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华东地区沉积变质型铁矿成矿规律*

2015-08-17班宜忠孙建东董长春

华东地质 2015年3期
关键词:铁矿变质火山

肖 凡,班宜忠,孙建东,张 翔,董长春

(中国地质调查局南京地质调查中心, 南京 210016)



华东地区沉积变质型铁矿成矿规律*

肖凡,班宜忠,孙建东,张翔,董长春

(中国地质调查局南京地质调查中心, 南京 210016)

华东地区沉积变质型铁矿床(点)呈群落分布于皖北、赣中和东南沿海一带,查明的资源储量占全区铁矿总资源储量的1/3。选取“霍邱式”和“新余式”典型矿床进行对比研究,认为区内沉积变质型铁矿床具有“南新北老”的特征。二者古构造环境和成矿过程虽不同,但均为与火山作用相关的阿尔戈马型(Algoma)硅铁建造,火山活动为矿床提供了丰富的成矿物质。

沉积变质型铁矿床;成矿规律;霍邱式;新余式;华东地区

沉积变质型铁矿床(或硅铁建造)指形成于前寒武纪(主要为太古宙—元古代)的沉积铁矿床或沉积含铁建造,受区域变质作用或混合岩化作用改造后形成的矿床。据成矿时代和含矿建造不同,该类型铁矿可分为阿尔戈马型(Algoma)和苏必利尔型(Superior)[1],据岩相学特征又可分为条带状(BIF)和粒状(GIF)硅铁建造[2]。据统计,该类型铁矿占世界铁矿总储量的60%,占富铁矿储量的70%,约占我国铁矿总储量的48%,占富铁矿储量的27%,因此是世界最重要的铁矿工业类型[3]。

华东地区铁矿成因类型多样,主要有陆相火山岩型、沉积变质型、矽卡岩型、海相沉积型和岩浆氧化物型等,其中沉积变质型铁矿查明的资源储量占全区查明的铁矿总资源储量的1/3,资源前景颇佳❶。华东地区新一轮矿产资源潜力评价认为,沉积变质型铁矿尚未查明的资源量还很多,值得进一步开展工作。本文在汇总华东各省研究成果的基础上,总结全区沉积变质型铁矿的成矿规律,以丰富此类铁矿的研究与勘查思路。

1 矿床的分布及分类

1.1时空分布特征

目前,华东地区已发现沉积变质型铁床(点)121处,共有大型矿床9处,中型矿床23处,小型矿床29处,其余均为矿点,如安徽省吴集大型铁矿床、李楼大型铁矿床、江西省杨家桥大型铁矿床等[1]。这些矿床(点)成群产出,主要分布于皖北和赣中地区,其中安徽省蚌埠—凤阳、肥东—张八岭、霍邱—阜南、霍山—金寨和江西省分宜—安福一带产出较多大中型铁矿床,而在东南沿海赣榆(江苏)、龙泉(浙江)、将乐(福建)等地目前仅发现几处规模较小的矿床(点)。总体上,华东各省均有沉积变质型铁矿床,其中以皖北和赣中的成矿规模最大。

在成矿时代和所处构造位置上,已发现的矿床(点)位于华北陆块南缘、萍乡—绍兴结合带南缘和东南沿海一带(图1),成矿时代均为前寒武纪,但北部偏老,以新太古代为主,南部偏新,以新元古代为主,呈现“南新北老”。已探明的大中型铁矿床主要在蚌埠基底杂岩、霍邱变质基底杂岩、连云港—张八岭高压变质亚带和新余—东乡新元古代增生杂岩带等Ⅳ级构造单元内,而在北大别基底变质杂岩、赣西南弧间盆地和武夷变质基底杂岩等Ⅳ级构造单元内仅发现了小规模矿床(点)。 “华北型”沉积变质型铁矿与古老基底相关,而“华南型”沉积变质型铁矿与增生杂岩和弧间盆地有关,二者均产在板块边缘或者结合带附近。

图1 华东地区沉积变质型铁矿及变质岩建造分布图(1:1 500 000)Fig.1 Distribution of sedimentary-metamorphic iron deposits and metamorphic formation in East China

