猴儿头铁矿成矿模式分析

董兆喜

（甘肃省地质矿产勘查开发局水文地质工程地质勘察院，甘肃 张掖 734000）

猴儿头铁矿床位于甘肃省西部北山地区，所处大地构造属于华北板块阿拉善地块。从地层来看，其属于华北地层大区、阿拉善地层区。区内岩浆活动频繁，侵入岩和脉岩较发育。从成矿区带来看，其属于龙首山镍、铜、钴、铂族、铅、锌、铁、锰、磷、铀成矿带，临泽窑泉-东小口子铁锰成矿区。该矿床主要出露于前震旦系龙首山群、震旦系中上统及下统，北西向区域断裂发育，华力西期岩浆活动频繁，具备含矿地层、控矿构造和中酸性脉岩相伴生的良好成矿条件。

1 矿区地质

1.1 地层

矿区内出露地层主要为一套中深变质的碎屑岩夹火成岩组合，岩性有片岩、硅质岩及大理岩等。一是片岩。其主要为黑云石英片岩，另有二云石英片岩，片岩呈北西向带状分布于矿区中部。黑云石英片岩呈灰白色-灰色，为鳞片状粒状变晶结构、片状构造，主要矿物为石英、黑云母，另有少量的斜长石等。二是硅质岩。其呈灰黑色，为粒状变晶结构、块状构造，主要矿物为石英。硅质岩分布于矿区中部的片麻状花岗闪长岩中，出露面积很小。三是大理岩。其呈灰白色，为粒状变晶结构、块状片状构造，主要矿物为方解石。大理岩零星分布于矿区中南部，在中部与石英岩接触处，有矿体出露。

1.2 构造

矿区主要发育两组断裂，一组为一走向北西、倾向北东的单斜构造，岩层近于直立，局部有倒转现象，构造面理极发育，其产状为60°∠55°。区内断裂构造发育，主要发育北西向断裂构造。矿体走向与北西向构造基本一致。区域航磁异常也主要呈北西向展布。该组断裂为控矿构造。另一组为北东向断裂，该组断裂对矿体起破坏作用，可以截断矿体延伸。

1.3 岩浆岩

矿区内侵入岩发育，主要有震旦系片麻状花岗闪长岩及华力西期花岗闪长岩。片麻状花岗闪长岩主要分布于矿区中部、南部，岩石呈橘黄-灰白色，为鳞片花岗变晶结构、片麻状构造，主要矿物为石英、斜长石、钾长石和黑云母等。华力西期花岗闪长岩分布于矿区中东部、南部，侵入震旦系地层，岩石呈橘黄-橘红色，为半自形粒状结构、中粒结构、块状构造，主要矿物为石英、斜长石、钾长石和黑云母等。

2 矿床地质

2.1 矿体地质特征

矿体赋存于震旦系上中统石英岩及大理岩中，矿化受石英岩控制明显，紧邻石英岩的大理岩中有矿化分布，其他大理岩没有铁锰矿化。铁锰矿化带北西向展布，宽度小于100 m，长度接近350 m。区内断裂发育，石英岩分布规模小，沿走向延伸方向被断裂截断，总体来看，矿化规模和矿床规模小。前人通过地表槽探、深部钻探等工作圈定了4 条铁锰矿体。

①号矿体出露于地表，矿体长度为213 m，平均厚度为5.56 m。TFe 平均品位为25.36%，Mn 平均品位为7.50%。矿体产于震旦系上中统石英岩中,呈似层状。矿体走向北西，倾向北东，倾角为53°～67°。矿体与围岩产状基本一致，存在褐铁矿化、黄铁矿化和绿帘石化。矿体深部控矿斜深为89 ～96 m，见矿3 ～9 m。

②号矿体出露于地表，矿体长度为100 m，平均厚度为1.18 m。TFe 平均品位为21.92%，Mn 平均品位为8.16%。矿体产于震旦系上中统大理岩中，呈似层状或细脉状。矿体倾向为53°，倾角为56°。矿体与围岩产状基本一致，存在褐铁矿化、硅化和黄铁矿化等。矿体受动力作用影响，局部破碎，矿石呈块状、次块状，局部为角砾胶结状。

