四川南江水马门铁矿地质特征及控矿因素

刘　磊，严　冰，李　健

四川南江水马门铁矿地质特征及控矿因素

刘磊，严冰，李健

（成都理工大学地球科学学院，成都610059）

南江县水马门铁矿大地构造归属于扬子地块，位于秦岭造山带和四川盆地稳定克拉通之间的前陆褶皱冲断带。通过对前人资料进行收集、整理及研究，而后又对矿区进行实地考察，初步分析了水马门铁矿的地质特征及控矿因素，并主要得出以下结论：矿区内主要出露地层为元古界火地垭群，在构造上主要表现为强烈的压性特征，片理和近南北向的小规模横断层非常发育，岩浆活动较为频繁，围岩蚀变以矽卡岩化为主；主要控矿因素为岩浆岩和断裂构造；经过初步分析认为该区域铁矿为沉积变质经后期热液迭加改造而形成的铁矿床。

铁矿；矽卡岩化；控矿因素；南江水马门

1　区域地质背景

南江县水马门铁矿位于南江县城NW332°方向直线距离20.57km的四川省南江县杨坝镇境内，在大地构造上归属于扬子地块。其与东面的南大巴山褶皱冲断带一起共同构成位于秦岭造山带和四川盆地稳定克拉通之间的前陆褶皱冲断带，是造山带与盆地之间的过渡带。西面和松潘-甘孜地块之间隔着龙门山造山带。米仓山地区夹持在秦岭-大别造山带、龙门山造山带以及四川盆地之间，其构造和演化受这些块体的制约（见图1）。区域出露地层为元古界火地垭群以及后河群，其中火地垭群主要由一套角岩及大理岩组成，而后河群主要由片岩、片麻岩、粒变岩、混合岩及变火山熔岩组成。区域构造总体呈强烈压性特征，压性片理非常发育，另外近南北向的小规模横断层也比较多。矿区内岩浆岩体也较为发育，主要为雪峰期、晋宁期以及澄江期时的产物。该矿床成因类型属沉积变质经后期热液迭加改造而成，成矿具有多类型、多期次的特点。

图1　米仓山及邻区大地构造简图

2　矿床地质特征

矿区出露的地层为元古界火地垭群上两组；主要构造为压性片理和小规模断层；出露岩体为一套角岩和大理岩；蚀变作用不是很明显。

2.1地层

矿区出露的地层为元古界火地垭群上两组金家河段，根据其含矿性特征和岩石组合特征将该段分为四层，各层岩性由下至上如下。

2.1.1元古界火地垭群上两组金家河段第一层（Ptsj1）

该套地层出露于矿区的西部，主要为一套角岩，在矿区内未见矿化，在F1断层以西按其特征变质矿物分为两个亚层：下亚层（Ptsj1-1）：深灰色柘榴黑云长英角岩、堇黑云和英角岩、透闪柘榴黑云母板岩，岩性单一，在矿区未见底界，厚度＞370m。上亚层（Ptsj1-2）：灰、深灰色黑云长英角岩、角闪长英角岩、透闪黑云斜长角岩。西段于10线到庄子沟一带夹有大理岩透镜体，局部有磁铁矿化，本层岩性单一，厚度72m。

2.1.2元古界火地垭群上两组金家河段第二层（Ptsj2）

出露于矿区的中部，是矿区的主要含矿层，根据岩石组合及含矿性，将其划分为上、下两亚层。

下亚层（Ptsj2-1）：主要由灰、浅灰色含柘榴石、透辉石长英角岩、柘榴石黑云长英角岩组成，其次还有堇青透闪石英角岩、电气石透闪黑云石英角岩、黑云红柱石长英角岩、磁铁矿透辉石角岩等，有时在深部夹有磁铁矿透镜体。该层是矿区主要含矿层的底板，厚度70～80m。

上亚层（Ptsj2-2）：浅灰白色大理岩、磁铁矿尖晶石橄榄石大理岩，矿化橄榄石大理岩夹黑云透辉角岩、钠长黑云透辉角岩，在0～1线夹有厚10～35m左右的变质角砾岩，在大理岩中，或大理岩与角岩之间，含有具有工业价值的磁铁矿体（即下含矿层），厚度2～15m。

2.1.3元古界火地垭群上两组金家河段第三层（Ptsj3）

由浅灰白色大理岩、透辉角岩化角砾岩、黑云石英角岩、石英岩等组成，根据岩性组合分为上、下两下亚层。

下亚层（Ptsj3-1）：灰、淡紫灰、暗紫色透辉角岩化角砾岩（变质角砾岩）夹黑云透辉长英角岩及大理岩之不规则透镜体。角砾岩层中所夹的大理岩透镜体及角岩透镜体，边界清楚，但未见蚀变现象，在CK19、ZK2于相当层中夹有磁铁矿透镜体，本层厚度变化大，0～150m，分布于矿区中部。

