福建大田琴山铁矿地质特征及成因初探.doc

福建大田琴山铁矿地质特征及成因初探第2期福建地质GeologyofFujian101福建大田琴山铁矿地质特征及成因初探林喜(福建省地质调查研究院,福州,350013)摘要大田琴山铁矿主矿体呈似层状贮存于晚古生代经畲组中,其形态和产状受地层控制明显,次要矿体以脉状,透镜状居多;岩浆期后热液叠加,改造显着,属沉积一热液改造型矿床.关键词铁矿地质特征沉积一热液改造型大田琴山1区域地质概况矿区位于闽西南坳陷带的东南缘,政和一大埔北北东向断裂带中段,太华一长塔复式背斜的西翼及汤泉岩体的西缘.属永安一梅州一惠阳(坳陷)铁铜铅锌金银煤成矿亚带(一82)大田铁铜多金属成矿区(一822)i-2.区内发育晚泥盆世一晚白垩世地层,受构造控制多呈断块和天窗形式出露;构造复杂,经多期次构造运动的叠加,改造,形成一系列方向各异,性质不同的构造,推覆,滑脱构造较发育,尤以印支期滑脱构造最为显着;岩浆活动频繁,其中燕山期活动规模最大,具有多阶段,多期次活动特点,形成的侵入岩大部分呈岩基,岩株产出,少数呈岩瘤,岩(墙)脉产出.2矿区地质特征2.1地层矿区主要出露古生代早石炭世林地组,晚石炭世经畲组,早二叠世文笔山组,晚二叠世翠屏山组及中生代早三叠世溪口组(图1).林地组:区内出露面积最大,为一套石英砂岩,砾质中粒石英砂岩,砂砾岩组合,呈厚层状一块状,层理较差.在I号铁矿体底板见一套片理化石英岩,黑云斜长变粒岩组合,初步认为该变质地层属同一套岩性组合,岩石变质可能为构造活动及岩浆热液蚀变造成的.经畲组:主要出露于矿区中部,呈较小条带状,岩性为硅泥质角砾岩,泥岩,粉砂岩夹矽卡岩,大理岩,硅质岩,铁质角砾岩,铁锰质岩等,为矿区主要含铁多金属矿层位,厚度不均,一般小于100m.层理不清,有的地表直接出露褐铁矿,赤铁矿或磁铁矿石.文笔山组:主要分布在矿区的中部,呈向斜断块出露,为一套细碎屑沉积岩,岩收稿日期:2010一l125作者简介:林喜(1974-),男,工程师.地质找矿专业.1O2福建地质GeologyofFujian第3O卷1l2,p2l3lPl4jl5ICIf6)l7i.ls9_/onl2匿l3t网,l8t,受21tO蟠22l图1大田琴山矿区铁矿地质图Fig.1GeologicalmapoftheQingshanironorefieldinDatianCounty1-早三叠世溪1=1组;2一晚二叠世翠屏山组;3-早二叠世文笔山组;4一晚石炭世经畲组;5早石炭世林地组;6一燕山晚期含斑中细粒花岗闪长岩;7-.燕山早期中细粒含黑云母钾长花岗岩;8-铁矿体及编号;9-铁锰矿化蚀变带;1O一矽卡岩化带;11一褐铁矿化/黄铁矿化;12磁黄铁矿化/硅化;13矽卡岩化/云英岩化;14-绿帘石化/绿泥石化;15一岩层产状/片理产状;16一岩性或岩相界线;17一动力变质带;18一断层及编号;19滑脱断层及编号;2O一推覆断层及编号;21一勘探线及编号;22一钻孔位置及编号性主要由中一薄层状泥岩,粉砂岩组成,局部夹细砂岩总体层理走向290.350.,倾向南西,倾角25.4O.与经畲组断层接触部位见低品位铁矿体.翠屏山组:主要分布在矿区的西南部,岩性为中一薄层状细砂岩,粉砂岩,泥岩夹中细粒砂岩,含砾砂岩.地层走向25.,倾向北西,倾角35.溪口组:分布于矿区西侧,岩性为一套深灰色条带状透辉石角岩夹角岩化细砂岩,粉砂第2期林喜:福建大田琴山铁矿地质特征及成因初探103岩;总体地层走向20.40.,倾向北西,倾角20.3O.2.2构造矿区构造发育,主要为滑脱,推覆,脆性断层及次级向斜褶皱.经历多期次地质构造作用,形成了较复杂的构造格局,并将区内地层切割成一些不规则的断块.滑脱构造(F,F,F.):表现为对晚古生代一中生代早三叠世地层的改造,其形成时代可能为华力西期后期一印支期.由于构造环境的扩张,使早期形成的地层发生了相互之间的位移,错位,形成张性(滑脱)构造面,造成地层缺失.其中F.断裂为林地组一经畲组的界线,略呈扇形分布,控制长大于900m,宽613m,最宽达50rn,主体为北北东一近南北向展布,倾向北北西或西,倾角40.55.,在1024线以北则表现为近东西向分布,倾向南,倾角55.7O.,带内常有铁锰矿化体分布,并见有石榴石透辉石矽卡岩带.推覆构造(F):位于矿区中部,推覆体为林地组,面积约1.5km,呈北东向展布.