寧蕪玢巖鐵礦找礦方向探討

1、寧蕪玢巖鐵礦找礦方向探討 吳大忱（有色金屬華東地質(zhì)勘查局，南京，210007）摘要通過對寧蕪玢巖鐵礦中兩個相鄰的楊莊和姑山鐵礦的對比分析，認為楊莊和姑山一樣，都是礦漿型鐵礦。推測楊莊和姑山兩鐵礦床的形成，認為是由礦漿、矽卡巖漿共存于介質(zhì)閃長玢巖巖漿而組成的混漿在構(gòu)造應(yīng)力的驅(qū)動下向應(yīng)力集中的閃長玢巖體隆起和凹陷部位運移、聚集而成。根據(jù)寧蕪玢巖鐵礦礦物組合相近和角礫巖（礦）體的普遍存在，推測寧蕪玢巖鐵礦的礦源是混漿?；鞚{在不同的地質(zhì)部位、環(huán)境中聚集、演化形成各式鐵礦。在寧蕪地區(qū)已知的十多個產(chǎn)于閃長玢巖隆起部位的鐵礦附近的巖體凹陷部位，尋找像楊莊這樣的礦漿型鐵礦，是寧蕪玢巖鐵礦下一個找礦方向。關(guān)鍵詞

2、：礦源 混漿 應(yīng)力驅(qū)動 應(yīng)力集中 巖體隆起 巖體凹陷 找礦方向江蘇南京市與安徽蕪湖市之間的寧蕪玢巖鐵礦找礦勘探工作在上個世紀中期取得了重大進展，相繼發(fā)現(xiàn)了以梅山鐵礦為代表的一大批鐵礦床。1978年寧蕪玢巖鐵礦專著出版，認為“寧蕪玢巖鐵礦是在陸相安山質(zhì)火山分布地區(qū)，與輝石閃長玢巖-次火山巖或火山-侵入巖體有空間、時間以及成因上聯(lián)系的一組以鐵為主的礦床”。至于找礦方向，書中指出：“尋找隱伏的小型巖體，圍繞著小巖體，在其頂部和上下接觸帶開展工作，是本區(qū)域找礦工作的重要方向”1。從上世紀后期至今，雖然對寧蕪玢巖鐵礦的找礦和研究一直在繼續(xù)，但還未見有比較重大的進展公布于世。筆者在2009年曾考察過在寧蕪

3、地區(qū)南段安徽當塗，由有色華東地勘局承擔勘探地質(zhì)工作的楊莊磁鐵礦礦床，對該礦床的交代成因觀點產(chǎn)生了質(zhì)疑，繼而引發(fā)對寧蕪玢巖鐵礦及其找礦方向的思考。筆者初涉玢巖鐵礦，所談的看法還很粗淺，此文只希望能對正在尋找玢巖鐵礦的找礦人有所助益。楊莊鐵礦床系寧蕪火山巖盆地南段鐘（山）-姑（山）礦田中的一個礦床，礦區(qū)地表是大片農(nóng)田，74-78年，華東冶金808隊根據(jù)重磁異常施工了5個普查鉆孔，發(fā)現(xiàn)了埋深于距地表500米以下的鐵礦體，2004年安徽的勘察隊又曾繼續(xù)鉆探普查，兩次工作均編寫了報告。礦床中的鐵礦體主要產(chǎn)于以巖基形式產(chǎn)出的閃長玢巖和以粉砂巖、泥巖為主并有石膏層和少量灰?guī)r的中三疊系圍巖的接觸帶及附近。三疊

4、系在礦區(qū)范圍內(nèi)為一短軸向斜，巖體和三疊系圍巖的接觸面幾乎和巖層層面一致。主要鐵礦體呈似層狀、扁豆狀產(chǎn)于巖層下彎部位，亦即巖體頂面凹入的“凹盆”中，礦體產(chǎn)狀和“凹盆”底面一致。揭露“凹盆”中心同時也是礦床中心和鐵礦體最厚大部位的某鉆孔是查明礦床的數(shù)十個鉆孔中最具代表性的鉆孔，通過對該鉆孔巖礦芯的觀察，能起到對礦床有一個基本了解的作用。該鉆孔深1345米，從600余米鉆透正常的砂泥巖，到1342米進入閃長玢巖巖體，揭露了二十個視厚度不一的鐵礦體。在這700余米的含礦段的上段200余米，是以呈淺綠色為主的雜色角礫巖，角礫是碎裂的角巖化、硅化的泥巖、粉砂巖碎塊，膠結(jié)物是以陽起石、透輝石為主的弱矽卡巖。

