广东省信宜市亚婆髻顶铁矿地质特征与成矿机制探讨

2016-09-18罗先星李厚洪

西部探矿工程 2016年7期

关键词：片岩绿泥石云母

曾　斌，罗先星，李厚洪

（广东省地质局第六地质大队，广东江门529040）

广东省信宜市亚婆髻顶铁矿地质特征与成矿机制探讨

曾斌*，罗先星，李厚洪

（广东省地质局第六地质大队，广东江门529040）

通过已查明的信宜市亚婆髻顶铁矿的成矿地质特征，分析研究其矿床类型及成因机制，对指导该地区寻找类似矿床具有重要的意义。

矿床地质特征；成矿机制；变质铁硅建造铁矿床

1　区域地质背景

矿区地处粤西云雾山褶隆与罗定断陷南西侧边缘的接合部位。区域出露地层主要有奥陶系中上统三尖群（O2-3sh）、志留系下统连滩组（S1l）及泥盆系中上统（D2、D3）的浅海相碎屑岩。受罗定断陷南西边缘断裂控制，本区近东西盖层褶皱及断裂发育。岩浆活动相对微弱，仅见燕山第四期侵入的花岗岩体呈岩株状零星分布。

本区区域变质作用较强烈，奥陶及志留系碎屑岩普遍经受片岩化变质。此外富钙岩层的矽卡岩化作用亦较发育。

2　矿区地质特征

2.1地层

区内出露地层，为奥陶志留纪片岩系，这些片岩在颇大的程度上受变质较深，变质作用有区域变质，使得原来的页岩砂岩变质成云母片岩或石英片岩等。另一种为接触变质作用，使泥灰岩变质成矽卡岩，含钙质的砂岩或粉砂岩变质成钙硅角岩。

岩层产状总体较稳定，倾向SSW-SSE，倾角25°～70°不等，个别直立，局部平缓到7°的，其中矿区各部分的产状是：东部岩层倾向185°～180°，倾角25°～90°，西部岩层倾向175°，倾角40°～70°，以45°～40°最多，在白马头倾向轴向SE45°-SSE，在矿区北部及黄竹顶由于褶皱关系也有倾向北的，主要地层有：

（1）绢云母片岩：出露于矿区北部及南部的黄竹顶，灰绿色，风化后呈紫白色或红褐色。岩石成份以绢云母为主，及少量的石英（5%～10%左右），其中有少量自形磁铁矿和微量柱状电气石，鳞片状黑云母、锆石、金红石，钒钛矿等呈星点状散布，石英时而呈颗粒状散布在云母中间，时而成豆状集合体存在于绢云母中间，白色石英脉呈串珠状和粒状沿片理充填。岩石因受力作用形成波状褶曲和褶曲片状构造。

（2）石英岩：黄白色中至细粒石英为主，次为长石及白云母。花岗变晶结构，状块构造。

（3）斑点绢云母黑云母片岩：出露于矿区北西面呈灰色或灰绿色矿物以黑云母为主，次为石英（35%左右）及少量的自形粒状磁铁矿（1%）颗粒直径0.3mm，微粒的电气石及绿泥石，部分绢云母和少量石英组成斑点，其大小2～4mm。

由于云母呈鳞片状定向排列，且是显微褶曲和含有大量斑点一矿物集合体，因此岩石呈显微鳞片变晶结构和斑点皱纹片状构造。

（4）石英绢云母片岩：灰绿色岩石主要由致密鳞片绢云母和小量石英（15%）组成。其中含少量黑云母、绿泥石、自形磁铁矿和微量柱状电气石、金红石、钒钛矿、锆石、红柱石、斜长石等星点散布，也有颗粒直径一般为0.1mm左右的绢云母和石英分别组成透镜状平行排列，透镜状石英集合体是由大小不等粒的石英分别组成条带状构造。岩石因受侧压力作用，具片状褶曲构造及片状构造，由于受风化作用。黑云母多已退色，并析出铁质。

（5）石英透辉石角岩：微带绿色的灰白色，致密坚硬。由石英及透辉石组成，含少量的硅灰石黑云母、锆石、磁铁矿、绿泥石、钾长石、白钛矿等，压碎现象和强烈的波状消光。一般矿物在0.5mm左右，相互之间呈溶蚀接触，因此构成了显微花岗变晶结构。由不同成份组成了平行条带，相互构成了条带构造。

（6）结晶灰岩：呈透镜状，白色灰黑色，致密块状，花岗变晶结构，见有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿，呈不规则小脉沿灰岩裂隙充填交代。含量微，没有工业价值。

