万才宇
安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院 安徽芜湖 241000
摘要：宁芜地区在构造上是长江中下游的一个中生代断陷盆地，位于扬子板块北缘的长江断裂带内，是长江中下游多金属矿带内重要的火山盆地之一。本文通过对杨庄玢岩铁矿的地质特征及成因分析研究，进一步充实区域地质找矿工作，为宁芜地区下一步找矿提供参考和借鉴。
关键词：玢岩铁矿；地质特征；宁芜地区
0 引言
宁芜地区是我国陆相火山作用比较发育的典型地区，在构造上是长江中下游的一个中生代断陷盆地，位于扬子板块北缘的长江断裂带内，是长江中下游多金属矿带内重要的火山盆地之一。杨庄铁矿为宁芜地区典型的玢岩铁矿。本文对该矿床的地质特征进行介绍，并研究其成因。
1 区域地质概况
区域大地构造单元位于扬子准地台、下扬子台坳、沿江拱断褶带、安庆凹断褶束。矿区位于宁芜中生代陆相火山岩盆地南段钟姑山矿田内。钟姑山矿田为一复式背斜，区域构造轴线呈NNE向，断裂构造主要发育NNE向和NWW向两组，后者切割前者。
区域内地层区划属扬子地层区、下扬子地层分区、芜湖—安庆地层小区。地表广泛分布第四系地层，前第四系地层出露零星，主要在查区北部零星出露侏罗系下统象山群（J1-2xn）长石石英砂岩及三叠系中统黄马青组（T2h）砂质泥岩、泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质页岩等，三叠系中统徐家山组（T2x）及白垩系下统姑山组（K1g）被第四系地层覆盖。
区域内褶皱构造主要表现为印支期形成的钟姑山复背斜，其轴向为北北东向～北东向，长5～7千米，由多个次级小褶皱组成，主要有钟姑山背斜，白象山背斜，观音山长岭背斜，向阳向斜等组成。
区域内断裂构造主要表现为与褶皱轴向一致的NNE向断裂和与褶皱轴向近于垂直的NWW向断裂，北北东向断裂带宽约500米，为压性断层，为主要导浆构造，背斜核部被闪长（玢）岩占据。NWW向断裂往往把NNE 向断裂错断，说明NWW向断裂明显晚于NNE向，属张扭性右行平移断裂。区域构造特征主要是受近东西向挤压应力作用的结果。
区内岩浆岩较发育，且以燕山晚期中性—中偏基性闪长（玢）岩、辉石闪长（玢）岩为主，以及与之同源、同期的安山质火山杂岩、浅成-超浅成侵入岩-次火山岩。
2 矿区地质特征
2.1地层
矿区内浅表均为第四系地层覆盖。根据钻孔资料，矿区内隐伏的前第四系地层主要为三叠系中统徐家山组（T2x）、黄马青组（T2h）、侏罗系中下统象山群（J1-2xn）、白垩系下统广德组（K1g）及第三系中新统洞玄观组（N1d）。现自老至新进行分述。
2.1.1 三叠系（T）
三叠系中统徐家山组（T2x）：
地表未见出露，由钻孔揭露，分布于黄马青组之下。岩性主要为灰白色，灰绿色粉砂岩、粉砂质页岩，夹青灰色，灰白色白云质灰岩、灰岩及石膏凸镜体，或呈互层产出。产状较平缓，岩石相变较大。为一套咸化瀉湖相沉积，厚度约200m 。该层是矿区主要的含矿层位。
三叠系中统黄马青组（T2h）：
地表为第四系地层覆盖，由钻孔揭露，分布在整个矿区内。地层产状较平缓，为一套陆相河湖相沉积，厚度约650m，与下伏徐家山组呈整合接触关系。该组岩性可分为上、下两段。