1.2主要矿床式

根据区内沉积变质型铁矿床的地质特征,共划分出吴集式、张庄式、李老庄式、霍邱式、东鲁山式、铜山式和新余式七种矿床式。除新余式外,均可归并为霍邱式,故本文仅论述霍邱式和新余式,具体特征见表1。

表1 华东地区沉积变质型铁矿主要矿床式

2 典型矿床地质特征

本次矿产资源潜力评价具体研究了张庄、吴集、李老庄、东鲁山、铜山、杨家桥、龙坑等矿床的地质特征。由于安徽省典型矿床特征相似,用霍邱铁矿床概括,杨家桥铁矿和龙坑铁矿同属新余式,且杨家桥铁矿成矿规模大,可代表新余式矿床的成矿特点。因此,本文选择霍邱铁矿床和杨家桥铁矿作为典型矿床。

2.1霍邱铁矿床

霍邱铁矿床位于华北地台南缘,小秦岭北坡—豫中—皖中不稳定的基底构造区北端[4],是华北克拉通新太古代地壳演化的产物,属于嵩箕古陆核南缘东西向拗陷带中的南北向海槽条带状硅铁建造。铁矿体呈北北东向展布,向北西向弯突,由于断层错动及走向上的不稳定致使矿体不连续(图2)。

(1)地层

属华北地层区两淮地层分区,由于矿区露头少,地层识别难度较大,目前发现了新太古界霍邱群、古元古界凤阳群、青白口系、震旦系、寒武系、上侏罗统、下白垩统和第四系等。其中,新太古界霍邱群是区内最主要的赋矿地层,由老至新可划分出花园组、吴集组和周集组,总厚度>2070 m。

①花园组:厚>990 m,主要为黑云角闪斜长片麻岩,经强烈混合岩化形成微斜变斑—似眼球状混合岩。该组至今未发现铁矿体,但人工重砂中磁铁矿的含量普遍高。原岩类型为安山质、玄武质凝灰岩,为火山岛弧中基性火山喷发作用产物。

②吴集组:总厚950~1100 m。下段主要为黑云(角闪)斜长片麻岩夹斜长角闪岩,普遍混合岩化,厚420~590 m,为钙碱性间歇火山喷发作用产物;上段为角闪黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩及角闪石英磁铁矿层,厚220~26 m,为远源型火山碎屑物的半封闭海相沉积。

③周集组:总厚450~650 m,下段主要为石榴黑云斜长变粒岩、榴云片岩夹石英磁铁矿薄层,厚80 m;上段为石英二云片岩、石英磁铁矿、镜铁矿、白云石大理岩(厚40~50 m);顶部为厚层白云石大理岩(厚200~310 m),为半封闭海相沉积。

(2)构造

在霍邱铁矿区内,地台型基底褶皱构造大致可识别出早、晚两个世代的褶皱变形,早期呈近南北向紧闭复式褶皱,晚期呈近东西向平缓开阔褶皱。含铁岩系分布在平缓向斜构造中或分布在紧闭向斜的两翼;北西向断裂发育,对矿体具有破坏作用。

在矿田周围,边界断裂一般为中新生代盆地边界,并影响霍邱铁矿田基底变质岩系的适度隆起,从而对铁矿体的抬升和保存有重要作用。根据铁矿体产状,矿田南部,矿体走向和倾向均呈S型褶皱,在向外弯突的外侧含矿体,地层倒转。矿田中部矿体产状相对较缓,向南矿体产状近直立。

(3)岩浆岩

研究认为,新太古界花园组的火山岛弧中基性火山喷发岩,为霍邱铁矿形成提供了铁物质。五台—吕梁运动形成混合花岗岩,在吴集、重新集和草楼矿区存在的小型岩体,推测霍邱凹陷隐伏一个大型花岗岩弯隆。

(4)矿床地质

矿区分为南段和北段,北段包括张庄、周集Ⅰ和周集Ⅱ;南段包括重新集、吴集、李楼、周油坊、草楼和范桥;李老庄可视为单独一部分。矿区南段是矿体主要集中地段,矿量约占70%,其他占30%。矿体一般呈似层状,延伸较稳定,长1053~7027 m,少数<970 m;斜深多数>400 m,少数可达700~900 m,矿体厚度一般<40 m。