上亚层（Ptsj3-2）：分布于矿区中部呈北东向展布，为中含矿层。主要由浅灰白色大理岩，蛇纹石化橄榄石大理岩夹少量黑云母石英角岩，在2线北段还夹有石英岩透镜体，深部于ZK2钻孔中则夹有较多的透辉角岩化角砾岩，大理岩中夹零星磁铁矿透镜体。

2.1.4元古界火地垭群上两组金家河段第四层（Ptsj4）

由灰、深灰色黑云母长英角岩、黑云透辉角岩、斑点状黑云角闪长英角岩、黑云钠长透辉角岩、钙质黑云斜长透辉角岩夹蛇纹石磁铁矿橄榄石大理岩透镜体及磁铁矿透镜体（即上含矿层）。深部大理岩夹层增多，大理岩含少量磁铁矿、镁尖晶石、镁橄榄石，这是矿区普遍皆见的现象。它们大多数为均匀稀散分布，当其含量较多时，则成长纹状或条带状。本层分布于矿区西北部，由于灵官堂石英闪长岩体的侵入而残缺不全，厚度大于184m。

2.2构造

矿区主要构造特点表现为强烈的压性特征，在不同的岩石之间，如大理岩与角岩触带常常见有压性片理存在，其中以Ptsj3-2与Ptsj3-1之间的压性片理带发育，有时宽度可达20～30m，并有石墨化现象。根据剖面及钻孔中地层的对比，它表现为强烈的层间滑动。

近南北向的横断层比较发育，但多数规模很小。在3线与5线之间，根据地表零星露头及1206中段坑道内观察，推测可能存在一南北向的横断层（F1），将含矿带切断，断面倾向东，倾角75°～80°，东盘（上盘）向北推移，断距大约500～600m。另外，在F1北段于新沙公路西侧，见在闪长岩中发育了一组南北向的破劈理，部份地段还具片理，说明它发生在澄江早期石英闪长岩侵入之后。另在水马门河沟西侧花岗岩覆盖下，变质角砾岩与大理岩为断层接触，但未穿越花岗岩。由此推定它又产生在花岗岩入侵之前。据所看到的一组花岗岩脉呈南北走向者，似应受此断裂之控制。

2.3岩浆岩

矿区内部岩浆活动较为强烈，先后经历了四期岩浆活动，分别为雪峰期早期、晋宁期、澄江期早期与澄江期晚期。分述如下：

2.3.1雪峰期早期（γ s24-1）

是该区较早的一次岩浆活动，岩石有变质现象，其岩石为混染花岗岩，分布于庄子沟至夜火石沟一带，呈北东向展布。岩石中主要矿物成份：钾长石40%～45%，斜长石15%～20%，石英20%～25%，普通闪石5%～15%，钠长石10%～15%。岩石为不等粒变余粒状结构，变余花岗结构，蠕英石结构，块状构造。根据蠕英石发育，岩石显然具有混染化现象。

2.3.2晋宁期（γ25-1）

主要岩石为角闪辉长岩，分布于矿区西南角，并侵入于早期花岗岩（γ s24-1）中，它是铜炮寨基性岩体之一部份，岩石中主要矿物成份为：拉长石50%～55%、古铜辉石10%、普通辉石20%，磁铁矿5%～8%，古铜辉石边缘有单斜辉石和普通角闪石交代的现象，在交代过程中析出磁铁矿。岩石具自形～半自形粒状结构、块状构造。

2.3.3澄江期早期（δ ο25-2）

主要岩石为石英闪长岩、闪长岩、辉石闪长岩。分布于矿区北东、北、北西呈“Ω”状包围，将Ptsj4地层钳制于其港湾内。与围岩接触面产状：倾向北北西，倾角70°±。但在大田垭于深部见有向南倾斜（20°～30°）的分枝穿插，将上含矿层拦腰切断。

2.3.4澄江期晚期（γ25-3）

主要表现为花岗岩脉广泛发育，产出方位大致有两组：其一，与地层走向大体一致，倾向北西，倾角40°～50°。其二，走向大致呈南西～北东，倾向并或北北西，倾角一般较缓，在20°±，平面上形态多不规则，剖面上则常由若干条脉构成间距20～30m的脉体群，它们对矿体的破坏很大，常常横切矿体。当花岗岩入侵围岩为大理岩时，有时在外接触带上，具矽卡化。花岗岩岩石主要矿物成份为更长石25%～30%，钠长石15%～20%，石英30%～45%，角闪石5%，黑云母5%，以及少量绿泥石、磷灰石、电气石、榍石等，黑云母多由交代角闪石而来，长石常风化成高岭土。

