陕西省白河县酒馆沟磁铁矿地质特征与矿床成因探讨

许运涛　朱永标

摘 要：白河酒馆沟研究区位于南秦岭印支褶皱带南缘，与西侧的张河磁铁矿和平定河磁铁矿属同一类型，共同组成一近东西向的矿带，为近年来新发现的磁铁矿矿床。研究其地质特征，并分析矿床成因，具有一定的理论意义和实际意义。

关键词：南秦岭；白河酒馆沟；磁铁矿；地质特征；矿床成因

1 地质概况

白河酒馆沟一带出露的地层在吕河口-茅坪倒转向斜的两翼对称出现，向斜轴部为中泥盆统石家沟组，两翼为下志留统梅子垭组。矿区位地层区划属徽县-旬阳地层分区牛山地层小区。构造位置处于南秦岭印支褶皱带金鸡岭-留凤关褶皱束东南端与白水江-白河褶皱束东北缘衔接部位。研究区总体为一倒转向斜，属于吕河-茅坪复式向斜东段南翼的次级褶皱，地貌特征表现为向斜褶皱山。组成褶皱的核部地层为中泥盆统石家沟组（D2s），翼部地层为下志留统梅子垭组。区内断层构造不甚发育，主要有F1和F2断层。F1断层是区内出露最大的逆断层，主要展布在大李四沟-沙郎沟-马虎沟一带，近东西向贯穿全区。F2断层是区内较大的平移断层，位于寨沟。

2 变质作用

区域变质作用：矿区内区域变质作用比较强烈，主要表現为石灰岩普遍大理岩化、石灰岩重结晶作用以及含炭质泥砂质碎屑岩的千枚岩化、片理化等。变质程度为低绿片岩相。形成的区域变质岩有绢云母石英片岩、云母绿泥石英片岩、片理化含菱铁矿大理岩等。动力变质作用：在矿区主要表现为脆性断裂附近有破碎带以及碎裂岩、断层泥；韧性剪切带中石家沟组泥钙质岩中形成一系列糜棱岩化岩石、糜棱岩和千糜岩等构造岩。

3 围岩蚀变

矿体围岩主要为浅变质细碎屑岩类，常构成矿体的顶、底板，围岩蚀变特征不十分明显，主要表现有硅化、绿泥石、绿帘石、绢云母化、铁碳酸盐化、黄铁矿化及褐铁矿化等。硅化见于铁矿化带中，宏观上表现为不同期次的热液石英脉充填，以交代形式出现于断层破碎带及铁矿化带中，使围岩颜色变浅，硬度增大，表现为褪色的特点。绿泥石、绿帘石、绢云母化：多见于硅化石英脉边缘和裂隙中，绿泥石、绿帘石、绢云母呈细小片状、鳞片状集合体出现。铁碳酸盐化：常与硅化相伴出现，多以含铁方解石-铁白云石形式出现。黄铁矿化：表现为含矿石英脉中及周边细粒自形-半自形黄铁矿呈团块状集合体或浸染状分布，灰白色绢云千糜岩及糜棱岩化结晶灰岩中呈稀疏星点状。褐铁矿化：主要分布于地表及近地表的矿化带中，呈斑点状、细脉状产出，表面以黑色薄膜为特征。

4 矿床成因探讨

通过上面对研究区磁铁矿床控矿地质条件的分析，笔者对该矿床的物质来源、发展、形成归纳如下：

4.1 物质来源

物质：旬阳-白河一带磁铁矿的形成过程中，中泥盆统石家沟组的碳酸盐岩和碎屑岩等正常水成沉积形成的铁碳酸盐、铁白云石为磁铁矿形成提供了充分的物质基础。流体：成矿流体主要为成矿过程中的剪切动力变质热液，成矿物质在强烈剪切变形过程中从含矿层和围岩中活化、迁移、富集。

4.2 矿床的形成发展

白河酒馆沟磁铁矿床的形成发展可以分为三个阶段：

①菱铁矿形成阶段：研究区中泥盆统石家沟组处在扬子陆块北部被动陆缘上发展起来的边缘伸展海盆，是一套海进序列的沉积旋回，并具有多个小旋回，主要以铁碳酸盐岩、碎屑岩等水成沉积为主，沉积建造属于次稳定型。经过长期的沉积，把中泥盆统石家沟组分为三个岩性段，第一和第三岩性段主要以一套碳酸盐岩为主，代表岩性为中厚层结晶灰岩，第二岩性段主要以一套碎屑岩夹铁碳酸盐岩为主。夹在中间的第二岩性段处于相对封闭的缺氧环境，为菱铁矿的形成提供了有利的条件，此时，矿源层中的含铁碳酸盐矿物与H2O和CO2作用，可形成重碳酸铁，重碳酸铁在区域变质作用不断增温的条件下，可分解形成灰色细晶菱铁矿。菱铁矿为磁铁矿的形成提供了物质基础。

②早期磁铁矿形成阶段：白河酒馆沟磁铁矿床的南北控矿韧性剪切带是该区的构造活动带、能量汇聚带和流体汇集区。早期控矿韧性剪切带是区域褶皱作用导致层间滑动剪切形成的，它是区域变质作用与动力变质作用叠加部位，韧性剪切带产生的热能与区域变质作用产生的热能使得矿源层中形成的细晶菱铁矿部分转化为细粒磁铁矿，磁铁矿沿片理分布，但品位低。

③晚期磁铁矿形成阶段：早期形成南北控矿韧性剪切带在后期构造运动作用下经历了张扭性韧脆性剪切变形，这种变形有利于成矿元素的迁移和富集，同时北西向和近东西向多期（次）较强烈的断裂叠加作用，与剪切带共同构成了研究区磁铁矿矿床的运移通道，使得早期形成的细粒磁铁矿在动力热液参与下富集，并在韧性向脆性转换的开放张性扩容空间部位成矿，形成粒径较大的磁铁矿。控矿剪切带晚期演化为脆性裂隙，矿化元素沿裂隙交代、氧化，生成黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、赤铁矿及褐铁矿等。

5 结论

通过综合研究可知，酒馆沟磁铁矿床的形成发展经历了比较复杂的演化过程，地层岩性因素、褶皱因素、区域变质和动力变质因素等控矿条件在磁铁矿的形成过程中扮演着重要的角色，而控矿韧性剪切带的发展演化是控矿条件中的重中之重。根据野外地质调查和矿床控矿条件分析，笔者认为该矿床是沉积变质-动力热液改造复合型铁矿床。

参考文献：

[1]陕西省地质矿产局.陕西省区域地质志[M].北京：地质出版社，1989.

作者简介：

许运涛（1985- ），男，籍贯：河北省新河县，硕士研究生，中级工程师，研究方向：构造地质和矿产地质。