安徽省淮北地区接触交代型金属矿地质特征、成矿因素分析_邓雪英.pdf

安徽省淮北地区接触交代型金属矿地质特征、成矿因素分析邓雪英1 于光辉2(1安徽省地质矿产勘查局3 2 5地质队 安徽 淮北 2 3 5 0 3 7;2.安徽省煤田地质局水文勘探队 安徽 宿州 2 3 4 0 0 0)摘 要 淮北地区金属矿皆为隐伏矿床,到目前为止已发现,有萧县旗杆楼铁矿,濉溪县邹楼、徐楼、陈庄铁矿床,前常铜铁矿床,秦楼铜(金)矿床,杨桥孜金铜(铁)矿勘查区,刘楼铜铁(金)矿床,累计查明铁矿石资源储量上亿吨,另共伴生大量的铜、金、银、钴等资源储量。这些矿床都属于接触交代型矿床。目前大多矿床正在开采,对淮北地区经济发展提供支持。从淮北地区接触交代型矿床的成矿地质特征来看,成矿因素主要为接触交代与蚀变。通过对淮北地区接触交代型金属矿床的研究,为找出成矿规律,扩大矿区远景和找矿途径提供重要依据。关键词 淮北地区;金属矿床;地质特征;成矿因素 1.区域地质概况本区位于华北陆块的南部、徐淮地块、淮北陷褶断带、宿北凹陷的中部。区内褶皱、断裂及岩浆岩发育。构造带的方向主要为北北东向,东西向及北西西。宿县(宿北断裂)以北自西向东有蒋河复式向斜、萧县背斜、闸河复式向斜、皇藏峪复式背斜、支河向斜等,背斜紧密、向斜宽缓。本区被东西向宿北断裂带及大断裂所分割,造成了构造、岩浆岩育及矿产方面的差异。北部岩浆岩发育,北北东向褶皱、断裂控制了岩浆岩及矿产地的分布,除煤以外,以铁为主的矿床较丰富;南部尚未发现岩体及内生金属矿产,但煤矿资源较多。(见图1)。图1 淮北地区地层、构造、岩浆岩及内生金属矿产分布图地层属华北地层区,淮河地层分区,淮北地层小区。区内出露的地层有震旦系奥陶系、石炭系二叠系。其中寒武系、奥陶系出露较好,震旦系次之,其他地层出露较少。石炭系、二叠系一般组成向斜的核部;寒武系、奥陶系为厚1 5 0 0 m以上的碳酸盐岩石,组成背斜轴部及两翼,该地层是本区铁铜矿成矿有利围岩地层。构造:宿县南北以东西向宿北大断裂所分割,造成了构造、岩浆岩与矿产方面的差异。宿县以北均为北北东向断裂,而且很发育;宿县以南多为北西向断裂,兼有北东向和南北向的断裂;它分割了南北两侧不同的构造格局。岩浆岩受北北东向的皇藏裕复式背斜、萧县背斜及近东西向的河南芒砀山-江苏斑井断裂及宿北断裂构造控制;与成矿有关的侵入岩为燕山期中酸性高碱富钠、低铁镁钙的岩石;与成矿有关的岩体主要有旗杆楼二厂花岗岩酸性岩岩体、徐楼闪长岩体、赵集闪长玢岩体及三铺石英正长闪长(玢)岩中性岩岩体等。以下针对本地区主要成矿因素进行分析。2.成矿地质特征本区矿床主要为铁、铜铁矿,多分布在掩盖区,浮土厚4 01 6 0 m,为隐伏矿床。主要有三种类型与酸性岩类有关的铁矿、与中性岩有关的铁矿、与中性岩有关的铜铁矿。为本区铁矿次要类型,主要分布在本区西北部的旗杆楼、洪集及邻区河南永城县等地。矿体产于奥陶系系统萧县组碳酸盐岩与钠化二长花岗岩接触带及其附近大理岩中,主要产于近层状岩体上隆区顶部。与成矿有关的岩体岩石具有强烈的钠化和褪色现象,与岩体接触的碳酸盐具矽卡岩化。为本区铁矿主要类型,主要分布在王场、石楼、双庄、史小楼等地。矿体产于奥陶系下统萧县组碳酸盐岩与钠化闪长玢岩、含石英闪长玢岩接触带及起附近大理岩中。与岩体接触的碳酸盐具矽卡岩化和热641DOI:10.16631/15-1331/p.2022.06.054液蚀变蛇纹石化、绿泥石化等,为单一铁矿,具多层成矿的特点。为与中性岩有关的铜铁矿,主要分布在本区南部三铺、前常、陈庄铜铁矿等地。矿体产于含石英闪长玢岩与奥陶系下统萧县组及寒武系中上统碳酸盐岩接触带,与成矿有关的岩体岩石碱质交代蚀变强烈,钙化明显。以上三类铁矿均以富矿为主,主要为自熔性矿石,部分铜铁矿石略偏碱性,有害元素含量甚微。矿石类型、结构构造、矿物组合等特征较单一。3.