广东茅岭铁矿地质特征及矿床成因

摘 要： 茅岭铁矿位于广东省东源县，侵入岩体为黑云母花岗岩。该矿床主要产于三叠系地层中，矿体赋存于矽卡岩中，由磁铁矿和透辉石两种矿石组成。通过地质特征综合分析，该矿床属于接触交代—热液铁矿床。

关键词： 茅岭铁矿； 矽卡岩； 磁铁矿； 透辉石； 接触交代—热液铁矿床

Geological features and metallogenic genesis of the Maoling iron deposit， Dongyuan County in Guangdong Province

Zou Guanshi

Institute of Geological Exploration of No. 292 Team， Bureau of Geology of Nuclear Industry of Guangdong Province， Heyuan 517001， Guangdong， China

Abstract： The Maoling iron deposit located in Dongyuan County in Heyuan City is related to the biotite granite. This deposit occurs mainly in the Triassic System with its ore body occurred in skarn rocks， and its ores are composed of magnetite and diopside. According to a comprehensive analysis of the geological characteristics of the deposit， it is believed that the Maoling iron deposit is a contact metasomatic-hydrothermal deposit.

Keywords： Jinling iron ore； skarn； magnetite； diopside； contact metasomatic hydrothermal ore bed

1. 地质背景[1]

矿区位于东源县城335°方向，直距约35km处，属东源县半江镇茅岭村管辖。矿段距北东处的大顶铁矿约4.0km。矿区位于紫（金）惠（阳）陷褶断束灯塔盆地西侧，贵东—九连山东西向构造和佛岗—河源东西向构造带之间，石背岩体南东面（图1）。

区域出露的地层从新至老有：第四系、白垩系、侏罗系及三叠系上统（图1）。

第四系主要分布于石背河两岸及山沟低洼地段，分布范围较小，由黄灰色、褐红色及土黄色砂、砾石及岩屑组成，厚度一般为1m～5m。

白垩系分为上统灯塔群下亚群和下统羊脑石群。前者小面积出露于本区南部复船嶂附近，主要岩性为紫红色砾岩夹砂岩透镜体，地层厚度30m～70m，与下伏地层呈不整合接触。后者出露于本区南部复船嶂以南一带，主要岩性：顶部为砂岩、泥质页岩夹凝灰质粉砂岩、砂质泥岩；中部为紫色、黄色砂岩及长石石英砂岩；下部为紫红色火山角砾岩、砾岩、砂岩夹凝灰岩。地层厚度180m～350m，与下伏地层呈不整合接触。

侏罗系分为中统神石群和麻笼群以及下统将军府段和上兰坑段。神石群主要岩性为灰绿色、深绿色条带状泥质砂岩、砂质泥岩，灰白、黄灰色中细粒石英砂岩，地层厚度260m～450m；麻笼群主要岩性为灰白色、黄灰色中—粗粒石英砂岩，长石石英砂岩夹紫灰色凝灰岩、凝灰质砂岩，地层厚度200m～350m；将军府段主要岩性为灰黑、灰白色石英砂岩，长石石英砂岩，粉砂岩与灰绿、灰黑色砂质泥岩、泥质页岩互层，偶夹褐铁矿扁豆体，地层厚度410m～580m；上兰坑段主要岩性为灰白色石英砂岩，灰色含电气石砂岩，紫色砂岩夹粉砂质泥岩。底部具基底式硅质砾岩；中上部常见有安山—辉绿质中基性次火山岩或浅成侵入岩，地层厚度130m～318m。

三叠系上统大顶群大面积出露于石背花岗岩体的周边，分为大往段、群焦园段和大顶段。大往段主要岩性为灰绿、黑绿色泥岩，泥质页岩，粉砂质页岩夹中—细粒石英砂岩，绿泥石砂岩。本段赋存大往式鲕状赤铁矿、鲕绿泥石2层～5层，矿层与围岩普遍含磷质，地层厚度180m～271m；群焦园段上部为灰绿、灰黑色粉砂质泥岩与泥页岩互层，中部为灰黑色泥岩夹薄层粉砂岩，含碳质、凝灰质较多，下部为灰、浅灰色粉砂岩与砂质泥岩互层。地层厚度514m～890m；大顶段上部为灰色泥岩，粉砂岩夹透镜状镁质碳酸盐岩，泥质灰岩及薄层石英砂岩，局部见有玄武—安山岩夹层，本层普遍发生矽卡岩化、大理岩化，为大顶式铁矿的主要赋存层位。中部为灰白色厚层石英砂岩夹薄层粉砂岩，砂质泥岩。下部为灰色、黄色泥质粉砂岩与石英砂岩互层夹薄层泥岩。本段中下部受低级变质作用，局部变为石英岩、角岩、板岩、变质砂质泥岩。地层厚度282m～530m。

