安徽颍上王台子铁矿地质特征及找矿标志分析

2022-05-05唐纯

资源信息与工程 2022年2期

唐纯

(安徽省地质矿产勘查局312地质队，安徽蚌埠 233000)

0 引言

颍上县王台子铁矿与邻区的霍邱地区铁矿田同属一个铁矿成矿带[1]，历史上，曾多次在此开展物探工作，圈出若干个航磁异常。1981年初制定出1∶10000地面高精度磁测涵盖研究区，并圈定了王台子磁异常，同时验证了磁异常系含铁磁性体引起[2]。一些地质队运用钻探和系统采样等手段查明铁矿体的分布、数量、赋存部位、厚度规模和矿石质量。文章在前人王台子铁矿及邻区勘探成果的基础上，综合分析王台子铁矿地质特征，并提出找矿标志，为矿床的开采及下一步找矿提供支撑。

1 地质特征

1.1 区域地质概况

颍上县王台子铁矿是霍邱铁矿田的一个组成部分[3]，本区地处华北地台南缘，位于豫淮台褶带东段之淮南复向斜以南，六安断裂以北，合肥坳陷和潢川坳陷之间[4]。变质地质单元属中朝变质地区、霍邱—五河变质带。主要由新太古界霍邱群、古元古界凤阳群，新元古界青白口系、震旦系，古生界寒武系、中生界侏罗系、白垩系，新生界第四系组成[5]。区内褶皱按其形成顺序可分为阜平期、中岳期和燕山期。区内断裂形成时代晚于凤阳期，主要为北西向和北北东向两组，其规模一般数千米至数十千米，另一组近南北向，其规模较小。区内火成岩主要有重新集、吴集、草楼3个混合花岗岩体，其余均为岩脉，其岩性为伟晶岩、花岗岩、花岗斑岩、闪长岩、辉绿岩、正长岩。另有喷出岩(侏罗系青山群)火山碎屑岩。

霍邱—颍上铁矿区位于华北地台南部，豫淮台褶带东段之淮南复向斜以南，六安断裂以北，合肥与潢川坳陷之间。

区内岩浆岩发育一般，见为岩脉，沿断裂或顺层充填。主要岩性有云英岩化花岗岩、伟晶岩、细粒花岗岩、斜长花岗岩和石英辉绿岩等。这些脉岩与成矿作用无关，对矿体切割破坏也不大(图1)。

图1 王台子铁矿区域地质图

1.2 矿区地质特征

1.2.1 地层

矿区地表均为第四系冲积、淤积层所覆盖，矿区基岩地层为新太古界吴集组。

吴集组(Ar3w)：为中深变质岩系，其主要岩性为黑云角闪斜长片麻岩(变粒岩)、斜长角闪岩、含榴石角闪石英磁铁矿—混合岩化角闪斜长片麻岩，混合岩化斜长角闪岩等。分为上、下二个岩性段。本矿区主要含矿层段为吴集组下段(Ar3w1)。其岩性为含榴黑云斜长片麻(变粒)岩、角闪斜长片麻岩、黑云条带状混合岩化花岗岩(浅灰—灰黑色，细—中粒变晶结构，条带状构造)，夹磁铁角闪石英岩(灰白色，鳞片花岗变晶结构，片状构造。岩层走向北北东，倾向东偏南，呈“S”展布，倾角85°～55°，往下部产状变缓，上、下两岩段之间呈整合接触关系。

第四系(Q)：以更新统为主。中下更新统(Q1+2)为砂与黏土互层，总厚度219.55 m，砂多与黏土黏结，较松散，全区均有分布，黏土下部普遍含钙质，有时相变为亚黏土，底部常见砾石；上更新统(Q3)厚124.45 m，岩性主要为亚黏土，含砂量不均，其成分以长石、石英为主。地表广泛分布有一层淮河淤积物，青黄杂色泥质—粉沙质堆积黏土，可能为全新统(Q4)地层。本统底部分布有一层厚10 m左右泥岩、砾石层或含砾泥岩，结构松散，疑似新近系碎屑岩。

1.2.2 构造

矿区位于周集向斜北端的东翼[7]，以单斜构造形式呈现于矿床内。王台子矿区内未见岩浆岩。

1.2.3 矿区地球物理特征

王台子磁异常为霍邱磁异常北延的一部分，位于颍上县润河集北西约5 000 m处的王台子附近，在ΔZ等值线平面图上该异常处在负值不大的背景场中，走向北东18°，异常呈椭圆形，以120 nT等值线圈闭，长轴1.1 km，短轴0.5 km，异常主部两侧近似对称，边部东翼稍陡，有微弱负值(图2)。