3　矿体地质特征

在矿区中部发育有规模较大，具有工业价值的磁铁矿体，而在西部和西北部方向发育的磁铁矿体规模较小，且分布零星、散乱，不具备工业价值。

3.1矿体特征

根据矿体赋存层位和空间分布特征可分上、中、下三个含矿层，共含14个矿体。这些矿体受地层控制较明显，一般顺层产出，其产状与围岩一致，矿体与围岩接触界面清楚。矿体形态为凸镜状、似层状、豆荚状等。矿体大小不等，最长280m，一般100～150m；最厚12.33m，一般1.5～2.0m，品味最高61.61%，一般40%左右。

上部含矿层：矿层赋存于Ptsj4地层中，含矿层北东端被石英闪长岩体所截断，南西端被石英闪长岩和花岗岩截断，整个含矿层长400m左右。本含矿层含8个矿体（编号7～14），均为透镜体，呈迭瓦式排列，矿体规模均小。矿体与围岩产状基本一致，总的产状为315°∠68°～70°。矿体一般产于大理岩与角岩的接触带上，或在大理岩、角岩内。

中部含矿层：赋存于Ptsj3地层中，矿体产于大理岩及其与角岩的接触带上，主要有两个矿体（编号5、6），矿体规模小，工业价值不大。

图2　8号勘测线剖面图

下部含矿层：分布于矿区南侧，是本区主要含矿层，它集中了矿区内具有工业价值的主要矿体，赋存于Ptsj2-2地层中，含矿层围岩主要为大理岩，矿层顶板为变质角砾岩，底板为柘榴石黑云母石英角岩。含矿层总厚10～80m，一般为30～38m。主要由四个矿体组成（编号1～4）。各矿体大致平行排列，其产状为：2线以东产状325°～330°∠65°～70°，一般68°左右。各矿体层间间距一般为6～13m。当矿体较厚时，间距较小，为5～6m左右；当矿体较薄时（厚度＜2m），矿层间距较大，为10～13m。

3.2矿石特征

3.2.1矿石矿物成分

矿石中主要金属矿物为磁铁矿，伴生金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、板钛矿，尚有方铅矿、闪锌矿及少量辉锑矿、辉钼矿等。

矿石中主要金属矿物的分布，在下部含矿层中，0线以东以磁铁矿为主，少量磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿，偶见板钛矿。而0线以西硫化物逐渐增多，有时则见以磁黄铁矿为主，如8线（图2）ZK31孔中的1～2号矿体，在上部含矿层中各矿体有的以磁铁矿为主，有的则以磁黄铁矿为主，偶见黄铜矿。

脉石矿物主要以方解石、蛇纹石、橄榄石、透闪石、石英、堇青石为主，其次有少量透辉石、电气石、十字石、柘榴石、尖晶石、矽线石、绿帘石等。在上、中含矿层中之各矿体的矿石中之脉石矿物多以方解石为主及少量橄榄石、透闪石、蛇纹石。而在下含矿层中1、2号矿体矿石之脉石矿物中有较多的堇青石、十字石，而3、4号矿体中局部有柘榴石块体呈团块状不规则分布。

3.2.2矿石结构构造

矿石结构以自形晶～半自形晶粒状结构为主，次为它形晶粒状结构。磁铁矿呈细～粗粒状，自0.05～1.5mm，一般0.2～0.5mm。磁铁矿晶粒之间为脉石矿物充填。有时在磁铁矿晶体中也见有脉石矿物呈包体存在，脉石矿物晶体中也见有磁铁矿包体，前者多为自形晶，后者多为它形晶。

矿石构造大致可分块状构造、条带状构造、浸染状构造三类。矿区主要以块状构造和稠密浸染状构造为主。块状构造多集中于下含矿层之1、2、3号矿体中，而又以东段为主。以西及上、中矿层中除局部有块状矿石外，多以浸染状、稠密浸染状为主，分布无一定规律。

3.3矿体上、下盘围岩特征与蚀变

该矿区的矿体与围岩界线十分清楚，其顶板大多数为大理岩，底板为角岩。上含矿层有顶、底板均为角岩，下含矿层有顶、底板均为大理岩的情况。矿体中夹石以大理岩为主，一般与矿体关系较密切的是大理岩，其中含较多的变质矿物：镁橄榄石、尖晶石、蛇纹石及磁铁矿等。它们的集合体有时呈条纹、条带状分布，颜色亦较深，为浅灰～灰色，不含矿的大理岩，大多为灰白～纯白色。

