福建省龙岩市小娘坑铁矿床地质特征及找矿方向探讨

蓝文强

（福建省第八地质大队）

矽卡岩型铁矿床在我国广泛分布，其储量小，但品位高，一直以来是我国重要的富铁矿来源，占我国富铁矿矿石供应量的60%以上［1］。小娘坑铁矿床位于福建省西南部，现已累计探明铁矿石储量达981.6万t，矿床特征及成因与马坑铁矿床相似。马坑铁矿的成因一直以来存在着争议，有层控钙矽卡岩型铁矿床、陆源沉积—热液改造矿床、复合叠生层状矿床、海相火山沉积—热液改造矿床等几种说法［2］，其中最典型的矿床成因为海相火山沉积—热液改造型和矽卡岩型。本项目在野外地质勘探工作基础上，结合已有的勘查资料，对矿床地质特征、矿石类型、围岩蚀变等地质特征进行综合分析，从而总结成矿规律，厘清找矿标志，为矿山进一步开展勘查找矿工作指明方向。

1 区域地质概况

矿床位于华南加里东褶皱系之永梅上古坳陷带的东侧，属政和—大埔深断裂西侧的大田广平—龙岩复向斜东南部位。基底由1套早古生代（O-S）巨厚的海相浅变质岩系（偶夹灰岩透镜体）地层组成，盖层为晚古生代（D-P）滨—浅海相及广泛分布的早三叠世溪口组地层组成。区内主要构造方向为NE、NNE和SN向，各组构造褶皱和断裂十分发育，此外尚有NW和近EW向的断裂，反映小娘坑铁矿床处于多组构造的交汇部位［3］。区内燕山期花岗岩出露广泛，此外还见有一些中、基性岩脉或岩枝的贯入，为本区众多金属矿产形成提供有利的地质条件。

2 矿床地质特征

矿床位于马坑背斜之北西翼，与马坑大型铁矿床以F11断层隔开（图1）。

2.1 地层

矿区内晚古生代地层较发育，总体呈NE—NNE向分布，倾向NW—NWW，自南东往北西地层从老至新依序展布，主要有早石炭世林地组上段（C1lb）、晚石炭世经畲组（C2j）—中二叠世栖霞组（P2q）、中二叠世文笔山组（P2w）、中二叠世童子岩组第一段（P2ta）、晚二叠世翠屏山组下段（P3cpa）、第四纪（Q）（图1）。

晚石炭世经畲组（C2j）—中二叠世栖霞组（P2q）是区内铁矿体的主要赋存部位。该套地层主要出露于天山凹断层的西侧，是区内铁矿体的主要赋存部位，平均厚度约为360 m。下部晚石炭世经畲组（C2j）属1套浅海相硅铁和钙铁为主的沉积建造，平均厚度约为40 m，由于受后期岩浆侵入，热液蚀变强烈，形成磁铁矿，该地层是Ⅲ号主铁矿体的主要赋存部位。中部以灰白色、灰色的中厚层—厚层状大理岩化含泥质灰岩、大理岩化灰岩为主，局部见硅、泥质夹层，偶见含燧灰岩夹层；上部以燧石灰岩、泥质灰岩为主夹生物灰岩、含燧灰岩。中上部灰岩由于受矿区外围岩浆活动的影响，岩石普遍具大理岩化，局部具矽卡岩化，是区内其他小矿体的主要赋存部位。

2.2 构造

矿床断裂构造发育，规模较大，主要有NNW向天山凹、F15、F13断层，NW向F11断层，近EW向F14断层以及NE向的F2、F3、F4断层，共4组（图1）。

NNW向断裂包括天山凹、F15、F13断层，断层分布于中部和南部，矿体受断层影响明显，该向断裂主要控制着矿体东部和南东部的延伸。NW向断裂为F11断层，横贯矿区南西部，该断层为本矿区与马坑大型铁矿区划分界线；近EW向断裂为F14断层，该断层破坏了区内矿体，尤其是Ⅲ号铁矿体的连续性，使其形成北东与南西2个矿块。NE向断裂包括F2、F3、F4断层，断层主要分布于矿区北部和西部，断层破坏了矿体的连续性和延伸。其中，F4断层切断了矿体往北西方向的延伸，对区内主矿体产生破坏，同时该断层两侧出现大量的次生破碎带，且Ⅲ号主矿体延伸至F4断层附近，矿体急剧增厚。由此可知，F4断层破坏了两侧栖霞组—经畲组地层完整性，形成良好的容矿空间，为Ⅲ号主矿体的形成提供了良好的导矿通道和储矿空间。