③号矿体出露于地表，矿体长度为105 m，平均厚度为6.14 m。TFe 平均品位为22%，Mn 平均品位为6.30%。矿体产于震旦系上中统大理岩中，呈似层状或透镜状。矿体倾向为52°～68°，倾角为45°～62°。矿体与围岩产状基本一致，存在褐铁矿化、磁铁矿化、硅化和黄铁矿化等。

④号矿体隐覆于地下，由竖井工程控制，矿体长度为30 m，平均厚度为6.14 m。TFe 平均品位为29.16%，Mn 平均品位为8.74%。

2.2 矿石质量

2.2.1 矿石的矿物成分

一是矿石矿物。矿石中，金属矿石矿物含量为20%～40%，主要有磁铁矿、褐铁矿、赤铁矿、菱铁矿、软锰矿、硬锰矿及以铁锰为主的胶状集合体等。金属矿物绝大部分为胶状集合体，集合体形态极不规则，有微脉状、聚集稠密浸染状和星散浸染状等，形成从早到晚皆有，相互穿插、继承和改造等。二是脉石矿物。矿石中，脉石矿物含量为60%～80%，主要有透闪石、铁铝榴石、透辉石、方解石和石英等。透闪石呈纤状、针状和短柱状，明显晶形者以短柱状为主。

2.2.2 结构与构造

显微镜观察发现，矿石主要有粒状结构、胶状结构和交代结构等。根据矿石中矿物集合体形态、大小及其空间结合关系等形态特征，主要构造为块状构造、微脉状构造和浸染状构造等。

2.2.3 矿物赋存状态

根据物相分析结果，磁铁矿中的Fe 占TFe 的11.34%～56.02%，平均为36.03%；菱铁矿中的Fe 占TFe 的0.87%～26.49%，平均为8.27%；褐铁矿中的Fe 占TFe 的6.29%～78.36%，平均为46.83%；硫化铁中的Fe 占TFe 的0.37%～8.56%，平均为2.10%；硅酸铁中的Fe占TFe的2.01%～10.20%，平均为5.09%；硫酸铁中的Fe占TFe的0.05%～7.65%，平均为1.68%。

2.2.4 矿石的化学成分

经样品分析，矿石中TFe 含量介于21.02%～30.35%，平均含量为25.60%；MnO 含量介于6.49%～12.50%，平均含量为9.67%；S 含量介于0.09%～0.21%，平均含量为0.13%；P 含量小于0.21%，平均含量为0.11%。矿石中SiO含量高，一般介于17.72%～31.40%，平均含量为25.04%；钙、镁含量较高，铝含量低，CaO 含量介于4.34%～11.61%，平均含量为8.06%，MgO 含量介于2.43%～4.07%，平均含量为3.21%，AlO含量较少，一般介于0.32%～1.68%，平均含量为1.01%。

2.3 矿石类型及围岩蚀变

2.3.1 矿石的自然类型

矿石的有用元素为铁、锰，矿石中的有用矿物为磁铁矿、褐铁矿、软锰矿及铁锰胶状集合体，其中磁铁矿含量占铁属矿物的40%～60%，经镜下鉴定，其自然类型为矽卡岩型和变质型含锰磁铁矿矿石。

2.3.2 矿石工业类型划分

根据本矿区Mn 及Fe 品位划分，矿石工业类型为含锰磁铁矿矿石。

2.3.3 矿体（层）围岩和夹石

勘查区内矿体围岩主要为石英岩，部分为大理岩。矿体夹石有两种，一种与近矿围岩相同，为石英岩或磁铁石英岩；另一种为破碎的土状岩石，该类夹石含锰铁少，易风化，多风化为黄色、土黄色的土状岩石，在矿体中呈团块状、透镜状、似层状分布，夹石中含铁8.50%左右、含锰2.04%左右。

