石英、褐鐵礦、磁鐵礦,還有白色不明礦物。表面有風化后孔狀構(gòu)造。
4-1手標本特征:整體為黃褐色,粒狀結(jié)構(gòu),顆粒大小約為1mm。硬度大于小刀。內(nèi)部含有黃褐色褐鐵礦(約80%)、灰黑色磁鐵礦(約10%)、白色不明礦物(約10%)。有微弱磁性。
4-2手標本特征:顏色為灰黑色,粒狀結(jié)構(gòu),顆粒大小約為1mm。含有金云母(約為10%),磁鐵礦(約為80%),輝石等暗色礦物(約10%)。斷口不平坦。無臭,無味。
5-1手標本特征:鐵黑色,粒狀結(jié)構(gòu),不易破碎為顆粒狀,顆粒粒徑約為2mm。標本表面有3條細的裂紋。含有磁鐵礦約為80%,石英約為5%,綠色的玉石成分約為15%(整體上,玉石部分很小,偶見)。硬度大于小刀。斷口不平坦。無臭無味。
6-1手標本特征:顏色為鐵黑色,粒狀結(jié)構(gòu),不易破碎為顆粒狀,顆粒粒徑約為0.1mm。含有磁鐵礦約為90%,還有石英和微量的金黃色礦物(含量約10%)。密度大。新鮮斷口具半金屬光澤且不平坦。無臭,無味。硬度大于小刀。顆粒為磁鐵礦晶體。
7-1手標本特征:顏色為灰黑色,粒狀結(jié)構(gòu),不易破碎為顆粒狀,顆粒粒徑約為0.1mm。密度較大。新鮮斷口具半金屬光澤且不平坦。無臭,無味。硬度大于小刀。具有弱磁性。標本內(nèi)部結(jié)晶程度低,各種礦物混雜,不易分辨,僅辨別出磁鐵礦,但含量較少,石英含量約為10%,還有一些未確定的金黃色礦物。
8-1手標本特征:灰黑色,粒狀結(jié)構(gòu),不易破碎為顆粒狀,顆粒粒徑約為0.1mm。密度較大。新鮮斷口具半金屬光澤且不平坦。無臭,無味。硬度大于小刀。具有強磁性。含有磁鐵礦約為95%,石英約為3%。
10-1手標本特征:灰黑色,粒狀結(jié)構(gòu),不易破碎為顆粒狀,顆粒粒徑約為1.5mm。密度較大。新鮮斷口具金屬光澤且斷口不平坦。無臭,無味。硬度大于小刀。具有強磁性。含有磁鐵礦(約85%)、金云母(約5%)和石英(約5%),還有部分白色礦物(不明、約5%)。
10-2手標本特征:灰白色,粒狀結(jié)構(gòu),不易破碎,顆粒粒徑約為1mm。密度較大。新鮮斷口具半金屬光澤且不平坦。無臭,無味。硬度大于小刀。具有強磁性。磁鐵礦(約60%)、石英(約30%)、白云母(約10%)。
3.2 鐵礦石薄片特征
用顯微鏡對鐵礦石薄片進行了鏡下觀察。
5號薄片特征:明顯觀察到有石英(圖14)和透輝石(圖15),這是熱液型鐵礦的代表礦物。
6號薄片特征:磁鐵礦晶體形態(tài)為三角形(圖16),結(jié)晶比較好,從而體現(xiàn)出磁鐵礦晶體為八邊體的特征。磁鐵礦邊緣為硅質(zhì)巖礦物。
13-1薄片特征:磁鐵礦包裹著透輝石(圖17),輝石晶形較好,說明磁鐵礦和石英同時結(jié)晶。薄片中還有透閃石和石英(圖18)。
通過對鐵礦石礦物成分分析,所采樣品絕大部分為元古代變質(zhì)巖,變質(zhì)程度較高,所含礦物種類較少,主要為磁鐵礦、石英、角閃石、透閃石、輝石、云母等,部分樣品發(fā)生了綠泥石化和綠簾石化。通過對比分析,磁鐵礦主要賦存于磁鐵石英巖、磁鐵角閃石英巖、磁鐵角閃巖、磁鐵石英角閃巖;其中,磁鐵石英巖與磁鐵角閃石英巖中還含有少量不確定的金黃色礦物。硫化物風化為褐鐵礦。
