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2023年6 月第43 卷第2 期四川地质学报Vol.433No.2Jun.,2023淮北市廖家铁矿廖家矿段矿体成因及深部找矿远景分析刘中学（安徽省地质矿产勘查局3 2 5地质队，安徽淮北2 3 50 0）摘要：廖家铁矿分为秦楼矿段和廖家矿段，廖家矿段位于廖家铁矿东南部。三铺岩体作为淮北地区最有利的矽卡岩铁铜矿成矿带，廖家矿段位于三铺岩体东北接触带上。矿体赋存地层为寒武系上统炒米店组接触带上，岩性为石英二长闪长(扮)岩体与碳酸盐岩接触带及附近岩层层间裂隙中。详查阶段未对矿体完全控制，因此深部找矿有一定的远景和潜力。关键字：廖家矿段；燕山期；矽卡岩型铜矿床；深部找矿中图分类号：P618.31DOI:10.3969/j.issn.1006-0995.2023.02.009廖家矿段与前常矿区均位于三铺岩体东北部，宿北断裂南部，矿体均产于蚀变含石英二长闪长扮岩与寒武系上统炒米店组碳酸盐岩接触带，主要为内接触带及正接触带。两矿区具有相似的成矿条件，矿床成因基本一致。1成矿地质背景1.1区域地质背景本区地层属华北地层大区-晋冀鲁豫地层区-徐淮地层分区-淮北地层小区。区内大部分被第四系覆盖，新太古界为本区最老地层，缺失古元古界、中元古界地层，其上发育有新元古界的稳定地台相沉积。本区构造单位属华北陆块徐淮地块淮北褶皱带，区内被第四系覆盖，无基岩出露，为淮北平原的一部分，仅烈山区东部和相山以东区域，有基岩出露（图1）。区域内发生过多次大规模地壳运动，其中以印支运动和燕山期的构造运动对本区的作用最强烈。加里东期岩浆岩主要分布在宿州以东地区，出露零星，岩性单一。燕山期岩浆岩分布区域相对最广，侵人时期为晚罗世到早白垩世（赵先超等，2 0 19；章涛，2 0 14）。燕山早期加强的褶皱系列，南部构造形变相对较弱，构造线相对复杂，呈近南北向为主的宽缓的背、向斜组合；北部相对强烈，表现为系列的北北东向紧闭、倒转背向斜组合褶曲，自西向东有涡阳向斜、永城背斜、大吴集-临渔集向斜系、萧县童亭背斜系。卷人的地层为青白口系至二叠系，褶皱轴向为北东至北北东向，该区的褶皱一般向斜较为宽缓，背斜较为紧密。一般背斜东翼较西翼缓，西翼产状较陡，有的甚至直立，局部倒转（王奎和丁美青，2 0 2 2；王乐乐，2 0 2 1）。区域断层以北北东向永城断层、黄集断层和东西向符离集断层规模最大，这些断层为区域控矿构造，著名的三铺岩体即分布于该断层两侧。收稿日期：2 0 2 2-12-0 6作者简介：刘中学（19 8 6 一），男，安徽准北人，工程师，主要从事地质调查与矿产勘查工作文献标识码：APZ2河南PZPZ2永城县PZ文章编号：10 0 6-0 9 9 5（2 0 2 3）0 2-0 2 47-0 6K(E)新生界安苏PZPZ2Pz2上古生界微省7元省/淮北市PZ2滩溪县&前常铁矿家铁矿K2(E)PZ2宿州市三铺岩体Pu地质界线PPZ2图1区区域构造地质图江图例徐州市Mz中生界PZ下古生界Pt3上元古界PZ元花岗闪长岩闪长岩闪长珍岩Pt辉长闪长岩M石英二长闪长岩逆断层正断层PZP2PZ25km247北市廖家铁矿廖家矿段矿体成因及深部找矿远景分析1.2矿区地质特征矿区地层主要为寒武系上统固山组、炒米店组、古近系始新统界首组及第四系。