大顶铁矿南部矿带多金属矿床地质特征及矿床成因

曹志良



大顶铁矿南部矿带多金属矿床地质特征及矿床成因

曹志良

（广东省有色地质勘查院，广东 510080）

通过对广东大顶铁矿田南部矿带多金属矿床地质特征的综合研究，总结和探计了该区多金属矿床的控矿因素、成矿规律及矿床成因。经研究表明，该区钨锡矿床为岩浆热液接触交代矽卡岩型矿床，铁矿床为海相沉积-热液改造型变质矿床，铅锌银矿床为岩浆热液交代充填型矿床。

地质特征；矿床成因；矽卡岩；大顶铁矿

广东省东源县-连平县大顶铁矿田南部矿带多金属矿区（以下简称矿区）位于东源县城332°方向，直距56㎞。矿区西部地段属河源市东源半江镇管辖，东部地段属河源市连平县油溪镇管辖。该矿区周围分布着众多规模大小不等的矿床。2004年至今，广东省有色地质勘查院在该矿区开展了一系列普查和详查找矿工作，通过地表工作及深部钻孔揭露，在三叠系上统大顶组第三段（T3dd3）地层中发现2条钨锡铁矿体、6条铁矿体，在三叠系上统大顶组第二段（T3dd2）地层中发现2条铅、锌矿体。近年来，对该区多金属矿床的地质特征及矿床成因也有一些相应的探讨，但因其成因复杂，众说纷纭[1-6]。通过收集前人的地质工作资料基础上，查明矿区的金属矿体的产出部位、特征及规模，总结区内多金属的控矿因素和成矿规律，希初步探讨其矿床成因。

图1 区域地质简图

1 区域地质概况

矿区地处赣闽隆起区与粤桂湘赣褶皱带的接壤部位，夹持在北东向河源深断裂带与新丰断褶带之间，东西向佛冈-丰良构造岩浆岩带（燕山三期花岗岩带）横贯该区。

区域内出露的地层主要为寒武系、泥盆系、石炭系、三迭系、侏罗系、白垩系和第三系。寒武系地层以碎屑岩为主；泥盆系至三迭系为海陆交互相—浅海相的粗碎屑岩、砂泥质页岩、碳酸盐岩和含煤建造；侏罗系至白垩系为海陆交互相—内陆湖泊相砂页岩、红色碎屑岩及火山岩建造；第三系为内陆河湖相—山麓相红色碎屑岩，晚期有中、基性岩的喷发活动。区域构造以褶皱为主，断裂构造发育较弱，主要构造线方向有北东—南西向、北西—南东向及北东东—南西西向。区内燕山三期新丰江岩体和石背黑云母花岗岩体大面积出露，围绕黑云母花岗岩发育有闪长玢岩、石英闪长岩脉和辉绿岩脉等。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层比较简单，只有三叠系上统大顶群和第四系。根据岩性组合特征，大顶群可分为大顶组和蕉园组。大顶组又可以再细分为三段，据地质调查及钻孔揭露，在区内大顶组仅见第二（T3dd2）和第三段（T3dd3）。蕉园组分为第一段（T3dj1）和第二段。矿区出露的地层产状没有太大的变化，近似单斜岩层，产状30°～45°∠10°～25°。其中，大顶组第三段为该矿区赋存钨、锡、铁、铅、锌矿的层位。

2.2 构造

矿区位于石背花岗岩体之南，受石背穹窿控制。区内开阔型的次级褶皱大致呈北东向展布。西北部有石坑－铁帽顶背斜，西南部有茅岭背斜，均向南西倾伏。背斜之间有平缓的鹿湖嶂向斜。断裂以北东向压扭性断裂为主，主要为西北向的F1断裂。

2.3 岩浆活动

矿区北部属石背岩体，区内出露期后细晶闪长岩脉侵入（细粒角闪闪长岩）。

石背岩体的主体为似斑状黑云母花岗岩，出露在矿区北部观音座莲及石背一带。花岗岩内见不明显的细粒-中细粒的岩相分带，且或多或少都含有长石和石英斑晶，从而构成普遍的斑状构造。

细粒角闪闪长岩脉出露于矿区东部大塘坑、笠麻桥坑一带，呈东西走向脉状产出，厚度、产状不详。岩石灰-浅灰黑色，变余细晶闪长结构，块状构造，矿物主要为长石（70％），已绢云母化和黝帘石化；角闪石占30％；磁铁矿少量。

2.4 变质作用

矿区处于花岗岩的外接触带，由于岩浆岩的多期次活动和期后热液的叠加作用，使矿区地层受到广泛接触变质，形成较大范围的角岩化，局部矽卡岩化、大理岩化、硅化、绿泥石化等。

