宁芜玢岩铁矿找矿方向探讨

1、宁芜玢岩铁矿找矿方向探讨 吴大忱（有色金属华东地质勘查局，南京，210007）摘要通过对宁芜玢岩铁矿中两个相邻的杨庄和姑山铁矿的对比分析，认为杨庄和姑山一样，都是矿浆型铁矿。推测杨庄和姑山两铁矿床的形成，认为是由矿浆、矽卡岩浆共存于介质闪长玢岩岩浆而组成的混浆在构造应力的驱动下向应力集中的闪长玢岩体隆起和凹陷部位运移、聚集而成。根据宁芜玢岩铁矿矿物组合相近和角砾岩（矿）体的普遍存在，推测宁芜玢岩铁矿的矿源是混浆。混浆在不同的地质部位、环境中聚集、演化形成各式铁矿。在宁芜地区已知的十多个产于闪长玢岩隆起部位的铁矿附近的岩体凹陷部位，寻找像杨庄这样的矿浆型铁矿，是宁芜玢岩铁矿下一个找矿方向。关键词

2、：矿源 混浆 应力驱动 应力集中 岩体隆起 岩体凹陷 找矿方向江苏南京市与安徽芜湖市之间的宁芜玢岩铁矿找矿勘探工作在上个世纪中期取得了重大进展，相继发现了以梅山铁矿为代表的一大批铁矿床。1978年宁芜玢岩铁矿专著出版，认为“宁芜玢岩铁矿是在陆相安山质火山分布地区，与辉石闪长玢岩-次火山岩或火山-侵入岩体有空间、时间以及成因上联系的一组以铁为主的矿床”。至于找矿方向，书中指出：“寻找隐伏的小型岩体，围绕着小岩体，在其顶部和上下接触带开展工作，是本区域找矿工作的重要方向”1。从上世纪后期至今，虽然对宁芜玢岩铁矿的找矿和研究一直在继续，但还未见有比较重大的进展公布于世。笔者在2009年曾考察过在宁芜

3、地区南段安徽当塗，由有色华东地勘局承担勘探地质工作的杨庄磁铁矿矿床，对该矿床的交代成因观点产生了质疑，继而引发对宁芜玢岩铁矿及其找矿方向的思考。笔者初涉玢岩铁矿，所谈的看法还很粗浅，此文只希望能对正在寻找玢岩铁矿的找矿人有所助益。杨庄铁矿床系宁芜火山岩盆地南段钟（山）-姑（山）矿田中的一个矿床，矿区地表是大片农田，74-78年，华东冶金808队根据重磁异常施工了5个普查钻孔，发现了埋深于距地表500米以下的铁矿体，2004年安徽的勘察队又曾继续钻探普查，两次工作均编写了报告。矿床中的铁矿体主要产于以岩基形式产出的闪长玢岩和以粉砂岩、泥岩为主并有石膏层和少量灰岩的中三叠系围岩的接触带及附近。三叠

4、系在矿区范围内为一短轴向斜，岩体和三叠系围岩的接触面几乎和岩层层面一致。主要铁矿体呈似层状、扁豆状产于岩层下弯部位，亦即岩体顶面凹入的“凹盆”中，矿体产状和“凹盆”底面一致。揭露“凹盆”中心同时也是矿床中心和铁矿体最厚大部位的某钻孔是查明矿床的数十个钻孔中最具代表性的钻孔，通过对该钻孔岩矿芯的观察，能起到对矿床有一个基本了解的作用。该钻孔深1345米，从600余米钻透正常的砂泥岩，到1342米进入闪长玢岩岩体，揭露了二十个视厚度不一的铁矿体。在这700余米的含矿段的上段200余米，是以呈浅绿色为主的杂色角砾岩，角砾是碎裂的角岩化、硅化的泥岩、粉砂岩碎块，胶结物是以阳起石、透辉石为主的弱矽卡岩。