2.3 岩浆岩

矿床内岩浆岩主要为辉绿岩脉（βμ）、闪长岩（δ）、花岗岩、闪长玢岩及极少量的花岗斑岩。闪长岩（δ）多沿构造断裂和层间裂隙薄弱带侵入，呈小岩枝，岩株、岩脉产出，与晚石炭世经畲组—中二叠世栖霞组（C2j-P2q）灰岩接触部位普遍具矽卡岩化，局部形成矽卡岩。铁矿体产于矽卡岩带内，说明铁矿床的形成与闪长岩（δ）侵入具有密切的成因联系（图2）。

3 矿体地质特征

3.1 矿体规模、形态产状

矿床共产出4个矿体，自上而下分别为Ⅰ、Ⅱ-2、Ⅲ和Ⅳ号矿体（图2）。

3.1.1 Ⅰ号矿体

Ⅰ号矿体赋存于晚石炭世经畲组—中二叠世栖霞组（C2j-P2q）中的矽卡岩带中，矿体以透镜状形态产出，总体倾向为NW，倾角为25°～30°，走向长约100 m，倾斜延伸约为75 m，矿体平均厚度为5.58 m。

3.1.2 Ⅱ-2号矿体

Ⅱ-2号矿体赋存晚石炭世经畲组—中二叠世栖霞组（C2j-P2q）中的矽卡岩带中，矿体以透镜体形态产出，倾向为NW，倾角为16°～28，走向长约为100 m，倾斜延伸约为75 m，见矿厚度为4.49 m。

3.1.3 Ⅲ号矿体

Ⅲ号矿体为主矿体，赋存于晚石炭世经畲组（C2j）中的矽卡岩带，矿体以似层状产出，沿走向呈舒缓波状展布。矿体长约为940 m，向下延伸大于700 m，矿体厚度往NE方向逐渐变小，直至尖灭。经施工钻孔ZK917控制，Ⅲ号矿体厚度较大，达53.73 m。

因被断裂F14切断，断裂南侧Ⅲ号矿体总体倾向为NW，倾角为30°～42°，见矿厚度为5.70～15.64 m，总体较稳定；而断裂F14北侧矿体倾向为W或NWW，倾角为30°～45°，见矿厚度为1.16～53.73 m。

3.1.4 Ⅳ号矿体

Ⅳ号矿体赋存在晚石炭世经畲组（C2j）中的矽卡岩带中，矿体以透镜体形态产出，矿体总体倾向为NW，倾角为39°～49°，平均厚度为3.31 m。矿体沿走向延伸约为100 m；沿倾向延伸约为75 m。

3.2 矿石矿物组成及化学成分

3.2.1 矿石矿物成分

根据光片鉴定，金属矿物以磁铁矿为主，含少量的辉钼矿。Ⅱ-2、Ⅲ、Ⅳ号矿体脉石矿物以石榴石为主，次为透辉石，局部见少量白云母、灰岩残留体；Ⅰ、Ⅳ号矿体下部脉石矿物以透辉石为主，其次为石榴石、绿帘石，见少量石英脉穿插，局部见大理岩残留体。

3.2.2 矿石化学成分

矿石中TFe含量为25.33%～47.70%，最高为51.50%，平均品位为34.23%；mFe含量为17.41%～42.90%，最高为48.85%，平均品位为27.07%。

SiO2含量为24.18%～45.21%，平均为36.24%。有害元素P、S含量较低，P含量为0.021%～0.038%，平均为0.036%；S含量为0.01%～0.26%，平均为0.14%。

3.3 矿石结构、构造及质量品位

3.3.1 矿石结构

矿石多呈他形—半自形不规则粒状结构，次为交代残留结构。

3.3.2 矿石构造

Ⅱ-2、Ⅲ号矿体磁铁矿石主要为浸染状构造和条纹状构造，其次为细脉—网脉状构造；Ⅰ号矿体磁铁矿石致密、块状、浸染状构造，局部见有微条带状构造；Ⅳ号矿体磁铁矿石主要为稠密浸染状构造及反斑杂状构造。