图1 广东东源县茅岭铁矿矿床区域地质图[1]

Fig.1 Regional geological map of the Maoling iron deposit， Dongyuan County in Guangdong Province

矿区外围断裂、褶皱构造较发育（图1）[1，2]。断裂构造主要分布于矿区东部矿山头到船底窝一带以东地段，按断裂的走向主要可分为NE、NW、近EW三组。NE向组主要分布于本区的南东部，以船底窝—鸭角坑断裂为代表，该断裂出露全长7.5km，区内出露长约4km，东西两端分叉，为压扭性逆断层，总体走向N58°E，倾向NW，倾角70°左右，出露宽1m～4m，主要充填物为碎裂岩，糜棱岩及围岩碎屑等。其下盘发育一组与其大致平行的张扭性正断层，出露长1.5km～2.0km，寬5m～40m，主要充填物为中基性脉岩（闪长岩）。NW向组以岩鹰嘴断裂为代表，为张性正断层，主要充填物为闪长岩，其产状形态变化较大，总体走向N17°W，出露长4.8km，出露宽10m～150m。近EW向组主要分布于岭坳与深坑之间，以张性、张扭性正断层为主。

褶皱构造位于石背穹窿构造的南东侧。①石背穹窿：以石背花岗岩体为中心，形成轴线为N66°～75°E的背斜，背斜长约20km～22km，宽约12km～16km。穹窿中心部位的南东侧形成一组近东西向的张性断裂构造，北西侧形成一组NEE向的小背斜、小向斜。铁矿主要产于上述两构造体系之间的岩体外接触带。②茅岭背斜：轴线穿过茅岭村，总体走向N68°E。背斜长约3km，宽约0.3km～1.0km，两翼倾角10°～40°。其两翼和核心均为三叠系上统大顶群大顶组地层组成。③炉形地向斜：位于炉形地514高地北东约0.5km以东，轴线走向N56°E。向斜长约2.0km，宽约0.2km～0.8km，其两翼和核心均为三叠系上统大顶群园田段地层组成。④复船嶂—轿子顶向斜出露于本区的南部复船嶂—轿子顶一带，轴线方向近南北，由白垩系灯塔群、羊石脑群地层组成。

本区燕山期岩浆活动强烈，受近东西向的基底断裂控制[1]。北西部出露的岩浆岩为燕山旋回第三期的侵入体，属石背岩体的一部分，岩性主要为似斑状黑云母花岗岩。

2. 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层简单，只有第四系和三叠系上统大顶群大顶组（图2）。

第四系冲积层分布于矿区北部沟谷低洼处，岩性为黄灰色、灰褐色砂、亚粘土、粘土、砾石等，厚度为1m～4m。

三叠系上统大顶群大顶组，根据岩性特征自上而下将其划分为三个岩性段：

①第三岩性段出露于矿区的南部，是本区的主要含矿层。岩性为深灰色泥质钙质粉砂岩、灰白色白云质泥灰岩、淡黄色石英砂岩。地层产状：一般倾向155°～170°，倾角14°～25°。矿点附近地层产状较缓，倾向162°～168°，倾角14°～17°。本段厚度大于100m，与第二岩性段呈整合接触。②第二岩性段呈条带状出露于矿区中部，出露宽60m～150m，西宽东窄。地层产状：西部倾向160°，倾角14°～18°，东部倾向252°，倾角23°～32°。主要岩性为灰白色中—粗粒石英砂岩，夹细粒石英砂岩，泥质砂岩，成互层状产出，夹层厚度0.12m～15.0m。本段厚度29m～35m，与第一岩性段呈整合接触。③第一岩性段出露于矿区的北部，出露宽24m～420m，呈NWW向展布。地层产状：西侧倾向163°，倾角13°～18°；东侧倾向247°，倾角19°～26°。主要岩性为灰色、灰白色粉砂岩，夹薄层石英砂岩。石英砂岩风化后呈淡黄、褐黄、紫红色。粉砂岩中石英含量80%左右，泥质胶结，泥质含量10%左右，见有少量绢云母。本段厚度105m～121m。与似斑状黑云母花岗岩呈侵入接触。

