陜西省寧陜縣七里溝鐵礦地質特征及成因分析

杜玉娥，紀崇科，陳星輝

（西安地質礦產勘查開發院，陜西西安710100）

陜西省寧陜縣七里溝鐵礦地質特征及成因分析

杜玉娥*，紀崇科，陳星輝

（西安地質礦產勘查開發院，陜西西安710100）

七里溝鐵礦成礦環境和古地理環境為構造裂陷沉積盆地，礦床屬于海相沉積，成礦期有海底熱水噴流的參與，成礦后具有后期變質變形的特點。礦床成因屬海底噴流熱水沉積—變質型鐵礦。

七里溝鐵礦；地質特征；巖相古地理；熱水噴流沉積；變質型鐵礦

七里溝鐵礦位于秦嶺主峰南坡210國道旁，寧陜縣縣城北40°方位65km處廣貨街鎮沙溝村南，行政區劃屬陜西省寧陜縣廣貨街鎮所轄，礦區面積2.85km2。礦區位處大西溝—沙洛帳—沙溝—板房子東西成礦帶上。本文擬通過深入研究該區鐵礦體（帶）地質體特征及其礦化富集規律、礦床成因、找礦標志，對該成礦區帶取得進一步認識，進而對該區域上的找礦工作提供指導和借鑒。

1　區域地質背景

七里溝鐵礦區位處秦祁昆構造域（Ⅰ）秦嶺造山帶（Ⅱ）南秦嶺構造帶（Ⅲ）東段菜子坪—柞水推覆巖片帶（Ⅳ），夾持于沙溝斷裂與鳳鎮斷裂之間（見圖1），北鄰商丹結合帶，南接旬陽壩—石甕子滑脫推覆帶。在泥盆系裂陷形成活動大陸邊緣沉積盆地，沉積了泥盆系細碎屑復理石沉積建造，局部加少量碳酸鹽巖。

區域出露地層為上古生界泥盆系中泥盆統牛耳川組（D2n）、池溝巖組（D2c）、中—上泥盆統青石埡組（D2-3q）、上泥盆統桐峪寺組（D3ty）、中生界白堊系下白堊統東江群（K1D）和新生界第四系全新統（Q）。巖性主要為砂巖、灰巖、板巖和大理巖，含礦地層為青石埡組（D2-3q）。區域褶皺和斷裂比較發育，構造帶總體走向為北西西向，除北西西向大斷裂外，還發育北東向走滑斷裂。區域巖漿巖發，主要是印支期東江口超單元和華力西期高橋超單元，巖性為黑云角閃二長花崗巖、黑云角閃石英二長巖、石英二長閃長巖、和石英閃長巖。此外，在廣貨街北大坪，有加里東期的四方臺基性巖體出露，巖性為中粗粒輝長巖。

2　礦區地質特征

2.1地層

礦區內出露地層總體呈近東西向展布，由北向南由老到新為上古生界泥盆系中上泥盆統青石埡組第三巖段（D2-3q3）、上泥盆統桐峪寺組（D3ty）和新生界第四系全新統（Q）。七里溝磁鐵礦礦床賦存于中上泥盆統青石埡組第三巖段（D2-3q3）中，依據其巖性組合、沉積韻律、含礦性可分為下、上2個巖性層：

（1）青石埡組第三巖段下層（D2-3q3-1）：巖性以淺灰—灰色厚層狀變石英細砂巖為主，在局部地段含鈣質，夾少量薄層狀變石英粉砂巖，偶夾薄層狀絹云石英片巖或薄層狀含鈣粉砂質板巖透鏡體，在變石細英砂巖頂部為磁鐵礦礦體。礦區內鐵礦體就賦存于變石英細砂巖和上層底部白云質大理巖之間大理巖化灰巖中。

（2）青石埡組第三巖性段上層（D2-3q3-2）：巖性以淺灰—灰色薄層狀變石英粉砂巖為主，偶夾薄層狀變石英細砂巖透鏡體或灰色薄層狀絹云石英片巖透鏡體，巖石片理發育，多表現為片狀。在該層底部，有0～0.5m厚的白云質大理巖，由于受構造擠壓和拉伸，呈不規則帶狀展布，厚度變化大。與鐵礦體相伴產出，為礦區內的標志層。

