广东省茅岭铁矿地质特征、成矿规律及找矿方向

2016-09-15刘峤

西部探矿工程 2016年2期

关键词：黑云母矽卡岩岩性

刘　峤

（广东省核工业地质局二九二大队，广东河源517001）

广东省茅岭铁矿地质特征、成矿规律及找矿方向

刘峤*

（广东省核工业地质局二九二大队，广东河源517001）

从茅岭铁矿的地质特征出发，发现矿床成矿物质来源主要来自母岩体的碱交代作用和自变质作用，成矿流体在石背岩体接触带构造局部凹陷部位富集成矿，并对石背岩体成矿序列进行了简单分析。根据对这些规律的总结，提出了矿床及外围找矿勘探的几点建议。

茅岭铁矿；地质特征；成矿规律；找矿方向

广东茅岭铁矿床地处河源连平、东源和韶关新丰三县交界的山区，行政区划分属于东源县管辖。

1　区域地质背景

茅岭铁矿位于华南大陆向南突出的边缘地带，濒临南海。地质构造上基本受北东向华夏—新华夏系扭动构造体系的控制。紧邻南部为东西向复杂构造岩浆带，有佛岗—新丰花岗岩横亘东西。

1.1地层与岩性

区域出露地层有寒武系、泥盆系、三叠系、侏罗系、白垩系地层（图1）。

寒武系（∈）主要为一套浅变质细砂岩、粉砂岩、炭质板岩、硅质岩、千枚岩、炭质页岩等。

泥盆系（D）主要岩性底部为砾岩、砂岩、细砂岩，中上部为白云质灰岩、白云岩、生物碎屑灰岩、泥质灰岩粉砂质灰岩、泥质页岩及砂质页岩互层，上部为砂岩、页岩及钙质砂岩、石英砂岩。

三叠系（T）主要岩性为泥岩、泥质页岩、粉砂质页岩夹中—细粒石英砂岩，绿泥石砂岩。本段赋存大顶式鲕状赤铁矿、矿层与围岩普遍含磷质。上部粉砂质泥岩与泥页岩互层，中部泥岩夹薄层粉砂岩、透镜状白云质灰岩、泥质灰岩，含炭质、凝灰质较多，下部粉砂岩与砂质泥岩互层，砂质泥岩中含少量凝灰质晶屑，富硅锰质，局部夹磷质结核，具明显条带状构造。下部受低级变质作用，局部变为石英岩、角岩、板岩、变质砂质泥岩。该地层普遍发生矽卡岩化、大理岩化，为大顶式铁矿的主要赋存层位。

侏罗系（J）主要岩性为条带状泥质砂岩、砂质泥岩、石英砂岩、长石石英砂岩夹紫灰色凝灰岩、凝灰质砂岩、粉砂岩、砂质泥岩、泥质页岩互层，偶夹褐铁矿扁豆体。中上部常见有安山—辉绿质中基性次火山岩或浅成侵入岩。

白垩系（K）主要岩性为紫红色砾岩夹砂岩透镜体，砂岩、泥质页岩夹凝灰质粉砂岩、砂质泥岩及长石石英砂岩、紫红色火山角砾岩夹凝灰岩。

1.2地质构造

1.2.1褶皱构造

区内开阔的次级褶皱大致呈北东向展布，矿区位于石背穹窿构造的南西侧，茅岭背斜的北西翼。北部有石坑—铁帽顶背斜，南部有茅岭背斜。

茅岭背斜轴线穿过茅岭村，总体走向NE68°，背斜长约3km，宽约0.3～1km，二翼倾角10°～40°。其两翼和核心均为三叠系上统艮口群地层（T3gn）组成。

1.2.2断裂构造

矿区范围内未见较大的断裂构造。断裂构造主要分布于矿区东部矿山头到船底窝一带以东地段，按断裂的走向主要可分为NWW、近EW向2组。

1.3岩浆岩

石背岩体位于佛岗岩体北东侧，为燕山三期［γ52（3）］的侵入体，岩性主要为斑状黑云母花岗岩，以石背岩体岩向西的延伸部分为主，另有少数后期细粒花岗岩脉，南部有英安岩、石英斑岩、北部有辉绿岩、煌斑岩等脉岩。

