馬達(dá)加斯加蘇拉拉鐵礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

王培培，夏 斌，余萬明

（中國冶金地質(zhì)總局中南局，湖北 武漢 430080）

1 區(qū)域背景

礦區(qū)位于馬達(dá)加斯加西北部，大地構(gòu)造位于Mahajanga（馬贊加）沉積盆地的西部。Ambohipaky（安巴克）復(fù)背斜貫穿全區(qū)，形成略作南北向分布的狹長隆起區(qū)，其基底為前寒武系地層。在隆起區(qū)的南面和西面，主要出露地層為前侏羅系的砂巖及粘土，少部分為第四系殘坡積層。東部（即背斜東翼）出露地層為中侏羅系灰?guī)r、泥灰?guī)r。北面主要被第四系殘坡積層所覆蓋。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層主要為前寒武系及侏羅系地層，其中前寒武系地層主要分布于礦區(qū)中部，從老至新依次為片麻巖、石英巖及片巖。

片麻巖：主要為角閃片麻巖。淺灰色、灰綠色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。巖石主要礦物成分為石英、鉀長石、斜長石及角閃石等，石英呈不規(guī)則它形粒狀，含量占40%左右；鉀長石呈半自形板狀，含量占25%左右；斜長石呈半自形板狀，部分已蝕變?yōu)榻佋颇?，含量?0%左右；角閃石呈半自形長柱狀，含量13%左右。黑云母呈半自形片狀，含量2%左右。巖層產(chǎn)狀受褶皺構(gòu)造控制。（磁鐵）石英巖：淺灰色，灰黑色，總體呈NNE向帶狀并列排布。厚48-200米。侏羅系地層分布于礦區(qū)的西邊部，傾向受控于安巴克復(fù)式背斜及其次級向背斜，傾角45°-80°。巖性主要為鮞粒狀泥灰?guī)r。

2.2 構(gòu)造

（1）褶皺。安巴克復(fù)背斜是控制區(qū)內(nèi)礦體及次級褶皺分布及形態(tài)的主要構(gòu)造。

（2）斷層。區(qū)內(nèi)斷層大致可分為兩組，均為隱伏斷層。一組呈NW—SE向，有8條，近似平行發(fā)育。該斷層發(fā)育較晚，局部對礦體有切割破壞作用。另一組呈NE—SW向，有3條，全部發(fā)育于礦區(qū)邊部的前寒武系地層中，對礦體影響不大。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)的北東部和中部出露有中基性的輝長巖和閃長巖，地表呈橢圓狀分布于前寒武系變質(zhì)巖地層中。

2.4 磁異常特征

區(qū)內(nèi)磁異常主要為石英巖鐵礦石引起，輝長巖、石英角閃片巖、角閃片巖位于礦體附近時(shí)（TFe可達(dá)10%左右）往往也產(chǎn)生的較高的磁異常。因此根據(jù)磁異常帶的分布在礦區(qū)尋找礦體是可行且效果明顯的。磁場宏觀上呈現(xiàn)NE向帶狀分布的強(qiáng)磁異常特點(diǎn)。共圈定7條主要強(qiáng)磁異常帶，各異常帶的ΔTmax都在10000nT以上，一般4000-8000nT，呈北正南負(fù)的異常伴生特征，其中以MA、ANA和ANKET三個(gè)礦帶的磁異常規(guī)模和連續(xù)性最好，異?？傮w表現(xiàn)為NE走向格局，與地表出露的礦屑、殘積層礦化帶相對應(yīng)。

3 礦體地質(zhì)

3.1 礦體特征

通過地質(zhì)物探工作成果，區(qū)內(nèi)圈出7個(gè)主要礦帶（圖1），分別為MA、ANKET、ANA、AND、ANKIB、MAD、MOK，與7個(gè)磁異常帶對應(yīng)。礦帶分布受控于安巴克復(fù)式背斜及其次級褶皺，總體呈NNE-NE向帶狀分布。初步認(rèn)為MA礦帶北礦段于安巴克背斜東南翼。ANKET礦帶位于安巴克背斜西北翼。MA礦帶中南段及ANKIB、ANA礦帶位于安巴克西北翼的次級褶皺中。礦區(qū)西部的MAD、MOK、AND三個(gè)礦帶位于安巴克穹窿構(gòu)造邊緣位置，疑為ANKET礦帶的南延部分。其除受安巴克復(fù)式背斜西北翼次級褶皺構(gòu)造控制外，還受到NW-SE和NE-SW兩組近似垂直的斷裂控制。推測為礦后受到南北向的壓扭應(yīng)力作用，導(dǎo)致礦體局部向東扭轉(zhuǎn)形成。