2.5 围岩蚀变

本矿区的矽卡岩大致可分为钙质矽卡岩与镁质矽卡岩两种：①钙质矽卡岩是由石榴石、辉石和钙铁硅酸盐类组成。②镁质矽卡岩是原岩镁质较多而形成的岩石，出现较多的镁硅酸岩类矿物，还出现一些硼酸盐类矿物，而较少钙硅酸盐类矿物。

图2 矿区白钨矿照片

矽卡岩化围岩蚀变，造成了铁与锡、钨的独立成矿和叠加成矿。磁铁矿成矿作用与先期区域角岩化和稍后的局部矽卡岩关系密切。

3 矿体地质特征

3.1 矿体形态及特征

矿区分为长林屋、单竹坑二个区段，共发现钨锡铁矿体2个、铁矿体6个、铅锌银矿体2个。矿体均为层状、似层状顺层产于大顶组第三段地层中，与顶、底板围岩呈突变接触关系，围岩多为角岩或弱矽卡岩化角岩。

3.1.1 钨锡铁矿体

两层矿体分上下分布于长林屋区段，在NBT1、NBT3剥土、ZK1002钻孔中揭露到，在NBT4尖灭。矿体呈层状产出于矽卡岩中，倾向西南，产状210°～265°∠10°～25°。矿体长约470～680m，宽约310～670m。矿体在NBT1最厚为2.75 m, 质量分数：WO3质量分数为0.18%～0.43%、Sn质量分数为0.21%～0.33%，工业矿体平均厚1.1～1.73m。

3.1.2 铁矿体

6条铁矿体分布于长林屋和单竹坑区段，矿体呈层状产出于矽卡岩中，产状210°～235°∠10°～25°，矿体长400～2 250m，宽约260～670m。矿体厚度为1～3.27m， TFe质量分数为29%～36.35 %。

3.1.3 铅锌银矿体

矿区共有铅、锌、银矿体2个：分别分布在长林屋区段和单竹坑区段。

长林屋区段的铅锌银矿体为陡倾斜脉，倾角约70°，厚度0.26m，由两条脉幅3cm和方铅矿脉穿插在角岩中而成，Pb品位为0.82%、Zn为0.15%、Ag 为571.0×10-6。

单竹坑区段的铅锌矿体产在黑云母花岗岩顶部外接触带，呈层状、似层状近于水平顺层产出，为细脉-浸染状铅锌矿体，顶板为角岩或弱矽卡岩化角岩，底板为黑云母花岗岩，矿石Pb、Zn的质量分数分别为1.09%、0.75%。

3.2 矿石质量

3.2.1 矽卡岩型钨锡（铁）矿石

矽卡岩型钨铁锡矿石呈灰、浅灰色，自形、半自形粒状结构、细粒状结构。浸染状构造或致密块状构造。矿石中金属矿物有磁铁矿、硼镁铁矿、白钨矿、锡石、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿；脉石矿物有白云母、透辉石、绢云母、绿帘石、黑云母。金属矿物呈自形晶的约占矿物量的5%～28%，脉石矿物约占矿石量的72%～95%。金属矿物大致生成顺序为磁铁矿、白钨矿、锡石→黄铁矿、方铅矿→硼镁铁矿。

3.2.2 铅锌银矿石

铅锌银矿石呈灰、浅灰黑色，细脉-浸染状结构，角岩状、致密块状构造。矿石中金属矿物占矿物量的6%，主要为：方铅矿、闪锌矿，次为黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿；脉石矿物占94%，主要有：石英、石榴石、透辉石、绢云母、方解石、绿帘石、长石、白云母等。金属硫化物的大致生成顺序为：黄铁矿→闪锌矿、黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿。

4 成矿规律与控矿因素

4.1 矿区的矿化富集规律

1）钨锡铁矿化富集在T3dd3地层含铁、钙、泥质较高的部位，铅锌矿化富集在T3dd2地层的层间微细裂隙发育密集的部位。

2）往往在矿化富集部位附近有细晶花岗岩岩枝或岩株，矿化体多产于岩枝（株）上部、旁侧或岩枝中的围岩捕虏体。

3）钨锡矿化几乎与矽卡岩化在空间上产出一致，其强弱一般呈正相关。

4）铅锌银矿化一般富集于岩枝（株）外接触带，发育密集的层间裂隙是较有利的富集部位。

4.2 成矿控制因素

1）燕山三期多次侵入的岩浆岩与含铁钙质砂质泥岩的接触带往往构成富磁铁矿和钨锡铁综合矿。

2）与燕山三期后期细晶花岗岩的直接接触可形成较富矿化，可出现钨锡的单独矿化及与铁矿化的叠加；离岩体较远仅形成单独的磁铁矿化。

3）含铁砂质泥岩与岩浆岩的接触，多在岩体上部或岩体中的围岩捕虏体形成较富矿化。

4）由于T3dd3地层的多旋回（含铁、钙、泥质岩性多层），使区内垂向上有多层钨锡铁矿体的产出，岩体边缘亦可能有多处与含钙砂质泥岩层接触交代，在垂向上可能出现多处含钨锡铁矽卡岩的产出。因此，深部（延至岩体顶部）的找矿潜力巨大。