本区赋矿层位主要为寒武系上统炒米店组，岩性为石英正长闪长(扮)岩体与碳酸盐岩接触带及附近岩层层间裂隙中，钻孔揭露地层厚度13 0 m左右。矿区地表无基岩出露，据钻孔揭露，廖家矿段ZK02孔16 8.8 116 9.6 5m见一层间破碎，岩溶发育，另外在钻孔中多处见到层间裂隙，并伴有绿泥石化、蛇纹石化。矿区未见对矿体有破坏性断层，大理岩层间破碎带及围岩与岩体接触带发育。矿区外围根据物探激电异常推测四条断层，F1断层位于秦楼矿段北西侧，呈北东向，使寒武系上统炒米店组与二叠系中下统山西组呈断层接触，为平移断层；F2断层位于秦楼矿段东侧，呈北东东向，为正断层，岩体与寒武系上统炒米店组、二叠系中下统山西组和二叠系中统下石河子组呈断层接触；F3断层位于廖家矿段北侧，呈北北西向，为平移断层；F4断层位于秦楼矿段北侧，呈北西向，为平移断层。矿区内地表无岩浆岩出露，据钻孔揭露，岩体由南西向北东侵，倾向南西，倾角6 0 7 0，接触面呈缓波状。岩性主要为闪长（扮）岩、石英闪长（）岩，岩浆冷却形成的岩浆岩在构造上表现为自南西向北东由等粒、不等粒向斑状构造发展的趋势。岩体与碳酸盐岩接触，常形成矽卡岩化，与区域金属矿产关系密切，是区域金属矿产的矿源岩浆岩。廖家矿段查明矿体3 3 个，主矿体长3 3 0 m，最大延伸6 3 9 0 m，矿体厚度1 14.3 2 m。矿床工业类型为矽卡岩型铁铜金钼复合型矿床，矿石自然类型主要为磁铁矿石、含铜磁铁矿石、含金铜磁铁矿石、铜铁矿石等，矿石矿物主要为铁矿物、铜矿物、钼矿物、银矿物、金矿物，脉石矿物有方解石、绿泥石、橄榄石、蛇纹石、绿帘石、斜长石、石英、石榴石和透辉石等。含量2侵入岩体对成矿的影响2.1岩浆岩侵人期次本区主要侵入岩体为燕山期岩浆岩，其分布较广，侵人期次多，是本区成矿的主要因素。第一期次侵入时代为1.46 1.2 8 亿年，岩性为石英闪长扮岩、闪长扮岩等，以浅成相为主，SiO2一般都高于戴里值，为弱过饱和及过饱和类型；暗色矿物含量变化大，a值大于戴里值，岩石富碱；微量元素以亲铁元素为主，Cu、Pb 含量高，其次为亲硫元素，Ba含量较高，亲氧元素一般含量偏低；岩体与碳酸盐岩接触，常形成矽卡岩化，与区域金属矿产关系密切，是区域金属矿产的矿源岩浆岩。第二期次侵入时代为1.0 8 亿年，岩性以花岗闪长岩为主，中深-中浅成相；Si02含量偏高，为6 6.14%7 2.3 7%，一般达到过饱和类型；微量元素以亲氧元素为主，其次为亲硫元素，亲铁元素除Ti、V 外，一般含量偏低。隐伏岩体围岩蚀变较强，蚀变带内常形成磁铁矿体（涂爱华，2 0 17；黄亮山和王萍，2 0 2 0）。第三期次侵入时代为1.0 11.2 2 亿年，图幅内分布较少，岩性单一，为花岗斑岩；Si02含量偏高，属查氏2 类3 科的过碱性岩石。第四期次呈岩墙状侵入于第一期次岩体之中。燕山运动在本区的表现为产生了强烈的断裂活动，并使台褶带复杂化。断裂活动的加强,不但将台褶带严重破坏,而且伴随着大量的中酸性岩浆活动,在中酸性岩浆侵位到寒武系上统、奥陶系下统的碳酸盐岩石中时则易产生接触交代型的铁矿、铁铜矿和铜金矿等。到了早第三纪,东西向构造、北北东向构造继续活动,在宿北断裂南侧形成了厚度大于3 49 m的宿北凹陷。2.2岩浆岩与矿体形成的关系岩浆岩侵人过程中，由于温度较高发生交代作用和热质变，此过程中熔融状态的流体携带各种组分248CaoMgoFe,O,+FeoNa.oK.0石英二长闪长岩SiO2Al,03矽卡岩化石英二长闪长岩图2 蚀变带岩石主要组份变异图石榴石透辉石矽卡岩金云母透辉石矽卡岩2023年6 月第43 卷第2 期进人围岩，与围岩中的元素发生化学作用，并形成新的矿物。