圖1 蘇拉拉礦帶分布示意圖

表1 MA礦帶礦體特征一覽表

MA礦帶地質(zhì)勘查程度相對較為詳細(xì)。區(qū)內(nèi)磁鐵石英巖露頭沿山脊斷續(xù)分布，整體呈NE走向。區(qū)內(nèi)地層，除沿礦體兩側(cè)為第四系殘坡積層呈狹長帶狀分布外，其余均屬前寒武系的片麻巖、黑云母角閃片巖、石英角閃片巖和石英巖等，區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造主要發(fā)育有三條呈NW～SE向的斷層，其中有兩條斷層切割了礦體，但對礦體錯(cuò)動(dòng)不大。礦體特征見表1。

3.2 礦石特征

根據(jù)顯微鑒定，已發(fā)現(xiàn)金屬礦物近10種，除鐵礦物外，尚未發(fā)現(xiàn)伴生其他有用礦物，礦物組成較簡單。礦物成分見表2。

磁鐵礦：鐵黑色，呈半自形～它形粒狀半金屬光澤。含量20～50%，一般30%左右。粒徑0.5～1mm，部分達(dá)2～3mm以上，或小于0. 1mm。其有三種狀態(tài)：第一種以中、細(xì)條紋條帶狀或塊狀、浸染狀分布于在原生礦石中；第二種以碎片狀、不規(guī)則狀分布于赤鐵礦化磁鐵礦和假象赤鐵礦中；第三種呈微粒塵埃狀、網(wǎng)環(huán)狀產(chǎn)出于與圍巖接觸帶附近的蝕變帶中，此種為數(shù)很少，多與綠泥石化有關(guān)。赤鐵礦化磁鐵礦、假象赤鐵礦：鐵黑至鋼灰色，條痕紅色，呈磁鐵礦的八面體假象，赤鐵礦化沿磁鐵礦的邊緣、解理、裂隙進(jìn)行各種蠶食形式交代，多有磁鐵礦殘留體，具弱磁性。此類礦石多分布于混合礦帶中，巖石具孔狀構(gòu)造，風(fēng)化淋濾所致，孔徑一般1～10mm，孔深多數(shù)穿透。石英：粒徑一般0.3～0.5mm，含量35～90%，一般50～55%左右。多以條帶狀與磁鐵礦、假象赤鐵礦相間產(chǎn)出，或以細(xì)脈狀穿插于磁鐵礦中。角閃石：呈墨綠色，分布較為廣泛，呈自形柱狀或粒狀，晶體粒度0.05～1.5mm不等，空間上略呈定向排列，含量5～15%。

表2 礦石的礦物成分表

（2）礦石的化學(xué)成份。①有用組分。據(jù)物相分析結(jié)果，硅酸鐵中的鐵在礦石中的含量為0.053-5.54%，平均1.02%；碳酸鐵中的鐵0.044～1.38%，平均0.21%；硫化鐵中的鐵0.031～0.541%，平均0.12%；赤（褐）鐵中的鐵1.16～18.08%，平均9.93%；硅酸鐵（siFe）、硫化鐵（sfFe）、碳酸鐵（cFe）平均值之和為1.35%，小于3%。②有害組分。根據(jù)光譜分析結(jié)果，主要有害組份含量如下：S：極值0.017～0.43%，平均0.093%；P：極值0.054～0.22%，平均0.115%；Cu：極值 0.0001～0.005%，平均0.002%；Pb：極值 0.001～0.005%，平均0.003%；Zn：極值0.002～0.005%，平均0.003%；As：極值0.002～0.007%，平均0.005%。

（3）礦石自然類型。按組成礦石的礦物成分劃分,以磁鐵礦為主，少量赤鐵礦化磁鐵礦（假象赤鐵礦）、褐鐵礦。根據(jù)磁鐵礦氧化程度可分為原生礦、混合礦及氧化礦。

（4）礦石結(jié)構(gòu)、礦石結(jié)構(gòu)類型因礦石類型不同而有別。根據(jù)晶體形態(tài)，磁鐵礦多具自形、半自形等軸粒狀結(jié)構(gòu)，按晶體粒度又可將其分為中粒、細(xì)粒和微細(xì)粒等結(jié)構(gòu)，以中細(xì)粒磁鐵礦居多。磁鐵礦化赤鐵礦具粒狀花崗變晶結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)。赤鐵礦具交代結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)在赤鐵礦交代磁鐵礦，具體結(jié)構(gòu)類型包括粒狀交代變晶結(jié)構(gòu)和交代殘余結(jié)構(gòu)。

（5）礦石構(gòu)造、區(qū)內(nèi)礦石的構(gòu)造有條紋條帶狀、塊狀和浸染狀三種。主要構(gòu)造為條紋條帶狀，磁鐵礦條帶和脈石石英、角閃石分層結(jié)晶，呈條帶狀分布。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床形成的地質(zhì)條件

（1）古地理環(huán)境。前寒武紀(jì)的最古老部分組成穩(wěn)定的克拉通的基底，造成有利的沉積鐵質(zhì)巖石的古地理?xiàng)l件。古陸原巖含鐵質(zhì)較高，為鐵質(zhì)沉積供應(yīng)的主要來源。