5、由于角礫多且大，大者以米計，膠結(jié)物較少以及角礫大小懸殊，因而整個巖芯呈混雜狀。在角礫巖中數(shù)次見到厚度不大的鐵礦體和閃長玢巖。在角礫巖以下，即含礦段的下段，由呈間隔產(chǎn)出厚度不一的鐵礦體和硬石膏陽起石透輝石矽卡巖組成，其中夾有桃紅色的石膏巖。在鐵礦體和矽卡巖“界面”附近，鐵礦石中有矽卡巖礦物，矽卡巖中有磁鐵礦，礦石和巖石要由全鐵品位劃定。鐵礦石的礦物組合是方解石-硬石膏-黑云母-磷灰石-磁鐵礦和透輝石（陽起石）-磷灰石-磁鐵礦。最下也是最后的一段鐵礦體與其底板閃長玢巖的接觸是典型的漸變關(guān)系，即從致密塊狀細粒磁鐵礦經(jīng)稠密浸染-浸染-稀疏浸染狀磁鐵礦漸變?yōu)闇\灰色閃長玢巖。楊莊鐵礦區(qū)三疊系中灰?guī)r很少，在

6、礦體（含礦段）中未發(fā)現(xiàn)過灰?guī)r，在礦體（含礦段）之外偶見閃長玢巖（非巖體）和灰?guī)r接觸，無矽卡巖生成。在礦區(qū)閃長玢巖巖體內(nèi)部，矽卡巖鐵礦體或含磁鐵礦矽卡巖體有零星出現(xiàn)，厚數(shù)米，可距巖體頂面百米。前述楊莊鐵礦床產(chǎn)于三疊系短軸向斜中，此向斜為區(qū)域近南北向的鐘山-姑山背斜和觀音山-長嶺背斜之間的一寬闊向斜。在楊莊鐵礦SEE方向1公里處便是著名的姑山鐵礦。鐵礦體產(chǎn)于鐘姑背斜下閃長玢巖巖體隆起的凸出部位，并在地面上成為一座山體。“巖體頂部的角礫巖大致呈鐘狀分布，在水平斷面上礦體在巖體邊緣內(nèi)側(cè)形成環(huán)狀”。“礦體受接觸帶內(nèi)外的角礫巖帶控制，充填產(chǎn)出”。1礦石的礦物組合是塊狀假象赤鐵礦、石英-碳酸鹽-假象磁鐵礦、

7、透輝石-磷灰石-磁鐵礦。姑山鐵礦和楊莊鐵礦各產(chǎn)在一對背向斜的彎曲部位與巖體的接觸帶；礦體的上部都有角礫巖，只不過一個膠結(jié)物是鐵質(zhì)，一個是矽卡巖質(zhì)；礦石的礦物組分中都有透輝石（陽起石）-磷灰石-磁鐵礦。將姑山和楊莊兩個礦床聯(lián)系起來觀察，其實可以看作是一個礦床中的兩個相互間隔出現(xiàn)的“礦體”。李秉倫將楊莊（向陽）鐵礦的成因類型劃歸為殘漿-氣液交代充填礦床中的交代礦床，把姑山鐵礦劃歸為鐵礦漿礦床中的噴溢貫入礦床2。筆者認為楊莊和姑山一樣，都屬于礦漿型礦床，姑山鐵礦近地表以噴溢、貫入為主；楊莊“礦體”居姑山“礦體”之下，熔離作用占了主導地位，楊莊鐵礦主礦體與底板閃長玢巖體呈漸變過渡的接觸關(guān)系便是很好的佐

8、證。楊莊鐵礦的鐵礦體如果認為是由鐵礦漿形成的，那么與鐵礦石在一起的矽卡巖用“早期蝕變構(gòu)成的蝕變巖”1來解釋就顯得牽強，而認為這矽卡巖是由曾與鐵礦漿共存的矽卡巖漿冷凝結(jié)晶而成則合理又符合邏輯。1992年許建國、林新多根據(jù)對一向被當做是經(jīng)典的矽卡巖型安徽長龍山鐵礦床中矽卡巖的形態(tài)、產(chǎn)狀與圍巖灰?guī)r接觸狀態(tài)和矽卡巖的氣孔狀構(gòu)造等“宏觀”的野外觀察，以及在鈣鐵石榴子石中發(fā)現(xiàn)有熔融包裹體的“微觀”研究，認為“矽卡巖成巖流體為巖漿熔融體”3。1995年趙斌等報道了“我國幾個鈣質(zhì)矽卡巖礦床中石榴子石熔融、熔-流等包裹體測溫結(jié)果，為巖漿成因矽卡巖說提供了直接依據(jù)”4。近年來“在鄂東南地區(qū)先前確認為交代成因的含礦

9、矽卡巖中，有相當大一部分其實為巖漿成因矽卡巖，也證明存在有獨立的矽卡巖漿”5。楊莊、姑山鐵礦中礦體產(chǎn)于閃長玢巖巖體頂面之上，筆者推測成礦的過程可能是這樣的。寧蕪火山巖盆地中的三疊系分布于盆地的南北和東部邊緣，范圍不大，早于三疊紀的地層至今尚未發(fā)現(xiàn)。三疊紀末的大規(guī)模斷裂構(gòu)造活動造成寧蕪裂谷盆地，晚侏羅-早白堊世火山活動劇烈，形成大量的火山巖。在構(gòu)造活動的同時來自上地幔的巖漿上升穿過地殼，成同熔型輝石閃長巖漿侵入盆地并構(gòu)成盆地的基底。這一基底的表面猶如一特殊的山地，由高低（深淺）不等，規(guī)模不一、形態(tài)各異的“山峰”和“山谷”組成?，F(xiàn)在盆地中出露地面和隱伏不深的閃長玢巖體就是基底的“山峰”部分。巖漿熔

