彭兴才
成都理工大学地球科学学院 四川成都 610059
摘要:中国是全球对铁矿石资源需求最大的国家,目前中国铁矿石需求的50%以上来自国外。中国铁矿资源丰富,但高品位矿石稀缺。中国铁矿床可分为六种类型:沉积变质型、岩浆型铁钛型、火山岩型、接触交代热液型(主要为矽卡岩型)、沉积型和风化淋滤型。中国不同类型的铁矿具有独特的时空分布。文章简要介绍了各类铁矿矿床的地质特征,认为古亚洲成矿域海相-火山侵入型铁矿有一定的找矿潜力。
关键字:地质特征;成因类型;铁矿床
1 概述
中国是全球对铁矿石资源需求最大的国家,目前中国铁矿石需求的50%以上来自国外。中国铁矿资源丰富(已探明铁矿约800亿吨),但高品位的铁矿石却十分稀缺。中国铁矿床可分为六种类型:沉积变质型、岩浆型铁钛型、火山岩型、接触交代热液型(主要为矽卡岩型)、沉积型和风化淋滤型(赵宏军 等,2018)。沉积变质铁矿床主要分布在华北克拉通地区,以高变质变形的BIF相关铁矿床为主。虽然这些矿石的TFe平均含量只有30.35%,但其粗粒磁铁矿在加工过程中很容易被回收。沉积变质铁矿床是我国最常见的铁矿床类型,约占全国探明储量的56.3%。中国铁矽卡岩矿床产于中生代中长英质中浅层侵入体与碳酸盐岩围岩接触带及其附近。晚古生代海西运动在元古宙基底岩石中形成的岩浆铁-钛-钒矿床,以富钛磁铁矿为主要铁矿矿物的镁铁质-超镁铁质杂岩为主。火山岩型铁矿床分为海相火山岩型和陆相火山岩型铁矿床,两者以磁铁矿为主。海相火山岩型铁矿主要分布在新疆阿尔泰山、天山晚古生代岩石中。陆相火山岩型铁矿床主要分布于长江中下游宁武、鲁中盆地燕山期(中生代晚期)富钠中基性岩系中。沉积型铁矿主要赋存于华南泥盆系碎屑海相地层和华北中元古代海相地层中,以赤铁矿为主。中国风化淋滤铁矿规模小,经济价值低。
2.1 铁床的主要成因类型及其特征
我国已探明铁矿资源量巨大,但是仍有发现众多未知铁矿床的巨大潜力,因此总结已知铁矿床的成因类型及其基本特征,将对我国寻找更多具经济价值的铁矿床意义重大。中国铁矿床按其成因类型可大致分为六大类型:晚期岩浆结晶分异成因铁矿床,接触交代-热液型成因铁矿床,陆相次火山-热液成因铁矿床,变质成因铁矿床,胶体化学沉积铁矿床,风化淋滤型铁矿床。文章简要介绍了各类型的铁矿床的地质特征及其代表性矿床,为以后寻找相关铁矿床提供一定的参考。
2.1 晚期岩浆结晶分异成因(岩浆型)铁矿床
矿体一般产于大陆裂谷或地台及地盾区,形成时代为前寒武纪。岩体多由斜长岩和辉长岩组成,且以斜长岩为主。矿体形态主要分为贯入型和分异型。其中贯入型呈脉状、透镜状,与围岩界线清楚,且一般矿床规模较小;而分异型以似层状为主,与围岩界限呈渐变关系,且矿床规模一般为大型。在矿石特征方面,贯入型矿体主要呈致密块状,具它形晶、海绵陨铁结构等;而分异型矿体以稠密浸染状为主,少数块状条带状构造。矿石成分与母岩相似且富挥发组分。矿石矿物以磁铁矿、钛铁矿为主,脉石矿物以造岩矿物为主。围岩蚀变有绿帘石化、碳酸盐化、黑云母化、绿泥石化等。代表性矿床有四川攀枝花钒钛磁铁矿矿床以及河北大庙钒钛磁铁矿矿床(翟裕生,2007)。
2.2 接触交代成因(矽卡岩型)铁矿床
矿床为中酸性中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石或富钙富镁岩石的接触带上及其附近,由含矿气水热液交代作用而形成。矿体一般产于大洋岛弧地带,多与中浅成辉长岩和闪长岩有关(Shen et al.,2013)。另外在大陆边缘裂谷带中辉长岩的接触带上也有矽卡岩铁矿产出。
