斐济维提岛某铁矿区地质特征和矿床成因

■李健

（江苏省有色金属华东地质勘查局江苏南京210007）

斐济维提岛某铁矿区地质特征和矿床成因

■李健

（江苏省有色金属华东地质勘查局江苏南京210007）

维提岛某铁矿区位于西南太平洋，是汤加-科马德拜克-瓦努阿图火山岛弧的一部分，属美拉尼西亚岛链，自始新世以来发育了一系列与板块边缘有关的金属矿化。通过区域地质、矿区地质、地磁特征等分析，认为火山机构为成矿的主要通道，Colo深成岩浆为主要的热源，剪切张性区域构造是主控矿因素，在NW-SE向构造带及其附近，岩性界面或火山机构有利成矿空间为找矿方向，矿床的成因主要岩浆热液交代引起，具有火山热液型多金属矿的极大成矿潜力。

斐济铁矿地质特征矿床成因找矿潜力

0 引言

斐济位于汤加海沟弧和新赫布里底海沟弧两弧之内，太平洋板块沿汤加海沟由东向西俯冲，印度—澳大利亚板块沿新赫布里底海沟由西向东俯冲，弧内地区便成为斐济断裂带和亨特断裂带之间复杂的转换地带（尚鲁宁等，2012；P.Maillet，1989）。自始新世至今经历了复杂的构造运动史，发育了独具特色的新生代与汇聚板块边缘有关的矿化。维提岛中北部发育与与碱性岩有关的中低温金矿构成了维提岛北部的“黄金走廊”（Gold corridor），包括Vatukoula帝王金矿、Tuvatu、Rakiraki等矿床（徐鸣等，2014），与西部发育的与科咯深成岩体和风化火山中心有关的中高温矿产组成了维提岛中西部成矿地质背景，因此研究本铁矿的地质特征和矿床成因，对维提岛整体成矿规律和赋矿特征有着重要的意义，为下步的找矿思路和找矿方向提供了依据。

1 区域地质背景

斐济位于大洋洲东部，由维提岛和瓦努阿岛2个主要岛屿及近300个小岛组成，是美拉尼西亚岛链的一部分。其在大地构造上属于西太平洋边缘的汤加—科马德拜克—瓦努阿图火山岛弧的一部分，位于汤加海沟弧和新赫布里底海沟弧两弧之内，大约在中新世中期（35-12Ma），太平洋板块俯冲于汤加隆起底部，产生了广泛的火山岩套，由于俯冲作用形成倒转，使低钾拉斑玄武辉长岩和闪长岩侵入；在中新世晚期，由于断裂作用引发了强烈的褶皱作用和断层作用，这种活动导致了强烈的火山作用，并上侵了大量的深成岩体。在上新世时期，岩浆活动由拉斑玄武岩和钙-碱性安山岩向碱性的橄榄玄粗岩浆过渡，并形成了多个火山喷发中心（如Tavua、Rakiraki、Vuda）；上新世至今，岛弧火山活动终止，板块内碱性火山活动和沉积活动开始。

1.1 地层

斐济群岛出露的最老的岩石时代为古近纪始新世，主要原岩为喷出岩或者伴随喷出岩的侵入岩体，沉积物覆盖非常有限，主要构成早期礁岩和石灰岩地台，区域发育地层由老至新为，晚始新世-早渐新世Yavuna群、早渐新世Wainiamala群、早中新世Savura群、晚中新世Medrausucu群、上新世Koroimavua群和Ba群、上新世-全新世地层。

1.2 构造

区域构造主要发育有3条断裂带，分别为NE向断裂带（亨特断裂带）、NW向断裂带（维迪亚兹和新赫布里底海沟）和EW向断裂带（当特尔卡斯托群岛断裂带）。NE与NW向断裂均控制了区域的火山活动，EW向断裂带位于群岛北部，是斐济群岛的北部边界，也是太平洋板块的南部边界。

1.3 侵入作用

区域岩浆侵入活动十分强烈，在中新世时期形成的Colo岩体，侵入到Viti岛基底的Wainimala群与Yavuna群之中，主要岩性为石英闪长岩、辉长岩、奥长花岗岩、闪长岩等；而在上新世时期，在Bua群的破火山口内及外围的岛链发育了Taceuni侵入岩体，另见有背斜的轴部有中基性岩浆岩分布，反映褶皱的生成除了和构造剪切作用有关，还和岩浆岩的侵入活动有密切关系。

1.4 区域地磁

区域地磁场的特点为一是磁偏角数值较大，二是磁倾角为负值，磁场水平分量大于垂直分量。因为地理位置处于南半球，纬度较低。在地面以上空间，磁性地质体在现代地磁场磁化作用下产生的磁场极大值将向北偏移；非顺层磁化的情况下，大部分磁性地质体的南部可能出现相对磁场的负值区域。另外，自南向北，正常磁场的水平分量增加，垂直分量减少。磁场总场强度逐渐下降，纬向梯度约为-5.46nT/km。磁场等值线多呈北西方向展布，其方向和区域构造方向完全一致。岩矿石磁性从高到低依次为：磁铁矿→闪长岩→安山岩→铁锰矿→凝灰岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