下段：下部为灰绿色粉砂质泥岩夹青灰色、灰白色中细粒砂岩，岩石中普遍含钙质和白云母，具低角度交错层理；上部为暗灰紫红色，青灰，灰白色细砂岩，粉砂岩。
上段：紫红色粉砂质泥岩，泥质粉砂岩，粉砂质页岩，夹薄层浅灰色粉砂质粘土岩，交错层理发育，富含白云母碎片及同生灰砾岩。
2.1.2 侏罗系（J）
侏罗系中下统象山群（J1-2xn）：以粗粒长石石英砂岩为主，底部有底砾岩，夹富含植物化石的碳质页岩及煤线，为陆相碎屑岩建造。厚度大于 500m，与黄麻青组砂页岩呈假整合，或微角度不整合。
2.1.3 白垩系（K）
白垩系下统广德组（K1g）：上部安山质熔岩及火山角砾岩组成，其间夹火山沉积岩薄层，厚度大于185m；下部为紫红色粉砂岩、泥质粉砂岩，底部有闪长（玢）岩、铁矿及其它成份角砾，厚约200m。
2.1.4 第三系（N）
第三系中新统洞玄观组（N1d）：下部为灰黄、黄绿色砾岩、砂砾岩，夹含砾岩屑砂岩，厚19m；中部为灰绿、棕灰、灰白色粉砂岩，含砾岩屑砂岩，夹粉砂质泥岩，厚10m；上部为棕黄、浅灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，夹泥岩，厚23m。
2.1.5 第四系（Q）
全新统芜湖组（Q4w）：分布在矿区全区内，分上、中，下三段，上段：以灰黑色，褐灰色粘土、砂质亚粘土为主；中段：为灰黑色泥质粉细砂；下段为砂砾石及卵石层。厚度50-70米。
2.2 构造
矿区位于宁芜中生代陆相火山岩盆地南段钟姑山矿田内。钟姑山矿田位于一复式背斜内，区域构造轴线呈NNE向。
矿区褶皱构造主要为向阳向斜，属钟姑山复背斜的次一级褶皱，为钟姑山背斜、观音山长岭背斜之间的一宽缓短轴向斜。向斜轴向与观音山长岭背斜基本一致。核部地层为三叠系中统黄马青组（T2h）和徐家山组（T2x），分布在全矿区范围内。该向斜为矿区控矿构造。
区内断裂构造不甚发育，主要表现为层间裂隙，其中黄马青组砂页岩裂隙发育，有些裂隙被磁铁矿、镜铁矿-赤铁矿、辉绿岩脉、方解石细脉充填。徐家山组粉砂岩、白云质灰岩、灰岩裂隙也较发育，且局部岩石比较破碎。在一些裂隙中有磁铁矿、闪长（玢）岩脉、石膏、方解石细脉充填。
2.3 岩浆岩
矿区内岩浆岩较发育，但全为第四系地层覆盖。经钻孔揭露，区内在-400以下见闪长（玢）岩、辉石闪长（玢）岩及辉绿岩岩脉。
闪长（玢）岩：灰-灰白色，细粒结构、斑状结构，块状构造。矿物成分以斜长石为主，呈半自形板状，粒度0.5-1mm，含量约85%，暗色矿物以角闪石为主，含少量辉石、黑云母等，含量约占5-10%，副矿物为磷灰石、磁铁矿、榍石等。岩石局部钠长石化、高岭土化。
辉石闪长（玢）岩：深灰色-灰色，细粒结构、斑状结构，块状构造，矿物成分以斜长石为主，呈半自形板状，含量约占80%左右，暗色矿物以角闪石和普通辉石为主，含量约占15%左右，副矿物为磷灰石，磁铁矿，榍石等。
辉绿岩脉：为脉岩，穿插在徐家山组粉砂岩、灰岩和黄马青组砂页岩及辉石闪长（玢）岩中，脉宽5-15m。通过对该区岩体岩石化学成分研究表明，闪长（玢）岩、辉石闪长（玢）岩均属正常系列，且两侵入岩之间未见穿插关系，结构、构造相同，副矿物种类相同、含量相近。岩石化学全分析结果表明，除辉石闪长（玢）岩中的CaO，SO3明显偏高外，其他成分含量相近，说明两者是同期、同源产物，同为成矿母岩。辉石闪长（玢）岩中CaO、SO3含量偏高是因为闪长岩浆与膏盐层同化混染的结果。区内岩体属于钟山矿田岩基的一部份，其产状受褶皱和断裂构造的控制，与地层产状基本一致，呈岩钟状、岩株状产出。