3 矿床成因、找矿标志及特征

3.1 矿床成因

勘查区内矿体为锰铁矿体，主要呈似层状、透镜状，赋存在震旦系中上统石英岩或大理岩中，严格受地层层位及岩性控制，矿体产状与围岩一致，呈整合接触，锰铁矿体与围岩界线比较清楚。矿石呈粒状结构、胶状结构和交代结构，表现为块状构造、微脉状构造和浸染状构造。组成矿石的金属矿物有磁铁矿、黄铁矿、褐铁矿、赤铁矿、软锰矿、硬锰矿、褐锰矿和少量黄铜矿；脉石矿物主要为透闪石、透辉石、石榴石、方解石和石英，并见不同矿物依次穿插交代现象，同时矿体内普遍含少量炭质。依据矿床特征，初步认为该矿床为沉积变质-热液叠加型含锰铁矿床。

该锰铁矿由浅海相沉积而成，在漫长的区域变质过程中，由于高温高压和所产生的热水影响，初期生成的锰铁矿床受到改造而变质，进行重结晶及重新组合，使锰、铁富集。随着时间的推移，到加里东早期，辉绿岩侵入后产生的热液沿矿体与围岩接触面或围岩层理上升，当条件成熟时与锰铁矿体及围岩进行接触交代，产生矽卡岩化并形成矽卡岩矿物。随着热液的不断上升，矽卡岩化作用加强，使热水中携带的铁元素与方解石、白云石交代置换生成磁铁矿，提高了矿床中铁的含量。到矽卡岩化的后期，残余的热水携带大量铁及少量铜元素，其与锰铁矿体结合，在挥发分硫的参与下，形成了黄铁矿及微量黄铜矿，并主要浸染叠加于沉积形成的锰铁矿内，形成最终的矿体，少量则浸染在大理岩中，形成单独的锰铁矿体。这就是猴儿头铁矿形成的基本模式。该矿床的形成以沉积为基础，后期矽卡岩化热液叠加改造是矿床富集的条件，矽卡岩化的热源初步认为是辉长辉绿岩，被交代的围岩为碳酸盐岩。

3.2 找矿标志

锰铁矿体赋存于震旦系中上统的石英岩及大理岩中，为严格的层控矿床，经探槽和钻孔中矿体的顶、底板围岩对比，其对应较好，顶、底板围岩为石英岩或大理岩，因此，震旦系中上统的石英岩及大理岩是找矿的直接标志。根据矿石类型，该矿床普遍含有磁铁矿，还应该有磁异常标志。

3.3 矿床特征

猴儿头铁矿床具有6 个主要特征。一是矿床赋存于一定的层位，即产于震旦系上中统石英岩及大理岩中。二是矿体呈似层状，沿顺层展布，与围岩整合接触，界线清楚。三是矿体常夹有达不到工业指标要求的夹石层，厚度一般为1 ～3 m，多为含铁量很高的透闪石。四是矿体中局部残留原生沉积层理及片理，单层厚度为0.2 ～2.0 cm。五是矿区断层构造发育，但没发现成矿前的控矿构造，相反，断层破坏矿体的连续完整情况相当普遍。六是矿石品位沿走向、倾向变化都很均匀。

4 结论

本文以猴儿头铁矿为研究对象，重点分析了其成矿模式。矿床特征显示，本区在上元古界处于沉降时期，合Fe、Mn 质陆源物质不断搬运到海盆中沉积下来，形成了大量含Fe、Mn 质碎屑岩，沉积作用是猴儿头铁矿床形成的主导因素，而后矿床又受到区域变质和热液作用的影响，进一步改造了原来面貌，其具有某些热液矿床的特征：矿体下盘有蚀变很强的黑云母斜长花岗岩岩体；矿体中及上下盘围岩中发育上述围岩蚀变，经镜下观察，矿石中有交代结构；矿石中可见赤铁矿、黄铁矿、方铅矿细脉穿插磁铁矿的现象；矿石中含有典型的变质和热液交代型脉石矿物，如石榴石、透闪石和方解石等。根据上述特征，初步认为猴儿头铁矿床是以沉积作用为主导，经后期区域变质和热液改造的复生矿床。