（7）石英石墨片岩：灰黑色及灰白色，岩石主要以炭质—石墨为主。呈极细的质点和不规则微粒呈鳞片，微粒不规则状。石英次之，约占35%～40%。其中含有微量的电气石、锆石。石墨为主炭质较少。它们和大量石英密切交生在一起，由于石英成极薄的透镜状，与微鳞片状石墨定向排列，呈显微鳞片花岗结构，平行片状构造。

2.2构造

本区位于双德倒转复向斜，倾伏部份，略靠南翼，本区以北东东至北西向褶曲为主，小的断裂及节理为次之。

（1）牛围—太平倒转轴向斜，轴向东西并向东倾伏，轴部岩石为石英，石墨片岩及绢云母石英片岩和石英绢云母片岩。绢云母片岩等，向西翼为绢云母片岩。

（2）次一级的褶曲主要为黄竹顶连续褶曲，位于白马头到黄竹顶山顶上，轴向NE85°，岩石由于向斜及背斜关系，倾向南及北，倾角7°～72°不等。

（3）牛围背斜，轴向NE85°，北翼岩石倾向北东东，倾角由15°～71°不等，南翼倾向南西西，倾角48°～76°不等。

2.3岩浆岩

（1）片麻状花岗岩：成舌状分布于矿区东部，由白马头向南，沿片理侵入围岩中，灰色—灰白色，片麻状构造，具变余斑状，碎斑状结构，基质具显微花岗变晶结构，矿物成份以钾长石、钠长石、石英为主，其次有黑云母、钙铁辉石石榴子石、锆石、阳起石、绿帘石、磷灰石、绢云母及微量斜长石等，岩石为曾受动力作用和蚀变及变晶作用的岩石，矿物具重结晶和定向排列，黑云母多环绕大颗粒石英，钠长石分布，形成片麻状构造特别明显。

（2）花岗斑岩：出露于矿区最西部，岩性略带红之白色，主要矿物由钾长石、钠长石、石英，次要矿物黑云母及微量的锆石、磷灰石、磁铁矿、屑石、普通角闪石，岩石是由斑晶和基质组成，斑晶主要为钠长石和石英，其次为少量已分解的黑云母，皆为自形，一般粒径0.5～2.5mm，基质主要为钾长石，石英的球粒状的连晶，其次为微粒片状黑云母和微量锆石等。岩石中的钾长石微具泥化，钠长石微具泥化和绢云母化，黑云母多为绿泥石交代，并析出有次生的白钛石和绿帘石。

3　矿床地质特征

矿区发现的金属矿物有磁铁矿、锰矿、锡矿。其中仅磁铁矿可以圈定出工业矿体，锰矿、锡矿局部以铁矿的伴生组份产出。所以矿床地质部分以铁矿进行叙述。

3.1矿床类型

本区磁铁矿床铁矿体，呈层状、似层状产于绢云母、绿泥石片岩中，与磁铁矿石英岩、透辉石矽卡岩共生，属于变质铁硅建造铁矿床，由磁铁矿石英岩、磁铁矿矽卡岩、含锰矽卡岩及风化褐铁矿等矿石组成。

3.2矿体简述

本区以矿区中部近东西向冲沟及中部的花岗片麻岩为界，分划为南北2个矿段，南段自东而西圈定出V1-V6号等6个矿体。北段圈定出V7-V13号等7个矿体，它们彼此呈近东西向斜列产出，矿体与矿体之间的平面距离一般大于200m。其中南段矿体走向由中部的近东西向西偏转成北西西向。而北段矿体由中部往东，则偏转成北东东向，所以，矿带总体呈向南突出的弧形展布。现按工程控制程度较高的V8号、V13号矿体为例进行分述。

8号矿体：出露于矿区北部，即V9号矿带的南侧，距V9矿体的平面距离平均约250m，最远距离270m，经地表100m间距探槽揭露，地表矿体长度大于1500m，根据地面磁异常测定，V8号矿体往西方向，尚有500～1000m的反映，往东则延伸出区外300m，矿体出露标高最高点为TC-61附近，标高为658m，出露标高最低点为矿体西段8D5剥土探槽附近，标高为493m，相对高差有165m，矿体倾斜延伸经钻探工程控制大于100m，揭露的矿体与围岩界线清楚，产状稳定，矿体厚度5.01～19.31m，平均8.66m，TFe品位一般16.15%～25.63%，平均24.37%，矿体产状：倾向165°～180°，倾角一般70°～40°。

