甘肃省东大山铁矿地质特征及矿床成因分析

张永霞

（甘肃省矿产资源储量评审中心，甘肃 兰州 730030）

1 区域地质概况

该地区位于隆寿山向斜中东剖面南翼，褶皱断裂发育。主要次生褶皱为洪泉向斜、汉木山向斜、榆树沟-纹状脊向斜和东大山背斜。该断层以北西向走向逆冲为主，逆冲规模较大，并伴有许多派生断层。平面推理的走向主要为北东向，少量为北西向，一般规模不大。断裂构造多期活动叠加明显。

区域火成岩较发育，多呈岩基或岩株产出，均属加里东期产物。其空间展布受走向逆断层控制。岩性主要为二长花岗岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、超基性岩等。另外，在龙首山群地层[1]中伟晶花岗岩脉或岩墙较为发育，铁矿的局部富集和围岩蚀变可能与之有关。东大山铁矿位于阿拉善元古宙铜、镍、铁、铅锌、萤石矿成矿带中的龙首山镍、铜、钴、铂族、铅锌、铁、锰、磷、铀成矿带上，区内具典型的矿床有金川铜镍矿床[2,3]、东大山铁矿、马房子沟磷矿区等。

2 矿床地质特征

2.1 地层

矿区所见地层以新太古—早元古代龙首山群为主，次为震旦系韩母山群及第四系。

（1）第四系（Q）。分布于矿区内低凹处、平缓山坡上及沟谷中，主要为冲洪积层、残坡积层，由砾石、砂及黄土组成，厚0～5米，与下伏地层呈不整合接触。

（2）震旦系韩母山群（ZH）。分布于矿区东部，不整合于龙首山群之上，厚度大于80米，由白云岩夹白云质灰岩、绢云母千枚岩组成。

（3）新太古—早元古代龙首山群（ArPtL）。该区分布广泛，由绢云母石英片岩、白云岩、花岗岩混合岩、混合片麻岩、片岩和带状混合岩组成，厚度超过750米。后三者相互交织，不能分开。它们是主要的含矿地层。①绢云母石英片岩：灰绿色，花岗鳞片变晶结构，片状构造，由石英、绢云母及少许黑云母、长石、绿泥石等组成。②白云岩：白色，中—粗粒花岗变晶结构，块状，厚层状构造，由白云石及少量方解石、蛇纹石、绢云母、石墨等组成。③花岗混合岩：肉红色，花岗变晶结构，片麻状构造，局部具条带状构造，由长石、石英、黑云母及少许角闪石、绿泥石等组成。由于混合岩化强烈，脉体与基体已无法区分。④混合岩化片麻岩：灰—灰绿色，鳞片花岗变晶结构，片麻状构造，由长石、石英、次为黑云母、绢云母及少许绿泥石、角闪石等组成。⑤混合岩化片岩：灰褐—灰绿色，鳞片花岗变晶结构，片状构造，由石英、绢云母及少许长石、黑云母、绿泥石等组成。⑥条带状混合岩：灰—浅红灰色，变余花岗结构的鳞片花岗变晶结构，条带状构造。脉体主要由石英、长石组成，基体主要由黑云母、石英、长石组成。

2.2 构造

（1）褶皱。矿区位于东山背斜南翼，为单斜构造。地层向280～ 290°、西南、40 ～ 60°角一般，变化趋势深。表面变形明显，层间小褶皱发育良好。

（2）断裂。①逆断层：矿区内有逆断层一条（F1），分布于矿区南西部绢云石英片岩中，长度大于740米。走向293°左右，倾向北东，倾角80°。该断裂Ⅷ线垂直断距达300米以上，在Ⅶ线以西对矿体矿坏较大。②性质不明断层：矿区内有性质不明断层一条（F2），分布于F1断层北侧白云岩内，长640米，走向293°左右，倾向南西，倾角70～75°。该断层对矿体有一定的破坏作用。③正断层：矿区内有正断层三条（F3、F4、F5），其中F3及F4分布于矿区北东部，长分别为620、460米，走向分别为323°、340°，倾向北东，倾角70～80°。F5分布在矿区中部，长约40米，走向50°，倾向南东。上述三条断层对矿体无影响。④平推断层：矿区内有平推断层23条，零星分布于矿区内，编号为F6～F28。一组走向为20～30°，另一组走向近南北，仅一条走向近东西。断层长一般20～50米，最长350米。