区内地层是一套低钾拉斑玄武岩质火山岩系和同时代的沉积物。主要有古近纪-新近纪火山岩和火山碎屑岩，古近系岩性主要为粗安岩，其次为粗面岩、凝灰岩及少量生物碎屑灰岩。粗安岩主要分布在区内中部偏南西地区，与区内后期矿化有关。后期的粗安岩穿插早期的安山岩，带入一些矿化，与早期的安山岩火

山中心形成的矿化产生部分叠加。安山玢岩多为安山岩中的斜长石被风化蚀变而成，常见的有被蚀变成灰绿色安山玢岩和红褐色安山岩。粗面岩一般为后期碱性

岩浆分异演化而形成，零星分布于闪长岩体边缘附近，分布范围不是很广泛。火山碎屑凝灰岩，为火山喷发沉积产物，分布在区内低洼和利于堆积的地段，部分地区见有生物礁石沉积。

新近系主要为黑褐色、红褐色、土黄色粘土，腐殖质、植物根系等覆盖。分布于区内的破火山口盆地中的低洼或易沉积部位、沿水系附近区域、农田、种植园等，覆盖于其它地质体之上，厚度在0~5m间。

2.2 构造

区内发育单斜地层，为背斜的北东翼。地层主要为安山岩类，上覆火山碎屑岩类，两者呈不整合接触关系。局部地区受火山作用的影响，东部大部分地区被闪长岩体和闪长玢岩体侵位；中部则被安山岩体和安山玢岩体侵位。

区内的构造主要有火山构造和区域构造。火山构造主要表现为多旋回的环状构造叠加和线性构造的交织，在区内主要表现为放射状，环状构造和次火山构造。放射状和环状构造受多期次的影响，有叠加发育现象；次火山构造主要有裂隙构造或岩体构造或断裂构造，受区域和火山作用的影响，发育形态较复杂，多期的旋回和火山作用使含矿热液被带入，形成了与之相关的矿化蚀变，为本区主要的矿化构造。区域构造主要有NW-SE、NE-SW和右旋剪切构造，NW-SE向构造普遍发育于区内地区，为本区的主要断裂，区内部分矿化蚀变受其控制，NE-SW向构造发育较晚，主要发育与中部，而北部地区的NW-SE向构造受后期右旋剪切作用的影响，在构造的北段发育成了NNW和NNE构造，发育成NNE的构造大多分布在火山角砾岩边缘与火山机构有关。

2.3 侵入作用

区内的深成侵入岩主要为闪长岩和闪长玢岩，属Colo深成侵入岩系，主要大面积分布在中部偏北东的地区，在北部，西部和中东部亦有小面积呈岩枝或岩脉产出，主要为闪长岩和闪长玢岩；区内超浅成的次火山岩主要为安山岩和安山玢岩，主要分布在区内的中部，以岩基的形式产出，后期的矿化与之关系密切。

2.4 矿化蚀变

区内主要发育与深成岩体侵入有关的热液作用形成的矿化蚀变现象。矿化主要有磁铁矿化、赤铁矿化和“褐铁矿”化等，还有少量的黄铁矿化和黄铜矿化等；蚀变主要有绿泥石化、绿帘石化和硅化等，还有少量阳起石化和方解石化等，其主要矿化情况如下：

磁铁矿化，主要分布于区内中部次火山岩脉构造破碎裂隙中，局部与黄铁矿颗粒伴生；在区内中性岩脉发育部位普遍发育磁铁矿，见有黄铁矿与石英伴生；在区内北部火山碎屑岩地段发育坡积磁铁矿体。

赤铁矿化，呈隐晶-微晶片状，部分集合体呈多边形粒状假象，推测为磁铁矿的类质同像现象，大多数与磁铁矿交代发育，少数与“褐铁矿”混合，含量一般视磁铁矿被氧化的程度而定。

“褐铁矿”化，隐晶、微粒状，呈不规则粉末状、浸染状、脉状分布，部分与赤铁矿伴生，分布于赤铁矿集合体之间。

2.5 地磁特征

区内磁异常整体特征从西南至北东为正-负-正-负-正，大致呈五个北西-南东向异常带，其磁异常特征展布方向与区域地质构造方向以及岩体展布特征形似。异常轴向呈近东西向，为正负组合异常组成的伴生异常，表现为北正南负。正异常呈不规则形，异常值一般为200~300nT，异常中心主要出现在北东端的闪长玢岩区域，异常最大值为450nT，周围岩性为闪长岩和闪长玢岩出露，推测可能是磁铁矿化沿中基性岩的构造有利部位引起的局部富集；负异常呈东窄西宽的扇形，异常值一般为-100~-300nT，异常中心主要出现在安山岩的东侧的闪长玢岩区域，其最大值为-550nT，推测可能由于次级裂隙或深部的火山碎屑岩类引起的。