本区交代作用的结果是形成矽卡岩类岩石，在交代过程中能引起接触带及其附近的去矽作用，由于镁质交代作用中AlO的惰性比SiO2大，因此使新形成的矿物硅、铝比值逐渐升高而形成钾长石化岩类，在本区铜、金矿体围岩中经常可以见到这一交代作用的产物（汪青松，2 0 10；董婷婷等，2 0 19）。碱质交代作用：发生于近矿围岩的岩浆中，表现为Al、S i 比值升高从而形成钾长石。此作用使成矿母岩中已形成的铝硅酸岩中富含碱质的物质通过流体的运输及交换，为本矿床提供可供富集的物质来源。矽卡岩期：是形成矽卡岩和铁矿体的主要阶段，中-高温热液期是本区形成铜金矿的主要时期，并伴随着硫化物的形成。主要形成磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、自然金等矿体。晚期阶段，有利于形成斑铜矿，并伴随着自然金、银矿的形成。岩石名称SiO2石英二长闪长（珍）岩60.33%0.71%矽卡岩花石英二长闪长（珍）岩56.17%石榴石透辉石矽卡岩45.17%0.77%金云母透辉石矽卡岩48.51%0.16%表2矿体顶板蚀变岩石化学成份表岩石名称Si02石英二长闪长岩61.90%矽卡岩化石英二长闪长岩50.10%石榴石透辉石矽卡岩45.39%金云母透辉石矽卡岩49.91%从蚀变岩石化学成份矿体顶板蚀变岩石化学成份和蚀变带岩石主要组份变异曲线表明：从岩浆的侵人到接触变质形成矽卡岩时，各岩石主要组分钙、镁、铝、硅等的含量有着明显的变化，反映了在接触变质过程中各种岩石化学组份的带人、带出关系。蚀变接触带由内到外，表现为Na2O、K 2 O 含量逐渐降低，Al2O3、S i O 2 含量逐渐变低，Na20含量小于K20含量，MgO、Ca O 含量逐渐增高（图2、表1、表2）。本区围岩蚀变强烈，以铁为主的铁（铜）矿蚀变带由内向外依次为石英二长闪长扮岩带、钾长石透辉石化石英二长闪长扮岩带、方柱石矽卡岩带、石榴石透辉石矽卡岩带、金云母透辉石矽卡岩带、透辉石矽卡岩带、磁铁矿石带、黄铜矿带、磁铁矿石带、硅镁石金云母钙质白云石大理岩带（图3）；以铜为主的铜（金）矿蚀变带由内向外依次为石英二长闪长扮岩带、矽卡岩化石英二长闪长扮岩带、金云母透辉石矽卡岩带、含金、斑铜矿蛇纹岩带、蛇纹石化镁橄榄石金云母钙质白云石大理岩带（吴礼彬等，2 0 10；陈海锋等，2 0 2 1；黄海燕和涂爱华，2 0 17）。廖家矿段位于三铺岩体东北接触带上。矿体赋存地层为寒武系上统炒米店组下段接触带上，岩性为石英二长闪长（扮）岩体与碳酸盐岩接触带及附近岩层层间裂隙中。岩性特征表现为富含钙、镁，化学性质活泼，在接触交代过程中，有利于矿物的富集。矿体形成过程中由于寒武系上统炒米店组、固山组地层，碳酸盐岩含镁质较高，四川地质学报表1蚀变岩石化学成份表TiO2Al20;15.95%0.62%15.75%17.56%3.26%Ti02Al2030.49%16.34%0.70%15.01%0.84%12.67%0.12%1.41%Vol.43No.2Jun.,2023Fe2O3Feo2.91%12.98%1.34%2.15%2.53%2.29%1.65%1.79%Fe203Feo0.60%2.43%2.22%2.62%2.87%3.04%1.45%2.82%矿物名称早期透辉石石榴石绿帘石硅镁石水镁石蛇纹石透闪石黄铁矿磁黄铁矿自然金黄铜矿辉铜矿白钨矿方铅矿闪锌矿斑铜矿辉铜矿蓝铜矿方解石Mno0.06%0.04%0.14%0.64%Mno0.05%0.05%0.15%0.10%矽卡岩阶段晚期图3 