2.2含礦地質特征

礦區含礦層位出露巖性主要為淺灰—灰色厚層狀變石英細砂巖和薄層狀變石英粉砂巖，含磁鐵礦礦層（大理巖化灰巖），夾薄層狀絹云石英片巖或薄層狀含鈣粉砂質板巖透鏡體，組成小的韻律層式沉積，與區域上該組巖性和含礦特征相同，但巖石粒度由東向西，顆粒變粗。該組中段為東部大西溝菱鐵、鉛、鋅，重晶石礦帶。上段在鸚哥山—財神廟一帶菱鐵粉砂巖中見有菱鐵、鉛鋅礦體。在區域上東部該組下段和上段為含礦層位，在礦區，由于以北巖漿侵入破壞，僅出露該組上段地層，變為條帶狀變石英砂巖（含磁鐵礦）和薄層狀變石英粉砂巖。

圖1　七里溝鐵礦區域地質圖

2.3構造

礦區位處菜子坪—西磨溝向斜北翼。由于受區域上東西向商丹大斷裂與鳳鎮大斷裂南北向長期擠壓活動和南北兩側巖漿巖侵入破壞，巖性層之間出現順層滑動形成S1面理，以S1面理為基礎，在能干性相對較弱巖層中在小揉褶現象，可發育軸面劈理S2，礦床內S2面理少見。礦區內未發現斷層，所見多為表生構造節理或裂隙。

2.4巖漿巖

礦區內未見巖漿巖體，僅見石英脈（q）脈巖出露，脈體呈乳白色，主要礦物成份為石英，脈體規模寬約0.01～0.1m，長0.05～3m不等。

2.5地球物理特征

礦區內爐子溝兩側共圈定磁異常4處，可分為2個異常帶。北帶：位于大溝東和爐子東西兩側，為主礦體部位，走向286°～106°，寬100～200m，測量范圍內長約800m，東端延出磁法測量區外，異常寬100～200m，一般強度50～200r，最大值600r。異常兩側梯降對稱或南側略陡。南帶：位于爐子西側，屬主礦體沿傾向向下延伸礦體，除規模較小外，其它特征與北帶相同。

2.6巖相古地理特征

礦區屬秦嶺造山帶東段，商丹構造結合帶以南，山陽—鳳鎮斷裂以北的南部，經歷了多期次的構造活動和變質變形，形成了本區復雜的地質、構造景觀。

早古生代晚期加里東期構造運動，使所屬大地構造區域地殼抬升隆起，沉積重心向南位移，結束了早古生代碳酸鹽地臺相沉積建造。

泥盆紀開始，所屬大地構造區域整體以伸展拉張機制為主，裂陷形成泥盆紀活動大陸邊緣沉積盆地，隨著伸展拉張活動的繼續，海水范圍繼續擴大，海水逐漸加深，加之構造運動活躍的不穩定沉積條件，沉積了一套含磁鐵礦的陸源細碎屑復理石—碳酸鹽巖沉積建造的牛耳川組、池溝組。

泥盆紀中—晚期，沉積環境進一步分異，各地形成了各自的成礦條件和沉積建造。青石埡巖組和桐峪寺組就是在這種沉積和構造環境影響下沉積，構成了區域上的含礦帶。由于地殼的振蕩活動，形成了青石埡巖組內的由粗（粉砂巖）—細（白云質灰巖）—含碎屑含磁鐵礦巖層—粗（細砂巖）旋回韻律。巖石具有成熟度低，分選性差。說明物質搬運距離短，但物源復雜，比較近且沉積速率較快，構造環境不穩定，沉積環境為島弧和活動陸緣環境，沉積條件和環境變化頻繁。其陸源碎屑和成礦物質來源于南側古陸風化物，反映了其成礦環境和古地理環境為構造裂陷沉積盆地。

野外宏觀上，青石埡組、桐峪寺組中產出的條帶狀構造，實際上是沉積過程中粉砂—泥巖互層韻律性結構，只是這種條帶經歷了變質變形改造，巖石總體具S0平行S1的幾何關系。青石埡組中可見大理巖、灰巖夾層，因此，青石埡組、桐峪寺組屬正常沉積的砂—泥質巖，原巖為一套副變質的巖石類型。

從石炭紀開始至二疊紀，所屬地塊區域上相對隆升，造成缺失石炭—三疊紀地層沉積。在石炭紀晚期由于南北兩大板塊的進一步俯沖—碰撞造山作用地殼增厚，導致剝露抬升并伴隨構造減薄伸展，形成了礦區南北兩側巖漿侵入活動和侵入巖，巖漿活動給含礦層的變質改造富集提供了大量的熱源。

