安徽颍上王台子铁矿地质特征及找矿标志分析

唐 纯

(安徽省地质矿产勘查局312地质队，安徽 蚌埠 233000)

0 引言

颍上县王台子铁矿与邻区的霍邱地区铁矿田同属一个铁矿成矿带[1]，历史上，曾多次在此开展物探工作，圈出若干个航磁异常。1981年初制定出1∶10000地面高精度磁测涵盖研究区，并圈定了王台子磁异常，同时验证了磁异常系含铁磁性体引起[2]。一些地质队运用钻探和系统采样等手段查明铁矿体的分布、数量、赋存部位、厚度规模和矿石质量。文章在前人王台子铁矿及邻区勘探成果的基础上，综合分析王台子铁矿地质特征，并提出找矿标志，为矿床的开采及下一步找矿提供支撑。

1 地质特征

1.1 区域地质概况

颍上县王台子铁矿是霍邱铁矿田的一个组成部分[3]，本区地处华北地台南缘，位于豫淮台褶带东段之淮南复向斜以南，六安断裂以北，合肥坳陷和潢川坳陷之间[4]。变质地质单元属中朝变质地区、霍邱—五河变质带。主要由新太古界霍邱群、古元古界凤阳群，新元古界青白口系、震旦系，古生界寒武系、中生界侏罗系、白垩系，新生界第四系组成[5]。区内褶皱按其形成顺序可分为阜平期、中岳期和燕山期。区内断裂形成时代晚于凤阳期，主要为北西向和北北东向两组，其规模一般数千米至数十千米，另一组近南北向，其规模较小。区内火成岩主要有重新集、吴集、草楼3个混合花岗岩体，其余均为岩脉，其岩性为伟晶岩、花岗岩、花岗斑岩、闪长岩、辉绿岩、正长岩。另有喷出岩(侏罗系青山群)火山碎屑岩。

霍邱—颍上铁矿区位于华北地台南部，豫淮台褶带东段之淮南复向斜以南，六安断裂以北，合肥与潢川坳陷之间。

区内岩浆岩发育一般，见为岩脉，沿断裂或顺层充填。主要岩性有云英岩化花岗岩、伟晶岩、细粒花岗岩、斜长花岗岩和石英辉绿岩等。这些脉岩与成矿作用无关，对矿体切割破坏也不大(图1)。

图1 王台子铁矿区域地质图

1.2 矿区地质特征

1.2.1 地层

矿区地表均为第四系冲积、淤积层所覆盖，矿区基岩地层为新太古界吴集组。

吴集组(Ar3w)：为中深变质岩系，其主要岩性为黑云角闪斜长片麻岩(变粒岩)、斜长角闪岩、含榴石角闪石英磁铁矿—混合岩化角闪斜长片麻岩，混合岩化斜长角闪岩等。分为上、下二个岩性段。本矿区主要含矿层段为吴集组下段(Ar3w1)。其岩性为含榴黑云斜长片麻(变粒)岩、角闪斜长片麻岩、黑云条带状混合岩化花岗岩(浅灰—灰黑色，细—中粒变晶结构，条带状构造)，夹磁铁角闪石英岩(灰白色，鳞片花岗变晶结构，片状构造。岩层走向北北东，倾向东偏南，呈“S”展布，倾角85°～55°，往下部产状变缓，上、下两岩段之间呈整合接触关系。

第四系(Q)：以更新统为主。中下更新统(Q1+2)为砂与黏土互层，总厚度219.55 m，砂多与黏土黏结，较松散，全区均有分布，黏土下部普遍含钙质，有时相变为亚黏土，底部常见砾石；上更新统(Q3)厚124.45 m，岩性主要为亚黏土，含砂量不均，其成分以长石、石英为主。地表广泛分布有一层淮河淤积物，青黄杂色泥质—粉沙质堆积黏土，可能为全新统(Q4)地层。本统底部分布有一层厚10 m左右泥岩、砾石层或含砾泥岩，结构松散，疑似新近系碎屑岩。

1.2.2 构造

矿区位于周集向斜北端的东翼[7]，以单斜构造形式呈现于矿床内。王台子矿区内未见岩浆岩。

1.2.3 矿区地球物理特征

王台子磁异常为霍邱磁异常北延的一部分，位于颍上县润河集北西约5 000 m处的王台子附近，在ΔZ等值线平面图上该异常处在负值不大的背景场中，走向北东18°，异常呈椭圆形，以120 nT等值线圈闭，长轴1.1 km，短轴0.5 km，异常主部两侧近似对称，边部东翼稍陡，有微弱负值(图2)。

图2 王台子铁矿及周边地区磁异常ΔZ等值线平面图

1.3 矿床地质特征

1.3.1 矿体特征

矿床为沉积变质铁矿，矿层与围岩呈渐变关系，各层间未发现明显的标志层。矿体赋存于霍邱群吴集组地层中，产状与围岩层理基本一致，在走向上由于受后期构造运动影响，导致矿体形态呈现多变之状。

1.3.2 矿石质量

铁矿石是本矿主体矿石，矿石中的铁矿物主要为磁铁矿，偶见少量的菱铁矿产出。矿石内含极少量金属硫化矿物，主要为黄铁矿，黄铜矿、磁黄铁矿、微量辉钼矿等均为局部偶见。矿石内脉石矿物主要为石英及闪石类矿物，少量的云母等。不同的矿石自然类型伴生有不同的微量或少量其他脉石矿物。

