安徽省霍邱铁矿成矿特征及构造控矿的深部找矿意义.pdf

第2 2 卷第4 期 2 0 1 2 年 1 2 月 安徽地 质 G e o l o g y o f An h u i V0 I 2 2 No 4 De c e mb e r 2 01 2 文章编号： 1 0 0 56 1 5 7 ( 2 0 1 2 ) 0 4 2 4 84 安徽省霍邱铁矿成矿特征及 构造控矿的深部找矿意义 蔡志勇 ，陆三明 ，王启才。 ，杜贞保。 ，杨晓勇 ( 1 安徽建筑工业学院，安徽合肥2 3 0 0 2 2 ；2 安徽省公益性地质管理中心，安徽合肥2 3 0 0 0 1 ； 3 安徽省地质矿产勘查局3 1 3 地质队，安徽六安2 3 6 0 0 0 ；4中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽合肥2 3 0 0 2 6 ) 摘要：安徽霍邱铁矿是一个大型B I F 铁矿田，矿体均赋存于一套晚太古代中高级变质作用的含铁建造， 为南北向 海槽条带状硅铁建造，大地构造位置位于嵩箕一 砀 山古陆核南缘东西向凹陷区。主要矿体 自下而上可分为A+ B 矿带和D矿带：前者为变粒岩片岩一 磁铁石英岩建造；后者为片岩一 大理岩一 赤铁( 镜) 铁石英岩建造。本文对该矿田 的地质背景、矿体赋存条件、构造型式进行深入分析 ，推测矿区周边及深部构造与控矿因素 ，综合相关地质情况， 我们推测其周边还可能存在新的隐伏矿床，该研究对霍邱铁矿的外围成矿规律研究与找矿预测具有参考价值。 关键词：构造型式；深部找矿；B I F 建造；霍邱铁矿 田 中国分类号 ：P 6 1 8 3 1 文献标识码 ：A 0引言 世 界 上 条 带 状 铁 建 造( b a n d e d i r o n f o r ma t i o n s ，简称B I F )主要形成于前寒武纪 ( 主要是太古 代 到早元 古代 )的沉积变质铁矿 ，因其矿石 主要 由 硅质 ( 碧 玉 、燧 石 、石英 )和铁质 ( 磁铁矿 、赤铁 矿 )薄层组成，称为条带状铁建 ( J a m e s ， 1 9 5 4 ) 。 条 带状铁 建造( B I F)中拥 有全 球最 重要 的铁矿 资 源 ，B I F中以及包括 B I F在内的含铁岩系往往还含有 丰富的金、铜、锌、钴、铂族等有用元素可资利用 ( 李碧乐等， 2 0 0 7 ) 。根据 B I F s 与火 山活动之间的关 系 ，将其 分 为 A l g o ma 型和 S u p e r i o r 型 。A l g o m a 型 与 火 山活动关系密切 ，火 山物质含量较多 ；S u p e r i o r 型 远离火 山活动中心 ，火 山物质含量较少或不见火 山 物质。前寒武纪 B I F s 是世界上最重要的铁矿资源类 型 ，广泛 分布于太古代 一早元古代 ，是地球早期特 有的化学沉积建造类型 ，具有鲜明的硅铁韵律层 ， 记录了地球早期大气和海洋化学成分 、氧化还原状 态 ，以及地质演化过程 。 安徽霍邱铁矿是一个大型 B I F 铁矿田，矿体均 赋存 于一 套 晚太古 代 中高级 变质作 用 的含铁 建造， 经过数 十年 的勘 探 ，已经相继探 明了周集 、张庄 、 李老庄、周油坊 、范桥 、吴集 、李楼等大型矿床十 余处，累计探明储量 1 2 x 1 0 t 。前人对霍邱铁矿含铁 建造认 为是一系列 N N E向的倒转 向斜组成 ，近几年 吴集 、李楼等大型矿床的勘探 、开采为本矿田的含 矿建造构造型式研究提供了条件。 1区域地质背景 霍邱铁矿属于隐伏的前寒纪变质铁矿床，呈南 北向分布于颍上陶坝至霍邱重新集一带 ( 图 1 ) 。经 地质工作证实 为一储量大 、物质组分简单 ，其 S 、P 含量低的大型铁矿田，铁矿 田由大不等的数十个铁 矿床组成 ，新太古代霍邱群为 主要含铁 建造 ，根据 岩 石 组合 可分 为 两个 建 造 系列 ，三 个 岩石 地层 组 ( 花 园组 、吴集组 、周集 组 ) 。其 原岩建造相 当于一 个 中基性火 山一沉积旋 回。 吴集组为霍邱铁矿区下部含矿岩系赋存层位 ， 全 岩 S r S r =0 7 0 2 0 ， R b S r同 位 素 年 龄 约 为 2 9 7 6 Ma( 安徽省地矿局 ，1 9 9 7 ) 。按岩石组合分上 下两段 ，下段为黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片 麻岩 间夹斜 长角闪岩 、黑云斜长变粒 岩夹斜长角 闪 收稿日期：2 0 1 2 0 5 2 9 作者简介：蔡志勇 ( 1 9 5 3 一 ) ，男，安徽阜阳人，高级工程师，现主要从事矿产地质勘察工作。 