高潔

(華東冶金地質(zhì)勘查局綜合地質(zhì)大隊(duì),安徽馬鞍山243000)

0 引言

寧蕪盆地是長(zhǎng)江中下游成礦帶重要的礦集區(qū)之一，區(qū)內(nèi)鐵礦產(chǎn)地眾多，累計(jì)提交的鐵礦資源儲(chǔ)量已超過2×109t[1]。20世紀(jì)70年代，眾多學(xué)者對(duì)其區(qū)內(nèi)的鐵礦床進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出“玢巖鐵礦”成礦模式[2～3]。鐘九鐵礦床屬于寧蕪地區(qū)玢巖鐵礦中白象山式鐘九熱液交代亞式[2]。該礦床位于寧蕪火山巖盆地南段，馬鞍山當(dāng)涂縣境內(nèi)。探獲各類鐵礦石6.453×107t。為一中型鐵礦床[4]。本文系統(tǒng)收集整理了前人的勘查資料，對(duì)鐘九鐵礦床地質(zhì)特征進(jìn)行了分析和總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上探討了礦床的成因。

1 成礦地質(zhì)背景

長(zhǎng)江中下游成礦帶是我國重要的Cu-Fe-Au資源集中區(qū)，鐘九鐵礦床所在的鐘姑礦田位于長(zhǎng)江中下游Cu-Fe-Au成礦帶東部的寧蕪礦集區(qū)內(nèi)，大地構(gòu)造位置位于寧蕪火山巖盆地的南段[5]（圖1）。

中生代以來，受北東-近東西向斷裂構(gòu)造控制（圖1），本區(qū)發(fā)生龍王山、大王山、姑山和娘娘山四大巖漿噴發(fā)旋回，形成了以鐵為主的眾多礦產(chǎn)資源。

圖1 鐘九鐵礦位置示意圖Figure 1.Location of the Zhongjiu iron ore deposit

鐘姑礦田內(nèi)，按礦體賦存部位及主要控礦構(gòu)造，可分為四種成礦模式：①姑山式（Ⅰ-1）：以姑山鐵礦為代表，主要控礦構(gòu)造為火山機(jī)構(gòu)及礦漿貫入。②太平山式（Ⅰ-2）：以太平山鐵礦為代表，控礦構(gòu)造為接觸帶內(nèi)帶。礦體產(chǎn)于接觸帶附近，以內(nèi)帶為主，呈大的透鏡狀。③白象山式（Ⅱ-1）：以白象山、和睦山、龍山為代表，控礦構(gòu)造為接觸帶及外帶，礦體呈層狀，屬巖漿期后熱液充填交代型。④楊莊式（Ⅱ-1）：以楊莊深部鐵礦為代表，礦體產(chǎn)于接觸帶附近或巖體內(nèi)部[5～6]。

鐘九鐵礦床位于寧蕪火山巖盆地南段，礦體產(chǎn)于火山巖與基底的接觸帶附近。礦體上盤是白堊系下統(tǒng)姑山組地層或巖體，下盤是三疊系中統(tǒng)黃馬青組下段和三疊系中統(tǒng)周沖村組上部[4]。

1.1 地層

礦區(qū)出露與成礦關(guān)系密切的地層是三疊系中統(tǒng)周沖村組(T2z)，主要為淺海相碳酸鹽建造，局部為含石膏碳酸鹽建造。三疊系中統(tǒng)黃馬青組(T2h)含鈣質(zhì)結(jié)核粉砂質(zhì)黏土巖，白堊系下統(tǒng)姑山組（K1g）主要為一套火山巖系[7～8]（圖2）。

圖2 鐘九鐵礦床地質(zhì)圖Figure 2.Geological map of the Zhongjiu iron ore deposit

地層成礦地質(zhì)背景分析：①三疊系中統(tǒng)黃馬青組(T2h)上段的厚層頁巖和砂質(zhì)黏土巖是密閉條件比較好的巖石，可以形成密閉環(huán)境，是熱液交代礦床不可或缺的地質(zhì)背景。②黃馬青組(T2h)下段和三疊系中統(tǒng)周沖村組（T2z）中含有沉積鐵礦層是成礦的物質(zhì)來源。③白堊系下統(tǒng)姑山組（K1g）中含有零星出現(xiàn)的磁鐵礦、赤鐵礦和含鐵礦物如黑云母等，在熱液交代作用下可以提供成礦物質(zhì)。

1.2 構(gòu)造

鐘九鐵礦位于鐘姑復(fù)式背斜中段隆起部位。礦區(qū)內(nèi)部發(fā)育有兩條基底斷裂，其中F1斷裂為一條北東—北北東向的亞性斷裂，F(xiàn)2斷裂為一條北西向的張扭性斷裂?；茁∑鸺盎讛嗔褳楹笃阽娋盆F礦床的形成提供了成礦空間及熱液循環(huán)運(yùn)移的通道。

1.3 巖漿巖

礦體上盤的侵入巖屬燕山晚期，為區(qū)域上第二火山旋回末期的潛火山巖體。巖性主要是鈉長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖及鈉輝石二長(zhǎng)玢巖[7]。它們沿鐘姑復(fù)式背斜軸部斷裂帶呈北北東向巖枝分布，侵入最新地層為下侏羅統(tǒng)磨山組。在鐘九礦區(qū)巖體表現(xiàn)為舌狀突出。

2 鐘九鐵礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)共圈定54個(gè)鐵礦體，編號(hào)分別為①、②、③、…。其中①號(hào)為主礦體，各類鐵礦石資源量6.35819×107t，TFe35.16%，占全礦區(qū)總資源量的98.52%。①號(hào)礦體主要賦存于火山巖與下伏含石膏碳酸鹽建造和T2z與T2h間的不整合面上，受F1斷裂控制，礦體穩(wěn)定，連續(xù)好，規(guī)模大（圖3）。