三疊紀，進入了以收縮走滑、斜向逆沖造山作用為主的演化階段，即印支運動，不僅使泥盆紀及以前地層強烈褶皺隆升，結束秦嶺地區海浸的歷史，而且使商丹構造帶發生由北向南逆沖，并伴隨左行走滑，局部巖石變質達綠片巖相，礦區所屬地塊構造基本定型。區域上的區域熱液變質作用使含礦層中的鐵進一步富集成礦，圍巖中的部份成礦物質在變質作用中亦進入含礦層富集。同時，構造的多期變形作用，使巖石的原始沉積構造保留甚少，變形較強，面理置換強烈，區域透入性S1面理，與原始沉積面理S0基本平行。

白堊紀—第四紀，所屬地塊進入了大陸地殼內部構造演化階段，發生陸內斷陷，差異性隆升，致使礦區內大部溝谷呈“V”字型，溝谷坡降較大，山陡坡陡。

3　礦體地質

3.1礦化體（帶）特征

七里溝鐵礦區圈出鐵礦化帶一條，礦化帶從龍王溝口起，由東向西，至大溝西側，展布于陰坡下、中部，由3個礦體（KⅠ-1、KⅠ-2、KⅡ）和一個礦化點相間出露組成，與地層產狀一致。礦體、礦化點地表出露長度50～800m，出露寬度1.00～3.98m。礦體出露標高為1143.4～1198.6m，傾斜延深125～268m。其中KⅠ-1礦體地表總出露長度883m，在勘查內出露長度為116m，KⅠ-2礦體地表總出露長度243m，KⅡ地表出露出露長度為153m，礦化點地表出露長50m。礦體平均厚度KⅠ-1為4.94m、KⅠ-2為1.70m、KⅡ為1.31m，礦石TFe平均品位KⅠ-1為38.64×10-2、KⅠ-2為38.13×10-2、KⅡ為41.00×10-2。

礦體走向東段向東北翹起，西段向西北翹起，東、西兩端都延出勘查區范圍，均向南緩傾。未見斷層和脈巖對礦體的破壞。礦體圍巖，底板巖石為淺灰—灰色厚層狀變石英細砂巖，頂板巖石為灰白色為薄層狀白云質大理巖。其上為灰—深灰色薄層狀變石英粉砂巖，經變質和擠壓置換變形作用，片理發育，礦體與圍巖界線清楚。礦體呈長條帶狀、長透鏡狀，沿走向具尖滅再現、沿傾向具膨大狹縮特點。

3.2礦石特征

3.2.1礦石礦物成分

礦石礦物主要為金屬礦物、脈石礦物2種。金屬礦物主要為磁鐵礦，有少量赤鐵礦、褐鐵礦，微量黃鐵礦、磁黃鐵礦、菱鐵礦；脈石礦物主要為白云石、鐵白云石、方解石，其次為石英、白云母、綠泥石等礦物。

3.2.2礦石化學成分

礦石中TFe含量（25.65～44.90）×10-2左右，平均品位38.52×10-2，mFe含量（1.95～39.60）×10-2，平均30.86×10-2。CaO含量（9.48～33.33）×10-2；MgO含量（3.40～5.46）×10-2；SiO2含量（1.31～29.73）×10-2；Al2O3含量（0.87～13.03）×10-2；Na2O含量（0.01～1.44）×10-2；K2O含量（0.04～3.95）×10-2，Pb含量（0.00～0.027）×10-2，Zn含量（0.00～0.096）×10-2，P含量（0.01～0.67）×10-2，S含量（0.03～1.44）×10-2，Mn含量（0.005～1.36）×10-2。

物相樣分析表明，七里溝鐵礦石以弱磁性磁鐵礦石為主，其次為赤鐵礦，另一部分以碳酸鐵形式存在，有少量的次生氧化物鐵礦石。主要有害元素SiO2、S、P。

3.2.3礦石結構構造

礦石結構以他形—半自形粒狀結構為主，另有少量交代結構、包含結構。

礦石構造基本為浸染狀構造，少部分塊狀構造、帶狀構造。

3.2.4礦石類型

（1）礦石自然類型：

根據組成礦石的主要鐵礦物劃分：礦石類型為磁鐵礦石型。

根據礦石中主要脈石礦物的種類劃分：礦石類型為方解石型磁鐵礦。

根據礦石的結構、構造劃分：為致密塊狀、稠密浸染狀磁鐵礦礦石2類，稠密浸染狀磁鐵礦礦石為礦區內的主要礦石類型。

根據氧化程度，確定鐵礦石類型為原生礦石。

（2）礦石工業類型：按ωmFe/ω（TFe-cFe-sfFesiFe）≥85×10-2為磁鐵礦，≤85×10-2為弱磁性鐵礦石，僅有1個樣品≤85×10-2，該礦石工業類型為磁性鐵礦石。