1.3.3 矿石结构构造

矿石主要为变晶结构，次为交代结构、压碎结构，少量包含结构、胶状结构等。矿石构造主要以条带状和浸染状为主，二者常复合在一起或呈相互过渡关系。

2 水文与工程地质特征

2.1 水文地质

本矿床属暖温带半湿润季风气候区南缘，地表水系发育，淮河自西北向东南流经矿区西南。矿床西部发育有淮河支流润河，其距矿床仅800 m。区内池塘密布。雨后有水径流，最终汇入润河、淮河。区内少部分地段较低洼，洪水期有积水，当地最高洪水位达26.8～27 m(1998年)。因此，地表水较发育。另外，区内沿润河两侧分布有水塘，其中分布于矿区周边的水塘面积大于13万m2，平均容量达20万m3。当地最高洪水位标高27.6 m，形成矿区涝灾。

矿区位于淮河中上游之支流润河的南岸，自然地理区划为淮北平原区的南缘。南与周集、李楼铁矿床相邻。矿床内地势平坦。矿床均被第四系覆盖。从地貌成因和形态来看，本区分为沿淮冲积、堆积地形。属河间洼地、一、二阶地。

矿区内松散层一般为305.52～343.46 m，受地形地貌条件制约，上部浅层地下水主要接受大气降水入渗补给，第四系顶部粉质黏土、黏土层较厚，一般为25.22～213.23 m，透水性差，阻隔了地表水的下渗，但局部变薄(厚度小于5 m)，分布不太稳定。

2.2 工程地质

矿区位于中朝准地台(Ⅰ级)南缘，江淮台隆(Ⅱ级)中北部。台隆全由基底岩系霍丘群构成。区内小的断裂褶曲较为发育，基底较为稳固。

松软岩组：主要为上部第四系更新统及新近系中、上新统松散层。第四系更新统松散层厚93.11～117.42 m，岩性主要为粉质黏土、细砂、中砂、中细砂等，其中砂层有2～10层，累计厚度12.75～60.38 m。新近系中、上新统松散层厚231.86～281.66 m，岩性主要为蒙脱石黏土、中细砂、砂砾层等，其中砂层有7～37层，累计厚度88.72～132.28 m。其由上而下固结程度有所增强。底部含1～2层砂砾层，泥质含量较高，砾石成分为石英、片麻岩、混合岩。粒径0.2～10 cm。地表广泛分布有一层厚6.1～29.69 m的上更新统青黄杂色粉质黏土。据区域工程资料，压缩系数0.22～0.32 MPa-1，属中低压缩性，地基承载力200～230 kPa。

软岩、较软岩组：主要为基岩强风化带，岩性主要为斜长片麻岩、斜长角闪片麻岩、黑云斜长角闪岩，埋深345.83～393.30 m，厚4.72～31.47 m，风化强烈，用手可捻碎，见空气易崩解，多呈粉状、砂状及碎块状。RQD(Rock Quality Designation,岩石质量指标)为0～10%，根据岩石质量,指标属极差。

坚硬、半坚硬岩组：主要为新太古界霍丘群吴集组，该组岩系为中深变质岩系，其主要岩性为黑云角闪斜长片麻岩(变粒岩)、斜长角闪岩、含榴石角闪石英磁铁矿—混合岩化角闪斜长片麻岩，混合岩化斜长角闪岩，埋深351.26～398.02 m，厚度大于400 m。岩石一般坚硬、完整。2个矿体产于其中，其产状为矿体走向15°～20°，倾角多为40°～45°。

3 找矿标志

王台子铁矿为沉积变质型磁性铁矿，其主要矿床构造形态与霍邱倒转向斜一致。该矿的主要化学成分为硅铁质，细粒或条纹状为其主要特点，被沉积建造控制，矿床因铁质聚集而成。找矿标志主要表现为：

(1)地磁正异常区，强度达+100 nT以上可能见矿；

(2)矿体赋存于特定的地层之中，认为王台子铁矿体主要存在于霍邱群吴集组地层中；

(3)受岩性控制明显，主要分布于黑云斜长片麻岩—角闪斜长片麻岩—石榴黑云斜长片麻岩中；

(4)矿床处于倒转向斜西翼，褶皱构造控制矿床特征明显。

4 结论

通过对颍上王台子铁矿地质特征及找矿标志分析，可以得到如下结论：

(1)王台子铁矿为沉积变质岩型铁矿，所在的霍邱南部地区有大范围的变质岩分布，吴集组中是沉积变质型铁矿赋存层位；相互吻合的重力异常与磁异常则表明磁铁矿的存在。

(2)铁矿区内主要矿床构造形态与矿床构造形态与霍邱倒转向斜一致，主要化学成分为硅铁质，且含量比较均匀，细粒和条纹状是围岩的主要特征。成矿条件受沉积建造控制。

(3)铁矿中铁的来源主要是火山活动形成的水下凹槽聚集了大量来源于深部的硅铁质。

(4)矿床开采应考虑水文与工程地质条件，为安全生产提供保障。