图2 霍邱铁矿田地质图❷Fig.2 Geological map of Huoqiu iron ore field1-第四系; 2-下白垩统新庄组; 3-上侏罗统黑石渡组; 4-上侏罗统毛坦组; 5-寒武系; 6-震旦系; 7-青白口系刘老碑组; 8-青白口系曹店组; 9-古元古界凤阳群下岩组; 10-新太古界霍邱群周集组; 11-新太古界霍邱群吴集组; 12-新太古界霍邱群花园组; 13-铁矿体; 14-实测、推测地质界线; 15-推测地层不整合界线; 16-地层出露界线; 17-推测正断层; 18-推测逆断层; 19-实测及推测断层(箭头代表断层平移运动方向) ; 20-地层产状; 21-线理及倒转片理产状

矿石矿物有磁铁矿、假象/半假象赤铁矿、磁赤铁矿、镜铁矿等,非金属矿物主要有角闪石、阳起石、透闪石、黑云母、石榴石等。

(5)成矿要素

该典型矿床的成矿要素详见表2。

构造环境:前寒武纪沉积盆地的次级凹陷。

赋矿地层:新太古界霍邱群吴集组上段、周集组下段上部、周集组上段下部。

变质建造:混合岩、混合岩化黑云斜长片麻岩、二长片麻岩、斜长片麻岩、斜长云母类片岩、云母类片岩等变质岩。

矿质来源:铁质供应充足稳定的陆源和海源,主要是海底火山作用。

(6)成矿模式

当此种富含铁物质的深部海水随其对流循环上升至陆架浅海环境时,由于海水PH值、Eh值上升,硅、铁以玉髓、菱铁矿、铁硅酸盐、磁铁矿及赤铁矿等形式沉积成矿。由于季节性的变化和铁质与硅质沉积分异作用形成富铁的、富硅的和泥质的韵律型条带状构造。在后期变质变形过程中,矿石矿物发生了重结晶、重组合而使矿石质量提高,矿体变形错位导致霍邱西侧矿体隐伏更深。地壳抬升运动导致霍邱地区风化剥蚀作用强烈,地形较高处被夷平,部分矿体消失殆尽。综上,建立霍邱地区沉积变质型铁矿区域成矿模式图(图3)。

2.2杨家桥铁矿床

安福县杨家桥铁矿床为新余式沉积变质铁矿,属南华纪海相沉积变质铁矿床成矿系列,位于安福县城北东23.5 km,处于新余市铁矿田南西部(图4),已累计查明铁矿资源储量1.978亿吨,具大型规模❹。

(1)沉积建造

该铁矿床赋矿地层为南华纪杨家桥群下坊组,为一套间冰期火山—沉积浅变质岩系—硅铁建造,从下至上为:①含磁铁绢云母千枚岩、碳酸盐质假砾岩,近下部2~5 m范围内断续出现0.2~0.8 m的含磁铁石英岩,为次要矿层,厚>100 m。②主铁矿层,下部为条带状磁铁镜铁石英岩,中部为磁铁石英岩、镜铁石英岩,上部以绿泥磁铁石英岩为主,厚4~20 m。③含磁铁绿泥石千枚岩,有时为沉凝灰岩,厚2~12 m。④绢云母绿泥石千枚岩,厚5~20 m。⑤白云质石英质大理岩,局部相变为钙质绢云千枚岩,厚1~10 m。⑥含黄铁矿绢云母千枚岩,厚50~100 m。⑦次石墨质千枚岩,局部地段夹变质炭质灰岩,时而相变为炭质绢云母千枚岩,该层夹含锰炭泥质灰岩,厚3~20 m。⑧含变砾沉凝灰岩,绢云母千枚岩夹含炭质绢云母千枚岩,下部夹含铁锰质绢云母千枚岩、透镜状变质炭质泥灰岩,厚30~70 m。这套硅铁建造在区域上具严格的矿相序列,自下而上由铁的氧化物相→铁的硅酸盐相→铁的碳酸盐相→铁的硫化物相,体现了溶液化学沉淀作用时比较彻底的分异特征。