外来岩系的岩性为石英砂砾岩,砾质中粒石英砂岩夹细砂岩组合,基本未变质.而推覆构造东侧的原地岩系林地组表现为变质程度较高,与外来岩系林地组区别明显.矿区多条剖面的钻孔中,自上而下均出现了林地组(推覆构造)一文笔山组一经畲组一林地组(原地岩系)等的层位变化,证实了该区存在推覆构造,因此,推覆构造下部尚有一定的找矿潜力(图2).F断裂生成时代应晚于F断裂.脆性断层(F3):位于矿区西北侧,呈北东向展布,走向55.6O.,倾向北西,倾角65.70.,形成负地形,早期以右旋压扭性为主,形成压扭性断层角砾岩及劈理等特征,后期为张性,并有酸性岩脉侵入,断层破碎带内还见有铁锰质岩,是区内较晚形成的断裂.2.3侵入岩矿区发育的燕山期侵入岩,具多阶段,多期次活动特点.燕山早期第三阶段第三次侵入岩:呈长条状产出,为太华岩体组成部分.主要分布于矿区东南部和中部,岩性为浅肉红色含斑中细粒花岗岩,斑状细粒花岗岩.燕山晚期第一阶段第三次侵入岩:分布于矿区东北部,呈岩瘤状产出,为汤泉岩体的组成部分.岩性为浅灰色含斑中细粒花岗闪长岩,该岩体与石灰岩接触带上,常交代形成矽卡岩以及铁多金属矿.2.4地球物理异常特征1:1万高精度磁测T等值线平面图显示(图3),矿区西南部,磁场平稳,T等值线稀疏,磁异常值T一般为一2525nT;而东北部T异常(编号CT一2)呈似长条状沿北北西向展布,控制长1100m,宽400600m,磁异常T以正异常为主,北东侧伴有负异常.正异常T一般50150nT,极大值1525nT,负异常T一般100200nT,极小值一1761nT.磁异常范围与矿体较为吻合,形态与已大致控制的矿体形态基本一致,深部钻孔验证,均见磁铁矿体,推断异常由磁铁矿(化)体引起,西南侧T等值线比东北侧稀疏,铁矿(化)体可能往西南倾.2.5围岩蚀变区内与铁成矿关系密切的围岩蚀变主要有硅化,(磁)黄铁矿化,褐铁矿化,矽卡岩化等,其中矽卡岩为矿区铁矿体的贮矿岩石.104福建地质GeologyofFujian第3O卷图2大田琴山矿区铁矿1018线地质剖面图Fig.2DiagramshowingthegeologicprofileofNo.1018lineoftheQingshanironorefieldinDatianCounty1一早二叠世文笔山组;2一晚石炭世经畲组;3一早石炭世林地组;4一燕山早期斑状细粒花岗岩;5一人工堆积层;6残坡积层;7一泥岩;8一粉砂岩;9一细砂岩;1O石英砂砾岩;11硅质岩;12透辉石石榴石矽卡岩;13黑云斜长变粒岩;14一流纹斑岩(脉);15铁矿体及编号;16一滑脱断层及编号;17一推覆断层及编号;18硅化/高岭土化;19一褐铁矿化/黄铁矿化;2o一磁铁矿化/磁黄铁矿化;21一产状/倾向/倾角;22钻孔位置/钻孔编号/高程(m)第2期林喜:福建大田琴山铁矿地质特征及成因初探105图3大田琴山矿区铁矿高精度磁测T等值线平面图Fig.3TheTisoplethplanegraphofthehighprecisionmagneticsurveyintheQingshanironorefieldofDatianCounty1一铁矿体及编号;2一正异常等值线;3一负异常等值线(单位:nT);4-高精度磁测异常编号3矿体地质特征3.1矿体形态,规模区内共圈定7个矿体,1个铁锰矿(化)体,2个锌矿体.主矿体(I,号)产于经畲组中,形态呈似层状,与围岩产状基本一致,随围岩同步褶曲,间有夹石,顶,底板界线比较清楚;次要矿体以脉状,透镜状居多,除受层位控制外,还受断裂构造,岩体接触带控制.I号矿体:位于乌峰寨西侧,控制程度较高,为矿区最主要矿体,贮存于经畲组底部,容矿岩石为石榴石透辉石矽卡岩,在地表广泛分布,且大部分已氧化成铁帽和褐铁矿,深部为磁铁矿;矿体与围岩界线清晰,底板为矽卡岩或林地组片理化石英岩,黑云斜长变粒岩,lO6福建地质GeologyofFujian第3O卷顶板为矽卡岩;受地层和F滑脱构造影响,平面形态呈丁字形,剖面呈似层状,脉状产出,出露较连续且较稳定,规模大,但沿走向,倾向厚度具膨胀,收缩现象.矿体总体走向北北东一近南北向,倾向北西西或西,倾角45.5O.,在向斜核部(2041024线附近)走向转为近东西向,倾向南,倾角55.7O.