第2 2 卷 第4 期 蔡志勇，等：安徽省霍邱铁矿成矿特征及构造控矿的深部找矿意义 岩 ，遭受混合 岩化 。上段 ：下部为角 闪黑 云斜长变 粒 岩 、斜 长角闪岩 ，间夹石 榴黑云斜长 片麻 岩及角 闪石英磁铁矿 带 ，上部为 十字蓝晶石榴黑 云斜长片 麻 岩夹斜长 角闪岩 ，该段 岩性 不稳定 ，矿层 断续分 布 ，常夹透镜状 白云石大理岩。 ： 7 ： n o：n V 、 _ 、 & 、1， f * 、 、 I i - D q “ 城 龟 ， 。 概 教 重古手 、 f 、 、 j li 一 礴 z 黜 - 、 z 蕾( ；= 、 f 广 ， I I 、 一 I J ，础 一 图1 安徽霍邱铁矿田地质矿产图( 安徽霍邱铁矿 ，1 9 9 1 ) F ig 1 Ge o l o g y a n d min e r a l r e s o u r c e s o f t h e Hu o q iu ir o n o r e f ie l d ， A n h u i( q u o t e d f r o m H u o q iu I r o n Min e ， An h u i， 1 9 9 1 ) 1 一 第四系；2 一 下白垩系新庄组； 3 一 上侏罗统黑石渡组； 4 一 上 侏罗统毛坦组； 5 - 寒武系；6 一 震旦系 ，7 一 青白口系刘老碑 组 ，8 一 青 白口系曹店组，9 一 古元古界凤阳群下岩组 ，1 O 一 新 太古界霍邱群周集组 ，1 1 - 新太古界霍邱群吴集组 ，1 2 一 新太 古界霍邱群花 园组 ，1 3 一 铁矿体 ，1 4 一花岗斑岩 ，1 5 一 闪长 岩 ，l 6 一 闪长玢岩，1 7 一 实测 、推测地质界线 ，l 8 一 推测地层 不整合界线，1 9 一 地层出露界线 ，2 0 一 实 、推测正断层 ，2 1 一 实 、推测逆断层 ，2 2 一 性质不明断层及编号 ，2 3 一 地层产状 ， 2 4 一 线理及倒转片理产状 周集组为霍邱铁矿区上部含矿岩系赋存层位 ， 全 岩 卵 s S r =0 7 0 8 4 ， R b S r同 位 素 年 龄 约 为 2 7 4 0 M a( 安徽省地矿局 ，1 9 9 7 ) ；周集组根据岩石 组合分上下两段 ：下段 ：混合岩化黑云斜长变粒 岩、条痕状混合岩、十字蓝晶黑云斜长片麻岩夹斜 长角闪岩及闪石类石英磁铁矿层 ，上段为金云透闪 白云石 大理岩 、石英磁铁矿镜铁 矿层 、闪石类石英 磁铁矿层夹二云石英片岩 。 花 园组岩 石组 合 主要 为黑云 角闪斜 长 片麻岩 、 斜长角闪岩、少量黑云斜长变粒岩。强烈混合岩化 形成微斜变斑一似眼球状混合岩，岩石较稳定 ，未 见底，厚度大于9 9 0 m，原岩类型分别为安山质 ( 或 英安质)凝灰岩，玄武岩及其凝灰岩、凝灰质砂岩。 区内出露较大的岩体为草楼岩体 、吴集岩体和 重新集岩体 ，主要岩性为混合花岗岩。区内已知断 裂6 0 条 ，地表出露 2 8 条 ，其余均隐伏于第四系之 下 ，按其走 向分为 N W 、N N E N E E、E W及 S N向四 组 。北西向断层 系是区内最发育的一组 ，分布较 广 ，走 向 2 8 0 。3 4 0 。 ，主要 为平移 断层 和 逆断层 ， 少数 为正断层 ，规模大小不一 ，长度多数在 3 1 5 k m，区内南部为逆断层 ，北部平移断层较多，断 层面倾 向南西 ，少数倾向N E ，倾角较陡 ，直至直 立。N N E N E E向断层仅次于北西 向断层 ，较为发 育 ，分布于基底和盖层 中，断层性质 以正断层为 主 ，长 度 一 般 小 于 2 k m，除 长 山 地 区 ，均 为 隐 伏 断层 。 矿 田内矿体一般呈似层状 ，延伸比较稳定 ，埋 深 大 多在 1 0 5 37 0 2 7 m，矿 体 厚一 般小 于 是 4 0 m， 部分在4 1 3 7 7 5 m 。矿石结构主要为变晶结构，其 次为交代结构。矿石构造以条带状构造为主，次为 片状构造 、浸染状构造。矿石矿物以磁铁矿、镜铁 矿为主，次为假象赤铁矿 ，脉石矿物以石英为主 ， 次为角闪石 、铁闪石、黑云母 、透闪石等，矿石品 位在 2 5 3 5 左右 。 2构造型式分析 区 内由于全 被第 四系覆 盖 ，对构造 的研究 只有 通过岩芯观察分析及对比，基本认为新太古代含铁 岩系的褶皱叠加改造作用强烈 ，呈现复杂干扰样 式 ，但仍可识别出早晚两个世代的褶皱变形，即早 期近南北向同心闭合褶皱和晚期近东西向平缓开阔 褶皱 。 