图3 霍邱沉积变质型铁矿形成演化模式图(据资料❸修编)Fig.3 Metallogenic models of sedimentary-metamorphic iron deposits in Huoqiu areaA-中基性火山岩、火山碎屑岩建造形成;B-中酸性火山岩-碎屑岩-硅铁建造形成;C-碎屑岩-硅铁建造-碳酸盐岩建造形成;D-蚌埠-凤阳期后的霍邱铁矿;E-风化剥蚀之后的霍邱铁矿;Ar2h-花园组;Ar2w-吴集组;Ar2z-周集组;Pt1f-凤阳群;K-白垩系;1-中基性火山岩、火山碎屑岩;2-中酸性火山岩;3-火山成因的杂砂岩;4-陆源杂砂岩;5-泥岩;6-白云岩;7-砂岩; 8-次火山岩;9-混合花岗岩;10-火山热液活动;11-矿体

图4 新余铁矿田地质图[5]Fig.4 Geological map of the Xinyu iron ore field 1-第四系; 2-下寒武统牛角河群; 3-震旦系下统杨家桥群大沙江组下段; 4-震旦系下统杨家桥群下坊组上段; 5-震旦系下统杨家桥群下坊组下段; 6-震旦系下统潭头群古家组; 7-燕山期花岗岩; 8-海西期花岗岩; 9-加里东期花岗岩; 10-超基性-基性岩; 11-铁矿层; 12-断层及推测断层

(2)构造

矿区位于北西西向神山倒转背斜南翼中段,以多期褶皱为主:第一期构造形变为神山倒转背斜南翼及其西部外倾转折端,包括石芬—洋陂扬起向斜,控制含铁岩组系的展布;第二期构造形变为北北西向紧密同斜褶皱群,褶曲规模不大,但多成群出现,在苑坑乡—洋陂倾伏背斜以及两者强烈叠加部位(洋陂段)形成的田丹—洋山凹倒转背斜和鞘褶皱,为控制矿区铁矿层形态产状的主要褶皱;第三期构造形变为近南北(北北东)向的褶皱,主要影响铁矿层形态产状使之更为复杂。矿层的产状、形态受褶皱的控制,局部膨胀、收缩,矿层厚度变化大。

区内除褶皱外,尚有一系列断裂,其中以北北西向与北东向两组断裂最为发育,表现为破坏含矿岩组及其矿层在走向、倾向上的连续性。

(3)岩浆岩

本区西部有山庄加里东期斜长花岗岩岩体,东部有城上多期复式岩体,南部为华力西期黑云母二长花岗岩,并有燕山早期花岗岩侵入。

(4)变质建造

区内变质作用类型主要为区域变质作用,为低级变质程度,变质岩系中板岩、千枚岩发育,变质相属绿片岩相。局部地段由于岩体的热能作用,使变质等级上升为中级变质程度,导致形成云母片岩。变质作用促使原铁矿赋矿层的火山—沉积形成的铁矿物或铁氧化物发生重结晶,多变质形成磁铁矿。

(5)矿床地质

矿区铁矿主要有2层,下部铁矿层赋存于南华纪杨家桥群下坊组下部岩性段,即含磁铁绢云母千枚岩、碳酸盐质假砾岩, 近底部2~5 m范围内,为

含磁铁石英岩,矿层厚0.2~0.8 m,属次要矿层;上部铁矿层位于下坊组下部岩性段之上的条带状磁铁镜铁石英岩、磁铁石英岩、镜铁石英岩、绿泥磁铁石英岩,矿层假厚度4~70 m,为主要铁矿层。

矿区西部铁矿层走向北西,倾向南西,倾角50~70°; 其东部北段铁矿层走向为北北东向, 东部南段铁矿层呈轴向北西的褶曲。铁矿层的产状、形态受褶皱控制,西部铁矿层沿走向北西部形态较简单,多呈带状,局部出现膨胀、收缩;东部铁矿层较复杂,形似“手掌”、“蛇曲”状;在西部与东部铁矿层交汇的南东段,铁矿层最为复杂,铁矿层厚度增大。沿倾向矿层形态复杂,主要有层状、似层状、“S”形、叠“S”形、台阶状、蘑菇状和囊状等。

矿石的金属矿物主要为磁铁矿、镜铁矿,次为假象赤铁矿、 褐铁矿、 黄铁矿; 脉石矿物主要为石英(40%~60%),次为绿泥石、绢(白)云母、方解石、石榴子石等。根据矿石矿物与脉石矿物的不同组合特征,分为磁铁石英岩、绿泥磁铁石英岩、磁铁镜铁石英岩与氧化矿石等四种矿石自然类型。