3.4 矿石类型

矿区内磁铁矿矿石主要矿石类型有2种，为石榴石—磁铁矿和石榴石透辉石—磁铁矿。

3.4.1 石榴石—磁铁矿

区内Ⅱ-2、Ⅲ、Ⅳ号矿体上部主要为石榴石—磁铁矿，矿石呈灰黑—铁黑色，细粒结构，斑杂状、浸染状构造，少量为稀疏浸染状、脉状及斑状构造等。金属矿物以磁铁矿为主，微量的辉钼矿。矿石矿物磁铁矿颗粒较粗，粒径一般为0.1～0.5 mm。脉石矿物以石榴石为主，其次为透辉石、符山石、绿帘石、石英、方解石，少量绿泥石、黄铁矿及萤石等，局部见大理岩残留体。TFe矿石品位为20%～30%。

3.4.2 石榴石透辉石—磁铁矿

石榴石透辉石—磁铁矿分布于Ⅰ、Ⅳ号矿体下部，矿石多呈铁黑色，细粒结构，磁铁矿颗粒较细，一般小于0.1 mm，稠密浸染状、条纹状构造，少量为条带状、块状构造。矿石矿物以磁铁矿为主，少量的辉钼矿；脉石矿物以透辉石、石英、兰绿角闪石、钙铁辉石为主，次为石榴石、绿泥石、方解石、透闪石及黄铁矿等，局部见少量白云母、灰岩残留体。TFe矿石品位为30%～35%。

3.5 围岩蚀变

由于受热液作用的影响，区内围岩蚀变较强烈，主要蚀变类型有矽卡岩化，大理岩化、碳酸盐化、石英岩化、角岩化等，其中大理岩化和碳酸盐化为面型蚀变；矽卡岩化为近矿围岩蚀变。铁矿体的规模、产状明显受制于矽卡岩体的空间展布。

4 矿床成因

据矿床地质特征分析，由于矿床矽卡岩发育，矿体主要赋存于矽卡岩带中，并且矿石由于接触产生的交代结构广泛发育，铁矿体空间分布明显受层位、构造和岩浆岩共同控制，因而认为矿床成因类型属矽卡岩型矿床，主要依据如下。

（1）矿床矽卡岩发育，所有矿体均赋存于矽卡岩带中，矿体规模、形态及空间分布特征受矽卡岩蚀变带制约，产状基本与矽卡岩蚀变带相一致，且矿体与矽卡岩呈渐变过渡关系。

（2）铁矿石结构主要呈他形—半自形不规则粒状结构和交代残留结构，矿石构造主要为浸染状构造、条纹状构造、细脉—网脉状、反斑杂状构造，为矽卡岩典型结构构造。

（3）磁铁矿体及矽卡岩虽总体呈似层状、脉状，但具体接触边界多呈舌状、波浪状等不规则状。特别是Ⅲ号主矿体，虽赋存于晚石炭世经畲组（C2j）中的矽卡岩带，矿体及矽卡岩总体沿地层以似层状形态产出，但厚度变化大，变化系数达96.11，局部厚度远大于经畲组地层，符合矽卡岩型矿床特征。

（4）矿石类型单一，均为磁铁矿石，矿石矿物为磁铁矿，脉石矿物为石榴石及透辉石组成。

（5）矿体与断层构造关系密切，断层构造不仅为岩浆热液提供通道，且其次生的层间薄弱带，为矽卡岩和矿体提供储存空间。磁铁矿体的厚度和品位与断层相关还体现在断层附近磁铁矿体厚度大、品位高，特别是F4、F14断层之间ZK917钻孔显示，矿体厚度达53.73 m，TFe矿石品位为37.11%，受断层构造影响明显。

（6）周边同类型矿床的矿床成因一直以来都存在多种观点，除矽卡岩型成因外，最典型的为海相火山沉积—热液改造成因。本研究认为以下特征均不支持海相火山沉积—热液改造成因：①Ⅲ号主矿体及矽卡岩赋存于晚石炭世经畲组（C2j）中的矽卡岩带，矿体及矽卡岩总体沿地层以似层状形态产出；②矿体厚度变化大，变化系数达96.11，局部厚度远大于经畲组地层，且矿体及矽卡具体接触边界多呈舌状、波浪状等不规则状，整体形态并非受地层严格控制，主要表现特征仍为矽卡岩特征；③虽然Ⅲ号主矿体下盘局部可见薄层凝灰质碎屑岩，但并未发现大量火山岩（玄武岩、安山岩）的存在［4-5］。综上所述，该矿床成因类型为矽卡岩型磁铁矿矿床。