一般与成矿关系密切围岩主要是各类碳酸盐岩类地层:石灰岩(大理岩)、白云质灰岩、灰质白云岩、白云岩、泥灰岩、钙质页岩等;其次是火山岩(安山岩、英安岩和凝灰岩等),例如山东沂南铁矿床。矿体形态以不规则状为主,也有似层状、巢状、囊状、脉状、楔状和豆荚状等。矿体规模以中小型为主,也有大型矿体(翟裕生,2007)。矿体主要产于接触带附近,且偏向围岩一侧较多。矿石成分有矽卡岩矿物,石榴石类(钙铝榴石-钙铁榴石),辉石类(钙铁系列)、角闪石、硅灰石等;金属矿物以氧化物为普遍,特别是磁铁矿、赤铁矿等;常见硫化物有黄铜矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等。矿石以粗粒结构为特征,矿石构造以块状、浸染状构造为主,另外有条带状及晶洞构造。围岩蚀变中高温蚀变有矽卡岩化,中低温蚀变有硅化、绿帘石化、碳酸盐化、绿泥石化等。代表性矿床有湖北大冶铁矿床(赵一鸣,2013)。
2.3 陆相次火山一热液成因(玢岩型)铁矿床
玢岩铁矿是指在陆相安山岩地区,与火山-侵入岩有关的一组以铁为主的矿床。矿体形态复杂,呈角砾状、浸染状、脉状和似层状矿体等。矿体往往围绕着一个火山-侵入活动中心分布,且由于成矿时温度的差异发育有多种矿化。如岩体中心呈浸染状及细脉浸染状矿化,矿物组合陶林式,为高温气液交代钠长石、磁铁矿和磷灰石;岩体顶部及边部矿物组合为凹山式,为伟晶作用气液交代阳起石、透闪石、磷灰石和磁铁矿;产于安山岩、凝灰岩接触带上的矿化矿石以块状、脉状矿化为主,矿石组合为梅山式,为矿浆接触交代型。矿床围岩蚀变发育,早期围岩蚀变为类矽卡岩化(下部浅色蚀变带),中期为青盘岩化(中部深色蚀变带)、晚期为泥英岩化(上部浅色蚀变带)。代表性矿床有江苏梅山铁矿(袁见齐 等,1988)。
2.4 变质成因铁矿床
变质成因铁矿床是我国最重要的铁矿床类型,矿床多产于前寒武纪的变质岩系中,且规模巨大,单个矿床可延伸近百千米,含矿岩系厚达数百米,矿床储量可达百亿吨。矿床中有贫矿体与富矿体之分,两者呈渐变过渡关系。其中贫矿体形态通常为似层状、层状。主要矿物成分为磁铁矿,脉石多为石英,钠长石和黑云母。品味在30%左右(翟裕生 等,2007)。矿石结构主要为变晶结构,浸染状构造,围岩蚀变较弱。而富矿体长呈透镜状,且产于贫矿中。矿石结构为结晶结构,交代结构,块状矿化。其主要矿物为磁铁矿、赤铁矿,脉石主要为石英、钠长石、镁铁闪石、铁铝石榴石和绿泥石,围岩蚀变强烈,从富矿体向外至围岩依次出现镁铁闪石化-石榴石化-绿泥石化等。代表性矿床有辽宁弓长岭铁矿床(鞍山式铁矿)。
2.5 胶体化学沉积(沉积型)铁矿床
矿床一般分布在克拉通内的陆表海盆地或克拉通的陆缘海盆地中,矿体产于海侵岩系中下部,且具有明显的铁矿物分带性,由岸边到大洋依次出现铁的氧化物矿物相带,典型矿物为赤铁矿、针铁矿、褐铁矿等;硅酸盐矿物相带,典型矿物为缅绿泥石;铁的碳酸盐矿物相带,主要为菱铁矿;铁的硫化物矿物相带,典型矿物为黄铁矿、白铁矿、胶黄铁矿等。矿体呈层状、似层状,且与围岩产状一致;矿石具鲕状、豆状、肾状、条带状构造,胶体结构。矿石成分主要为铁的氧化物、碳酸盐矿物,其次为铁的硅酸盐、硫化物。围岩蚀变不明显。代表性矿床有河北庞家堡铁矿床(宣龙式铁矿)。
3 结论
中国铁矿床类型齐全,以沉积-变质型为主,岩浆型、接触交代-热液型次之,其它类型较少。且大型矿床及富铁矿床多为这三类类型,其他类型发现较少。但是不可忽视的是我国贫矿多,富矿少,伴生矿床多且构造发育及区域分布不均衡加大了今后找矿的压力,只找富矿与表生矿床的时代离我们越来越远。随着西部找矿热潮的兴起,结合新疆地区已发现的海相-火山侵入型铁矿可以预料,今后还会在古亚洲成矿域发现更多的以海相-火山侵入型铁矿为主的各类型铁矿床。
参考文献
翟裕生, 姚书振, 蔡克勤. 2007. 矿床学[M]. 北京地质出版社.
袁见齐, 朱上庆, 翟裕生.1988. 矿床学[M]. 北京地质出版社.
赵一鸣.2013. 中国主要富铁矿床类型及地质特征[J]. 矿床地质, 4686-705.