（3）火成岩。矿区所见火成岩有斜长角闪岩、辉绿岩及伟晶花岗岩，呈岩脉或岩墙侵入于龙首山群地层中。①斜长角闪岩：暗绿色，花岗变晶结构，片状构造，主要由角闪石、斜长石，次为石英、黑云母及少许磁铁矿、绿帘石等组成。该岩石有的为铁矿体的直接围岩，对矿体产生富集作用。②辉绿岩：灰绿色，辉绿结构，块状构造，由斜长石、辉石及少许磁铁矿、绿泥石、石英、黑云母、碳酸盐岩等组成。该岩石有的穿切矿体，对矿体产生切割破坏作用，但基本无位移，影响不大。③伟晶花岗岩：呈灰白—浅肉红色，伟晶花岗结构，块状构造。由长石、石英及少许黑云母、辉石、角闪石、绿泥石，微量碳酸盐岩组成。该伟晶花岗岩是矿区最晚一期岩浆活动产物，有的斜切矿体，有的顺矿层与围岩界线侵入，构成矿体的直接围岩。

3 矿体地质特征

（1）含矿围岩及矿化带特征。东大山铁矿产于新元古代-早元古代龙首山群混合片麻岩、片岩和带状混合岩。矿体与围岩接触一致。矿体上下壁紧邻围岩为斜长石角闪岩或伟晶岩花岗岩和黑云母片岩，混合片麻岩、片岩和带状混合岩除外。近矿变质岩常含有较多的磁铁矿、黄铁矿或黑云母和角闪石。伟晶花岗岩通常具有浸染性、脉状磁铁矿、黄铁矿化或含铁矿。

含矿带整体扩展,北-南东带Ⅶ西南,西Ⅲ线东近东西向,飞机是一个“S”形,凸点)。矿石带长约2200米，厚50 ～ 250米。主要含矿层Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ缝。Ⅱ矿石层最稳定,最长的扩展,包括四个不连续矿体(1、2、3,ⅡⅡⅡⅡ4矿体),其他零星的矿体分布沿缝附近。

（2）矿体规模、形态及产状。30多个标记大小矿体的矿,参与矿体的储量计算是29日,数量分别为Ⅰ1、2、1,ⅡⅡⅠ、4、2、3,ⅡⅡⅢ、Ⅳ,。其中1、2、3、ⅢⅡⅡⅡ,Ⅳ五主要矿体,占总储量的75%。—和—为10个盲矿体，大部分埋在1965米以下，矿体顶部垂直深度距地表100多米。矿体呈层状、透镜状、扁豆状和荚状。沿走向和倾角观察到分枝、复合和分叉点淬火、膨胀和收缩现象。伟晶花岗岩的侵入和小构造的影响使矿体形态复杂化。矿体产状与围岩基本一致。总体向北，倾向南茜，角度30°～ 50°。矿体的一部分或同一矿体的不同部位，向西-南或近东-西，向南-东或南。矿体的倾角从地表逐渐减小。

主矿体长360～700米，控制最大斜深402～670米，一般厚2～8米，最厚33.53米。⑨号盲矿体分布在Ⅱ—Ⅳ线间，埋深在1900米标高以下，距地表100余米，控制长度236米，推测长度336米，最大延深250米左右，厚5.02～5.41米，最厚10.91米。⑩号盲矿体分布在0—Ⅱ线间，埋深在2000米标高以下，距地表近80米。其他次要矿体长数十米至300余米，延深近于长度或略大于长度，厚1.5～2.5米，最厚11.87米。各主要矿体规模、形态及产状详见表1。

（3）矿石类型及特征。矿石划分为石英磁铁矿、黑云母石英磁铁矿、重晶石磁铁矿、角闪石磁铁矿四种自然类型，以前两种类型为主，占90%以上。

该矿氧化程度较弱，除地表为少许混合矿石外，其他全为原生矿石。

表1 各主矿体规模、形态及产状统计表

4 矿床成因

东大山铁矿产于新太古—早元古代龙首山群[4,5]沉积变质的粘土质、半粘土质岩石内。接近矿体时的围岩粘土质、钙质含量增高。矿体呈似层状、透镜状、扁豆状，沿一定层位和围岩整合产出，接触界线清楚。围岩也含铁质并在近矿处铁质含量增高。矿石具互层和层状构造。矿石物质成分简单并含有较多黄铁矿。据此铁是在还原环境沉积生成。铁矿沉积后，伟晶花岗岩贯入（多顺层，同化作用小）破坏了矿体，增加了矿体的夹石。