内蒙古固阳县大庙乡地区磁铁矿床地质特征及找矿标志

张文磊　魏美丽　刘　阳

(成都理工大学地球科学学院)



内蒙古固阳县大庙乡地区磁铁矿床地质特征及找矿标志

张文磊魏美丽刘阳

(成都理工大学地球科学学院)

摘要大庙乡地区位于内蒙古固阳县东部，属华北地台中段北部，鄂尔多斯坳陷和阴山隆起缝合带，区内出露地层主要为兴和岩群和伴生有新太古代TTG片麻岩的色尔腾山岩群，构造整体呈EW走向，在该地区已发现多个磁铁矿床。在分析区域地质背景的基础上，对磁铁矿床地质特征及成因进行了探讨，认为区内磁铁矿床受地层和断裂控制特征明显，主要产于色尔腾山群角闪斜长片麻岩地层以及断裂构造内，属于沉积变质型铁矿床，成岩成矿时代为(2 440～2 550)Ma，矿体主要以层状、似层状产出，磁铁石英岩为含矿岩石。在上述分析的基础上，总结了找矿标志，供区内找矿参考。

关键词磁铁矿区域地质背景矿床地质特征矿床成因找矿标志

大庙乡位于阴山山脉中西段北部，属色尔腾山东延之余脉，大地构造位置属华北地台中段北部，鄂尔多斯坳陷和阴山隆起缝合带、内蒙古台隆西段北缘、色尔腾山复背斜东段。固阳—武川断裂带的下湿壕乡断层是区内主要的断裂构造，近EW走向横穿全区，最终在集宁一带与尚义—赤城断裂相连。该断层南侧出露的地层主要为片麻理发育的乌拉山岩群以及呈EW向条带侵入其中的古元古代晚期花岗岩和早二叠世花岗岩，片麻理整体呈EW走向，局部为NW或NE走向，直立或向S倾斜，韧性剪切和不同构造相的糜棱岩特征明显；北侧以新太古代兴和岩群和伴生有新太古代TTG片麻岩的色尔腾山岩群为主，兴和岩群的构造线近SN—NW走向，片麻理近直立。色尔腾山岩群构造线呈NW—近EW向展布，但其受EW向韧性剪切强烈，构造线方向可能会发生变化[1]，中—晚古生代(D1和P1)形成的角闪正长岩的花岗岩质岩石系列和早中生代(T3)的二长花岗岩，整体以NNW向呈不规则椭圆形岩株产出其中[2]。下湿壕乡附近的瓦窑石英正长岩(Pt2ξο)东西长约10km，南北宽0.5～3km，侵位于新太古代TTG片麻岩中，出露面积约9km2，南侧被下湿壕断层切割且断层附近靡棱岩化特征明显，锆石年龄为(1 702±32)Ma。高家村角闪正长岩(D1ξ)出露面积约 95km2，锆石年龄为(399±7)Ma[3]。区内出露的古元古界乌拉山群和新太古界色尔腾山群地层中广泛分布规模不等的“鞍山式”铁矿、沉积变质铁矿床。目前在该地区已发现的温席疙图、大地渠和白银洞铁矿床主要赋存于色尔腾山岩群中。为进一步指导区内找矿工作，本研究对区内磁铁矿床地质特征进行分析，并对找矿标志进行总结。

1　地质特征

1.1地层

大庙乡地区已探明的矿床出露地层主要为新太古界色尔腾山群东五分子岩组斜长角闪片麻岩等变质岩和第四系的砂土及砾石层(图1、图2)[2]。

图1　研究区大地构造位置[4]

(1)新太古界色尔腾山群。主要由角闪斜长片麻岩夹黑云斜长片麻岩组成，分为上下2个岩段，含铁石英岩位于该地层上岩段中。①上岩段，岩性主要为角闪斜长片麻岩夹角闪片岩、斜长角闪片麻岩，颜色为灰色—深灰色，由角闪石、黑云母、斜长石、石英等矿物组成，中粒变晶结构，块状及片麻状构造，该岩段赋存有“鞍山式”铁矿，为赋矿的主要地层，主要分布于大庙乡南部，北侧、东侧为花岗岩所占据，该地层厚56～565m，与第四系呈不整合接触关系；②下岩段，主要为混合花岗片麻岩，分布于大庙乡东部，呈SN向展布，东侧与花岗岩接触，西侧与闪长质片麻岩呈整合接触，矿物成分为石英、长石和黑云母，中—细粒结构，片麻状构造，该地层厚78～450m不等，与上岩段呈整合接触关系。

