贵州从江九星铁矿床地质特征及控矿因素分析＊

何卫军，何明勤*，马思根

(1.贵州大学 资源与环境工程学院，贵州 贵阳 550025;2.贵州财经大学，贵州 贵阳 550025)

九星铁矿床位于贵州省从江县境内，从江地虎—九星是重要的多金属成矿区，随着找矿勘探的深入，从江九星地区铁矿床也引起重视。前人主要对地虎—九星地区金矿及铜多金属矿床等在矿床地质［1，2］、流体包裹体［3］、构造控矿［2，4］、同位素地球化学［5］、元素地球化学［6］等方面进行了较为系统研究，但对九星铁矿床则缺乏研究。本文在较为系统地研究九星铁矿床地质特征的基础上，进行控矿因素分析，旨在为深入了解九星铁矿床成矿作用机制提供更多信息。

1 区域地质概况

九星铁矿床位于扬子地台和华南褶皱带之间的过渡带，该区经历了四堡期、雪峰期、加里东期和华力西—印支期、燕山—喜马拉雅期多期次构造运动，岩浆活动频繁，变质变形强烈，构造形迹复杂［2］。区域出露的地层主要为新元古界四堡群和下江群。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地层

矿区出露的地层主要为新元古界青白口系下江群甲路组。根据野外实地调查，以及参考中华人民共和国1∶5万宰便幅和高武幅区域地质调查报告［7］，甲路组分为第一段和第二段共两段，第一段分为a、b 两个亚段，第二段分为a、b、c 三个亚段。矿区出露地层主要为第一段b 亚段以及第二段。矿区地层总体北西向倾斜，地层倾角20～24°。地层按从老到新简述如下:

甲路组(Qbj):

(1)第一段(Qbj1)

b 亚段(Qbj1b):主要为灰、灰绿色石英绢云片岩，石英绢云千枚岩，可见辉绿岩体侵入，顶板有一层蚀变基性火山岩。厚约370～410 m。与上覆地层呈断层接触。

(2)第二段(Qbj2)

a 亚段(Qbj2a):灰绿色中厚至厚层绿泥钙质千枚岩，岩石中含大理岩透镜体。中部夹一层灰绿色厚层状蚀变基性火山岩，有辉绿岩体侵入。厚约20～80 m。与上覆地层呈整合接触。

b 亚段(Qbj2b):灰绿色中厚层变质粉砂岩、粉砂质千枚岩。底部夹褐黑色铁锰质片岩。顶部有一层状蚀变基性火山岩。厚约130～190 m。与上覆地层呈整合接触。

c 亚段(Qbj2c):灰绿色中厚层至厚层含钙质粉砂岩、钙质千枚岩。钙质千枚岩中含大理岩透镜体。厚约160 m。与上覆地层呈整合接触。

2.2 构造

矿区位于区域滑脱构造带九星—地虎段的一部分(图1)，该滑脱构造带主要由下江群甲路组以及局部出露的新元古代基性火山岩所构成。总体上为顺层滑脱，主滑面与地层产状基本一致，局部切割地层［2］。

图1 九星铁矿区域地质简图(据文献［2］修改)

2.3 矿体特征

2.3.1 形态产状

九星铁矿床矿体呈板状，似板状，透镜状等。其顶板岩石主要为铁锰质片岩，矿体底板岩石主要为绿泥石千枚岩。矿体走向延伸约140 m，宽度大于40 m，矿体平均厚度约5～6 m。

2.3.2 物质成分

矿石的主要有用组分为铁，全铁平均含量为28～30%，其次是二氧化硅，平均含量约为15～35%。

矿区矿物种类较多，常见的金属矿物有磁铁矿，黄铁矿，褐铁矿，偶见方铅矿等。常见的非金属矿物有石英、绿泥石、黑云母，其次为方解石等。

2.3.3 矿石的构造和结构

2.3.3.1 矿石的构造

矿石常见的构造有浸染状构造、块状构造、条纹条带状构造、团块状构造等。

(1)浸染状构造

浸染状构造是九星铁矿床重要的构造类型之一。矿石中磁铁矿含量低于30%形成稀疏浸染状磁铁矿石;当磁铁矿含量较高超过30%时，形成稠密浸染状磁铁矿石(图2a)。

(2)块状构造

块状构造是九星铁矿床较为重要的构造类型之一。矿石中磁铁矿颗粒大小较均匀，形成块状构造(图2b)。

(3)条纹条带状构造

条纹条带状构造是九星铁矿床重要的构造类型之一。矿石中磁铁矿集合体和脉石矿物石英相间出现，其次还有少量黄铁矿。磁铁矿条带经常相互平行，但宽窄不一，有时几乎全为磁铁矿，有时磁铁矿呈星散状，形成浸染条带状(图2c)。

(4)团块状构造

团块状构造是九星铁矿床重要的构造类型之一。矿石中主要由磁铁矿集合体、黄铁矿及石英组成团块状(图2d)。

2.3.3.2 矿石结构

(1)半自形—自形粒状结构:多见于黄铁矿和磁铁矿呈半自形—自形分布于矿石之中，矿物之间多为石英等矿物充填。

(2)交代结构:矿石中交代结构常见，多发生于磁铁矿和黄铁矿之间，表现为磁铁矿交代黄铁矿(图3e)。

(3)碎裂结构:矿物形成以后，在后期构造应力作用下，挤压破碎呈碎裂状，后期热液常沿着裂隙充填交代。矿石中的金属矿物磁铁矿和黄铁矿常见碎裂结构。

2.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变发育，其中硅化、绿泥石化最为强烈，其次为黄铁矿化、大理岩化、褐铁矿化等。