2.4 蚀变与矿化
区内变质作用以热变质作用和接触变质作用为主，偶见动力变质作用。热变质作用主要发生在矿化带上部徐家山组（T2x）和黄马青组（T2h）中，表现为长石、石英重结晶，出现硅化、角岩化、大理岩化，使岩石退色组成浅色蚀变带，其中矿体附近常见长英质角岩，绢云母角岩，远离矿体则以硅化为主。
岩体与徐家山组接触带以接触交代变质为主。首先产生矽卡岩化，进一步被后期热液交代，出现方柱石化、阳起石化、硬石膏化、透辉石化、透闪石化、绿泥石化、金云母化和磁铁矿化，形成深色蚀变带。本蚀变带也是矿区主要含矿带。方柱石、阳起石、硬石膏、透辉石、金云母与磁铁 矿化关系密切，常出现于近矿围岩中或矿体的夹石中，其中方柱石、阳起石、硬石膏、绿泥石、黑云母为铁矿石中的主要脉石矿物。以脉石矿物出现的方柱石往往有粗大的晶体，而在围岩中一般为粒状集合体。
近矿闪长（玢）岩，辉石闪长（玢）岩，产生高岭土化、碳酸盐化、绢云母化，绿泥石化、钠长石化等蚀变，形成含矿带下部的浅色蚀变带。
碳酸盐化在整个热液期至表生期均有，方解石细脉穿插于各类岩石中，或交代长石等矿物，硬石膏（或石膏）在上述三个蚀变带中均较发育。
3 矿体特征
3.1 矿体规模、形态及赋存部位
矿区内共圈定14个磁铁矿矿体，矿体主要赋存在闪长（玢）岩、辉石闪长（玢）岩岩体与三叠系中统徐家山组（T2x）白云质灰岩、钙质粉细砂岩的接触带及其附近，其中一部分产在闪长（玢）岩体的顶部及边部，但以产在接触带矿体为主。矿体产出部位稳定，连续性好，规模大，呈似层状、凸镜状。产状受向斜构造转折端控制，与围岩产状基本一致，整体走向312°左右，倾向南西，控矿构造受岩体控制,本矿区闪长（玢）岩在北、东、西三侧向上凸起，矿体产在岩体由浅向深、产状由陡变缓处，尤其是岩体凹部矿体变厚。
矿区主矿体位于矿区南西部，矿体长约1660m，宽790m，最大见矿厚度121.65m，最小见矿厚度为2.41m，赋矿标高为-355—-1014.2m。矿体最高品位为TFe：59.02%，最低品位为TFe：4.05%。矿体整体走向为北西向，倾向南西，矿体形态总体呈似层状，局部呈倒钟状。矿体赋存在闪长（玢）岩岩体与徐家山组白云质灰岩、灰岩、钙质粉细砂岩接触带中。矿体产状与地层产状基本一致，受岩体控制，呈似层状，矿体中心附近产状较陡，远离矿体中心产状较平缓。在岩体产状由陡变缓、由浅变深处矿体厚度变大，
3.2矿物成分及结构构造
矿石呈铁黑色、灰黑色，细～粗粒粒状它形结构、交代残余结构等，块状构造、稠密浸染状构造、斑杂状构造。
矿石矿物以磁铁矿为主，含少量（假像）赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿。
磁铁矿：钢灰色、灰黑色及黑色，呈它形～半自形晶粒状镶嵌结构，或呈浸染状分布于脉石矿物之间，粒径0.01-0.8mm，大多在0.02-0.2mm之间，大于0.1mm者，大都呈半自形，小于0.1mm者呈他形，集合体呈团块状，有的磁铁矿集合体含有石膏、黑云母残余，有的具有内部环带构造，常被赤铁矿交代呈残余，含量30～75%。