13号矿体：出露于北矿带的东部，与托盘垌矿龙头矿带相距500m左右，而且2个矿体走向相同（近东西向），长度相当（托盘垌矿龙头矿带已开采18年，地表以下100m已采空，目前勘探地表以下100～200m的矿段，经钻探查证，不仅铁矿尚好，且孔孔见到锡矿，含锡达0.1%～0.3%）。经地表100m间距探槽揭露，地表矿体长度大于500m，根据磁测异常反映，本矿带往东方向延出区外，往西尚有500m的反映，矿体出露标高最高点在剥土13D10处附近，标高为395m出露最低点是在森木河沟中，标高为340m，相对高差为55m，矿体经钻探工程控制，倾斜延伸超过200m。本矿品位不高一般为TFe16.34%～33.87%，平均24.77%，矿体厚度一般3.00～10.00m，平均6.54m，矿体产状稳定，倾向南，倾角30°～62°。

3.3矿石矿物成分

矿区磁铁矿石中发现的金属矿物有磁铁矿、镜铁矿、假象赤铁矿、锡石、闪锌矿、方铅矿。脉石矿物石英、石榴子石、阳起石、绿帘石、透辉石、透闪石、黑云母、斜长石。次生矿物：褐铁矿、软锰矿、硬锰矿、绿泥石、绢云母等。

矿物特征：

磁铁矿：灰色、铁黑色。稠密浸染状、条带状或自形等轴粒状。局部交代矽卡岩或黑云母现象，部份石英沿磁铁矿间隙充填交代。局部被赤铁矿交代呈褐色，具片状。

赤铁矿：细晶质，长条形，有时为板状，一般呈浸染状交代磁铁矿。

褐铁矿：大部分为交代矽卡岩而成，疏松褐色土状，含锰时，一般呈褐黑色。

软锰矿：褐色或黑色，一般为石榴子石矽卡岩风化析出，粉末具磁性。

镜铁矿：钢灰色，金属光泽，一般呈片状集合体，具磁性。

石榴子石：棕色或棕褐色，常呈大小不等粒自形之菱形十二面体产出，粒径一船为0.15～2mm，风化后呈土状，析出铁呈褐铁矿（硬锰矿）。常在磁铁矿石中呈交代残余产出，分布较广。

透辉石：暗绿色，呈柱状或等轴状，常被磁铁矿或绿帘石、阳起石交代，为本区铁矿石中主要的脉石矿物。

阳起石：灰绿色，呈放射状及束状集合体，交代透辉石及被磁铁矿所交代。

绿帘石：黄绿色，呈粒状及柱状，致密块状，常与石榴子石形成条带，并交代透辉石现象。

其它矿物如闪锌矿、方铅矿、锡石、斜长石、绿泥石等较少见。属于微量伴生矿物。

矿物共生组合类型：

磁铁矿矽卡岩型矿石；金属矿物主要有磁铁矿、少量镜铁矿、微量锡石、闪锌矿、方铅矿，脉石矿物主要有石榴子石、透辉石，其次有阳起石、绿帘石、石英、云母绿泥石等。

含锰褐铁矿：金属矿物主要为次生褐铁矿、软锰矿，其次为磁铁矿、假象赤铁矿、硬锰矿，脉石矿物为阳起石、透辉石、石英、绿泥石等。

磁铁矿石英岩：金属矿物为磁铁矿，脉石矿物为石英、绢云母、少量绿泥石。

前述3种矿石类型，以云母石英磁铁矿为主，含锰褐铁矿分布于近地表部分，往深部过渡成磁铁矿矽卡岩型矿石和磁铁矿石英岩型矿石。

3.4矿石化学成分

本区磁矿体中地质工作程度较高的V8号矿体，其铁矿石TFe16.15%～25.63%，平均24.37%，V13号矿体铁矿石TFe品位21.16%～33.87%，平均25.43%，故铁矿石为贫矿，此外，V8、V9、V13矿体中的石英及矽卡岩的磁铁矿进行组合分析，其杂质含量见表1。从表中显示，同类型矿石，杂质含量差异不大，矽卡岩及石英磁铁矿含磷皆为0.26%～0.36%，含Mn5.39%～9.21%，而SiO2含量均在32.38%～35.08%，故本区铁矿杂质含量均在有害组分的允许值。