5）次级穹隆对成矿气液的沉淀十分有利。

5 矿床成因探讨

区内花岗岩母岩含W-Sn-Mo-Bi成矿元素丰度较高，而沉积岩的上述成矿元素丰度较低，大量岩矿鉴定证明区内沉积岩物质来自陆源，综合上述矿体的产出特征、矿化的富集规律以及成矿控制因素等，对本矿床的成因做如下试论：

大致在中、上三叠世时，大席-大顶-大往-河源一带为北西-南东方向的浅海湾，呈狭长指状。北东和北西即为下古生界的古地块，由于靠近古陆边缘，冲刷沉积了大量陆源含铁碎屑物质，以“浊流层”的形式发育，形成一些微细层理条带。由于升降动荡的海底构造活动，直接造成频繁海进海退在狭长浅海湾中发生，导致狭长浅海湾内沉积建造发育的沉积韵律和多沉积旋回（现存T3dd3地层中出现多层含铁钙质砂质泥岩已变质为矽卡岩，便是佐证）。而在大顶矿山头-泥竹塘-铁帽顶大致呈NWW方向的地段，可能是当时海底局部凹陷的地带，含铁物质就相对聚集，沉积了比较厚而富集的狭长型铁矿带。

到了中侏罗世时，强烈的多期次的燕山运动引起广泛的多岩相花岗岩接触变质作用和后期的热液作用，对地层进行了多次不同程度的变质改造，使区内地层受到广泛的角岩化、矽卡岩化作用。特别是后期分异富含矿且粘稠度较小的岩浆热液活动，对处于接触带或其附近的富含铁、钙、泥砂质原岩，进行了强烈变质改造，使原岩中的铁质进一步叠加富集、磁铁矿化（如大顶矿山头、泥竹塘、铁帽山矿体），并使富含铁、钙、泥砂质原岩强烈变质产生矽卡岩化。

在矽卡岩化过程中，富矿岩浆热液带入了钨锡，形成了现在的层状、似层状矽卡岩型钨锡（铁）矿床。而后续富含铅锌银的岩浆热液选择在其顶部裂隙发育部位交代充填，形成现在的似层状、透镜状细脉-浸染型铅锌矿床。

区内钨锡-铅、锌、银成矿与多期-多阶段岩浆岩侵入作用直接相关，区内多期-多岩相花岗岩是钨、锡、铅、锌、银的成矿母岩。

综上所述，该区钨锡矿床的成因类型为岩浆热液接触交代矽卡岩型；铁矿床为海相沉积—热液改造变质型；铅锌银矿床为岩浆热液交代充填型。

[1] 邓景. 广东连平大顶富铁矿床成因探讨[J].大地构造与成矿学，1979(02):35-50.

[2] 广东省有色地勘932队. 广东省连平县大顶铁帽顶铁矿普查勘探报告[R]，1982.

[3] 温开浩. 大顶铁矿矽卡岩与成矿关系[C].中国地质学会矿山地质专业委员会会议文集. 北京: 人民出版社,2006:100-110.

[4] 陈婉君，杨智荣. 广东大顶铁矿田多金属矿床地质特征及成矿规律[J].科技创新导报，2008: 98-99.

[5] 郑昌能，欧阳玉飞，王涌泉. 广东连平大顶铁矿床地质特征及成因探讨[J].甘肃冶金，2009，31(1)53-55.

[6] 陶军. 对广东大顶铁矿成矿地质特征探析[J]. 地球，2013(3):29-31.

Geological Features and Genesis of Polymetallic Deposits in the Southern Zone of the Dading Iron Field, Guangdong

CAO Zhi-liang

(Guangdong Institute of Geology of Nonferrous Metals, Guangdong 510080)

This paper deals with ore control factors, metallogeny and ore genesis of the polymetallic deposits in the southern zone of the Dading iron field, Guangdong. The study shows that W-Sn deposits in this region belong to skarn type, while Fe deposits are sedimentary-reformed type and Pb-Zn-Ag deposits are hydrothermal metasomatic-filling deposits in origin.

geological feature; ore genesis; skarn; southern ore belt

P618.31；P618.4

A

1006-0995（2017）02-0257-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.019

2017-02-19

曹志良（1981- ），河南洛阳人，工程师，研究方向：地质矿产勘查