矿区内围岩蚀变一般不明显，仅在少数钻孔中见到柘榴石矽卡岩化。在地表当花岗岩穿切大理岩时，在局部地方发生矽卡岩化。

4　矿床成因类型

4.1控矿因素

4.1.1岩浆岩控矿

岩浆岩中比较重要的一种控制铁矿作用就是钠化去铁作用，钠化发育在近矿闪长岩中，表现在单层磁铁矿之间蚀变闪长岩夹层，岩石具褪色现象就是钠化去铁作用的反应。通过对未蚀变闪长岩和蚀变闪长岩含铁量进行统计，未蚀变闪长岩全铁平均含量6.22%，铁质减少40.5%。显而易见，岩石在钠化过程中发生了明显的去铁作用，这给磁铁矿床生成提供了物质来源。同时，岩浆热液活动又对成矿物质的活化、迁移、交代及富集叠加起了关键的促进作用。此外，闪长岩中Fe3+/ Fe3++Fe2+比值为0.56~0.96，大于0.5反映岩体对成矿有利，在半开放系统内，pH高的外界环境因素下，铁很容易与氧结合形成磁铁矿。

4.1.2构造控矿

米仓山基底隆起经历了漫长的地质年代，长期的地质历史演变和多次构造运动，使得附近一带褶皱和断裂极为发育，岩浆活动极为频繁，给磁铁矿的生成和富集提供了有利的构造条件。水马门铁矿矿区内近南北向的小规模断层发育，不仅为导矿、容矿提供了良好的空间，而且也为成矿热液活动提供了通道和蓄积场所，从而直接控制着矿体的形态、产状和规模。

4.2矿床成因类型

研究区铁矿床产于元古界火地垭群上两组大理岩及一套角岩中，矿体具有一定的赋存层位，与围岩界线清楚，矿体中条纹或条带与层理一致。与矿体有关的围岩蚀变不强烈，原定的矽卡岩应为含柘榴石角岩。此层在横向上虽有所变化，但出现的矿物均不具矽卡岩矿物之组合特征。从矿石的结构构造特征看，均未见到典型的磁铁矿交代脉石矿物的现象，总是发现它们互成包体，都是属于变成矿物，矿石中普遍含锰较高，显示了沉积的特点。而矿石中的磁黄铁矿则可能与后期矽卡岩有关，磁黄铁矿分布不普遍，当它比较多的时候，矽卡岩也发育，而且在镜下，可见磁黄铁矿交代磁铁矿的现象。矿区内的岩浆岩对矿体起着破坏作用。故而该矿床应属于沉积变质经后期热液迭加改造形成的铁矿床。

5　找矿标志

通过对工作区地层、构造、岩浆岩的分析，阐述了工作区铁矿床的控矿因素，并分析概括了矿床成因类型，具体的找矿标志有：

1）构造：极为发育的近南北向的横断层是铁矿体的赋存场所。

2）地层：元古界火地垭群上两组金家河段第二层（Ptsj2）地层分布区是寻找该类型矿体的有利地区。

3）蚀变：矿床蚀变类型主要为矽卡岩化，是有效的找矿标志。

4）铁帽：铁帽是原生矿氧化带的产物，往往呈褐色、桔红色，风化多为土状、蜂窝状，是找矿的地表直接标志。

[1] 孙东. 米仓山构造带构造特征及中-新生代构造演化[D].成都：成都理工大学,2011.

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[5] 姚凤良, 孙丰月. 矿床学教程[M]. 北京: 地质出版社, 2006: 163～165.

Geological Features and Ore Controls for the Shuimamen Fe Deposit in Nanjiang, Sichuan

LIU Lei YAN Bing LI Jian
（College of Earth Science， Chengdu University of Technology，Chengdu610059）

The Shuimamen Fe deposit in Nanjiang， Sichuan lies in the foreland fold-and-thrust zone between the Qinling orogenic belt and the Sichuan basin. This paper deals with geological features and ore controls for the Shuimamen Fe deposit. The study indicates that strata exposed in the ore district belongs to the Proterozoic Huodiya Group characterized by development of longitudinal cross faults and magmatism and skarnization and Fe orebodies are controlled by magmatic rock and fracture structure. The Fe deposit is a sedimentogenic metamorphic one.

Shuimamen Fe deposit； skarnization； ore control factor；Nan Jiang

P618.31

A

1006-0995（2015）03-0334-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.004

2014-05-08

资源勘查工程专业教育部卓越工程师教育培养计划项目（编号：13z002-07）；“卓越计划”背景下资源勘查工程专业实践教学体系的建设与改革（编号：13JGZ16）

刘磊（1993-），男，四川乐山马边人，本科生，成都理工大学地球科学学院资源勘查工程系（固矿）