楊龍帥

(華東冶金地質(zhì)勘查研究院，合肥 230088)

0 引言

長(zhǎng)江中下游地區(qū)是我國(guó)重要的銅、鐵、金礦產(chǎn)資源生產(chǎn)基地，其中的寧蕪鐵礦礦集區(qū)聚集了大、中、小型鐵礦床(點(diǎn))170余處，鐵礦的探明總資源量達(dá)27×108t[1-2]?；趯幨徎鹕綆r盆地鐵礦成礦規(guī)律建立的“玢巖鐵礦”成礦模式[3]，不僅對(duì)寧蕪地區(qū)鐵礦勘查工作發(fā)揮了積極的指導(dǎo)作用，同時(shí)也將與鐵礦地質(zhì)相關(guān)的地質(zhì)科學(xué)研究引向深入。隨著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步，人們?cè)趲r漿巖成因[4-6]、成巖-成礦年代學(xué)[7-10]、成礦流體性質(zhì)[11-14]、成礦物質(zhì)來(lái)源[15]、區(qū)域成礦系統(tǒng)及成礦大地構(gòu)造背景[16-17]等方面的研究都取得進(jìn)展。關(guān)于“玢巖鐵礦”的成因機(jī)制主要有3種認(rèn)識(shí)：礦漿成因觀(guān)點(diǎn)[18-19]、熱液交代成因觀(guān)點(diǎn)[20]和礦漿-熱液過(guò)渡成因觀(guān)點(diǎn)[21]。

鐘姑鐵礦田位于寧蕪中生代陸相火山巖盆地的南段。鐘姑礦田內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動(dòng)廣泛，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多處大中型鐵礦床[22-28](圖1a)。華東冶金地質(zhì)勘查研究院近年在鐘姑礦田的九連山一帶發(fā)現(xiàn)鐵礦床(圖1b)，本文將闡述九連山礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志，以便為進(jìn)一步研究玢巖鐵礦提供幫助。

圖1 鐘姑地區(qū)基巖構(gòu)造略圖(據(jù)文獻(xiàn)[23, 25]，修編)Fig.1 Map showing tectonics of base rock in Zhonggu areaa.鐘姑鐵礦田鐵礦床分布圖；b.鐘姑地區(qū)基巖構(gòu)造略圖1.浦口組；2.火山雜巖；3.磨山組；4.黃馬青組；5.閃長(zhǎng)玢巖；6.閃長(zhǎng)巖；7.地質(zhì)界線(xiàn)；8.實(shí)測(cè)/推測(cè)斷裂；9.火山角礫；10.背斜；11.向斜構(gòu)造；12.剖面線(xiàn)①鐘姑背斜；②云龍背斜；③白象山背斜；④九連山向斜；⑤向陽(yáng)向斜；⑥龍曹向斜

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域地層

區(qū)域地層(從老至新)依次為：中三疊統(tǒng)周沖村組(T2z)和黃馬青組(T2h)、上三疊統(tǒng)范家塘組(T3f)、下-中侏羅統(tǒng)象山群(J1-2X)、下白堊統(tǒng)大王山組(K1d)和姑山組(K1g)、上白堊統(tǒng)浦口組(K2p)、第四系全新統(tǒng)(Qh)等。其中，中三疊統(tǒng)的周沖村組和黃馬青組為鐵礦床的主要賦礦層位[29]。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域主要發(fā)育燕山期的褶皺構(gòu)造。在象山群沉積之后，構(gòu)造活動(dòng)使火山巖地層產(chǎn)生褶皺，形成了寬緩的陶公山—年陡復(fù)式背斜，次級(jí)褶皺發(fā)育。背斜構(gòu)造是區(qū)域的主要控巖-控礦構(gòu)造，區(qū)內(nèi)的鐵礦體多位于背斜的軸部或翼部。