5、由于角砾多且大，大者以米计，胶结物较少以及角砾大小悬殊，因而整个岩芯呈混杂状。在角砾岩中数次见到厚度不大的铁矿体和闪长玢岩。在角砾岩以下，即含矿段的下段，由呈间隔产出厚度不一的铁矿体和硬石膏阳起石透辉石矽卡岩组成，其中夹有桃红色的石膏岩。在铁矿体和矽卡岩“界面”附近，铁矿石中有矽卡岩矿物，矽卡岩中有磁铁矿，矿石和岩石要由全铁品位划定。铁矿石的矿物组合是方解石-硬石膏-黑云母-磷灰石-磁铁矿和透辉石（阳起石）-磷灰石-磁铁矿。最下也是最后的一段铁矿体与其底板闪长玢岩的接触是典型的渐变关系，即从致密块状细粒磁铁矿经稠密浸染-浸染-稀疏浸染状磁铁矿渐变为浅灰色闪长玢岩。杨庄铁矿区三叠系中灰岩很少，在

6、矿体（含矿段）中未发现过灰岩，在矿体（含矿段）之外偶见闪长玢岩（非岩体）和灰岩接触，无矽卡岩生成。在矿区闪长玢岩岩体内部，矽卡岩铁矿体或含磁铁矿矽卡岩体有零星出现，厚数米，可距岩体顶面百米。前述杨庄铁矿床产于三叠系短轴向斜中，此向斜为区域近南北向的钟山-姑山背斜和观音山-长岭背斜之间的一宽阔向斜。在杨庄铁矿SEE方向1公里处便是著名的姑山铁矿。铁矿体产于钟姑背斜下闪长玢岩岩体隆起的凸出部位，并在地面上成为一座山体。“岩体顶部的角砾岩大致呈钟状分布，在水平断面上矿体在岩体边缘内侧形成环状”。“矿体受接触带内外的角砾岩带控制，充填产出”。1矿石的矿物组合是块状假象赤铁矿、石英-碳酸盐-假象磁铁矿、

7、透辉石-磷灰石-磁铁矿。姑山铁矿和杨庄铁矿各产在一对背向斜的弯曲部位与岩体的接触带；矿体的上部都有角砾岩，只不过一个胶结物是铁质，一个是矽卡岩质；矿石的矿物组分中都有透辉石（阳起石）-磷灰石-磁铁矿。将姑山和杨庄两个矿床联系起来观察，其实可以看作是一个矿床中的两个相互间隔出现的“矿体”。李秉伦将杨庄（向阳）铁矿的成因类型划归为残浆-气液交代充填矿床中的交代矿床，把姑山铁矿划归为铁矿浆矿床中的喷溢贯入矿床2。笔者认为杨庄和姑山一样，都属于矿浆型矿床，姑山铁矿近地表以喷溢、贯入为主；杨庄“矿体”居姑山“矿体”之下，熔离作用占了主导地位，杨庄铁矿主矿体与底板闪长玢岩体呈渐变过渡的接触关系便是很好的佐

8、证。杨庄铁矿的铁矿体如果认为是由铁矿浆形成的，那么与铁矿石在一起的矽卡岩用“早期蚀变构成的蚀变岩”1来解释就显得牵强，而认为这矽卡岩是由曾与铁矿浆共存的矽卡岩浆冷凝结晶而成则合理又符合逻辑。1992年许建国、林新多根据对一向被当做是经典的矽卡岩型安徽长龙山铁矿床中矽卡岩的形态、产状与围岩灰岩接触状态和矽卡岩的气孔状构造等“宏观”的野外观察，以及在钙铁石榴子石中发现有熔融包裹体的“微观”研究，认为“矽卡岩成岩流体为岩浆熔融体”3。1995年赵斌等报道了“我国几个钙质矽卡岩矿床中石榴子石熔融、熔-流等包裹体测温结果，为岩浆成因矽卡岩说提供了直接依据”4。近年来“在鄂东南地区先前确认为交代成因的含矿

9、矽卡岩中，有相当大一部分其实为岩浆成因矽卡岩，也证明存在有独立的矽卡岩浆”5。杨庄、姑山铁矿中矿体产于闪长玢岩岩体顶面之上，笔者推测成矿的过程可能是这样的。宁芜火山岩盆地中的三叠系分布于盆地的南北和东部边缘，范围不大，早于三叠纪的地层至今尚未发现。三叠纪末的大规模断裂构造活动造成宁芜裂谷盆地，晚侏罗-早白垩世火山活动剧烈，形成大量的火山岩。在构造活动的同时来自上地幔的岩浆上升穿过地壳，成同熔型辉石闪长岩浆侵入盆地并构成盆地的基底。这一基底的表面犹如一特殊的山地，由高低（深浅）不等，规模不一、形态各异的“山峰”和“山谷”组成。现在盆地中出露地面和隐伏不深的闪长玢岩体就是基底的“山峰”部分。岩浆熔