图2 广东东源县茅岭铁矿矿床地质图

Fig.2 Landform and geological map of the Maoling iron deposit， Dongyuan County in Guangdong Province

（1）构造

①褶皱构造：矿区位于石背穹窿构造的南东侧，区内地层总体呈挠曲状单斜结构。西部地层产状：倾向155°～163°，倾角13°～18°；中部产状：倾向180°，倾角18°～21°；东部产状：倾向247°～252°，倾角20°～30°。

②断裂构造：矿区内未见较大的断裂构造，矿床附近南北向的节理裂隙较为发育，部分裂隙被石英细脉所充填。白色石英脉宽2cm～10cm，长1m～5m不等。石英脉产状：倾向100°或240°，倾角63°～76°，沿走向及倾向其产状及宽度变化较大，为张性、张扭性裂隙。

（2）岩浆岩

矿区北部有燕山三期侵入的似斑状黑云母花岗岩出露，呈岩株状产出，为石背岩体的一部分，与大顶组地层呈侵入接触关系。

似斑状黑云母花岗岩：灰白色、浅肉红色，为粗粒、中粒似斑状花岗岩。斑晶以钾长石为主，自形板状，粒径6mm～12mm，含量8.55%左右。基质粒径1mm～3.5mm，主要为石英（33%），他形等轴粒状，有时呈镶嵌状集合体，个别包裹有蠕虫状绿泥石；钾长石（39%）以显微条纹微斜长石为主，次为显微条纹正长石；斜长石（22%），板状、宽板状、聚片双晶发育，主要为更长石；黑云母（5%），细片状，有不同程度的绿泥石化，白云母化；副矿物（0.1%）为锆石、磷灰石、磁铁矿、滑石等，都以细微包体形式分布在黑云母中。

岩浆的侵入成岩过程所带来的热力、熱液使大顶组地层中的泥质灰岩、白云质泥灰岩发生变质作用，形成白云岩化、矽卡岩化、磁铁矿化，为矿床的生成提供了必要条件及物质基础。

3. 矿体地质特征

3.1 矿体规模、形态及产状

①圈定矿体一个，大部分出露地表，分布于高程405m～432m之间。

矿体东西长150m；沿倾向延伸125m，厚度8m～26m。

②矿体在平面上呈似椭圆状，在勘探剖面上呈上宽下窄的楔形。

③矿体呈似层状产出，产状：倾向164°～167°，倾角14°～16°；矿体顶界面较陡，倾角17°～21°，底界面较缓，倾角6°～14°；矿体自地表向深部有变缓的趋势。

3.2 赋矿岩石（近矿围岩）

①矿体赋存于三叠系上统大顶群大顶组第三岩性段（T3dd3）白云质泥灰岩底部的矽卡岩中。

②矽卡岩呈暗黄绿色、灰黄绿色，为花岗岩侵入体同白云质泥灰岩通过渗滤交代等变质作用而形成的岩石。组成矽卡岩的主要矿物为透辉石、次为符山石、蛇纹石、绿泥石、绿帘石、白云母、石英、方解石等。