（2）區(qū)域變質(zhì)作用。在區(qū)域變質(zhì)作用過程中，含礦原巖建造在溫度、壓力及H2O、CO2等揮發(fā)組分的影響下，巖（礦）石發(fā)生重結(jié)晶、重組合及變形作用，改變了礦物組成和結(jié)構(gòu)構(gòu)造，使得鐵質(zhì)在一定的穩(wěn)定層位富集成礦。

（3）混合巖化作用。在早期交代階段，伴隨著混合片麻巖，混合巖的形成，中、晚期階段分異出熱液，含有一定量的鐵質(zhì)，形成了接觸變質(zhì)的輝石型（矽卡巖型）和閃石型磁鐵礦。

4.2 礦床成因

礦體產(chǎn)于前寒武系變質(zhì)巖中，礦體呈層狀與圍巖作整合接觸。含礦的(磁鐵)石英巖本身也經(jīng)受了深度變質(zhì)重結(jié)晶，礦體規(guī)模大，不少礦體其沿走向的延伸已超過2km。礦體厚度大，一般均達(dá)數(shù)十米到兩百米。礦石的礦物組份比較簡單，礦石均呈細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，磁鐵礦在礦石中多聚集成斷續(xù)小條紋狀，或短脈狀、條帶狀沿著石英粒間平行分布，構(gòu)成礦石的條紋～似條帶狀。礦石的品位一般均較貧，含鐵多在40%以下，硫、磷含量也低，但SiO2含量卻較高，常達(dá)40%以上。初步認(rèn)為礦區(qū)內(nèi)礦床成因均屬沉積變質(zhì)型鐵礦床，類似于我國的鞍山式鐵礦。

（1）早期成礦作用。鐵礦的形成經(jīng)歷了風(fēng)化沉積和變質(zhì)改造兩個(gè)階段。鐵來自火山作用，太古宙時(shí)期大規(guī)模的巖漿噴發(fā)，鐵元素隨巖漿帶至地表，隨著巖漿的冷卻與固結(jié)，鐵礦物與成巖礦物一起結(jié)晶，形成微小的顆粒賦存于巖漿巖石中。

（2）風(fēng)化沉積作用。含鐵巖漿巖形成后，形成了古老的結(jié)晶基底，包括富含石英的條帶狀鐵建造，經(jīng)太古宙的造山運(yùn)動(dòng)(Liberian29億～25億年)，形成穩(wěn)定的地體，同時(shí)也開始了漫長的風(fēng)化剝蝕作用，鐵質(zhì)以膠體的形式經(jīng)較長距離搬運(yùn)至近海帶沉積下來，并初步的富集。

區(qū)內(nèi)條帶狀鐵建造是以硅、鐵質(zhì)為主的化學(xué)沉積，沉積周期始于成分復(fù)雜的沉積物，其中除了有鐵礦和石英，還有粘土，然后過渡為一種單調(diào)系列的鐵礦巖和石英，并且最終被大量的粘土成分包圍封閉起來。

（3）后期沉積變質(zhì)改造作用。經(jīng)風(fēng)化沉積的鐵礦層，經(jīng)后期的地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷高溫高壓的變質(zhì)作用，在變形的疊加和褶皺作用下，使鐵礦層進(jìn)一步被改造富集，鐵礦物顆粒變粗，最終變成具工業(yè)意義的鐵礦床。

根據(jù)以上成礦地質(zhì)條件分析，本區(qū)礦床成因類型應(yīng)屬海相火山一沉積變質(zhì)型鐵礦床。

4.3 找礦標(biāo)志

（1）地形標(biāo)志。本區(qū)的鐵礦體為含鐵石英巖型，由于賦礦的含硅建造結(jié)構(gòu)緊密，硬度大，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，而其上下兩側(cè)的圍巖則為長石含量較多的片巖和片麻巖類，抗風(fēng)化力相對較弱。因此，在經(jīng)過長期的地質(zhì)歷史時(shí)期中，由于圍巖剝蝕速度快，鐵礦層剝蝕速度慢，形成了表現(xiàn)出正地形的地貌特征，因此，本區(qū)鐵礦體的分布地形地貌為長條的山嶺，長條的山嶺即為鐵礦體露頭。

（2）地層標(biāo)志。含鐵石英巖是區(qū)域找礦的地層標(biāo)志，其巖性特征是主要由鐵礦物質(zhì)和石英組成清晰顯露的互層。

（3）物探標(biāo)志。航磁異常、地面磁測圈定的異常是良好的找礦標(biāo)志。

5 結(jié)語

區(qū)內(nèi)鐵礦層為前寒武紀(jì)沉積的含鐵巖系（含鐵砂頁巖），經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用（變質(zhì)程度為角閃巖相）形成的磁鐵石英巖。礦體規(guī)模巨大；形態(tài)簡單，呈層狀；產(chǎn)狀受褶皺控制；礦石有用組分分布均勻，品位穩(wěn)定。