圖3 鐘九鐵礦床3線剖面Figure 3.Line 3 profile across the Zhongjiu iron ore deposit

2.2 礦石特征

鐘九鐵礦礦石構(gòu)造主要以浸染狀為主，次為條帶狀（層紋狀），極少量脈狀及角礫狀。浸染狀構(gòu)造：礦石以鐵礦物和脈石礦物為主，磁鐵礦、假象赤鐵礦等呈稀疏浸染狀分布，全鐵品位一般在35%以下。條帶狀（層紋狀）構(gòu)造：局部細(xì)粒磁鐵礦沿角巖、變火山碎屑沉積巖的層理殘余交代形成條帶狀構(gòu)造，伴生礦物有石英、鈉長(zhǎng)石和少量透閃石、磷灰石、綠泥石等。脈狀構(gòu)造：磁鐵礦、假象赤鐵礦、赤鐵礦呈細(xì)脈狀浸染于脈石中，形成脈狀構(gòu)造。脈狀構(gòu)造多與浸染狀構(gòu)造同時(shí)出現(xiàn)在礦石中。

鐘九鐵礦礦石結(jié)構(gòu)主要為晶粒狀結(jié)構(gòu)，次為交代假象結(jié)構(gòu)，少數(shù)為磁鐵礦—鈦鐵礦固溶體分離的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)[4]。粒狀結(jié)構(gòu)：磁鐵礦呈半自形-自形晶粒狀單晶均勻分布。交代假象結(jié)構(gòu)：磁鐵礦原始晶形良好，粒徑在0.05～0.3mm之間，經(jīng)假象赤鐵礦化、褐鐵礦化后，大部分已發(fā)生變化，殘留為細(xì)小不規(guī)則他形粒狀，粒徑均在0.05mm以下，部分為板狀赤鐵礦晶粒，應(yīng)為演變產(chǎn)物。交代殘余結(jié)構(gòu)：磁鐵礦以細(xì)小他形粒狀作浸染狀分布，粒徑均小于0.01mm。

2.3 圍巖蝕變特征

礦體上盤火山碎屑沉積巖中發(fā)生了強(qiáng)烈的接觸變質(zhì)作用，上部為淺色蝕變帶,主要以鈉長(zhǎng)石、金云母等淺色礦物蝕變?yōu)橹?；下部（靠近礦體）為深色蝕變帶，主要以綠泥石、透輝石等深色礦物蝕變?yōu)橹鳎▓D4）。

圖4 鐘九鐵礦床4線蝕變分帶圖Figure 4.Line 4 alteration zonation of the Zhongjiu iron ore deposit

3 鐘九鐵礦床成因分析

3.1 成礦物質(zhì)來源

以下從三個(gè)方面進(jìn)行分析討論：

（1）來自于地殼深處殘余巖漿分異的含鐵熱水溶液，即深部巖漿房中分異的富鐵的巖漿熱液。

（2）作為“礦源層”的黃馬青組提供的鐵質(zhì)，包括賦礦層段被鐵質(zhì)交代前原有含鐵量和受堿質(zhì)交代發(fā)生退色蝕變析出的鐵質(zhì)。

（3）來源于巖體本身副礦物磁鐵礦和鐵鎂礦物。礦區(qū)內(nèi)經(jīng)鈉化作用的巖石含鐵量普遍降低，其降低部分加入巖漿期后溶液成為部分鐵質(zhì)來源。

3.2 成礦物質(zhì)的運(yùn)移與沉淀

F1、F2兩斷裂構(gòu)造為本礦區(qū)重要的導(dǎo)漿導(dǎo)礦構(gòu)造，作為鐵質(zhì)主要來源的巖漿期后含鐵熱液，由下往上侵入到鐘姑背斜軸部后順層貫入與“礦源層”中的偏堿性的高溫含鐵絡(luò)合物溶液混合，形成成礦熱液。隨著溫度降低，這種含鐵絡(luò)合物下滲，當(dāng)?shù)竭_(dá)富Ca、Mg層段（三疊系中統(tǒng)周沖村組的含石膏碳酸鹽建造）時(shí)，受“沉淀劑”作用，而形成鐵礦石。

3.3 成礦物質(zhì)的賦存位置

（1）T2h與下伏T2z石膏碳酸鹽建造的接觸部位，在受到擠壓形成褶皺構(gòu)造時(shí)容易形成層間裂隙，從而為沿?cái)嗔褞秩氲膸r漿順層間貫入創(chuàng)造了有利空間。

（2）由于K1g火山巖與T2h或T2z接觸部位較松散，上部為致密的凝灰?guī)r，且T2h或T2z富Ca、Mg質(zhì)在成礦作用過程中起到促使鐵質(zhì)聚集的“沉淀劑”，為鐵礦床的賦存提供良好的場(chǎng)所[10]。

總之，鐘九鐵礦床屬于賦存于特殊空間的火山期后熱液交代型礦床。

4 結(jié)論

（1）鐘九鐵礦床位于寧蕪火山巖盆地南段，鐘姑背斜軸部及基底斷裂帶控制了礦床的產(chǎn)出。

（2）礦體呈似層狀產(chǎn)出于白堊系下統(tǒng)姑山組火山巖與三疊系中統(tǒng)黃馬青組、周沖村組之間的不整合面附近。礦化以含礦熱液交代基底碎屑巖地層為特點(diǎn)，亦有少量含礦熱液于構(gòu)造裂隙中沉淀形成高品位礦石。

（3）礦床地質(zhì)特征及圍巖蝕變特點(diǎn)顯示，鐘九鐵礦為一火山期后淺成相氣成高溫?zé)嵋航淮丸F礦床。