4　礦床成因分析

4.1礦床成因類型

礦區北部有商丹區域性多期次活動大斷裂，南部有鳳鎮區域性多期次活動大斷裂，是一個從古生代到三疊紀末，經過了多階段發展、多旋回褶皺的復雜構造帶。構造帶分為北、中、南3個次級分帶，礦區在北帶之南部，以沉積中泥盆統類復理石建造為主，是省內Fe、Ag、Pb、Zn，Ba重要層位，礦床位于大西溝—沙洛帳—沙溝—板房子—南溝鐵礦帶中段南部。

礦床內出露的地層為上古生界泥盆系中—上泥盆統青石埡組第三巖段（D2-3q3）和上泥盆統桐峪寺組（D3ty）。桐峪寺組（D3ty）為一套細碎屑巖建造，主要巖石為薄層狀變石英粉砂巖、中厚層狀變石英細砂巖、及少量不純灰巖夾層。青石埡組第三巖段（D2－3q3）主要為一套細碎屑—碳酸鹽巖建造，主要巖石為薄層狀變石英粉砂巖、厚層狀變石英細砂巖。青石埡組為區域上鐵礦的含礦層位，礦區內鐵礦產于該組第三巖段下層與上層之間。細砂巖中仍保持部分原生沉積層理特征未被徹底置換。礦體直接頂板圍巖大部分為薄層狀白云質灰巖。礦體呈層狀—似層狀、透鏡狀產出，為磁鐵礦礦體。由于地層受變質變形置換的影響，礦體與圍巖界線明顯，礦石中仍保留有原巖沉積結構構造。礦石主要為以他形—半自形粒狀結構為主，其次為少量交代結構、包含結構。礦石構造為浸染狀構造，少部分為塊狀構造。

根據以上地層、巖性、圍巖、礦石及結構構造特征分析，本礦床圍巖為海相沉積巖，成礦物質來源于侵蝕區的早期巖石，成礦期有海底熱水噴流的參與，成礦后具有后期變質變形的特點。因此，本礦床屬海底噴流熱水沉積—變質型鐵礦。

4.2礦化富集規律

（1）鐵礦分布與條紋狀變石英粉砂巖與變石英細砂巖之間的白云質灰巖的透鏡體關系密切，有白云質灰巖出現，必有礦體產出，而有礦體不一定有白云質灰巖。礦體呈層狀—似層狀、透鏡狀賦存于礦化帶，沿條紋狀變石英粉砂巖與變石英細砂巖之間分段集中、斷續分布。一般情況下，控礦透鏡體寬大部位，礦化較好，礦化帶和礦體具膨大狹縮、尖滅再現的特點。

（2）鐵礦體礦化類型為需選弱磁性鐵礦石類型，礦體一般向中部和深部膨大、變富。

（3）圍巖蝕變：鐵礦與鐵碳酸鹽化、硅化、絹云母化、黃鐵礦化等與礦化關系密切。

4.3找礦標志

根據礦床成因類型及控礦因素和找礦經驗，總結其主要找礦標志如下：

（1）直接標志：

①礦化露頭及鐵帽：磁鐵礦地表常形成注目的褐鐵礦化或鐵帽，可作為找礦的良好標志。

②采礦老硐：礦區內有悠久的采鐵歷史，采礦老硐較多，可為找礦提供直接指示。

③灰白—白色薄層狀白云質大理巖出露為良好標志。

④薄層狀變石英粉砂巖、白云質大理巖、中厚層狀變石英細砂巖所形成的地層、巖性組合等特點也可作為找礦的良好標志。

（2）間接標志：礦石類型磁鐵礦礦石，物探（地面磁法）異常是找礦的間接標志，特別是具有一定規模的磁異常是找礦的重要地段。

5　結論

根據礦床地質基本特征、巖相古地理特征、礦床成因及礦化富集規律等，本文認為七里溝鐵礦屬于海相沉積，成礦物質來源于侵蝕區的早期巖石，成礦期有海底熱水噴流的參與，成礦后具有后期變質變形的特點。因此，本礦床屬海底噴流熱水沉積—變質型鐵礦。

［1］陜西省地質調查院.I49C004001（安康市）幅1∶25萬區域地質調查（修測）［R］.2007.

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［5］陶洪祥，何恢亞，等.揚子板塊北緣構造演化史［M］.武漢大學出版社，1993.

P611

A

1004-5716（2016）06-0093-04

2015-06-12

2015-06-16

杜玉娥（1984-），女（漢族），湖北棗陽人，工程師，現從事地質礦產勘查開發工作。