图2 王台子铁矿及周边地区磁异常ΔZ等值线平面图

1.3 矿床地质特征

1.3.1 矿体特征

矿床为沉积变质铁矿，矿层与围岩呈渐变关系，各层间未发现明显的标志层。矿体赋存于霍邱群吴集组地层中，产状与围岩层理基本一致，在走向上由于受后期构造运动影响，导致矿体形态呈现多变之状。

1.3.2 矿石质量

铁矿石是本矿主体矿石，矿石中的铁矿物主要为磁铁矿，偶见少量的菱铁矿产出。矿石内含极少量金属硫化矿物，主要为黄铁矿，黄铜矿、磁黄铁矿、微量辉钼矿等均为局部偶见。矿石内脉石矿物主要为石英及闪石类矿物，少量的云母等。不同的矿石自然类型伴生有不同的微量或少量其他脉石矿物。

1.3.3 矿石结构构造

矿石主要为变晶结构，次为交代结构、压碎结构，少量包含结构、胶状结构等。矿石构造主要以条带状和浸染状为主，二者常复合在一起或呈相互过渡关系。

2 水文与工程地质特征

2.1 水文地质

本矿床属暖温带半湿润季风气候区南缘，地表水系发育，淮河自西北向东南流经矿区西南。矿床西部发育有淮河支流润河，其距矿床仅800 m。区内池塘密布。雨后有水径流，最终汇入润河、淮河。区内少部分地段较低洼，洪水期有积水，当地最高洪水位达26.8～27 m(1998年)。因此，地表水较发育。另外，区内沿润河两侧分布有水塘，其中分布于矿区周边的水塘面积大于13万m2，平均容量达20万m3。当地最高洪水位标高27.6 m，形成矿区涝灾。

矿区位于淮河中上游之支流润河的南岸，自然地理区划为淮北平原区的南缘。南与周集、李楼铁矿床相邻。矿床内地势平坦。矿床均被第四系覆盖。从地貌成因和形态来看，本区分为沿淮冲积、堆积地形。属河间洼地、一、二阶地。

矿区内松散层一般为305.52～343.46 m，受地形地貌条件制约，上部浅层地下水主要接受大气降水入渗补给，第四系顶部粉质黏土、黏土层较厚，一般为25.22～213.23 m，透水性差，阻隔了地表水的下渗，但局部变薄(厚度小于5 m)，分布不太稳定。

2.2 工程地质

矿区位于中朝准地台(Ⅰ级)南缘，江淮台隆(Ⅱ级)中北部。台隆全由基底岩系霍丘群构成。区内小的断裂褶曲较为发育，基底较为稳固。

松软岩组：主要为上部第四系更新统及新近系中、上新统松散层。第四系更新统松散层厚93.11～117.42 m，岩性主要为粉质黏土、细砂、中砂、中细砂等，其中砂层有2～10层，累计厚度12.75～60.38 m。新近系中、上新统松散层厚231.86～281.66 m，岩性主要为蒙脱石黏土、中细砂、砂砾层等，其中砂层有7～37层，累计厚度88.72～132.28 m。其由上而下固结程度有所增强。底部含1～2层砂砾层，泥质含量较高，砾石成分为石英、片麻岩、混合岩。粒径0.2～10 cm。地表广泛分布有一层厚6.1～29.69 m的上更新统青黄杂色粉质黏土。据区域工程资料，压缩系数0.22～0.32 MPa-1，属中低压缩性，地基承载力200～230 kPa。

软岩、较软岩组：主要为基岩强风化带，岩性主要为斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、黑云斜长角闪岩，埋深345.83～393.30 m，厚4.72～31.47 m，风化强烈，用手可捻碎，见空气易崩解，多呈粉状、砂状及碎块状。RQD(Rock Quality Designation,岩石质量指标)为0～10%，根据岩石质量,指标属极差。

坚硬、半坚硬岩组：主要为新太古界霍丘群吴集组，该组岩系为中深变质岩系，其主要岩性为黑云角闪斜长片麻岩(变粒岩)、斜长角闪岩、含榴石角闪石英磁铁矿—混合岩化角闪斜长片麻岩，混合岩化斜长角闪岩，埋深351.26～398.02 m，厚度大于400 m。岩石一般坚硬、完整。2个矿体产于其中，其产状为矿体走向15°～20°，倾角多为40°～45°。