5 找矿标志及找矿方向

5.1 找矿标志

5.1.1 地层标志

控矿地层为经畲组地层（C2j），也是Ⅲ号、Ⅳ号铁矿体的赋矿层位。该地层属1套浅海相硅铁和钙铁为主的沉积建造，由于受后期岩浆侵入，热液蚀变强烈，形成石榴石矽卡岩、石榴石透辉石矽卡岩。

5.1.2 构造标志

F4断层经矿床西部切断了矿体往北西方向的延伸，对主矿体产生了一定的破坏作用，导致了矿体的不连续。同时Ⅲ号主矿体延伸至F4断层附近，矿体厚度急剧增厚。由此可知F4断层对其两侧栖霞组—经畲组地层完整性造成破坏，形成良好的容矿空间，为Ⅲ号主矿体及矽卡岩体的形成提供了良好的导矿通道和储矿空间。

5.1.3 岩浆岩标志

矿床内与成矿关系密切的岩浆岩主要为闪长岩（δ），与晚石炭世经畲组—中二叠世栖霞组（C2j-P2q）灰岩接触部位普遍具矽卡岩化，局部形成矽卡岩，是铁矿体的主要地质构造部位，因此闪长岩（δ）是找矿标志之一。

5.1.4 围岩蚀变标志

由于受气成热液的水—岩相互作用影响，矿床内围岩蚀变较强烈，主要蚀变有矽卡岩化，大理岩化等，矽卡岩化为近矿围岩蚀变，少量铁矿体及辉钼矿产于栖霞组、船山组和林地组地层层间裂隙或层间破碎薄弱带的矽卡岩中，因此栖霞组、船山组和林地组地层中的矽卡岩也是找矿标志之一。

5.2 找矿方向

（1）由于Ⅲ号铁矿体在ZK917钻孔位置矿体厚大，厚度达53.73 m，根据地质特征分析可知，F4断层为矿体的形成提供了良好的构造地质条件，所以89线F4断层以东、F14断层以北区域，有着相似的成矿地质条件，具备了再次发现厚大铁矿体的可能。

（2）因受F14断层影响，于150 m水平周边的主矿体厚度明显大于150 m水平以上，表明矿体具有往深部延伸有继续增厚的趋势，因此150 m水平以下具有良好的找矿前景。

（3）同时根据ZK9210钻孔地质特征并结合剖面分析，天山凹断层以东矽卡岩化较弱，未发现矽卡岩体；以及根据ZK918、ZK934、ZK936钻孔地质资料研究表明：F4断层以西仅发现少量的磁铁矿化矽卡岩，未见符合工业要求的磁铁矿体。因此，天山凹东侧和F4断层以西不具备形成较大规模铁矿床的地质条件。

6 结 论

（1）矿床矽卡岩发育，所有矿体均赋存于矽卡岩带中，矿体规模、形态及空间分布特征受矽卡岩蚀变带制约，产状基本与矽卡岩蚀变带相一致；矿石结构、矿石构造及矿石类型特征均为典型的矽卡岩型矿石特征；矿体与断层构造关系密切，断层构造不仅为岩浆热液提供通道，且其次生的层间薄弱带，为矽卡岩和矿体提供储存空间；主矿体虽然赋存于晚石炭世经畲组（C2j）中的矽卡岩带中，但整体形态并非受地层严格控制，主要表现特征仍为矽卡岩特征，并且矿区并未发现大量火山岩的存在。因此，不支持海相火山沉积—热液改造成因的论述，认为该矿床成因类型为矽卡岩型磁铁矿矿床。

（2）根据矿床地质特征及矿床成因可推测：89线F4断层以东、F14断层以北区域具备再次发现厚大铁矿体的可能；矿体往深部延伸有继续增厚的趋势，150 m水平以下具有良好的找矿前景；天山凹东侧和F4断层以西不具备形成较大规模铁矿床的地质条件。