地表出露标高995m1127m,控制长14001TI,控制最大延伸310m,单工程厚度1.215.71m,最厚13.05m,平均3.72m;TFe品位31.1561.97,平均42.61,mFe品位16.455O.4O,平均3O.36.,号矿体:产于经畲组中上部(I号矿体之上),顶底板均为矽卡岩,矿体呈似层状,脉状,走向近南北向,倾向西,倾角45.,其中号矿体地表已出露褐铁矿,往深部为磁铁矿,矿体厚度为1.225.01m,平均厚度2.39m,TFe品位25.155O.6O,平均35.79,mFe品位18.O544.00,平均3O.30%;111号多为褐铁矿,矿体厚度为1.435.70m,平均厚度2.66m,TFe品位27.3O42.81,平均33.169/6.3.2矿石质量3.2.1矿石成分及矿物生成顺序原生铁矿石矿物主要为磁铁矿,黄铁矿,磁黄铁矿,少量闪锌矿等,含量308O9/6;氧化铁矿石中主要矿物有褐铁矿,赤铁矿,针铁矿等;脉石矿物主要为透辉石,石榴石,透闪石,石英,绿帘石,少量阳起石,硅灰石,绿泥石,碳酸盐岩,萤石等,含量207O.矿物生成顺序为磁铁矿一磁黄铁矿一黄铜矿及闪锌矿一磁黄铁矿一黄铁矿.3.2.2矿石结构构造矿石主要有半自形一他形粒状结构,粒状变晶结构,柱状变晶结构等.褐铁矿石主要有蜂窝状,肾状,鲕状,多孑L状,胶状或粉状构造;磁铁矿石主要为块状构造,稠密浸染状构造,条带状构造,其次为斑杂状构造.3.3矿石类型3.3.1矿石自然类型按组成矿石的主要铁矿物可分为褐铁矿石和磁铁矿石.按矿石中主要脉石矿物的种类则为石榴石透辉石型铁矿石.3.3.2矿石工业类型根据矿区磁性铁(mFe)对全铁(TFe)的占有率多数在4782,因此,初步确定为需选弱磁性铁矿石.4矿床成因浅析矿区分布于闽西南坳陷北缘,早石炭世到早三叠世海侵自东往西扩展,形成了一套陆源碎屑和含铁质的沉积建造地层(晚石炭世经畲组中下部与林地组上部碳酸盐岩与碎屑岩之间),该层位是我省主要铁矿的含矿层位.其沉积属较封闭或半封闭的有利于铁质沉淀形成赤铁矿的浅海一海湾沉积古地理环境.燕山早期花岗岩与燕山晚期花岗闪长岩在矿区东部交汇,其与碳酸盐岩在接触带附近普遍形成矽卡岩化,硅化,钾长石化,说明有岩浆流体的参与促使铁质萃取,迁移并在有利地段富集,因此,认为岩体的侵入与铁的富集成矿密切相关.第2期林喜:福建大田琴山铁矿地质特征及成因初探107区内印支期构造格局较复杂,滑脱,推覆断裂发育,深部硐探工程显示主矿体产状与滑脱断层(F)基本一致,说明经过同沉积构造变动,矿体的成矿空间与构造有一定的内在联系;矿区的东北部为一向斜,地表矿体及矽卡岩化在褶皱核部附近,表现为矿体厚度增大,品位趋富,呈大透镜状产出(V号矿体即为例证).以上三要素亦为闽西南地区铁矿的成矿共性,综上所述,大田琴山铁矿总体地质特征主矿体单一且较稳定,贮存在一定层位中,矿石品位中等,有害杂质含量较低,初步认为矿区矿床成因类型为沉积一热液改造型l_3.由于该区的有利成矿条件,因此该矿有望达到中型矿床规模.该矿床地质特征的总结,对寻找马坑式铁矿有一定的借鉴意义.本文是在大田琴山铁矿详新鹏工程师,林文成工程师大承蒙傅树超教授级高级工程师深表谢意!查力工作的基础上,根据矿区资料编支持.在成文过程中得到刘贤恩刘乃忠高级工程师审阅,一并提参考文献写而成,感谢项目组同事黄高级工程师的热情指导,并出了宝贵的修改意见,在此1福建省地质矿产局.福建省区域地质志.北京:地质出版社,1985.2地矿部福建地质矿产勘查开发局.福建省地质图(1:50万)说明书.福州:福建省地图出版社,19983赵一鸣,吴良士,等.中国主要金属矿床成矿规律.北京:地质出版社,2004.PeliminaryStudyoftheGenesisandtheGeologicCharacteristicsoftheQingshanIronOreinDatianCounty,FujianProvince(FujianInstituteofGeologySurveyandResearch,Fuzhou,350013)AbstractTheorebodiesoftheQingshanironarestratiformandoccurinthelatepaleozoicJingsheformation,andformandoccurrenceareevidentlycontrolledbythelayer.T