區(qū)域斷裂以火山-侵入活動(dòng)之前的基底性斷裂為主，它們作為中生代巖漿活動(dòng)的通道，同時(shí)也控制了與巖漿作用有關(guān)的礦化活動(dòng)。礦田斷裂主要有4組，其中規(guī)模較大的2組為NNE向的擠壓性斷裂帶和NWW向的張扭性斷裂帶，其他2組為NW向和NE向的剪切性斷裂。不同方向的斷裂形成了格狀的構(gòu)造格局，在斷裂的交匯部位有利于巖漿、礦液活動(dòng)及成礦。沿?cái)嗔褞в袔畲女惓：烷W長(zhǎng)巖體呈NWW向展布，并控制著白象山、鐘九、和睦山等鐵礦床的分布。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域侵入巖主要產(chǎn)于鐘姑鐵礦田的中部，火山巖則分布于礦田的西部及南部，礦田中巖漿巖的面積占比約為28%。區(qū)域巖漿巖主要為富鈉的安山玄武質(zhì)火山-侵入巖系，除巖脈外，區(qū)域巖漿巖主要為燕山中-晚期形成，它們是同源巖漿在燕山期不同階段形成的陸相火山-次火山巖，與區(qū)域內(nèi)生金屬成礦具有成因聯(lián)系。

1.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域礦產(chǎn)十分豐富，鐘姑礦田至目前止已發(fā)現(xiàn)姑山、白象山、楊莊等3個(gè)大型鐵礦床，鐘九、龍山、和睦山、曹家港、太平山、周家、云樓等7個(gè)中型鐵礦床，近年又在白象山的外圍深部取得了找礦突破，鐘姑礦田已成為長(zhǎng)江中下游最重要的鐵礦成礦區(qū)之一。鐘姑鐵礦田中的鐵礦床主要有2種成因類(lèi)型，接觸交代(廣義層控型)鐵礦和充填型鐵礦。九連山鐵礦位于和睦山鐵礦與鐘九鐵礦之間，礦區(qū)的主要地質(zhì)特征與和睦山鐵礦類(lèi)似，有證據(jù)顯示，其深部巖體與和睦山巖體的地質(zhì)特征基本一致，主要成礦地層也與和睦山鐵礦區(qū)類(lèi)似，但與鐘九鐵礦的地質(zhì)特征具有顯著差別。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)大多地段被第四系覆蓋，出露的地層只有黃馬青組和象山群(圖2)。鉆孔資料表明，礦區(qū)地層由下至上有中三疊統(tǒng)周沖村組和黃馬青組，下-中侏羅統(tǒng)象山群、下白堊統(tǒng)姑山組和第四系全新統(tǒng)。

圖2 九連山礦區(qū)基巖地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.2 Map showing geology of base rock of Jiulianshan Fe deposit1. 上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)；2.中-下侏羅統(tǒng)象山群；3.中三疊統(tǒng)黃馬青組；4.中三疊統(tǒng)周沖村組；5.閃長(zhǎng)巖；6.硅質(zhì)巖；7.鐵礦體；8.斷裂及編號(hào)；9.以往鉆孔及編號(hào)；10.本次鉆孔及編號(hào)；11.探礦權(quán)范圍；12.勘探線(xiàn)及編號(hào)

(1)中三疊統(tǒng)周沖村組(T2z)

礦區(qū)地表未見(jiàn)出露。巖性以灰?guī)r、泥灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r為主，夾鈣質(zhì)粉砂巖和膏鹽層，下部見(jiàn)有灰白色石膏化灰?guī)r夾角礫狀灰?guī)r。后期的巖體侵入和斷裂活動(dòng)造成巖石出現(xiàn)大理巖化、硅化、綠泥石化等蝕變，巖石脆性加大、硬度增強(qiáng)，并出現(xiàn)普遍的礦化現(xiàn)象，巖石中常可見(jiàn)到小溶孔或溶洞。

(2)中三疊統(tǒng)黃馬青組(T2h)