表1　铁矿组合分析结果表

3.5矿石结构、构造

矿石结构：矿石中磁铁矿结晶程度的差异，形成不同类型矿石结构，主要有他形—半自形晶粒状结构，其次为半自形—自形晶粒结构，隐晶质结构。

矿石构造：主要有块状构造、条带状构造、星散状构造及片状构造。

块状构造：常为隐晶质磁铁矿的集合体组成，另外为脉石矿物透辉石，石榴子石等。

条带状构造：为矿区铁矿石主要构造类型、磁铁矿呈数公分厚与透辉石、石榴子石等矽卡岩矿物相间产出。

星散状构造：磁铁矿呈星散粒状产于石英岩或矽卡岩中。

片状构造：磁铁矿产于绢云母、绿泥石片岩中，构成片状构造。

3.6矿石类型

本区铁矿床、矿石类型有矽卡岩磁铁矿、云母石英磁铁矿及两者近地表的氧化物；褐铁矿石。以云母石英磁铁矿石为主。

矽卡岩磁铁矿石：金属矿物主要有磁铁矿，脉石矿物为透辉石、石榴子石，少量镜铁矿，局部见黄铁矿、闪锌矿、方铅矿等硫化物，其次为石英、阳起石、绿泥石。

褐铁矿石：分布于地表及浅部，由矽卡岩磁铁矿或矽卡岩风化而成。主要金属矿物为褐铁矿、含锰（软锰矿、硬锰矿）为特征，往深部过渡为矽卡岩磁铁矿。

云母石英磁铁矿：由绢云母石英和磁铁矿组成。

矿石主要结构、构造类型，划分为块状、条带状片状矿石。

矿区铁矿石中TFe平均品位23.13%，而mFe对TFe的占有率为89.86%，所以，矿区铁矿石属于需选的弱磁性贫铁矿石。

3.7矿体围岩

本区磁铁矿体呈条带状、透镜状或扁豆状产于绢云母石英片岩或矽卡岩带中，而含矿矽卡岩又存在于绢云母、绿泥石质片岩中，而矿体顶底板围岩一般为绢云母石英片岩或矽卡岩。

绢云母石英片岩：由粒状石英和片状云母组成，含少量绿泥石，方解石。

石榴子石矽卡岩：由粒径0.15～3mm左右的石榴子石、石英组成，少量透辉石，呈短柱状，被后期石英充填包围。

绿帘石矽卡岩：由粒状、柱状绿帘石所组成，含少量石英、石榴子石。

透辉石矽卡岩：主要为柱状、等柱状透辉石组成，含少量云母、斜长石、绿泥石，后者与透辉石平行状分布，构成平行条带状构造。

透辉石、阳起石矽卡岩：阳起石交代透辉石，并残留未交代透辉石、阳起石呈束状集合体。

前述矽卡岩往往相对集中组成条带状分布，其中透辉石与绿帘石组成条带，石榴石与绿帘石组成条带相间产出。而成矿作用对围岩的选择，磁铁矿富集与否，与组成矽卡岩的成份有关，一般透辉石被交代者，则磁铁矿化较集中，但单一的纯透辉石矽卡岩，则磁铁矿化较差。石榴子石、绿帘石矽卡岩中，磁铁矿呈星散状，故矿化较差。

4　矿床类型研究

本区磁铁矿床铁矿体，呈层状、似层状产于绢云母、绿泥石片岩中，与磁铁矿石英岩、透辉石矽卡岩共生，属于变质铁硅建造铁矿床。

基本上查明了主要矿体V8号、V13号等矿体的形态、产状，该矿体产于奥陶—志留系变质片岩中，矿体顺层产出，铁矿石的贫富，厚度变化与岩性蚀变程度有关，一般透辉石被交代者，则磁铁矿矿石TFe品位变富，厚度增大。

磁铁矿体矿石物质成分已基本查明：金属矿物主要为磁铁矿，非金属矿物有透辉石、石榴子石、绢云母、石英。其次有阳起石、绿帘石、绿泥石等。

矿石共生组合类型主要为磁铁矿云母石英片岩型矿石，含锰褐铁矿石分布于浅部及地表，往深部过渡成磁铁矽卡岩，及磁铁矿石英岩。

矿石化学成分：TFe18.34%～25.24%，全区平均24.56%。杂质元素含量不同矿石类型差异较大，云母石英型磁铁矿和矽卡岩型磁铁矿石有害组分含量一般不超标，而地表及浅部的褐铁矿石，锰含量局部达5.39%～9.21%，磷含量0.26%～0.36%，磁铁矿矿石中mFe含量占TFe含量的89.86%，属于需选的磁性贫铁矿石。