(6)成矿要素

典型矿床的成矿要素具体见表3。

成矿环境:南华纪华南裂谷海盆北缘浅海台地,南华冰期的间冰期温湿气候,海底火山呈间歇性喷发,后期区域变质变形作用。

表3 杨家桥沉积变质型铁矿床成矿要素

赋矿地层:杨家桥群下坊组的间冰期火山—沉积浅变质岩系—硅铁建造。变质建造:低绿片岩相硅铁建造。

矿质来源:多源(陆源和海源),以海底火山作用为主。

(7)成矿模式

经晋宁运动(约850Ma),扬子、华夏两个古板块碰撞造山,南华纪沿钦—杭结合带南部发生强烈伸展形成大陆边缘裂谷海盆,强烈的超镁铁—镁铁质火山喷发和古陆风化剥蚀作用,为铁矿床的形成提供物质来源;由于海底火山呈间歇性喷发,使地壳不断振荡和海水成分变化,酸碱度(pH、Eh值)时高时低,氧化带与过渡带界线时上时下,致使铁质与二氧化硅等组分有规律变化;南华冰期中富禄间冰期为温湿稳定的浅海盆地,为硅铁质建造形成提供良好的古气候古地理条件,在少部分陆源细碎屑物质的参与下,在海盆适当部位进行较彻底的沉积分异,形成远火山沉积的硅铁建造和新余式条带状贫磁铁矿层(或矿源层)。

加里东运动,地层和铁矿层(或矿源层)发生区域变质变形作用,细碎屑岩系等变质为千枚岩、板岩等浅变质岩系,赤铁矿变为镜铁矿、磁铁矿;褶皱作用造成矿层形态复杂、 “多层矿”的假象,矿层厚度在褶皱转折端增厚、两翼减薄,同一矿层品位与厚度呈正向相关,厚者富、薄者贫。印支—燕山期,主要为动力变质作用,脆性断裂破坏了矿层的连续性以及表生氧化淋滤作用的次生富集。

因此,杨家桥铁矿床为南华纪裂谷期远源火山作用和侵蚀作用—火山硅铁建造沉积作用→区域变质变形作用→成矿后的断裂作用和表生淋滤氧化作用等成矿变化过程,称为新余式沉积变质型杨家桥铁矿床成矿模式(图5)。

3 成矿规律

沉积变质型铁矿床的成矿过程主要为沉积和变质变形两个阶段,其它改造作用对矿体的影响有限。国内外矿床学家对沉积阶段的研究程度较高,并主要集中在原始沉积作用的时限、古构造环境、铁的物质来源等方面[6-8]。变质作用与富矿体的成因关系紧密,常见的模式有次生风化淋滤和深部流体(盆地热卤水和天水的循环交代成因以及变质流体)交代[9-10]。华东地区沉积变质型铁矿总体“南新北老”,成矿过程不同,均经受了强烈的后期叠加改造成矿作用。

3.1原始沉积作用时限

硅铁建造时代的厘定,一般通过矿体上、下盘或其夹层可测定年龄的岩石进行间接定年[2],常用测年方法有锆石U-Pb法、Sm-Nd等时线法和Re-Os等时线法[11]。国内沉积变质型铁矿的年龄主要集中于古太古代(3600~3200 Ma)、中太古代(3200~2800 Ma)、新太古代(2800~2500 Ma)、古元古代(2500~1800 Ma)和新元古代南华纪—震旦纪(800~543 Ma),其中新太古代为成矿高峰期[6]。

华东地区沉积变质型铁矿主要分布于皖北和赣中,皖北地区赋矿地层为霍邱群、五台群、阚集群,对应的年龄均为新太古代❸,而赣中地区沉积变质型铁矿床的赋矿地层为杨家桥群下坊组,其沉积年龄为新元古代南华纪❹。此外,在浙江省和福建省,大致沿政和—大浦断裂分布沉积变质型铁矿床(点),其赋矿地层分别为蓟县系八都群捣臼湾组和中—新元古宇龙北溪组❺❻。