成矿作用与找矿潜力分析3.1地层本区地层主要为奥陶系下统萧县组青龙山泥质白云质灰岩、泥灰岩,王场角砾状灰岩,部分岩石溶蚀现象明显,形成薄弱地带,易于岩浆侵入,致使奥陶系下统萧县组常见规模较大的似层状侵入体,在岩体上隆区顶部及附近大理岩中形成一定规模铁矿。同时,该组灰岩岩性为白云质灰岩、灰质白云岩、泥灰岩及角砾状灰岩互层。由于岩石物理化学性质的差异,往往在岩体上隆区及褶皱地段形成层间裂隙,易于矿液富集和沉淀,形成较大的矿体(王场、石楼矿床等)。围岩岩性 与 矿 床 的 形 成 关 系 密 切,该 层 主 要 为 含M g O含量较高的白云质灰岩,在同温同压条件下,M g O先溶解,增加岩石的溶解和渗透性,有利于矿液交代,在有利的构造部位和岩浆活动条件下有利于成矿。3.2构造构造控制着矿体、矿产地的分布以及矿体的形态及产状。控制矿带、矿田的构造主要有以下几个方面:北北东向褶皱(主要是背斜)皇藏裕复式背斜、萧县复背斜与断裂是本区主要区域性控岩、控矿构造,特别是与其北西西或东西向断裂交会处的构造薄弱部位,易于岩浆侵入,有利于成矿。本区江苏-利国-萧县淮北弧形断裂一带,为较有希望的区域性成矿带;褶皱构造转折端断裂裂隙发育,易于岩浆侵入和形成一定规模的矿床。石楼、双庄、史小楼铁矿均位于闸河向斜转折端,或萧县背斜倾没端;褶皱(背斜)与断裂交会处有利于成矿,如陈庄、三铺、陈庄、刘楼铜铁矿床,均位于皇藏裕复式背斜西翼和两组断裂(江苏徐州-青龙山-三铺弧形断裂、宿北断裂带)交会处。该处岩浆岩发育,矿化范围、深度均较大,是本区接触交代型铜铁矿最有利地段。控制矿床、矿体的构造主要有以下几个方面:层间裂隙及层间虚脱构造,由于围岩物理、化学性质的差异,在构造变动时易产生层间裂隙,有利于矿液的流动、交代和沉淀,形成规模较大的似层状矿体。如王场矿床主矿体北部,矿体主要受层间裂隙控制。特别是在波状层理凸起部位或小型这区的轴不易形成层间虚脱,造成了矿液流动和沉淀的空间,并是矿体显著加厚和变富,如石楼、双庄矿床。隆起地段的短轴向斜有利于成矿。侵入体接触构造,接触带附近裂隙发育,易于矿液活动,有利于成矿。具高地不平波浪状缓倾斜接触带队成矿有利,矿体稳定,规模较大;错综复杂的复合构造控制着矿体的形态及产状。3.3岩浆岩3.3.1岩浆岩的分布特点本区侵入岩受北北东向背斜,断裂及北西西或东西向断裂所控制,沿北北东向构造呈带状分布。自东往西由中性-酸性形成三个侵入岩带。3.3.2岩浆岩的产状矿区被第四系严重覆盖,且无深孔穿过岩体,仅邻区河南永城有一孔穿过花岗岩见寒武系灰岩,只能依据钻孔揭露的不同类型的侵入岩进行推断。据现有的资料分析,侵入岩的产状比较复杂,可能存在有切穿不同地层的岩墙及岩脉,有基本上受层位控制的复杂的似层状侵入岩或岩床,还有与不同时代地层接触的岩株。本区几个较大的岩体如王场闪长玢岩、徐楼含石英闪长玢岩、邹楼闪长玢岩、旗杆楼花岗斑岩、花岗岩,可能为复杂的似层状侵入体或复杂岩床。3.3.3岩浆岩时代及分期本区侵入岩分布较广,但出露面积小,多为浮土掩盖或隐伏于围岩中,难于收集到可以确定它们之间侵位次序的直接地质证据,对不同岩体虽作了同位素地质年龄测定,但其年龄值有些也存在一定的问题,故对侵入岩时代的划分造成了很大的困难。本区闪长岩类侵入的最新层位为二叠系石千峰组,同位素年龄值有1 2 81 7 4 M a(主要的)和3 8 65 1 1 M a两组,同时,从构造运动与岩浆活动的关系来看,本区自震旦系-二叠系多为整合或假整合接触,印支运动开始全面褶皱,燕山运动早期褶皱进一步加剧。因此,初步认为本区中性闪长岩类主要形成于燕山期。3.3.4岩浆岩岩性、化学成份特征本区部分岩体化学成分和中国闪长岩对比见下表(样品平均值,不包括灼失量等)。