在礦區(qū)內(nèi)局部出露。上部以紫紅-磚紅色含鈣質(zhì)結(jié)核黏土巖夾薄層狀灰白-黃褐色粉砂質(zhì)頁(yè)巖為主體，具有清晰的層理，磚紅-紫紅色黏土巖夾薄層泥灰?guī)r礫巖；下部為灰白-青灰-淺肉紅色厚層狀粉砂巖、細(xì)砂巖夾薄層狀粉砂質(zhì)灰?guī)r，底部為黃綠-灰綠色含鈣質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)頁(yè)巖互層。局部受到巖漿熱液影響而產(chǎn)生強(qiáng)烈蝕變，蝕變類(lèi)型為硅化、角巖化和綠泥石化。本組下段是礦區(qū)主礦體的賦存層位。

(3)下-中侏羅統(tǒng)象山群(J1-2X)

出露在礦區(qū)的中南部，上部地層為灰白色石英細(xì)砂巖夾淺灰白色中-中粗粒長(zhǎng)英灰?guī)r和粉砂巖，下部為灰白色石英粗砂巖與含礫石英粗砂巖互層，夾有石英細(xì)砂巖和粉砂巖，底部為硅質(zhì)礫巖。與下伏黃馬青組呈假整合接觸。

(4)下白堊統(tǒng)姑山組(K1g)

姑山組是一套火山巖系。礦區(qū)內(nèi)僅在靠近鐘九礦區(qū)的ZK203孔深部見(jiàn)到，主要巖性為碎裂狀強(qiáng)蝕變安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r，該巖石產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中，巖石碎裂，裂隙發(fā)育，沿裂隙充填有大量碳酸鹽和氧化鐵網(wǎng)脈，局部巖石被磨散。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于常龍背斜和鐘姑次級(jí)背斜之間過(guò)渡部位的向斜構(gòu)造中，向斜核部為黃馬青組，局部出現(xiàn)象山群，向斜的翼部多見(jiàn)閃長(zhǎng)(玢)巖體，并殘留部分周沖村組巖石。向斜的東翼地層產(chǎn)狀為傾向W，傾角10°～20°；西翼的地層產(chǎn)狀為傾向E，傾角10°～30°，在靠近接觸帶或斷裂的部位地層產(chǎn)狀變化明顯，局部?jī)A角近70°。九連山鐵礦的主礦體位于向斜東翼并接近核部的部位，礦體的產(chǎn)狀主要受到接觸界面的控制。

礦區(qū)的斷裂構(gòu)造分為2組。一組為壓性斷裂(F1)，是由鐘九鐵礦區(qū)延伸至本礦區(qū)的斷裂，斷裂走向NE向，延伸到本礦區(qū)后斷裂走向轉(zhuǎn)為近SN向；另一組為張扭性斷裂(F2)，走向?yàn)镹W向。在本礦區(qū)以東靠近鐘九礦區(qū)的ZK203孔深部，見(jiàn)到黃馬青組的下部先后有周沖村組灰?guī)r和姑山組火山巖，鉆孔中的巖石較為破碎，巖石多為角礫巖或具有碎裂狀構(gòu)造，角礫的成分及其產(chǎn)狀顯示巖石為斷裂成因的構(gòu)造角礫巖，推測(cè)角礫巖帶屬于次一級(jí)的斷裂構(gòu)造。

2.3 侵入巖

礦區(qū)內(nèi)侵入巖分布較廣，和睦山巖體出露于礦區(qū)的西部，鐘山巖體分布在礦區(qū)的東部。鉆孔資料表明，深部的閃長(zhǎng)巖體實(shí)為和睦山巖體自然延伸的部分。而東部由于受F1斷裂的制約，鐘山巖體與本礦區(qū)侵入巖并未直接相連。礦區(qū)的閃長(zhǎng)巖體為燕山晚期侵入的淺成相巖株，巖體與鐵礦成礦關(guān)系密切，是九連山鐵礦的成礦巖體。晚期有輝綠巖呈脈狀侵入，穿插于閃長(zhǎng)巖體邊部與圍巖接觸帶附近的的巖石裂隙中。

