羅貴雄
(廣東省有色金屬地質(zhì)局九四〇隊,廣東 清遠(yuǎn) 511520)
勘查區(qū)大地構(gòu)造位置位于桂湘贛粵褶皺帶與桂粵隆起交界地帶,連陽巖體的東南緣接觸帶,沿該接觸帶,已發(fā)現(xiàn)眾多鐵多金屬礦點,成礦條件有利,具有較好的找礦前景。
區(qū)域地層:①泥盆系中統(tǒng)~老虎坳組(D2l),與下伏郁江組呈整合接觸,本組為三角洲相沉積。泥盆系上統(tǒng)~灰?guī)r相(D3),與下伏老虎坳組呈整合接觸,本組為淺海相沉積。②下石炭統(tǒng)~孟公坳組(C1ym),與下伏上泥盆統(tǒng)呈整合接觸,本組為淺海相沉積。石磴子段(C1ds),與下伏孟公坳組呈整合接觸,本段為淺海相沉積。測水段(C1dc),與下伏石磴子段呈整合接觸。本段為海陸交替相沉積。梓門橋段(C1dz),與下伏石磴子段呈整合接觸,本段為淺海相沉積。中上石炭統(tǒng)~壺天群(C2-3ht),與下伏石壺天群呈整合接觸。本群為海相沉積,③上三疊~下侏羅統(tǒng)(T3r—J1):呈角度不整合覆于孟公坳組、石磴子段、測水段、梓門橋段、壺天群等之上,具底礫巖,本統(tǒng)為陸相沉積。④第四系(Qdal):分布河谷中,出露連續(xù)。主要由礫石、砂子、砂質(zhì)粘土及粘土等組成。區(qū)域構(gòu)造:勘查區(qū)位于郴縣~懷集褶斷構(gòu)造帶中段,主要由晚古生代復(fù)式褶皺帶及平行沖斷裂帶,中、新生代紅色盆地所構(gòu)成[1]。總體走向呈20°~25°波狀延伸。構(gòu)成中段褶斷帶的主要褶皺有:稱架復(fù)向斜、隔江背斜。與之平行伸布的主要沖斷裂有:稱架~白蓮斷裂、白蓮正斷裂。區(qū)域巖漿:區(qū)域內(nèi)巖漿活動強烈,侵入巖分布面積廣大,主要為燕山期的侵入巖,巖漿巖活動伴隨燕山構(gòu)造旋回而發(fā)生,可以分為三期侵入,燕山期巖漿侵入為區(qū)域內(nèi)最強烈的巖漿侵入活動,巖性為酸性巖漿巖,是本區(qū)域的成礦母巖。巖漿活動與內(nèi)生礦產(chǎn)的形成關(guān)系密切,特別是巖漿期后的汽化熱液,帶來豐富的成礦物質(zhì),在有利的構(gòu)造與圍巖條件下,生成了豐富的黑色及有色金屬礦產(chǎn)。
礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要是泥盆系中下統(tǒng)信都組(D2x)、泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組(D2d)和小部分的第四系河流沖積物及粘土(Q4)。信都組分為三個巖性段,第一巖性段為石英砂巖(D2x(Q))、第二巖性段為炭質(zhì)泥巖、泥頁巖(D2x(S))、第三巖性段為角巖化變質(zhì)粉砂巖(D2x(B))。泥盆系中統(tǒng)東崗嶺組(D2d):礦區(qū)內(nèi)出露面積極小,呈細(xì)條帶狀出露。主要巖性為蛇紋石化大理巖(D2d(M))。與下伏信都組呈整合接觸。第四系河流沖積物及粘土,主要分布于東部,沿河流呈不規(guī)則狀分布。主要為河流沖積物和少量粘土,夾雜塊狀角巖化粉砂巖和花崗巖。
礦區(qū)內(nèi)圍巖蝕變主要以熱液蝕變?yōu)橹?,由礦體往外圍巖蝕變依次有磁鐵礦~白云母化、碳酸鹽化~蛇紋石化大理巖—矽卡巖化—絹云母化粘土化碎裂花崗質(zhì)蝕變巖~蝕變花崗巖。礦區(qū)礦床為熱液交代型礦床,礦石類型為熱液充填型磁鐵礦石。主要由磁鐵礦和金云母組成,金云母所占比例較大,定名為云母磁鐵礦,通過取樣分析得出樣品的磁鐵礦60%~70%,金云母20%~30%,石英<5%,少量綠泥石和微量鋅-鎂尖晶石、微量斜鋯石、錫石、鋅~鎂尖晶石、白云石等。磁鐵礦呈自形~半自形晶嵌晶粒狀或自形晶粒狀分布在金云母之間并見有少量微細(xì)粒磁鐵礦包裹于金云母或石英中。