4 鐵礦成因推測
對平度北部地區(qū)鐵礦的分布及賦存情況做了具體分析后,通過查閱相關資料,對該區(qū)域廣泛分布的鐵礦成因進行了分析總結(jié)。
熱液型鐵礦床明顯受構(gòu)造控制,有的是斷裂控礦,有的是褶皺控礦,還有斷裂與褶皺復合控礦。高溫熱液磁鐵礦、赤鐵礦礦床常與偏堿性花崗巖、花崗閃長巖、閃長巖類有關。圍巖蝕變是熱液型鐵礦的顯著特征,高溫礦床常見透輝石化、透閃石化、黑云母化、綠簾石化等;中低溫礦床多見綠泥石化、絹云母化、硅化、碳酸鹽化等。大多數(shù)熱液型鐵礦體較小,常成群出現(xiàn)。礦體呈脈狀、透鏡狀、扁豆狀,多見分支復合,膨脹收縮,尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象[4]。
通過實地考察和手標本的觀察與資料的整理對比,該地區(qū)鐵礦石在形態(tài)上符合熱液型礦床,都是粒塊狀結(jié)構(gòu);在伴生元素方面,該地區(qū)鐵礦還伴生有金、銅等有色金屬礦產(chǎn);在構(gòu)造方面,白堊系該地區(qū)形成網(wǎng)格狀構(gòu)造,高溫熱液通過斷裂侵入元古宙地層形成酸性侵入體,高溫熱液既是熱源同時也是成礦的物質(zhì)來源,因此富集形成熱液型鐵礦床;在高溫熱液的作用下,元古宙地層的圍巖發(fā)生蝕變,常見黑云母化、綠簾石化、綠泥石化、絹云母化等,形成了荊山巖群和粉子山群的黑云斜長片麻巖、石英砂質(zhì)片麻巖、大理巖等變質(zhì)巖。
山東省區(qū)域地質(zhì)[5]提到,昌邑-平度地區(qū)的鐵礦為高~中溫熱液型磁鐵礦礦床。綜合以上分析可知,平度西北部地區(qū)鐵礦屬于高~中溫熱液型磁鐵礦礦床。從巖漿時代來看,大致推斷為在元古宙地層中形成了白堊世的鐵礦床。
本地區(qū),褐鐵礦主要賦存在近地表,磁鐵礦礦床的上部,有充足的水和空氣進行風化。由此可見,褐鐵礦主要由硫化物風化形成。
5 結(jié)束語
(1)空間分布:鐵礦主要分布在平度西北部地區(qū)。西北部鐵礦由北向南展布,北部鐵礦埋藏較深,南部則埋藏較淺。(2)礦石的賦存:磁鐵礦主要賦存于磁鐵石英巖、磁鐵角閃石英巖、角閃石英巖、磁鐵角閃巖、磁鐵石英角閃巖、角閃石片巖中。褐鐵礦主要是磁鐵礦的風化產(chǎn)物,在礦石中不顯示。(3)磁鐵礦的成因機制:平度西北部地區(qū)鐵礦屬于高~中溫熱液型磁鐵礦礦床。褐鐵礦主要由硫化物風化形成。
參考文獻
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[2]柳志進,張維昕.萊西市山后金礦成礦地質(zhì)條件及資源潛力分析[J].黃金科學技術,2008,16(2):18-23.
[3]林文蔚,趙一鳴,徐玨.膠東招遠-平度斷裂活動性質(zhì)及活動時代[J].中國區(qū)域地質(zhì),2000,19(1):43-50
[4]劉曉東.三江流域中南段鐵成礦學及磁法預測深部磁性鐵礦方法研究[D].長沙:中南大學,2011.
[5]宋明春,王沛成.山東省區(qū)域地質(zhì)[M].濟南:山東省地圖出版社,2003.
作者簡介:歐陽陽(1991-),女,碩士生。