和睦山巖體其巖石多呈灰—深灰色，具有斑狀及細(xì)粒不等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；巖石礦物成分主要有斜長(zhǎng)石、石英、鉀長(zhǎng)石和少量暗色礦物，副礦物為磷灰石及磁鐵礦；發(fā)生蝕變時(shí)巖石顏色復(fù)雜多變；巖石的鈣堿指數(shù)為53.5，里特曼組合指數(shù)為5.73，屬堿鈣性巖石。和睦山巖體與鐘姑礦田的云樓閃長(zhǎng)巖和龍山閃長(zhǎng)巖的巖石化學(xué)特征基本一致。

2.4 磁異常

礦區(qū)內(nèi)圈定了2個(gè)磁異常，自南向北分別編為M8和M9。

M8異常位于勘查區(qū)的南部，該異常形態(tài)規(guī)則，平面呈長(zhǎng)橢圓形，總體走向近SN向，長(zhǎng)約350 m，寬約120 m，長(zhǎng)、短軸之比3∶1。ΔT異常峰值1100 nT左右，疊加在正背景場(chǎng)上，正背景場(chǎng)500 nT，局部異常相對(duì)值600 nT。

M9異常位于勘查區(qū)的北部，分布在8線(xiàn)—10線(xiàn)間。異常由4個(gè)次一級(jí)異常組成，編號(hào)為M9-1至M9-4。M9-1異常為最大的一個(gè)局部異常，形態(tài)規(guī)則，ΔT異常峰值2500 nT左右；M9-2異常位于九連山北側(cè)，呈長(zhǎng)橢圓形，總體走向近SN向，異常幅值約900 nT；M9-3異常呈長(zhǎng)橢圓形，形態(tài)規(guī)則，總體走向NW向，異常幅值約1000 nT；M9-4異常呈長(zhǎng)橢圓形，形態(tài)規(guī)則，總體走向NW向，異常幅值約1000 nT。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

礦化以磁鐵礦化為主，赤鐵礦化次之，并有少量鏡鐵礦化。礦化主要發(fā)生于閃長(zhǎng)巖侵入體與黃馬青組底部及周沖村組頂部的接觸帶附近，其次是外接觸帶的沉積巖層間裂隙或近接觸帶的蝕變巖中(圖3)。表1為九連山鐵礦床礦體特征數(shù)據(jù)。

圖3 6號(hào)勘探線(xiàn)和10勘探線(xiàn)地質(zhì)剖面示意圖Fig.3 Schematic section of exploration line 6 and 101.第四系全新統(tǒng)；2.中三疊統(tǒng)黃馬青組；3.正長(zhǎng)巖脈；4.閃長(zhǎng)巖；5.赤鐵礦體；6.磁鐵礦體；7.硅質(zhì)巖；8.實(shí)測(cè)/推測(cè)地質(zhì)界線(xiàn)

表1 九連山鐵礦礦體特征Table 1 Geological characteristics of Jiulianshan Fe deposit

九連山鐵礦現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了10個(gè)鐵礦體，礦體位于2線(xiàn)—10線(xiàn)間和9線(xiàn)—11線(xiàn)間，磁鐵礦礦體8個(gè)，赤鐵礦礦體2個(gè)。通過(guò)資源量估算，全區(qū)累計(jì)獲得332+333類(lèi)鐵礦石資源量769.21×108t，全鐵平均品位35.30%。其中，磁鐵礦石(FeM)753.26×104t，全鐵平均品位35.35%，磁性鐵占有率平均85.60%。