磁鐵礦結(jié)晶粒度0.05mm~0.2mm,磁鐵礦中含鋅-鎂尖晶石、白云石等包裹體,局部見微細(xì)粒錫石包裹體。金云母顏色淺綠色、綠色,呈葉片狀分布于磁鐵礦之間,局部見金云母與它形晶石英連生。金云母顏色變淺。金云母結(jié)晶粒度(短軸)0.03mm~0.2mm,石英結(jié)晶粒度0.1mm~0.2mmm,鋅-鎂尖晶石粒度0.02mm~0.1mm。錫石粒度<0.005mm。礦石中黑色的磁鐵礦與綠色的金云母沿一定方向呈韻律性變化,呈紋層狀分布。
本區(qū)磁鐵礦礦床類型為接觸交代~熱液鐵礦床,受斷裂帶及接觸帶控制,熱液充填在信都組長石石英砂巖頂蓋殘覆蓋下斷裂帶內(nèi),礦床屬后期熱液充填在斷裂帶內(nèi)形成的。成礦主要分布受燕山中期侵入巖與圍巖成份控制,多產(chǎn)于巖體與碳酸鹽的接觸帶。斷裂帶有多期活動跡象,主要表現(xiàn)為斷裂帶內(nèi)物質(zhì)不是在同一時期形成。熱液侵入,地層受到擠壓和溶蝕作用。后期熱液再次侵入,磁鐵礦交代、穿插在白云母化、碳酸鹽化巖內(nèi)。斷裂帶兩側(cè)為蝕變花崗巖,無破碎現(xiàn)象。在斷裂帶內(nèi)較破碎,巖性較復(fù)雜。主要斷裂碎塊為蛇紋石化大理巖、變質(zhì)砂巖、蝕變花崗巖、矽卡巖等。
根據(jù)礦石礦物的形成,本礦床共分三期形成:第一期,巖漿上侵至地表,信都組長石石英砂巖及部分東崗嶺組大理巖未被完全溶蝕,固結(jié)后開始冷卻,一直降至常溫,形成頂蓋砂巖及砂巖印模下的圓狀接觸帶。由于降溫幅度比較大,壓力由大到小變化也比較大,巖漿體積發(fā)生明顯的收縮,從而產(chǎn)生張型斷裂帶。在斷裂帶內(nèi)的熱液,溶蝕部分砂巖和大理巖,同時巖漿熱液分逸形成黑云母偉晶巖脈和蛇紋石化大理巖、透輝石夕卡巖等蝕變帶。第二期,受熱活動影響,黑云母(K(Mg,F(xiàn)e2+)3(Al,F(xiàn)e3+)Si3O10(OH,F(xiàn))2)中的鐵離子被活化,在壓力、溫度的變化下聚集形成磁鐵礦顆粒,呈自形~半自形晶嵌晶粒狀或自形晶粒狀分布在金云母之間。第三期,磁鐵礦顆粒被鋅-鎂尖晶石、白云石等包裹體,局部見微細(xì)粒錫石包裹體。
通過上述三期的過程,形成此熱液礦床的三個因素已找到,分別為熱、水和礦質(zhì)。其中熱,主要來源于巖漿,巖漿侵入時所產(chǎn)生熱源;水,主要來自大氣降水;礦質(zhì),主要來源黑云母花崗巖中形成偉晶的黑云母。
通過光譜分析,得出伴生有益元素為Zn,礦石中Zn平均含量為0.3%~0.7%。其中在礦體圍巖內(nèi),平均含量為0.7%,最高Zn含量為1.43%。在鐵礦石內(nèi)Zn平均含量為0.51%,最高含量為0.58%。鐵礦石中的Zn元素通過還原焙燒試驗可脫出鋅并可以從煙塵中回收利用。但礦山目前的機械選礦不能回收。
礦石中有害組分為S,其他有害組分均在允許范圍之內(nèi)。其中S在礦石內(nèi)平均含量為0.26%,在煉鋼用鐵礦石一般工業(yè)指標(biāo)(ω(S)≤0.15%)和煉鐵用鐵礦石一般工業(yè)指標(biāo)(ω(S)≤0.30%)之間。在礦山生產(chǎn)時要考慮樣品的代表性,重新確定其含量,在允許范圍內(nèi),對選礦無大的影響。