3 矿床特征

3.1 矿体特征

区内共圈出了5个铁矿体，其中1和2号为原生脉状磁铁矿体，3、4和5号为坡积磁铁矿体：1号磁铁矿体，呈脉状，似透镜状，上下围岩均为粗安岩，推测该矿体受次火山岩作用和构造作用影响，赋存于后期发育的粗安岩脉中，由造山晚期的火山喷发带入的含矿热液，沿到次火山岩中的构造或岩石裂隙容矿部位富集成矿，其矿石平均品位为TFe，34.83%，mFe，27.72%；2号褐铁矿体，呈条/脉带状，其围岩为粗安岩，推测该矿体与I号矿体成矿类似，但是受后期的物理化学作用演化成了现在的褐铁矿，其矿石平均品位为TFe，37.82%，mFe，16.77%；3号坡积磁铁矿体，为不规则的似圆形，东西最长约20m，南北最宽约15m，规模小，推测该矿体为脉状磁铁矿体经后期的物化作用剥蚀搬运沉积而成的坡积矿体，其矿石平均品位为TFe，35.06%，mFe，24.19%；4号坡积磁铁矿体，由地表连续磁铁矿滚石追索圈定，沿着地质点BD1173、BD1172和BD2014一线发育，其面积为3321m2，5号坡积磁铁矿体围绕地质点BD2028周围展布，其面积为742m2，4号和5号坡积磁铁矿体目测平均品位TFe大于35%。

3.2 矿石特征

区内磁铁矿石金属矿物主要为磁铁矿和赤铁矿等；脉石矿物主要有石英、绿帘石和粘土矿物等。按矿石组成主要为单一磁铁矿石、由磁铁矿和赤铁矿组成的复合矿石，本区多为前者，后者为次生矿物。按矿石结构主要为他形-半自形粒状结构，少量的交代结构，以粒状结构为主，交代结构主要是与赤铁矿交代发育；按矿石构造主要为块状构造，少量的脉状发育等，以块状矿石为主，脉状主要是氧化发育。本区Q1样化学全分析结果。Cu为0.18%和Zn为0.16%，其矿化比较明显，说明受Colo深成岩浆作用下还发育了铜、锌等中-低温热液型金属矿化及相关蚀变。

4 矿床成因分析

区内矿床成因主要为与火山作用有关的矿床，在风化火山中心内，受Colo深成岩系大量侵入的影响，在次级裂隙或岩石裂隙等易储矿部位形成磁铁矿体及部分受风化作用形成的氧化铁矿体主要为赤铁矿和褐铁矿；在易风化剥蚀地段，在物理化学作用下，经搬运沉积作用在局部富集成坡积铁矿，以团块状磁铁矿为主、大小不一，分布不均匀，发育在近中基性岩体周边，局部易沉积的地段，如低洼处等。

根据区内地面出露的火山碎屑岩、闪长岩等地质环境和铁矿矿石类型和性状分析，本区属碱性-中性岩浆演化末期的热液型铁矿，有具有形成玢岩型铁矿的极大潜力，但是目前所见铁矿石的磷含量要低得多。玢岩型铁矿的成矿物质主要来源于深度较大的偏碱性-中性岩浆，铁矿浆是碱性岩浆在深成条件下侵位结晶分异的产物。岩浆在深部发生分异或分熔作用，形成富铁的熔浆和饱含挥发组分的含矿流体。分异分熔作用达到极端程度时，可以产生几乎完全由铁氧化物、少量钛、磷和氟组成的铁矿浆。

区内安山岩磁铁矿化较强，坡积铁矿石多分布在安山岩和闪长岩、闪长玢岩的附近，可能反映次火山作用对铁的富集成矿也起重要作用。在多个火山喷发旋回中，往往每个旋回都从较强烈喷发开始，而以较宁静的喷溢结束。火山喷发后，压力消除，岩浆源可能和地面贯通，形成富氧和富水的体系，为岩浆分异和铁的富集创造了条件。在火山宁静喷溢或次火山岩侵入过程中，携带富铁矿浆上升成矿或与含铁较高的安山岩交代成矿，形成类似长江中下游地区的玢岩型铁矿。

铁矿成矿的有利围岩是安山岩、凝灰岩、英安质火山熔岩和碎屑岩。成矿的有利构造是岛弧内由深断裂连通到较浅部位的张性构造，有利于矿浆随浅成侵入岩侵位到地壳浅处或随火山通道喷溢至地面。北西南东向构造带及其附近、不同岩性岩浆岩的界面、特别是次火山岩与火山穹窿中的破裂构造是成矿的有利空间。在凝灰岩碳酸盐化强烈机器附近地区，含铁较高的中、基性岩浆与之接触时，具备中-低温热液型金属矿产找矿潜力。

5 结论

斐济某铁矿区主要受右旋剪切张性构造影响，为北西向构造控制，在偏碱性-中性岩浆的含矿热液作用下，与火山碎屑岩和次火山岩接触，在NW-SE向构造带及其附近，岩性界面或火山机构有利空间成矿；其形态较归整低缓的高磁异常一般为中基性岩浆的产出演化特征，正负异常梯度带为与之围岩接触界面区带，为有利找矿区域。本区有岩浆热液-玢岩型铁矿床的极大可能，亦有形成与之相关的其它金属矿化较大潜力。

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P5[文献码]B

1000-405X（2016）-6-163-2