741 矿产地质表1岩体化学成分岩石成分S i O2T i O2A l2O3F e2O3F e OM n OM g OC a ON a2OK2OP2O5旗杆楼二长花岗岩7 0.3 70.2 71 4.0 60.5 61.1 60.0 11.0 61.9 34.8 64.2 10.0 9代里花岗岩7 0.1 80.3 91 4.4 71.5 71.7 80.1 20.8 81.9 93.4 84.1 1三铺岩体闪长岩6 1.2 80.5 51 5.5 53.1 21.7 10.0 63.2 85.1 63.9 22.8 20.1 6中国闪长岩5 7.3 90.8 91 6.4 23.14.1 50.1 83.7 75.5 83.2 92.5 70.3 7 酸性岩:与接触交代型铁矿有关的二长花岗岩,如旗杆楼岩体,以旗杆楼铁矿为代表。岩性特征:浅肉红色、花岗结构,他形-半自形粒状相嵌结构(二长嵌晶结构)。化学成份特征:与代里花岗岩对比F e2O3+F e O、M g O+C a O偏低,N a2O+K2O偏高,且N a2OK2O。与 岩 石 中 暗 色 矿 物 含 量 小 是 吻合的。中性岩:本区中性岩(闪长岩类)均属正常成份岩石,与接触交代型铁矿、铜铁矿有关,为主要成矿母岩,特别是岩体边缘相含石英闪长玢岩、闪长玢岩与成矿关系密切。其中与单一铁矿,铜铁矿有关的闪长岩类均据不同特点。A、与接触交代型铁矿有关的闪长岩类:主要为含石英闪长玢岩,闪长玢岩,闪长岩,次为角闪闪长玢岩。岩性特征:与铁矿关系密切的含石英闪长玢岩,如徐楼岩体(以徐楼铁矿为代表)。岩石为浅灰绿色,斑状结 构,斑 晶 为 普 通 角 闪 石1 5%,中 性 斜 长 石1 0%,基质为中性斜长石等。化学成份特征:与中国闪长岩对比,S i O2偏高,F e2O3+F e O、M g O+C a O均偏低,与暗色矿物含量较少相符。N a2O+K2O偏高,且N a2OK2O。因此,如徐楼含石英闪长玢岩酸度高,更富碱富钠。B、与接触交代型铜铁矿有关的闪长岩类:三铺岩体(以前常铁矿、刘楼铜铁矿、杨桥孜铜铁金矿等为代表),主要为含石英闪长玢岩,是铜铁矿成矿母岩。岩性特征:岩石为浅灰绿色,斑状结构。斑晶为中性斜长石3 0%,普通角闪石1 8%,石英5%,及少量黑云母。基质为中性斜长石3 5%,普通角闪石4%及少量石英等。化学成份特征:与中国闪长岩对比,S i O2偏高。3.3.5岩浆岩与成矿的关系酸性岩与成矿的关系:按酸性岩的成矿专属性一般应与钨、锡、铋、钼有关。但本区旗杆楼二长花岗岩具强烈的钠化,含N a2O含量在4%以上,钠化强烈的钠长石岩N a2O含量达8.6 4%。其正接触带及外接触带可形成接触交代型铁矿。如旗杆楼铁矿,属规模小,矿种单一铁矿的中型矿床。丁里微粒白岗岩体酸度甚高,微量元素中P b、C u、N b含量较高,目前尚未发现钠化地段和有关的铁矿。中性岩与成矿的关系:本区中性岩不仅可形成单一铁矿(徐楼铁矿、邹楼铁矿等),而且可形成铜铁矿。其共同特点是:均为暗色矿物含量少,酸度偏高,高碱富钠型岩石。岩石副矿物中锆石、磷灰石含量均较高,微量元素以亲铁元素为主,T i、V含量较高,副矿物中磁铁矿含量不高,微量元素以亲铁元素为主,而亲硫元素铜含量不高。铁矿体产于岩体上隆区顶部。与铜铁矿(前常铜铁矿、杨桥孜铜铁金矿等)有关的岩体岩石具钾化和钠化,以钾化为主。钾化主要表现为岩石具红长石化,次为黑云母化。矿体呈阶梯状分布,向深部逐渐变大、变厚。4.结论通过对淮北地区接触交代型金属矿成矿因素的研究,得出奥陶系下统萧县组碳酸盐岩有利于成矿,岩石物理性质的差异有利于成矿。大的构造断裂交会部位易于岩浆侵入,有利于成矿。今后在该区找矿,最好在接触带附近进行地质勘查工作。辅助物探方法,加密钻孔、加深钻孔进行更加细致的勘查,寻找新的矿床和现有矿床的深度资源,为寻找接触交代型富铁矿床的找矿工作提供可靠依据。参考文献1涂爱华.安徽省濉溪县徐楼铁矿核查矿区资源储量核查报 告 R.安 徽 省 地 质 矿 产 勘 查 局3 2 5地 质 队.(2 0 1 0).2汪青松.安徽省濉溪县杨桥孜铜金(铁)矿普查地质报告R.安徽省勘查技术院.(2 0 1 3).841