赤铁矿：铁黑色、钢灰色，常呈他形粒状，针状，鳞片状，纤维状集合体沿磁铁矿边部交代分布，部份呈磁铁矿假象，粒径在0.03mm左右，含量在5-10%左右。
黄铁矿：黄白色～浅黄绿色，呈他形-半自形粒状，不规则状分布于磁铁矿之间，或包于磁铁矿内，粒径在0.1mm左右，含量≤1%。
菱铁矿：灰色、浅褐色，呈他形粒状，或黑云母叶片状假象，分布于磁铁矿之间，有的内部包有0.01-0.05的细小磁铁矿，粒径一般≤0.1mm，含量≤1%。
脉石矿物主要为石英、黑云母、硬石膏，透辉石，方柱石，其次为方解石、绿泥石，阳起石及微量磷灰石、绿高岭石等。
石英：无色～白色，透明，呈他形显微粒状镶嵌，或分布于磁铁矿晶隙中，集合体内常含黑云母残余，有的颗粒内包裹磁铁矿，粒径0.05-0.2mm，含量5-10%左右。
黑云母:黑褐色、黑绿色，呈鳞片状、叶片状，片径大多在0.1-1mm之间，有的被石英、磁铁矿、菱铁矿、方解石及绿泥石交代呈细小残余，有的被硬石膏包裹，含量约5%左右。
硬石膏: 浅灰色，无色透明，微带紫色，呈他形粒状，大多被磁铁矿交代呈残余，有的可被不规则石英沿边缘，双晶缝交代，有的颗粒内常包含有磁铁矿，黑云母，磷灰石。粒径在0.1-1mm之间，含量约5-10%左右。
方解石：灰白色、浅灰色，呈他形粒状，不规则状分布于磁铁矿之间，并具有交代石英现象，有的内部包含有磁铁矿。粒径在0.05-0.5mm之间，含量约5%左右。
绿泥石：灰绿色，呈鳞片状，由黑云母蚀变而成，其集合体中可见黑云母残余，分布不均匀，含量0～5%。
磷灰石：无色，呈自形-半自形柱状，大多包于硬石膏内，粒径0.02-0.1mm之间，含量≤5%。
绿高岭石:呈显微鳞片状，集合体沿钾长石边部，解理,晶隙等部位交代分布。 粒径一般≤0.01mm，含量≤1%。
3.3 矿石类型
（1）矿石自然类型基本可分为块状黑云母磁铁矿矿石、块状硬石膏磁铁矿矿石、稠密浸染状硬石膏磁铁矿矿石、稠密浸染状黑云母磁铁矿矿石、稠密浸染状方解石磁铁矿矿石、浸染状硬石膏磁铁矿矿石、浸染状方解石磁铁矿矿石。
（2）矿石工业类型为需选弱—强磁性铁矿石。
4 矿体成因及结论
1、通过对矿区内矿体的赋存分布特征分析，本矿床应属典型的玢岩型高-中温气液充填为主的充填—接触交代型铁矿床。
2、其成因为在闪长岩浆上侵过程中，由岩浆中逸出的气体，与徐家山组的钙质粉砂岩，白云质灰岩，灰岩产生交代变质作用，形成方柱石，透辉石矽卡岩，以及钠长石化、阳起石化、透辉石化、石膏化、绿泥石化、角岩化，由岩浆携带的成矿物质，经热液交代作用，含矿热液在构造-热液蚀变岩带中交代、充填、富积，此为矿化的主要阶段。此后，又经历了后期热液活动的进一步叠加改造使磁铁矿进一步富积。
3、磁异常和热液蚀变带是本类矿床的主要指示性标志，而在岩体与围岩接触带及接触带构造是寻找此类铁矿的有利地段。
参考文献：
[1]安徽省地勘局第二水文工程地质勘查院.安徽省当涂县杨庄矿区铁矿普查地质报告[R].2007.
[2]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，1991.
论文作者:万才宇
论文发表刊物:《基层建设》2016年3期
论文发表时间:2016/5/28
标签：磁铁矿论文; 矿体论文; 辉石论文; 矿区论文; 产状论文; 硬石膏论文; 砂岩论文; 《基层建设》2016年3期论文;