(2)第四系全新统。主要为残坡积物和冲洪积层，分布于山坡和沟谷中，厚12～74m，不整合于基岩上。

图2　大庙乡地区地质概况[5]

1.2构造

白银洞矿区发育一NNW—SSE走向的背斜，朱拉沟、东沟两矿段赋存于该区东翼，岩层倾向NEE，倾角65°～75°，白银洞矿段赋存于该区西翼，岩层向SWW倾斜，倾角70°～85°。白银洞矿区背斜核部主要由混岩化较强的混合花岗片麻岩组成，向两翼逐渐过渡为混合角闪斜长片麻岩。该矿区内断裂构造发育，对矿体有不同程度的破坏，主要有4组：①NNW向断裂，如白银洞矿段南部的F3断层，切割片麻状闪长岩脉，使之发生位移；②NEE向断裂，如白银洞矿段Ⅰ#矿体的F1、F2断层以及朱拉沟矿段的F6等断层，穿切矿层，使之南侧矿体向西南水平位移16m，其中F6断层为正断层，产状65°∠78°；③EW向断裂，如朱拉沟矿段F5断层，穿切矿层，使之发生扭曲和错动；④SN向断裂，如白银洞村西的F4断层，切断片麻状闪长岩脉，使之产生水平移位。温席疙图矿区地层的总体构造线方向为NWW—NW向，倾向N—NE，倾角50°～70°，总体为向N倾斜的单斜构造，但局部有扭曲现象，矿区内岩石的挤压破碎现象普遍，矿体内节理发育，NW向的花岗岩脉和闪长岩脉分布较多，矿区构造较复杂。

1.3岩浆岩

区内华力西晚期侵入的花岗岩主要分布于朱拉沟矿段东北、东沟矿段东部以及白银洞矿段西南部。岩石由30%的斜长石，40%的钾长石，30%的石英组成，呈肉红色，中粒结构，属石英二长岩类。岩体边缘多具片理化，与围岩界线不清，呈渐变过渡关系。白银洞矿段内分布的脉岩主要为花岗伟晶岩和中—基性岩脉，中—基性岩脉对矿体有破坏作用，使矿体产生水平位移。温席疙图矿区内侵入岩不发育，仅有少量的花岗岩脉和闪长岩脉。花岗岩脉主要分布于矿区中部，其中有一条长约150m、宽约20m的较大花岗岩脉，走向NWW，倾向N。矿体北部有一小规模钾长花岗岩株，花岗岩脉顺矿体裂隙侵入并对矿体造成轻度破坏。闪长岩脉多分布于矿区西部，长40～50m，宽2～5m，走向NNW，倾向W，倾角80°，岩石呈灰色及灰绿色，由斜长石、角闪石、石英等矿物组成，中—细粒结构，块状构造。

1.4围岩与夹石

区内含矿岩石主要为磁铁石英岩，围岩为混合花岗片麻岩、混合岩化角闪斜长片麻岩和黑云斜长片麻岩。矿体内夹石含量较少，多为沿矿体裂隙以细脉状充填的花岗伟晶岩和花岗岩，脉岩夹石产状与矿体基本一致，脉宽较小；次为角闪斜长片麻岩，呈透镜状、薄层状产出，产状与矿体一致。

1.5矿石矿物成分

区内金属矿物主要为磁铁矿，多呈他形粒状，粒径最大1.5mm，最小0.1mm，一般0.4～0.7mm，含量30%～70%，一般约50%。磁铁矿晶粒边缘或解理附近可见褐铁矿化或轻微赤铁矿化。黄铁矿在地表因氧化而少见，在岩(矿)芯中出现较多，含量一般小于1%，但热液活动使黄铁矿局部富集，含量可达3%，钛铁矿仅在个别光片中见到l～2粒，含量极微。脉石矿物以石英为主，与磁铁矿含量成反比关系，含量20%～50%，一般约40%；次为角闪石，含量2%～20%，一般约5%。其他尚见有石榴石、透辉石、斜长石，黑云母等矿物，除局部含量高外，一般均少见或含量甚微。根据样品测试结果，除Fe以外，还含有Cu、Pb、Zn等有用矿产，但品位较低，目前尚不可利用。

1.6矿石类型

区内矿石自然类型有磁铁矿石和原生矿石，根据矿石矿物成分可划分为：①石英磁铁矿型，角闪石含量小于10%；②角闪石石英磁铁矿型，角闪石含量10%～20%；③角闪石磁铁矿型，角闪石和辉石含量总和大于20%，石英含量小于10%。区内矿石类型以石英磁铁矿型为主，角闪石石英磁铁矿型及角闪石磁铁矿型较少，对矿石的利用影响不大。