岩浆侵入阶段矿物生成顺序Mgo3.17%4.01%6.22%17.51%MgO2.38%4.26%8.87%17.70%高温热液中低温热阶段液阶段Cao5.39%9.76%18.92%19.74%Cao4.68%13.46%18.40%20.26%Na204.07%5.25%1.08%0.14%Na206.31%4.47%0.95%0.12%K202.99%1.04%1.03%0.82%K201.70%0.85%1.48%0.79%表生阶段249北市廖家铁矿廖家矿段矿体成因及深部找矿远景分析溶解性强，在温度、压力相同的条件下，镁质较易溶解，提高了岩石的渗透性和孔隙度，因此矿液更易于流动、渗透、交代和富集成矿。3矿区深部找矿远景分析3.1廖家矿段与前常矿区岩体为同一岩体廖家矿段与前常矿区均位于三铺岩体东北部，宿北断裂南部，矿体均产于蚀变含石英闪长珍岩与寒武系中上统炒米店组碳酸盐岩接触带，主要为内接触带及正接触带（图4）。两矿区矿床成因基本一致。根据前常深部矿区显示矿体顶板岩性，主要为透辉石矽卡岩，石英二长闪长琦岩次之，含有少量的绿泥石岩、蛇纹岩和大理岩。底板岩性以透辉石矽卡岩为主，石英二长闪长岩和大理岩次之。成矿母岩演变过程中是钙、镁、铁含量逐渐减少，酸碱度逐步升高的过程，整体呈中酸性向弱偏碱性的方向逐步演化。岩浆结晶分异作用结果使得碱质成份增高，具有高碱质的晚期岩浆活化了以铁为主的成矿元素，当晚期岩浆再次侵人到前期侵入体及其接触变质带时，使在接触带及其附近的碳酸盐岩类岩石发生交代作用，并在构造条件有利区域逐步交代富集形成矿体。同期岩石碱性成分Na20的含量较K20较高，控制本区域铁矿的形成。随着交代作用的继续影响，酸度逐步增高，Na20的含量逐步变低，K20含量逐步增高，当Na2O的含量较K.O较低时，使矿液由单一的铁矿化转变为铜铁矿化，并伴随Zn、Pb、Co 等金属矿物的形成。在成矿母岩演化的末期，少量碱度较高、SiO2相对富集的花岗闪长斑岩出现，表明岩浆分异作用过程中能产生相对富碱的溶液，使原已固结的岩石发生蚀变，含矿溶液中铁质逐步富集，这为磁铁矿提供的丰富的物质来源。岩体化学成份特征：Fe/Mg比值1.411.98,平均1.7 8;s值6 8.8 7 6.4,平均7 1.7;a+c+b值2 3.6 3 1.2，平均2 8.3。这与其它地区以往大量资料认为：与矽卡岩型铁矿有关的岩浆岩Fe/Mg比值介于1.0 5.5之间；s值介于6 0 8 0 之间；a+b+c值介于18 3 0 之间的结论，在本区是完全吻合适用的。根据前常矿区深部勘探结果表明，深部-600-960m共发现矿体53 个，铁矿石资源量大于百万吨的矿体七个矿体。其控矿层位主要为岩体与富镁碳酸盐岩的接触带上，即寒武系上统炒米店组和固山组。3.2本区成矿模式本区成矿模式主要分为旗杆楼式、徐楼式和前常式（图5），目前前常式铁铜矿是三铺地区铁铜矿的主要类型。前常式铁铜矿以铁铜矿为主，有共伴生金矿分布。主要表现在矿体赋存于寒武系上统炒米店组、山组上段和石英二长闪长扮岩的正接触带及附近。