3.2古构造环境

与沉积变质型铁矿成矿相关的古构造环境主要有岛弧作用模式和地幔柱或板底垫托作用模式[8],也有认为陨石雨能形成此类矿床[12]。依据成矿时代和含矿建造不同,沉积—变质型铁矿可分为阿尔戈马型(Algoma)和苏必利尔型(Superior),其中阿尔戈马型(Algoma)与海底火山—热液活动相关,主矿体形成于火山喷发间歇期,岛弧/弧后盆地或克拉通内部裂谷带[13]。苏必利尔型(Superior)形成于大陆架海侵浅海环境,与正常沉积碳酸盐岩层共生,含有极少量火山岩[1]。华东地区沉积变质型铁矿大多与火山活动相关,与阿尔戈马型(Algoma)地质特征相似。

皖北霍邱铁矿床是华北克拉通南缘新太古代沉积变质型铁矿。刘磊等[14]研究发现矿田内班台子铁矿床形成于半深水—深水弧后盆地环境,与赋矿地层周集组和吴集组所指示的半封闭海洋环境相似,同时花园组岛弧中发育基性火山岩❸,说明霍邱式铁矿的原岩沉积应在岛弧的附近区域。赣中新余式铁矿的成矿古构造环境尚无定论,主要原因在于钦杭结合带的构造演化史不确定,但此类铁矿在萍乡—绍兴结合带以南成群产出,赋矿岩系含有南华纪间歇性海底火山活动记录,说明新余式铁矿的形成与扬子和华夏板块的后碰撞伸展过程及其伴随的火山活动紧密相关❹。此外,在政和—大埔大断裂沿线出露的硅铁建造,如龙泉青坑铁矿,赋矿围岩的的原岩为海底火山喷发拉斑玄武岩, 说明矿床的形成与海底火山作用有关。由于沿海一带的沉积变质型铁矿的原始沉积作用时限和空间位置与建阳水吉、丁家山等前寒武纪海底喷流型铅锌矿相近,可能均是闽中裂谷环境下的产物。

3.3铁的物质来源

沉积变质型铁矿的成矿物质来源和如何成矿等问题,目前有三种认识:①深部富Fe2+海水上涌到陆缘浅海盆地和陆棚,遇氧化还原障而沉淀成矿。

图5 杨家桥沉积变质型铁矿床成矿模式图❸Fig.5 Metallogenic models of sedimentary-metamorphic iron deposits in Yangjiaqiao1-大沙江组;2-下坊组;3-古家组;4-含砾千枚状板岩;5-含磁铁石英岩;6-含杂砾凝灰质千枚岩;7-基底地层;8-铁矿层;9-火山

②海底岩浆房加热富铁质火山岩,海水对流过程中萃取Fe和Si等,由于海底减压排泄成矿。③古陆剥蚀后,富铁物质被携带流入海底[15-16]。皖北霍邱式铁矿床矿石的δ34S大多在0.5%0~2.9%0之间,个别6.5%0,李老庄铁矿床矿石的(87Sr/86Sr)i为0.704~0.707,介于上地幔(0.703)与大陆壳(0.719)之间[17],是火山—沉积的标志,说明火山喷发、火山热液、温泉及火山物质的海解提供了主要成矿物质[2]。赣中新余式铁矿的赋矿地层岩石地球化学特征与火成岩相似,发现岩浆成因锆石副矿物,说明成矿物质来源可能与火山作用密切相关④,此现象也存在于东南沿海一带的沉积变质型铁矿中。因此,华东地区几乎所有沉积变质型铁矿的成矿物质是由海底火山作用提供的,但不排除陆源成分的加入,在稳定的海底盆地(如浅海盆地和陆棚),富铁的溶液遇氧化还原障并经沉积分异而沉淀成矿。