1.7矿石组构

大庙乡地区的矿石主要为变晶结构，次为他形粒状结构，此外还有少量海绵陨铁结构。矿石构造主要为条带状构造和片麻状构造，次为块状构造和斑杂状构造。

2　矿床成因

区内矿床类型为沉积变质型铁矿床，成岩成矿时代为晚太古代，为(2 440～2 550)Ma[1,6]。晚太古代时期，地壳很薄且运动强烈，地下岩浆热量较高且活动强烈，大量硅铁物质伴随基性、中—基性岩浆熔透地壳或沿裂缝喷出，沉积于近火山源处或经搬运沉积于远火山源处。矿床形成最主要的因素是成矿的能量环境[7]，在近火山源条件下，岩浆岩热扩散为区域变质提供能量，基性、中—基性火山碎屑岩中的铁镁矿物随区域变质作用而迁移富集，形成了产于角闪斜长片麻岩内的铁矿；在远火山岩条件下，断裂构造为区域变质作用能量的主要来源，形成了产于角闪斜长片麻岩与浅粒岩接触带的铁矿。在发生区域变质作用的同时，混合岩化作用也在进行，且混合岩化发育的程度直接影响元素能否富集成矿，混合岩化不发育，岩石中元素的迁移受限，很难成矿，混合岩化太强，成矿元素易流失[7-8]。该区混合岩化作用强烈，在强烈混合岩化的地段，因注入矿物增多，使得矿石品位变贫，常呈斑杂状构造。基性、中—基性熔岩喷出沉积时期为主成矿期，之后经过区域变形、深变质作用，矿体厚度、形态发生变化，矿石矿物经重结晶形成具有片麻状、条带状构造的磁铁石英岩等，最终形成了沉积变质铁矿床。

3　找矿标志

(1)矿床受地层控制特点明显，因此新太古界色尔腾山群角闪斜长片麻岩夹角闪片岩、斜长角闪片麻岩地层为主要找矿层位，而磁铁石英岩为主要找矿标志。

(2)区域断裂既可作为导矿构造，又可为区域变质作用提供能量，发育有岩浆岩体地区的断裂附近有利于成矿。主成矿期后，区域构造活动使矿体发生变形位移，在小规模矿化体附近可能赋矿。

(3)矿化露头、铁帽现象为直接找矿标志。

(4)在矿区外围，可依据前人布置的探矿工程(如探槽、老矿坑等)进行找矿。

参考文献

[1]王惠初，袁桂邦，辛后田，等.内蒙古固阳下湿壕—武川酒馆韧性剪切带的大地构造意义探讨[J].前寒武纪研究进展，1999，22(1)：15-16.

[2]钟长汀.华北克拉通北缘中段古元古代花岗岩类地球化学、年代学与构造意义[D].北京：中国地质大学(北京)，2006.

[3]相振群.华北克拉通中元古代岩浆事件群与成矿作用[D].北京：中国地质大学(北京)，2014.

[4]邵积东，王惠，张梅，等.内蒙古大地构造单元划分及其地质特征[J].西部资源，2011(2)：51-56.

[5]陈志勇，郑翻身，王忠，等.内蒙古中西部色尔腾山岩群的厘定及其地质意义[J].地质与资源，2007，16(1)：3-4.

[6]王惠初，相振群，赵凤琴，等.内蒙古固阳东部碱性侵入岩年代学、成因与地质意义[J].岩石学报，2012，28(9)：2843-2854.

[7]张华锋，王浩铮，豆敬兆，等.华北克拉通怀安陆块新太古代低铝和高铝TTG片麻岩的地球化学特征与成因[J].岩石学报，2015，31(6)：1519-1520.

[8]姜治民.内蒙古中部沉积变质型铁矿床的地质特征及找矿前景[J].河南理工大学学报：自然科学版，2010(S)：98-100.

*“十二五”国家科技支撑计划项目(编号：2012BAK04B09)；重庆市科技攻关计划项目(编号：cstc2012gg-sfgc00002-02)；重庆市前沿与基础研究计划项目(编号：cstc2014jcyjA90027)；重庆市社会事业与民主保障科技创新专项(编号：cstc2016shmszx0691)。

(收稿日期2016-02-25)

张文磊(1989—)，男，硕士研究生，610059 四川省成都市成华区二仙桥东三路1号。