崔辰亮,王曉娣,甄 澤
(中化地質礦山總局河北地質勘查院,河北 石家莊 050031)
研究區(qū)位于華北地塊南緣,跨越華北地塊南緣和北秦嶺活動性大陸邊緣二個構造單元,構造單元邊界斷裂為東峪~鐵塬~官橋斷裂(F1)。按照新編陜西省區(qū)域地質志(2012年)構造單元劃分由北向南依次為:華北地塊南緣(沖褶帶)、鐵爐子板內結合帶。疊加了陸內造山期多期上疊洛南永豐坳(斷)陷盆地。
東峪~鐵塬~官橋斷裂(F1)為華北地塊南緣(沖褶帶)與鐵爐子板內結合帶之分界,向東、西分別交匯于寶雞~洛南~欒川斷裂帶,研究區(qū)近東西向延伸約50余千米。該斷裂帶具有多期活動特征,最早形成于元古代,當時控制了寶山溝組堿性火山巖分布和陶灣群沉積,其性質可能是斷面南傾正斷層。加里東-早華力西期為斷裂帶活動鼎盛時期,以中淺層次韌性推覆剪切變形特征,發(fā)育近南北向拉伸線理、A型褶皺,XY面上可見礫石拉伸呈餅狀,XZ面上礫石被截成布丁構造,布丁之間充填石英,有的構成壓力影,剪切方向自北而南。使華北南緣的穩(wěn)定沉積蓋層推覆于陶灣楔狀體之上。中新生代則以淺表層次脆性斷層為主,斷層泥、碎粒巖是產物。其北側有小而富的鐵塬小型鉛鋅銀多金屬礦床。
礦區(qū)出露地層為中元古界長城系上熊耳群,以塊狀細碧巖為主,夾杏仁狀細碧巖、泥砂質板巖、凝灰質板。分為上熊耳群中段、上熊耳群下段。
上熊耳群中段:為變細碧巖、杏仁狀細碧巖、頂部為不穩(wěn)定的凝灰?guī)r。上熊耳群下段分為上、下兩個巖性段。上部淺灰綠色細粒細碧巖、灰綠~深灰色杏仁狀細碧巖、淺灰綠色板狀細碧巖,頂部為凝灰質板巖。下部淺灰綠色細粒細碧巖、淺綠色中細粒變細碧巖、灰綠~深灰色杏仁狀細碧巖,夾黑云角閃片巖。
翻山溝鐵礦位于熊耳群上亞群下段。在翻山溝礦化層主體為第29層火山熔巖頂部,厚22.46m。含礦巖石為灰色蝕變火山角礫巖、杏仁狀細碧巖、灰黑色蝕變火山角礫凝灰?guī)r。
灰黑色蝕變火山角礫凝灰?guī)r:巖石呈灰黑色,它形粒狀結構、塊狀構造、火山角礫構造、杏仁狀構造。礦物組成為絹云母30%~35%,石英15%~20%、黑云母5%~10%、方解石5%~10%、綠泥石1%~5%、不透明礦物15%~20%。主要金屬礦物成分為磁鐵礦等。
巖石由火山角礫(集塊)(35%)及填隙物(65%)組成,二者成分接近,區(qū)別在火山角礫中細板狀鈉長石含量較低,結晶程度相對較差。火山角礫呈不規(guī)則粒狀,分選較差,雜亂分布,未見磁鐵礦等金屬礦物。填隙物中為凝灰質火山灰,磁鐵礦含少量磁鐵礦呈星點狀均勻分布。巖石已發(fā)生變質,蝕變?yōu)榻佋颇富?、硅化(石英),黑云母化及綠泥石化。
礦區(qū)內有一區(qū)域性背斜構造北翼,總體呈向北傾斜的單斜構造。斷裂構造主要位于亂石坪~瓦子坪一帶,呈有近東西向,為區(qū)域規(guī)模較大的斷裂構造,另外還發(fā)育北東向次級斷裂,規(guī)模不大。
礦區(qū)內未見侵入巖,偶見深色煌斑巖、閃長巖脈等脈巖出露。主體為海底火山噴發(fā)巖,包含個火山噴發(fā)旋回。