近南北 向褶皱包括花 园倒 转背斜 ，周集 倒转 向 斜和代店倒转背斜，褶皱轴线相互平行排列，其方 位总体呈南北向呈向西凸出的弧形带，其中周集倒 转向斜为含铁岩系的主体构造 ，控制着矿田的主要 矿床 ，除李老庄矿床外 ，其余大中型矿床均分布在 该 向斜 的两翼 。 2 3 4 5 6 7 8 9 仲 也 ” 他 碍 埘 甜 团固团圈图固回圈圈圈囤国团团圈囹圆圈囝圈圈 安徽地质 近东西向褶皱不很发育，多呈平缓开阔褶皱 ， 规模小一般为中小型，主要包括李老庄向斜和范桥 向斜。 从现有的地质资料分析 ，矿 区内构造型式如 下 ：即早期可能存在N W向，向南倒覆 ，向s E 倾伏 的大型平卧褶皱，又被稍晚的近s N向、并向N 倾伏 的紧密 同斜褶皱所叠 加 ，在上述两期褶皱叠加 的基 础上 ，又被 晚期 N N E向和近 E W 向较平缓开 阔褶皱 叠加 ，致使区内霍邱群含铁岩系及铁矿层 ，在不同 区段 出现 不 同的褶 皱型式 和不 同方 向的延 伸情况 。 如在陶坝、范桥两矿区，存在早期两次褶皱的非共 轴叠加型式 ，在吴集 、重新集、张庄矿区，可能相 当于早期两次褶皱叠加的翼部，而使铁矿层呈现以 单斜或同斜产出的简单褶皱型式。在李老庄 、范桥 铁矿 区，可能处于早期近平卧褶皱的转折端部位 ， 致使铁矿呈现多层或单层产 出 ( 图 2 ) 。 图2 范桥铁矿床地质构造图 F ig 2 Ge o l o g y a n d s t r u c t u r e s o f t h e F a n q i a o ir o n o r e d e p o s i t 3成矿作用分析 霍邱铁矿 的形成作 用可 以归纳如下 ： 多阶段 多物源形成条件 ( 主要为火山作用也有陆源及海解 作用) ，并有微生物的氧化一 还原作用沉淀成矿； 由于溶液的碱性不同，原始沉积的F e ( O H ) 胶体可有 两钟 转变方式 。即 一 F e 0 ，( 普通赤铁 矿 ) ， 一 F e O ， ( 磁赤铁矿 ) 。因在成矿过程 中氧化还原 电位介 于弱 氧化一弱还原的环境中，仪 一 F e 0 可被氧化而结晶成 细粒赤铁矿，而y F e 0 可被还原为细粒磁铁矿 ( 杜 贞保，杨晓勇，1 9 9 4 ) ；由于蚌埠运动 ( 2 7 x 1 0 年 左右)使晚太古代霍邱群火山一沉积地层发生中高 温一中压区域变质作用 ，在 B I F 铁矿形成过程中具 有重要作用，最近，中国地质科学院地质研究所万 渝生等在研究 区域年代 学上 ，给 出霍邱群 的老变质 岩 的年龄不小于 2 6 x 1 0 年 ( Wa n 等 ，2 0 1 0 ) ，和皖北 蚌埠 运动 时间相对 应 。我们 认为该 变质 作用事 件 ， 使得原 始沉积的赤铁矿磁铁矿 ( 燧石条 带等 )细小 颗粒重结晶，生成赤铁矿和磁铁矿层位往往伴随着 条带状的石英岩或石英片岩等。 4找矿意义 霍邱铁矿田除周集主体向斜为控矿构造外，其 东侧为宽缓向斜构造群，其西侧临水集一带为另一 个南北向向斜构造储矿带。根据上述构造推测，在 周集主体向斜东侧宽缓向斜构造群中的冀台子、老 台子、八家楼、小周楼一 南庄等磁异常部位 ，地表虽 被 中新 生代地层覆盖 ，但深部可能处 于早期两次褶 皱的叠加复合部位，在一定深度可能隐伏有 “ 霍邱 铁矿” 。因此存在深部找矿的前景。 致谢 ：感谢 安徽地质 局 3 1 3 地 质 队李成仕 ，马 连民高级工程师的野外指导。 参考文献 ： 【 l 】 安徽省地矿局 安徽省岩石地层 武汉： 中国地质大学出版社 ， 1 9 9 7 2 J李 碧乐 ，霍 亮 ，李永胜 条 带状 铁建 造( B I F s ) ： 究的几 个 问题矿 物学报，2 0 0 7，( 2 ) ： 2 0 52 1 0 f 3 】杜 贞保 ，杨 晓勇 ，安徽 霍邱 沉 积变 质铁 矿 的成矿作 用 研 究 大地 构造 与成科 学 ，1 9 9 4 ， ( 1 8 ) ： 2 3 52 3 6 4 1 B e u k e s N J P r e c a mb r a n i r o n f o mr a t i o n o f s o u t h e r n A f r i c aE c o n Ge o l ， Da n ie l s o n A P， Mol 1 e r ， DP T he e u r o p iu m a n o ma l ie s in b a n d e d ir o n f o r ma t io n s a n d t h e t h e rm a