3.4变质变形与成矿

由于沉积变质型铁矿成矿时代久远,经历了不同形式和不同时代的地质作用改造,有后期变质变形作用、热液改造作用和次生淋滤作用。

变质作用对矿体的改造主要表现在原生矿物的重结晶和重新组合,且不同级次变质程度具有不同成矿特征,一般在进化的区域变质作用中,铁的活动性增加,而在退化的区域变质作用中,铁的活动性降低,故大型沉积变质型铁矿大多数产于浅变质岩中[18],如赣中沉积变质型铁矿发生了低绿片岩相变质作用,皖北霍邱式铁矿发生了角闪岩相和低绿片岩相变质作用,东南沿海硅铁建造出露的区域也发生了低绿片岩相变质作用。研究表明,原始沉积作用阶段以胶体形式生成的含铁燧石,经变质作用之后,成为含镜铁矿的碧玉岩,最后在稍微还原环境下变质形成磁铁石英岩,使矿体变富[18]。构造变形作用使原生矿体形态、厚薄、贫富变化,如霍邱式铁矿主要受向斜控制,新余式铁矿也被不同形式的褶曲改造,致使矿体呈“掌状”、“蛇曲状”,且矿体在转折端变厚加富,两翼拉薄尖灭,因为在褶皱变形过程中,总伴随着压力变化和热能生成,有利于原始矿层中硅质和铁质发生化学和物理迁移,并在褶皱转折端、节理/劈理交汇部位等低应力区沉淀形成富铁矿[18]。

此外,热液改造作用能形成浸染状矿石,使矿体变富,如霍邱矿田内李家庄铁矿床[17],次生风化淋滤作用会使磁铁矿矿石变为赤铁矿矿石,同时P、S等成分被下渗的大气降水淋滤带走,有害杂质相对减少,从而提高矿石质量。在皖北、赣中和东南沿海一带均较常见。

4 结论

(1)华东地区沉积变质型铁矿占有的铁矿资源量为全区铁资源量的1/3,目前已探明资源储量仍有限,仅在皖北霍邱和赣中新余一带发现大型矿床。

(2)华东地区沉积变质型铁矿的形成与海底火山作用紧密相关,是一种Algmore型硅铁建造。据成矿时代、古构造环境和变质变形程度,沉积变质型铁矿又可分为华北型和华南型,前者形成于新太古代,与古岛弧火山岩相关,发生了角闪岩相、低绿片岩相和混合岩化变质作用,后者普遍形成于新元古代,与裂谷火山岩相关,发生了低绿片岩相变质作用。

(3)华东地区沉积变质型铁矿床(点)形成之后,经后期改造,包括变质变形、热液改造和次生风化淋滤等,致使原生含铁建造或矿体发生巨大变化,如褶曲转折端矿体变富,理顺这些改造过程,有利于区域找矿。

注释

❶南京地质调查中心.华东地区区域成矿规律研究成果报告(内部资料). 2013.

❷安徽省地质矿产局313地质队. 安徽霍邱铁矿报告(内部资料).1991.

❸安徽省地质调查院.安徽省区域成矿规律研究成果报告(内部资料). 2013.

❹江西省地质调查研究院. 江西省区域成矿规律研究成果报告(内部资料). 2013.

❺浙江省地质调查院. 浙江省区域成矿规律研究成果报告(内部资料). 2013.

❻福建省地质调查研究院. 福建省区域成矿规律研究成果报告(内部资料). 2013.

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Metallogenic regularity of sedimentary-metamorphic iron deposits in East China

XIAO Fan, BAN Yi-zhong, SUN Jian-dong, ZHANG Xiang, DONG Chang-chun

(NanjingCenter,ChinaGeologicalSurvey,Nanjing210016,China)

The sedimentary-metamorphic iron deposits(or "BIFs") in the East China are distributed as group in the northern Anhui Province, middle Jiangxi Province and southeast coast,and their reserves approximately account for 1/3 of all iron deposits reserves.Huoqiu-type (Anhui)and Xinyu-type (Jiangxi) are significant BIFs in East China,the former is older than the latter at the metallogenic epoch. Although ancient tectonic environment and metallogenic process of aforementioned BIFs were different, their genetic model can all be classified as Algoma-type iron formation related to volcanism.

sedimentary-metamorphic iron deposit; metallogenic regularity; Huoqiu type;Xinyu type; East China

A

1671-4814(2015)03-179-11

2014-05-18改回日期:2014-08-24责任编辑:谭桂丽

华东地区矿产资源潜力评价与综合研究(资[2013]01-033-004)。

肖凡,1987年生,男,助理工程师,主要从事成矿规律与矿产勘查工作。

P611.3;P618.31

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