图2 九星铁矿石手表本照片

硅化:是矿区内广泛发育的一种近矿围岩蚀变，与矿化关系最为密切。常在次级构造发育部位形成的空间内呈石英脉体及透镜状产出。在磁铁矿体中，硅化多以脉状或条纹条带状分布。

绿泥石化:绿泥石是铁、镁、铝的含水硅酸盐矿物。绿泥石化是中—低温热液的一种重要和常见的交代蚀变［8］。基性火山岩和沉积岩，蚀变后岩性主要为绿泥石千枚岩。矿体顶板岩石几乎无绿泥石分布，为铁锰质片岩，矿石中含较多绿泥石，矿体底板岩石绿泥石也较多。

其他围岩蚀变中，从矿体顶板岩石至底板岩石均有发育，黄铁矿化颗粒大小为细粒至粗粒，可以形成团块状，常与绿泥石、石英、磁铁矿等共生;大理岩化主要分布于矿体底板岩石，主要表现为区域变质作用中形成红色大理岩，多呈透镜状。褐铁矿化主要为表生作用条件下，含铁的矿物被氧化形成。

2.5 成矿期次

收集前人相关资料，通过野外地质调查以及室内研究，根据矿床形成的地质环境、典型矿物共生组合、矿石构造，将九星铁矿床成矿作用过程划分为区域变质成矿期，热液成矿期以及表生成矿期。

(1)区域变质成矿期

区域变质成矿期主要指区域变质作用中由于温度、压力等因素变化而使成矿元素迁移富集而成矿作用的阶段。浸染状磁铁矿(图2a)、块状磁铁矿(图2b)、条纹条带状磁铁矿(图2c)等一系列透镜状、板状和似板状矿体广泛发育。基性火山岩，在区域变质作用过程中，富铁的基性火山岩通过重结晶析出细粒磁铁矿，以浸染状－条带状分布于蚀变基性岩内(图2a、2c)。区域变质作用中还见到大理岩化现象(图3f)。

(2)热液成矿期

热液成矿期主要是区域变质作用后期，热液流体活动使岩石成分发生变化。该成矿期主要形成的金属矿物为黄铁矿、磁黄铁矿等，黄铁矿颗粒粗大;非金属矿物为绿泥石、石英，石英常为脉状;在区域变质作用中形成的磁铁矿，在热液流体作用下，局部迁移富集，可形成团块状石英磁铁矿(图2d)。

(3)表生成矿期

表生成矿期主要为原生岩石暴露地表后，近地表的矿体普遍经受强烈的氧化作用，氧化带发育，含铁的矿物氧化形成褐铁矿等。

3 控矿因素分析

3.1 地层控矿

九星铁矿床赋矿地层为甲路组第二段a 亚段。地层可能为矿床的形成提供了最基本的物质基础。邻近的地虎—九星铜多金属矿床微量元素和稀土元素地球化学特征，表明了赋矿围岩绿泥石千枚岩具有提供成矿物质的潜力。成矿元素分析显示，赋矿地层具有提供大量成矿物质的潜力:REE，Co/Ni，Y/Ho 均反映部分成矿物质起源于赋矿地层［6］。

图3 磁铁矿石镜下显微照片及大理岩化野外照片

3.2 区域变质作用控矿

区域变质作用和成矿的关系，主要表现为由温度，压力，溶液等因素的变化而使原有矿床的改造或使成矿元素迁移富集而成矿两个方面［9］。含有用元素铁较高的原岩，在区域变质作用下，使有用元素迁移富集，形成磁铁矿床。

3.3 岩性控矿

矿体顶板岩石主要为铁锰质片岩，矿体底板岩石为绿泥石千枚岩，矿石主要为黑云母石英绿泥石片岩。滑脱构造带的岩性破碎，利于流体的迁移;围岩绿泥石千枚岩和铁锰质片岩，岩性较为致密，是成矿流体迁移的地球化学障和隔挡层，有利于成矿物质的富集和沉淀。在热液变质作用中，热水溶液或气相流体通过破碎岩石，在岩石基体中发生矿物和化学变化;水岩反应以及热水过程和矿床的形成关系密切［10］，岩石渗滤和变化，形成了脉系和脉矿［11］。

3.4 构造控矿

滑脱构造对多金属热液成矿作用的控制是显而易见的，矿体的形态受滑脱构造带及其次级褶皱控制，常在有利的容矿空间填充［2］。滑脱构造的形成，有利于流体的活化迁移，由深至浅，体系逐渐趋于开放，原有物理化学条件发生改变，化学平衡被打破，在滑脱带等有利部位，成矿物质卸载沉淀成矿［12］。

4 结论

矿区地层总体北西向倾斜，地层倾角20～24°。矿体呈板状、似板状、透镜状等产出，其顶板岩石主要为铁锰质片岩，底板岩石主要为绿泥石千枚岩。矿石的主要有用组分为铁，全铁平均含量约为28～30%。常见的金属矿物有磁铁矿，黄铁矿，褐铁矿，偶见方铅矿等;常见的非金属矿物有石英、绿泥石、黑云母，其次为方解石等。九星铁矿床常见的构造有浸染状构造、块状构造、条纹条带状构造、团块状构造等;常见的结构有半自形—自形粒状结构、交代结构、碎裂结构。围岩蚀变主要为硅化、绿泥石化和黄铁矿化，其次为褐铁矿化、大理岩化等。

矿床具有多期次成矿作用特点，可分为区域变质成矿期、热液成矿期以及表生成矿期。地层、区域变质作用、岩性和构造是主要的控矿因素。同时，地层、区域变质作用、岩性、构造及常见的硅化、绿泥石化和黄铁矿化等围岩蚀变还是矿区最重要的找矿线索。

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