l h is t o r y o f t h e Oc e a n ic c r u s t C h e mi c a l G e o l o g y ， 1 9 9 2 ， ( 9 7 ) ： 8 91 0 0 5 1 D e n y L A，J a c o b s e n S BT h e c h e mic a l e v o l u t io n o f P r e c a mb r ia n 8 e a wa t e r ： E v id e n c e f r o m REEs in b a n d e d ir o n f o rm a t io n GCA，1 9 9 0 ， ( 5 4 ) ： 2 9 6 52 9 7 7 【 6 J a me s H L S e d im e n t a r y f a c i e s o f i r o n f o r ma t i o n E c o n G e o 1 ，1 9 5 4 ， ( 4 9 ) ： 2 3 5 2 9 3 7 】Wa n g Y u e s h e n g ， D o n g C h u n y u a n ，Wa n g We i ， Xi e Ha n g q i n g ，L i u D u n y iAr c h e a n b a s e me n t a n d P a l e o p r o t e r o z o ic c o l l is io n o r o g e n o f t h e Huo q iu a r e a a t t h e s o u t h e a s t e r n ma r g in o f n o r t h Ch in a c r a t o n ：e v i de n c e f r o m s e n s it iv e h ig h r e s o l ut io n io n mic r o - pr o b e U P b z ir c o n g e o c h r o n o l o gy Ac t a Ge o l o g ic a S in ic a ，2 01 0 ( 下转P 2 5 5 页) 第2 2 卷 第4 期 张冠华 ，等：安徽省庐枞盆地黄屯硫铁矿床地质特征及控矿因素分析 2 5 5 2 张冠 华， 张矿， 等 安徽 省庐 江县黄 屯硫铁矿 床勘 探地质 报告 【 R】 2 0 1 1 3 】 汪 祥云，张 冠华，等 庐 江地 区环 状 、隆起 构 造 的控 矿作 用及 找 矿 方 向【 R 1 9 9 7 4 常 印佛，刘湘 培，吴言 昌 长 江 中下 游铜铁 成矿 带【 M】 北京： 地 质 出版 社 1 9 9 1 5 】 任启江， 等 安徽庐枞中生代火山构造洼地及其成矿作用 M】 北京： 地质 出版社， 1 9 9 1 【 6 】 胡文碹， 等 宁芜和庐枞地区陆相火山喷气沉积一热液叠加改造型铁 硫矿床【 M1 北京 ：地质 出版社， 1 9 9 1 I 7 张少斌， 等 玢岩型铁硫多金属矿床系列【 J J 地质找矿论丛 1 9 9 3 ， ( 9 ) 【 8 】 卢炳 中国硫铁矿地质 M】 北京： 地质 出版社，1 9 8 4 f 9 阎俊峰 我国主要硫矿床类型及成矿若干规律l J I 矿床地质 1 9 8 2 ， ( 2 ) Ge o l o g ic a l f e a t u r e s a nd o r e - c o n t r o l f a c t o r a n a l y s is o f t he Hua ng t u n f e r r o us d is u l p h id e o r e d e p o s it in t he Lu- Z o n g b a s in ，An hu i Pr o v in c e Z HANG Guan-hua， ZHANG Kua ng， HE Def e ng ( N o 3 2 7G e o l o g ic a l T e a m o f B u r e a u o f G e o l o g y a n dMin e r a l E x p l o r a t io n o f A n h u iP r o v in c e , H e f e i , A n h u i2 3 0 0 1 1 ， C h in a ) Ab s t r a c t ：Th e Hu a n g t u n f e r r o u s d is u l p h id e o r e d e p o