石背岩体岩性为斑状黑云母花岗岩，具斑状结构，基质具有中细粒花岗结构，主要成分石英30%～40%，斜长石5%～10%，更长石、钾长石40%～50%，黑云母5%，副矿物有锆石、榍石、金红石、钛铁矿等含量小于1%，含锡0.01%～0.025%。岩体蚀变主要为钾长石化、绢云母化、绿泥石化、方解石化、白云石化。除蚀变以外仍可见细粒花岗岩穿插粗粒斑状黑云母花岗岩现象，说明为不同期次活动的复合岩体。

1.4矿产

茅岭铁矿属于大顶铁矿田一独立矿床，大顶铁矿田包括大顶铁锡多金属矿床、茅岭铁锡矿、桂林铁锡多金属矿床、白沙楼钨锡多金属矿床、大席铁钼多金属矿床等。

2　矿床地质特征

2.1地层和岩性

矿区出露的地层较单一，除第四系残积层外，主要有三叠系上统艮口群［2］的第二岩性段（T3gn2）和第三岩性段（T3gn3）。

①第四系残坡积层（Q4al）：分布于山坡地地表，由黄色、褐红色砂质粘土、砂及岩屑等组成，表层受腐植质影响呈黄灰色，植被发育，一般厚度0.5～3.0m。

②三叠系上统艮口群第二岩性段（T3gn2）：主要出露于矿区的南部，为一套厚层状石英砂岩夹薄层细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩，分选良好。经变质后为石英岩、角岩，局部夹透镜状矽卡岩。

③三叠系上统艮口群第三岩性段（T3gn3）：大面积出露于矿区内，泥岩、粉砂岩、石英砂岩夹透镜状白云质灰岩、泥质灰岩，普遍遭受强烈的矽卡岩化、角岩化和大理岩化等，总厚度280～500m，为矿区主要含矿层。

2.2岩浆岩

出露于矿区的东部，为石背岩体的一部分，岩性主要为中粒黑云母斑状花岗岩、中细粒花岗岩。

中粒黑云母斑状花岗岩［γ52（3）-1］：矿物成分主要由石英、钾长石（正长石、条纹长石）、斜长石和黑云母组成；次生矿物有绢云母、绿泥石和高岭土；副矿物有磷灰石和针状金红石，绿泥石交代的黑云母表面析出黑色铁质。

中细粒花岗岩［γ52（3）-2］：矿物成分主要由石英、钾长石、斜长石和少量黑云母组成；次生蚀变矿物有绢云母、绿泥石和高岭土、碳酸盐；金属矿物有少量微粒磁铁矿。

2.3构造

矿区位于茅岭背斜NE翼，地层走向NEE，倾向NW，倾角10°～40°。矿区范围内断裂构造不发育，只有NE向构造一组，断裂构造规模1～1.5m，构造岩为碎裂岩。构造面可见明显的蓝铜矿化和黄铁矿完整晶体，摩擦面清楚，上盘南西走滑、下盘北东走滑。力学性质属走滑正断层。构造产状120°～140°∠55°～70°。

3　矿体地质特征

3.1矿体特征

矿体赋存于三叠系上统艮口群第三岩性段（T3gn3）白云质泥炭岩底部的矽卡岩中。矽卡岩呈暗黄绿色，主要由透辉石、石榴子石、绿帘石、阳起石、绿泥石、石英等矿物组成。

矿体在平面上呈带状产出，走向NE65°～75°，倾向NWW，倾角34°～38°。在剖面上呈似层状、透镜体状，产状与围岩基本一致。矿体的TFe品位34.98%～57.08%，平均42.03%，伴生元素Sn平均品位为0.15%。