10、蝕了三疊系青龍山組、黃馬青組中的灰?guī)r、石膏巖后，致使巖漿中有了多量的鈣和硫，而輝石閃長巖漿活動過程中大規(guī)模的鈉長石化使含鐵的暗色礦物消失，這樣游離出來的鐵和鈣、硫便成了鐵礦的物質(zhì)基礎(chǔ)。增添了鈣、硫，又有富鐵的閃長巖漿，在經(jīng)過一系列復雜的物理和化學運動后，由于多種偶然因素集中的機遇，在楊莊、姑山這一帶聚集了鐵礦漿、矽卡巖漿共存于介質(zhì)閃長巖漿中的這樣一種三元體系的混漿。在超臨界溫度“水”和其它揮發(fā)性組分的協(xié)助下，使混漿聚集在閃長巖漿的上面。當三疊系產(chǎn)生褶皺時，閃長巖漿亦隨之同步運動，所以出現(xiàn)巖體頂面和巖層層面相一致和三疊系背向斜和巖體隆起凹陷重合的結(jié)果。構(gòu)造應(yīng)力在造成巖層褶皺、巖漿運動的同時，也驅(qū)

11、動混漿向應(yīng)力集中的部位，即巖體的隆起和凹陷部位運移。在構(gòu)造應(yīng)力和巖漿熱壓力的共同作用下，背向斜轉(zhuǎn)折端的圍巖破裂，出現(xiàn)負壓空間。部分混漿在巨大的壓力差之下，沖入圍巖，形成角礫狀鐵礦石或角礫狀矽卡巖與閃長玢巖、鐵礦體的混雜體。在這一爆發(fā)式活動之后，巖漿運動進入相對寧靜的階段?；鞚{在特定的地質(zhì)和物理化學條件下發(fā)生熔離，在結(jié)晶作用、重力分異和動力分異作用下，最終形成閃長巖體之上的鐵礦體和矽卡巖體。由于熔離的不徹底性、不均勻性，所以出現(xiàn)了鐵礦石和矽卡巖呈間隔產(chǎn)出的景觀以及鐵礦體和巖體，鐵礦石和矽卡巖之間呈漸變過渡的現(xiàn)象。同樣原因，在閃長玢巖體內(nèi)也有少量的鐵礦體和矽卡巖?；鞚{向巖體隆起部位和凹陷部位的運動

12、，由于含“水”和揮發(fā)性組分較多，因而密度較低的混漿向上運移，所以姑山鐵礦礦石的含磷量是楊莊的3倍，甚至還有高磷礦石。探討礦床的成因并推測礦床的形成過程，從勘察單位的功利角度來看就是為了探討找礦方向。前人早已注意到寧蕪鐵礦中“透輝石（陽起石）-磷灰石-磁鐵礦這種礦物組合類型的礦石幾乎可以在每一個礦區(qū)找到”?！皩幨彽貐^(qū)鐵礦床，除層狀鐵礦以外，其礦體多賦存于各種成因的角礫巖體中”1。將前人由于注意到諸鐵礦存在著共性而預感到的它們有著成因上的聯(lián)系，和筆者對姑山、楊莊鐵礦生成過程的構(gòu)想結(jié)合起來，可以更進一步推測這些鐵礦中的鐵都來自于深部連成一體的閃長玢巖巖漿上面的混漿。混漿在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的驅(qū)動下向應(yīng)力集

13、中的部位運移、聚集，并隨著不同的地質(zhì)環(huán)境演化最終形成各種式樣的鐵礦床。這些鐵礦床的礦源-混漿可能分布于多處，但形成的機理是一樣的。由此說來，在寧蕪地區(qū)那些產(chǎn)于閃長玢巖隆起部位的鐵礦床附近，與隆起對應(yīng)的巖體的凹陷部位，也都有像楊莊這樣的鐵礦床存在的可能。尋找這種賦存于巖體凹陷部位的鐵礦對于寧蕪玢巖型鐵礦來說多了一個新的找礦方向。到目前為止，寧蕪地區(qū)已找到的大中型鐵礦18處中，除楊莊外都在巖體的隆起部位。高道明等認為“根據(jù)90年代多種方法預測與評估，寧蕪地區(qū)1500m以淺總資源量為50×10855×108t，也就是說尚有一半未找到”6?？磥碓趯幨彽貐^(qū)繼續(xù)尋找鐵礦并取得豐碩成果的希望還是很大的。致謝：本文寫作過程中得到有色金屬華東地質(zhì)勘查局趙俊哲和張文國同志的幫助，在此深表感謝。參考文獻：1寧蕪項目編寫組.