1號(hào)鐵礦體為主礦體，其資源儲(chǔ)量占全礦床的68.34%。鐵礦體位于地層與巖體的接觸界面上，沿接觸帶分布，并與接觸帶的產(chǎn)狀一致，礦體傾向100°，傾角2°～22°，北段10線(xiàn)附近礦體產(chǎn)狀最緩，近似水平，中部6線(xiàn)附近礦體產(chǎn)狀西部緩，東部稍陡，南段至2線(xiàn)附近，礦體產(chǎn)狀緩傾斜。縱向沿走向則表現(xiàn)為中部(6線(xiàn))埋深較大，而兩端呈“翹起”狀，顯示出縱向呈“向形”的特點(diǎn)。

2號(hào)鐵礦體的資源儲(chǔ)量占全礦床的22.70%。鐵礦體位于接觸外帶的地層中，礦體與地層產(chǎn)狀一致，近似水平，總體傾向100°，傾角0°～5°。礦體沿走向往S側(cè)伏，側(cè)伏角近于30°。

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石組構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)：主要為半自形晶結(jié)構(gòu)和他形晶結(jié)構(gòu)，其次有自形晶結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)和填隙結(jié)構(gòu)(圖4)。

基于視覺(jué)注意機(jī)制，在D+W模型基礎(chǔ)上加入?yún)^(qū)域?qū)Ρ榷忍卣?，建立了一種包含視差、寬度及對(duì)比度信息的立體圖像客觀(guān)評(píng)價(jià)模型.根據(jù)顯著信息及視差信息提取感興趣區(qū)域劃分前后景.提取相應(yīng)的視差信息、寬度信息及對(duì)比度信息，定量分析這些特征對(duì)視覺(jué)舒適度的影響.并通過(guò)最小二乘法做曲線(xiàn)擬合分析得出舒適度模型，并檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷男阅?實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文方法較好地反映了人眼的視覺(jué)感受，性能較原模型有大幅度提升.

礦石構(gòu)造：塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和次塊狀構(gòu)造。塊狀構(gòu)造礦石約占60%，浸染狀構(gòu)造礦石約占20%。

3.2.2 礦石成分

礦石礦物：主要為磁鐵礦、赤鐵礦和少量的鏡鐵礦。鐵的物相分析表明，鐵礦石屬于以磁鐵礦為主、硫化鐵次之的弱磁鐵礦類(lèi)型礦石。

脈石礦物：主要為高嶺石、綠泥石、斜長(zhǎng)石、石英和黃鐵礦，其次為方解石、白云石、透輝石、陽(yáng)起石和磷灰石等。

礦石的化學(xué)成分以1號(hào)礦體最為典型，單樣全鐵品位最高49.27%，一般為25%～40%，平均35.57%。有害組分含量較低，硫平均含量1.61%；磷平均含量0.15%；二氧化硅平均含量18.15%。

圖4 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造和圍巖特征照片F(xiàn)ig.4 Photos of ore structure and texture and wall rocka.塊狀礦石顯微照片；b.浸染狀礦石顯微照片；c.塊狀礦石手標(biāo)本照片；d.黃馬青組粉砂巖的巖心照片

3.2.3 礦石類(lèi)型

按礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征劃分，礦石自然類(lèi)型可分為塊狀(弱)磁鐵礦石、浸染狀(弱)磁鐵礦石、條帶狀(弱)磁鐵礦石、次塊狀(弱)磁鐵礦石；塊狀赤鐵礦石、團(tuán)塊狀赤鐵礦石等6類(lèi)。