10、蚀了三叠系青龙山组、黄马青组中的灰岩、石膏岩后，致使岩浆中有了多量的钙和硫，而辉石闪长岩浆活动过程中大规模的钠长石化使含铁的暗色矿物消失，这样游离出来的铁和钙、硫便成了铁矿的物质基础。增添了钙、硫，又有富铁的闪长岩浆，在经过一系列复杂的物理和化学运动后，由于多种偶然因素集中的机遇，在杨庄、姑山这一带聚集了铁矿浆、矽卡岩浆共存于介质闪长岩浆中的这样一种三元体系的混浆。在超临界温度“水”和其它挥发性组分的协助下，使混浆聚集在闪长岩浆的上面。当三叠系产生褶皱时，闪长岩浆亦随之同步运动，所以出现岩体顶面和岩层层面相一致和三叠系背向斜和岩体隆起凹陷重合的结果。构造应力在造成岩层褶皱、岩浆运动的同时，也驱

11、动混浆向应力集中的部位，即岩体的隆起和凹陷部位运移。在构造应力和岩浆热压力的共同作用下，背向斜转折端的围岩破裂，出现负压空间。部分混浆在巨大的压力差之下，冲入围岩，形成角砾状铁矿石或角砾状矽卡岩与闪长玢岩、铁矿体的混杂体。在这一爆发式活动之后，岩浆运动进入相对宁静的阶段。混浆在特定的地质和物理化学条件下发生熔离，在结晶作用、重力分异和动力分异作用下，最终形成闪长岩体之上的铁矿体和矽卡岩体。由于熔离的不彻底性、不均匀性，所以出现了铁矿石和矽卡岩呈间隔产出的景观以及铁矿体和岩体，铁矿石和矽卡岩之间呈渐变过渡的现象。同样原因，在闪长玢岩体内也有少量的铁矿体和矽卡岩。混浆向岩体隆起部位和凹陷部位的运动

12、，由于含“水”和挥发性组分较多，因而密度较低的混浆向上运移，所以姑山铁矿矿石的含磷量是杨庄的3倍，甚至还有高磷矿石。探讨矿床的成因并推测矿床的形成过程，从勘察单位的功利角度来看就是为了探讨找矿方向。前人早已注意到宁芜铁矿中“透辉石（阳起石）-磷灰石-磁铁矿这种矿物组合类型的矿石几乎可以在每一个矿区找到”。“宁芜地区铁矿床，除层状铁矿以外，其矿体多赋存于各种成因的角砾岩体中”1。将前人由于注意到诸铁矿存在着共性而预感到的它们有着成因上的联系，和笔者对姑山、杨庄铁矿生成过程的构想结合起来，可以更进一步推测这些铁矿中的铁都来自于深部连成一体的闪长玢岩岩浆上面的混浆。混浆在区域构造应力的驱动下向应力集

13、中的部位运移、聚集，并随着不同的地质环境演化最终形成各种式样的铁矿床。这些铁矿床的矿源-混浆可能分布于多处，但形成的机理是一样的。由此说来，在宁芜地区那些产于闪长玢岩隆起部位的铁矿床附近，与隆起对应的岩体的凹陷部位，也都有像杨庄这样的铁矿床存在的可能。寻找这种赋存于岩体凹陷部位的铁矿对于宁芜玢岩型铁矿来说多了一个新的找矿方向。到目前为止，宁芜地区已找到的大中型铁矿18处中，除杨庄外都在岩体的隆起部位。高道明等认为“根据90年代多种方法预测与评估，宁芜地区1500m以浅总资源量为50×10855×108t，也就是说尚有一半未找到”6。看来在宁芜地区继续寻找铁矿并取得丰硕成果的希望还是很大的。致谢：本文写作过程中得到有色金属华东地质勘查局赵俊哲和张文国同志的帮助，在此深表感谢。参考文献：1宁芜项目编写组.