含铜矽卡岩分布于外接触带，镁质矽卡岩分布广泛。位于秦楼、廖家和杨桥孜等地，寒武系上统碳酸盐岩与石英二长闪长珍岩的接触带上，有磁铁矿分布，并伴有铜铁矿、金矿和异体同生的钼矿。燕山期侵入岩体具有多期次，分期侵入、多层成矿的特点，矿体形态变化大，形成的矿体主要为透镜状。围岩碱质交代强烈，蚀变较轻，主要为钾化，钠化程度低，矿石组分、类型、有益组分较复杂。3.3廖家矿段根据已查明矿体分布情况，廖家矿段矿体赋存标高-2 8 1.9 0-52 2.45m，形成本区矿体最主要的岩体为燕山早期（即第一次侵人）的中酸性岩浆（石英二长闪长岩），与铁矿最为密切的岩体是燕山早（偏晚）晚期250P2S120160200P2S前常铁矿图E古近系始新统Ps二叠系中统山西组例Su闪长琦岩河流图4区域基岩地质图廖家铁矿200E2C2+3石炭系中上统0200松散层等厚线2km2023年6 月第43卷第2 期四川地质学报Q30Vol.43No.2Jun.,2023124前常式01028+旗杆楼式+II I+31*徐楼式26ndo()2532第四系图例Q铁矿二长花岗岩闪长珍岩no四石英二长闪长岩Ia前常式a亚类铜铁(金)矿；Is前常式b亚类铜金矿；II-徐楼式铁矿；II-旗杆式铁矿(轻稀土、针)；0 1、0 2：旗杆楼、洪河集铁矿床（轻稀土、针)；、：陈楼北、邹楼铁矿床；、：石楼、双庄、史小楼铁矿床；30、31、32：三铺、前常、前常东铜铁金矿床；2 4：杨桥孜北铜钼矿点；2 5、2 6：杨桥孜、秦楼铜金矿床中偏酸性、酸性岩浆（石英闪长岩）；与矿床最为密切的围岩是寒武系上统炒米店组。由于详查工作限制，最深钻孔孔深6 50 m，仅揭露炒米店组地层。寒武系上统固山组下伏于寒武系上统炒米店组地层，其上部为白云质大理岩、豹皮状白云质大理岩，厚度（真厚）2 5m左右；中部为明显条带状构造白云石大理岩，条带清晰、平直，条带宽0.2 0 0.6 0 cm，条带含泥质、白云质。下部为状灰岩、中厚层状灰岩和白云石大理岩，灰色、青灰色，蚀变褪色呈灰白色。样品数平均含量(X10)矿区(个)前常东矿段48廖家矿段63.4深部找矿标志石英二长闪长扮岩岩体是本区成矿的主要岩体。矿体主要赋存于碳酸盐岩和燕山期侵入岩体的接触带上。矿体富集层位主要为寒武系上统炒米店组，其次为寒武系上统固山组和寒武系中统张夏组。岩浆侵人方向为南西向北东方向，与围岩接触形成各种接触构造。在有利区域成矿物质交代沉淀并富集形成铁矿体。构造控矿作用的主要方式有层间破碎带型、捕虏体型、接触带型、复合型四种类型。铁矿石主要分布在捕掳体内及内接触带部位，在垂向上：有上部为铁矿石，下部为铜铁矿石；单个矿体外部是铁，内部出现铜铁。在水平分带上：有边部（外带）为铜或铜铁，内部（内带）为铁。3.5深部找矿远景分析廖家矿段的形成是因气水溶液中富含碱质的多金属元素，与富含镁的碳酸盐岩形成的中高温热液发生交代作用而形成的矽卡岩型矿床。浅部矿体是由磁铁矿、铜矿、钼矿、金矿体组成的多金属共（伴）生矿床，矿床处在北西一南东向局部倒转背斜的西翼的单斜构造中，矿体的分布与闪长扮岩与围岩（山组下段）的接触带密切相关。由于受岩性、构造、蚀变程度等因素制约，矿体在垂向上具有蚀变分带特征：自上而下为磁铁矿一铁金铜矿一金铜矿一铜矿；自西向东为磁铁矿一铜或铁矿一金铜矿一铜矿一钼矿演变。少数矿体产于闪长岩体内或蚀变大理岩层间破碎带，局部有岩脉穿插于铁矿体之中。