s i t l i e s a t t h e NE f r i n g e o f t h e Lu Zo n g M e s o z ic v o l c a n i c b a s i n， wit h o r e bo di e s ma in l y b e i n g h o s t e d i n u nc o n f o r mi t y a r o u n d t he c o n t a c t be t we e n t h e c o v e r ,Lo ng me n y ua n Fo r ma t io n o f v o l c a n ic s ，a n d t h e b a s e me n t ，s e d ime n t a r y s t r a t a M in e r a l iz a t io n is c l o s e l y r e l a t e d t o s u bv o l c a n ic a c t iv it i e s Th is is a s u b v o l c a n ic h yd r o t h e rm a l o r e d e po s i t f o rm e d s u b s t a n t ia l l y b y h yd r o t he rm a l fi l l i n g a n d me t a s o ma t is m Ke ywo r ds ：f e r r o u s d is u l p h id e ； g e o l o g ic a l f e a t u r e ；o r e - c o n t r o l f a c t o r ；o r e d e p o s i t o r ig i n；o r e e x p l o r a t i o n i n d ic a t o r ( 上接P 2 5 0 页) M e t a l l o g e nic f e a t u r e s a nd d e e p e x pl o r a t io n imp l ic a t io ns o f t h e s t r uc t ur a l l y c o n t r o l l e d Huo q iu ir o n o r e d e p o s it ，Anh u i Pr o v in c e C AI Z h i y o n g 。 ， L U S a n min g 2 ， WA NG Qi c a i。 ， DU Z h e n b a o 。 ， Y ANG X ia o y o n g 4 f j An h u i Un iv e mi o fA r c h it e c t u r e , He f e i , An h u i2 3 0 0 2 2 ,C h i n a ；2 P u b l ic Ge o l o g ic a lS u r v e yMan a ge me n t Ce n t e ro fAn h u iP r o v in c e,He f e i, An h u i2 3 0 0 0 1 ， C h i n a ；3 No 3 1 1 Ge o l o g ic a l T e am o fBu r e a u o fGe o l o g y a n dM in e r a l E x pl o ratio n o f An h u i P r o v in c e, L ua n , An h u i2 3 6 0 0 4 C h in a ；4 S c h o o l o fth eEa r t h andS pa c eS c ie n c e s o f US T C, He &i, An h u L 2 3 o o 2 6 , C h in a ) Ab s t r a c t ： The Huo q i u ir o n o r e d e po s i t An h u i iS a b ig BI F i r o n o r e fi e l d wh e r e o r e b o d ie s a r e a l l h o s t e d i n l a t e Ar c h a e a n hig h- g r a d e me t a mo r p hic i r o n f o r ma t i o n， NS - 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