翻山溝磁鐵礦(化)體產于上熊耳群,圍巖以細碧巖、變細碧巖為主,圈定K1、K2和K3三條磁鐵礦體,礦體大致平行產出,產狀350~355∠60°~65°,厚度分別為7.3m、11.9m、11.4m。TFe平均品位25.04-29.90×10-2。礦石金屬礦物主要有磁鐵礦,其次為赤鐵礦和少量黃鐵礦、黃銅礦,脈石礦物主要有鈉長石、綠簾石、綠泥石,次為石英、黑云母、方解石等。礦石呈細粒結構,塊狀、條帶狀構造,局部見角礫狀構造。礦石有較強的白色粗晶方解石化蝕變,黃鐵礦、硅化微弱。
翻山溝PD1平硐中圈出的鐵礦體總體位于后期東西向分別的斷裂帶內。礦化與斷裂有密切的關系。多見赤鐵礦石英脈順斷裂構造充填。ZK001鉆孔內 分 別 在265.68m~269.01m、339.33m~342.49m和355.01m~356.91m發(fā)現(xiàn)3層順斷裂構造充填的含磁鐵赤鐵礦石英脈,在磁鐵赤鐵礦石英脈底板發(fā)現(xiàn)形成TFe11.60%的磁鐵礦富集,形成Fe-1鐵礦化帶。說明后期斷裂活動對細碧巖地層鐵元素具有積極作用。
翻山溝、老廟溝圈出的磁性帶巖性包括杏仁狀細碧巖、變細碧巖、凝灰質板巖等,均有較強的磁性。尤其是凝灰質板巖,在翻山溝、瓦子坪、老廟溝大面積出露,遇磁鐵可吸附,具明顯的磁性,是造成熊耳群高磁性的重要誘因。在地表全鐵品位能達到礦化(TFe>10%)的分別為磁鐵礦化杏仁狀細碧巖層(TFe11%~11.1%)、變細碧巖層(TFe10.25%~11.0%)。
除在PD1平硐見鐵礦外,地表探槽及深部鉆孔內,均未發(fā)現(xiàn)鐵礦體。變細碧巖鐵含量較高說明變質作用有富集鐵礦的成礦作用。
礦石呈灰黑色,具強磁性,主要礦物成分以磁鐵礦為主,磁鐵礦含量15%~23%,赤鐵礦含量1%~2%。礦石結構構造為鱗片粒狀變晶結構、顯微膠狀結構、鮞粒結構,團塊狀構造、火山角礫構造。磁鐵礦具強磁性,粒度大小0.02mm~0.13mm,有兩個期次:一期磁鐵礦呈半自形晶~自形晶,浸染狀分布,其成因為沉積變質作用;二期磁鐵礦~綠泥石~黑云母磁鐵礦呈細脈狀~不規(guī)則狀,部分晶體出熔葉片狀鈦鐵礦,部分赤鐵礦化,為熱液型脈狀。其成因可能為變質熱液或構造熱液型。赤鐵礦粒度大小0.02mm~0.05mm,單偏光下未看到赤鐵礦晶形,正交偏光下可見深紅色內反,赤鐵礦呈粉塵狀、膠狀,部分膠狀赤鐵礦集合體呈團塊狀、結核狀、鮞狀,可能為深水環(huán)境下形成的;部分赤鐵礦與石英環(huán)帶相間排列,形成次生環(huán)帶構造。赤鐵礦常具黑云母~石英~磁鐵礦~赤鐵礦組合,是在火山碎屑(角礫)期后熱液脈中形成的。
翻山溝鐵礦為熊耳群火山沉積作用、區(qū)域變質作用與后期構造熱液復合疊加形成的鐵礦床。在火山噴發(fā)過程形成的具極高磁性的火山熔巖及火山碎屑沉積巖,隨沉積環(huán)境變化磁性差異較大,從而形成了分散度高無聚合集中的分散式異常,與國內鐵礦特有的整裝化、規(guī)?;嫘痛女惓L卣饔休^大差異,由此判斷研究區(qū)不具有形成規(guī)模以上鐵礦的地質條件。但不排除在局部形成小規(guī)?;鹕匠练e變質型鐵礦或構造熱液型鐵礦多位一體疊加成礦的可能,翻山溝鐵礦即屬這種情況。