廖家矿段2 2 线勘探线仅有一个钻孔进人工业钼矿矿体，根据2 2 线和纵0 2 线剖面图，并未完全控制251C石炭系硬石膏岩图5淮北地区矽卡岩型铁铜金矿成矿模式示意图表3矿石化学成分对比表酸碱比值CaoMgO2.1010.928.5028.25寒武系上统E寒武系中统铜铁矿钼矿CaO/SiO2Al.09.992.0836.273.55奥陶系钨矿围岩地层备注MgO1.080.190.920.30炒米店组炒米店组铁矿铁矿北市廖家铁矿廖家矿段矿体成因及深部找矿远景分析矿体分布，向北东、南东方向矿体有延伸，应继续向这两个方向追索控制。廖家矿段位于三铺岩体东北接触带上。矿体赋存地层为燕山期侵人岩与寒武系上统炒米店组下段接触带上，岩性为石英正长闪长（扮）岩体与碳酸盐岩接触带及附近岩层层间裂隙中。详查阶段未对矿体完全控制，因此继续对深部铁、铜、金、钼矿资源的勘查、开发具有一定的远景和潜力。4结论（1）与本区矿体形成的侵人岩其分布较广，侵人期次多，是本区成矿的主要因素。矿体主要产于正接触带，由于接触带构造复杂，矿体形态变化较大，矿体的产状及空间位置受构造带的影响也具有较大的变化。岩体处于接触部位之上，常常能形成较大规模的矿体。（2）廖家矿段位于三铺岩体成矿带，对比临近前常东矿段，本区构造、岩浆岩发育及地层分布情况大致相同，推测廖家矿段深部仍有形成大规模矿体的潜力。（3）廖家矿段受构造控矿及多期热液作用使成矿元素富集成矿，其深部仍具有一定找矿远景。（4）廖家矿段2 2 线勘探线仅有一个钻孔进人工业钼矿矿体，根据2 2 线和纵0 2 线剖面图，并未完全控制矿体分布，显示深部仍存在较大的找矿空间。如果加大深部工程验证力度，有望实现深部找矿突破。参考文献：赵先超，孙明明，吴礼彬，王利民.2 0 19.安徽省重要矿产矿床成矿系列研究 J.地质找矿论丛，34(0 1)：117-131.章涛：淮北徐楼铁矿矿床成因和资源综合利用 D中国地质大学（北京），2 0 14.王奎，丁美青.2 0 2 2.安徽省霍邱县西梢铁矿地热资源的估算与评价 J四川地质学报，42(0 1)：41-44.王乐乐2 0 2 1.安徽省潍溪县三铺地区秦楼铜金矿地质特征及找矿标志 J.山东国土资源，37(0 4)：1-8.涂爱华.2 0 17.安徽省滩溪县前常铜铁矿地质特征及控矿因素 JI.现代矿业，33(0 6)：51-52+7 2.黄亮山，王萍.2 0 2 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lithology is in the contact zone betweenquartz monoblastic diorite(porphyrite)rock mass and carbonate rocks and in the interbedded fissure of thenearby rock strata.The ore body is not completely controlled in the detailed survey stage,so deep prospectinghas certain prospect and potential.Key words:Liaojia section;Yanshanian age;skarn copper deposit;deep prospecting252