圈定矿体V1、V2、V3、V4四个，赋存标高340～570m，其中：

V1号矿体出露长240m，赋存标高365～525m，矿层平均水平厚度3.12m。325m标高以下为中细粒花岗岩γ52（3）-2，该矿体目前已基本采空。

V2号矿体位于V1号矿体西侧，出露长180m赋存标高395～565m，矿体呈似层状产出，长约170m，走向NE65°～75°，倾向NW，倾角35°～38°，平均水平厚度2.85m。

V3号矿体位于V1号NW侧，地表无出露，为隐伏矿体，赋存标高340～475m，矿体呈似层状产出，长约440m，走向50°～65°，倾向NW，倾角色36°～38°，平均水平厚度2.63m。

V4号矿体位于V3矿体NW侧，目前已控制的标高470～560m，矿体呈似层状产出，长约260m，倾向NW，倾角34°～36°，平均水平厚度1.65m，该矿体目前已基本采空。

3.2矿石特征

磁铁矿呈浸染状、星点状、团块关、细脉状、脉状、似条带状不均匀分布于矽卡岩中，矿与非矿无明显的界线。

矿石以自形晶粒状结构为主，矿石的构造以致密块状构造为主，次为似条带状、细脉分散状、浸染状构造。

矿石中的金属矿物主要为磁铁矿，次为锡石、毒砂、褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉钼矿等。矿体地质简图见图2。

4　成矿规律

根据各矿体的附矿特征，可以发现以下成矿规律：

（1）矿体受石背岩体上侵时形成的穹窿构造的局部凹陷部位控制，矿体的形态、产状与侵入接触面产状基本一致。矿体露天开采断面示意图见图3。

（2）成矿物质来源：推测矿质主要来自母岩体，成矿方式有2种：一种是有资料表明石背岩体具有含Fe、W、Sn、Mo含量高的特征，是矿体的形成的重要物质来源［1-2］。中粒黑云母斑状花岗岩黑云母含量可达到5%～10%，而接触带中细粒花岗岩黑云母含量不到1%，黑云母自变质作用形成白云母过程中有铁质析出现象（图4）。岩体边缘相的暗色矿物中铁在岩体自变质作用过程，从载体脱离，被活化转移，在侵入接触部位交代成矿。另一方面含矿侵入体在热液参与下与围岩发生双交代作用（图5），矿石呈交代残余结构，形成于矽卡岩有关的磁铁矿化。

图4　黑云母自变质作用形成白云过程中铁质析出（+）

（3）成矿流体：目前尚缺乏该地区包裹体和同位素研究资料，从该区围岩蚀变特征可以判断碱交代作用与透辉石矽卡岩磁铁矿关系密切。岩体接触带中细粒花岗岩因钠化而强烈褪色，斜长石和钾长石被钠长石交代，蚀变过程中有铁、镁、钙及钾的析出，铁质以（K，Na）［Fe（Cl，F）4］、（K，Na）2［Fe（Cl，F）4］、Na［FeCl（OH）］8等络合物形式转移［3］，在接触构造部位富集成矿。初步判断其成矿流体化学性质属H2O-NaCl-CO2［4］。

（4）侵入接触构造体系［5］：该地区侵入构造体系按形态主要是波状和顺层贯入两种，按性质属于混染接触带，具明显的同化混染作用，与围岩界线不清晰。矿体主要赋存在接触带外带矽卡岩、角岩带中，矿体形成与侵入接触构造带关系密切，当富含水的岩浆侵入就位后，或地下热水在接触带附件汇聚时，空隙、孔洞甚为发育的接触带就是成分热液活动的有利空间。

（5）成矿系列讨论［6］：富含多金属元素的石背岩体，上侵时形成的穹窿构造在岩体顶部和周围形成一系列张性裂隙，多金属元素从岩浆中分离进入流体相，含矿热液继续向上贯入，按成矿温度会形成一系列多金属矿床。现有勘查探明的矿床包括：中高温热液矿床（茅岭、大顶、桂林等热液接触带型铁矿，白沙楼热液充填石英脉型黑钨矿，大席矽卡岩型铁钼矿）、中低温热液矿床（鹿湖嶂铅锌矿）。