3.3 圍巖蝕變

在巖漿侵入后期發(fā)生的水巖作用過(guò)程中造成部分巖石發(fā)生顯著的蝕變。主要的圍巖蝕變類(lèi)型有綠泥石化、硅化、碳酸鹽化、高嶺土化、石膏化、鈉長(zhǎng)石化和陽(yáng)起石化等。圍巖蝕變發(fā)育地段多位于巖體與地層的接觸附近和礦體的頂?shù)装鍘r石中。巖體的內(nèi)帶除了出現(xiàn)自變質(zhì)外，圍巖中的部分蝕變也常有發(fā)生。多種蝕變互相疊加，無(wú)明顯的分帶性，自地層至巖體僅可見(jiàn)地層蝕變與巖體蝕變稍有差異，但并無(wú)明顯的變化規(guī)律。據(jù)礦體周?chē)奈g變特征來(lái)看，碳酸鹽化、鈉長(zhǎng)石化、綠泥石化及陽(yáng)起石化等蝕變與成礦最為密切。

4 礦床成因與找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

礦床位于鐘姑礦田內(nèi)的九連山次級(jí)向斜靠近軸部的東翼，礦區(qū)內(nèi)廣布中三疊統(tǒng)黃馬青組下段鈣質(zhì)砂頁(yè)巖及周沖村組碳酸鹽巖，礦區(qū)內(nèi)侵入巖為燕山期富堿鈉化閃長(zhǎng)巖，礦體主要分布于閃長(zhǎng)巖與黃馬青組下段或周沖村組上部的接觸帶附近。故礦床的成因類(lèi)型為接觸交代型+熱液充填型鐵礦床。

4.2 找礦標(biāo)志

(1)地層標(biāo)志：中三疊統(tǒng)黃馬青組下段及周沖村組鈣質(zhì)巖層化學(xué)性質(zhì)活潑，容易發(fā)生水巖的交換作用和礦質(zhì)的沉淀，是尋找本類(lèi)型礦床的地層和巖性標(biāo)志。

(2)構(gòu)造標(biāo)志：褶皺構(gòu)造軸部及翼部、張性斷裂帶的附近、地層層間破碎帶往往是成礦熱液的主要通道和儲(chǔ)礦空間，是找礦的顯著的構(gòu)造標(biāo)志。

(3)巖漿巖標(biāo)志：閃長(zhǎng)巖體的內(nèi)、外接觸帶附近是尋找本類(lèi)型礦床的巖漿巖標(biāo)志。

(4)圍巖蝕變標(biāo)志：礦區(qū)內(nèi)的鐵礦化地段均伴有顯著的圍巖蝕變，碳酸鹽化、鈉長(zhǎng)石化、綠泥石化及陽(yáng)起石化等蝕變是找礦的圍巖蝕變的標(biāo)志。

(5)物探異常標(biāo)志：磁鐵礦具有明顯的磁性特征，所以具有一定規(guī)模的磁異常均可作為尋找磁鐵礦床的物探異常標(biāo)志。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)九連山鐵礦位于和睦山鐵礦與鐘山鐵礦之間，具有良好的成礦地質(zhì)條件，礦體主要產(chǎn)出在地層與巖體接觸帶和層間破碎帶等部位。

(2)分析九連山鐵礦的礦床成因，總結(jié)地層、構(gòu)造、巖漿巖、蝕變、物探異常等不同方面的找礦標(biāo)志，為在此類(lèi)地區(qū)進(jìn)一步開(kāi)展找礦工作提供地質(zhì)資料。

(3)九連山鐵礦的礦床地質(zhì)特征和成因與周邊各礦床類(lèi)似，其主礦體埋藏深度較大，具有一定的找礦難度，但通過(guò)一定的地質(zhì)、物探等找礦手段，仍然能夠取得較好的深部找礦效果。

致謝：感謝華東冶金地質(zhì)勘查研究院的領(lǐng)導(dǎo)和同事們的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助，對(duì)興泰達(dá)公司的大力支持表示誠(chéng)摯的謝意。感謝編輯部老師和審稿專(zhuān)家的辛勤工作。

注釋?zhuān)?/p>

① 楊龍帥, 卜保全, 韓贇, 等. 安徽省當(dāng)涂縣九連山鐵礦詳查地質(zhì)報(bào)告[R]. 合肥華東冶金地質(zhì)勘查研究院, 2015.