③矽卡岩体受大顶组第三岩性段中的白云质泥灰岩控制，其顶板为白云质泥灰岩，底板为粉红色泥质粉砂岩。

④工程控制的矽卡岩体长300m，分布高程398m～440m之间，沿倾向延伸150m，厚10m～28m。

⑤矽卡岩体在平面上呈条带状，在勘探剖面上呈上宽下窄的楔形。

⑥矽卡岩体呈似层状产出，其产状：倾向165°，倾角14°～16°。

⑦磁铁矿呈浸染状、星点状、团块状、细脉状、脉状、似条带状不均匀分布于矽卡岩中，矿与非矿无明显的界线，只能用取样分析结果来确定矿与非矿界线。

4. 矿石特征

4.1 矿石的结构、构造

①矿石的结构以自形晶粒状结构为主，次为半自形—它形晶粒状结构、交代残余结构。

②矿石的构造以致密块状构造为主，次为浸染状、星点状、细脉分散状和似条带状构造。

4.2 矿石的矿物成分

根据野外观察和镜下鉴定，矿石中的矿物成分由金属矿物和非金属矿物组成。

金属矿物主要为磁铁矿，次为锡石、毒砂、褐铁矿、白钨矿、白铁矿等。

非金属矿物主要为透辉石，次为蛇纹石、符山石、石榴子石、绿泥石、绿帘石、白云母、石英、方解石等。

4.3 矿石的化学成分

矿石的化学成分见表1。

矿石中铁主要赋存于磁铁矿中。其次赋存于假象赤铁矿、褐铁矿、白铁矿中，但所占的比例不大。

全矿全铁平均品位42.44%，全铁中可熔铁占98%

有害杂质As、S、P含量在允许范围内[3]。造渣组份：CaO+MgO/SiO2+Al2O3=0.37，小于0.5，属酸性矿石。

4.4 矿石类型

①铁矿石的自然类型

本矿床铁矿石中的主要铁矿物为磁铁矿，主要脈石矿物为透辉石。矿石构造以致密块状为主。按组成矿石的主要铁矿物分类，属磁铁矿石；按矿石中主要脉石矿物分类，属透辉石铁矿石；按矿石结构构造分为粉状和致密块状铁矿石。

②矿石的氧化程度

矿体裸露地表，各部位矿石的氧化程度不同，按TFe/FeO比值>3.5为氧化矿石，2.7～3.5为混合矿石，<2.7为原生矿石的要求，及对工程所揭示的矿石氧化程度观察，全矿铁矿石可分为氧化矿石、混合矿石及原生矿石三种。

A 氧化矿石：分布于矿体上部近地表部分，一般在地表以下2m～15m范围内，厚度10m左右。风化强烈的矿石呈土状，风化稍浅时矿石呈粉状—碎块状，用镐能挖动，锤击之即松散呈土状、粉状、碎块状。

B 混合矿石：分布于氧化矿石下部，矿石呈块状、碎块状，为矿体中局部包含的富矿石，所占比例很小。

C 原生矿石：为矿体向倾向方向延伸，距地表垂深大于15m～20m部位，呈弱风化、微风化状，新鲜或较新鲜的灰黑、暗黑色致密块状矿石，需爆破才能采出。

③ 矿石工业类型

矿体各块段全铁平均品位为41.32%～42.68%，全矿全铁平均品位为42.44%，全铁品位小于50%。矿石中主要铁矿物为磁铁矿，因此本矿床的矿石工业类型为需选铁矿石。

5. 矿床成因

本区属定南古陆的南西翼，早泥盆世以后，地壳运动使沉积环境发生变化，随着地壳的缓慢下降，沉积了泥盆、石炭、二叠、三叠世的浅海相碎屑岩，碳酸盐岩地层[4]。燕山运动，剧烈的构造运动导致大规模的岩浆侵入，晚侏罗世的燕山第三期的岩浆活动，侵位到三叠系上统大顶群大顶组地层上部，其带来的热力及热液，使大顶组上部的镁质碳酸盐岩产生白云岩化、矽卡岩化、磁铁矿化等，形成接触交代—热液铁矿床。

参考文献：

[1] 广东省地矿局. 广东省区域地质志 [M]. 北京： 地质出版社. 1988.

[2] 王瑞峰， 蔡会生， 李观新. 广东省连平县大尖山铅锌矿区成矿构造初步研究 [J]. 广东地质， 2004， 19（3）： 14-18.

[3] 陈国能， 曹建劲， 张珂. 原地重熔与元素地球化学场 [M]. 北京： 地质出版社. 1996.

[4] 广东省地质勘查局. 中国主要成矿区（带）研究报告（广东省部分）[M].