河南省舞阳铁矿深部找矿前景分析

第24卷第2期矿产岛地质Vol.24,No.2.2010年4月MINERAL RESOURCES AND GEOLOGYApr. ,2010河南省舞阳铁矿深部找矿前景分析°韩长寿(河南省有色金属地质矿产局第四地质大队,河南郑州450016)摘要:舞阳地区 的铁矿分布受太古代地层和发生在中生代的逆冲推覆构造的控制,大多数矿床产于F。断层和刘沟一陈厂断层之间的推覆岩片中。以往勘查工作对矿床底界未能有效控制,对其它岩片中的铁矿和磁异常研究程度不够。“铁山庙式”铁矿分布地区的深部和多个磁异常区,具有较好的深部找矿地质及地球物理条件.关键词:铁矿床;深部找矿;逆冲推覆杓造;找矿潜力;舞阳;河南中图分类号:P618.31文献标识码:A文章编号:1001- 5663(2010)02- -0150- -05 .0前言1舞阳铁矿地质特征概况舞阳铁矿是河南省重要的铁矿产地,它包括产于舞阳铁矿位于华北地台南缘鲁山一舞阳一新蔡河南省舞钢市境内的近20处铁矿床(舞钢市曾是舞沉积变质型铁矿成矿带内,已发现的铁矿成因类型主阳县的一部分,其境内的各铁矿仍沿用传统叫法统称要为火山沉积变质型铁矿,属“鞍山式”铁矿.为舞阳铁矿),已查明的资源储量达数亿吨,占河南省舞阳铁矿大部分为新生界覆盖区,区内分布的前铁矿总资源储量的69%。这些矿床基本是在20世纪新生界基岩地层主要有:新太古界太华群变质岩系、80年代以前发现和勘查的,现在大多数被开采利用。元古界熊耳群中-基性火山喷发岩系,汝阳群、洛峪舞阳铁矿及附近地区的铁矿勘查程度普遍是比群浅海相碎屑一碳酸盐岩沉积岩系,震旦系冰碛层以较高的,但由于受当时地质认识水平和探矿技术条件及下古生界寒武系碳酸盐岩。岩浆活动主要为新太古所限，在勘查过程中仍存在一些未解决的问题,如勘代基岩一超基性火山喷发、中元古代中基性火山喷发查深度较浅,一些矿体未能控制到底部边界;构造控以及中生代的小规模酸性岩浆侵入,其中新太古代火矿特别是逆冲推覆构造对区内铁矿分布的控制特征山岩在后期除变质形成太华群部分地层外,还是区内研究不够,只注意在太华群出露地区找矿,对上部地铁矿成矿的母岩。层分布地区的一些磁异常未能深入研究;一些矿床的区内的地质构造较复杂,褶皱主要发育在太华群剩余磁异常未能得到很好解释和验证等。中,岩层和铁矿层都发生了不同程度的弯曲变形。断近几年来,随着国内铁矿资源的供需矛盾日渐突裂构造分为两组,一组为规模较大的NW向逆断层或出,铁矿的进一步勘查又被重视起来。区域地质综合逆冲推覆断层,各断层近于平行;另一组为小规模的研究程度的提高和同一成矿带上找矿不断取得新成近SN向断层,性质多为正断层.果,以及舞阳铁矿各矿床在开采和生产勘查中取得的铁矿的含矿岩系为新太古界太华群,铁矿呈多层新资料,对舞阳铁矿地质规律的认识也不断深化。本.层状、似层状产出,一般品位TFe20%~40% ,矿体产文通过分析地层和逆冲推覆构造对铁矿的控制作用，状与围岩一致。区内的太华群自下而上划分为赵案庄评价区内进一步找矿的潜力。组、中国煤化工仅产于赵案庄组和MYHCNMHGD收稿口期:2009-06-05 作者简介:韩长寿(1963- ).男.河南台前县人,高级工程师. 主要从事矿产地质勘查工作。150铁山庙组。关于铁矿的成因过去有多种认识,主要有庄、冷岗等矿床(点)。沉积变质矿床、超基性岩浆晚期矿床、混合岩化作用l.1 “赵案庄式”铁矿地质特征改造、接触交代等几种成因观点[2]。现在-般认为,区赵案庄组包括了底部的多层含铁蛇纹岩层、透辉内铁矿属基性-超基性火山沉积变质矿床,其成矿物角闪岩层等以镁铁和超镁铁质科马提岩为标志的海质来源于新太古代基性、超基性火山岩,成矿时代为相火山岩系列和中上部的以含榴片麻岩等的孔达岩新太古代至中元古代。系为标志层的沉积变质岩系列。前者是火山热液喷流舞阳铁矿的整个含矿系统处在-一个逆冲推覆构形成Algoma型硅铁建造的标志层,同时是超镁铁质造的上盘中,中生代的逆冲推覆构造作用,使原来完-镁铁质岩石蚀变脱铁而形成铁矿的赋矿围岩;后者整的铁矿床被分割到不同的构造部位,一些后期形成是我国北方前寒武纪“鞍山式”沉积一变质铁矿最有的断层对矿体也造成严重破坏。大多数矿床分布在F。利的赋矿层位。断层和刘沟一陈厂断层所夹的岩片内,个别在刘沟一“赵案庄式”铁矿含A.B两个矿组,根据岩石组陈厂断层以南的岩片中(图1)。合由下而上分为以下几个岩性段:(1)含磷灰石蛇纹石磁铁矿透辉角闪更长片麻岩段:含A矿组两层磁铁矿,矿厚1.55~20m。y●●"下。结现(2)含镁质铁铝石榴石片麻岩岩段:由东向西增厚,厚154~ 364m.(3)B矿组:由蛇纹石磁铁矿、磷灰石磁铁矿、片麻岩、磁铁蛇纹岩、辉石岩组成。厚0. 2~116m.盛刘(4)片麻岩岩段。1.2 “铁山庙式”铁矿地质特征铁山庙组是以斑花大理岩为标志的海相碳酸盐建造,它是变质的浅海相Superior湖型铁矿最有利的赋矿围岩的标志性岩层。“铁山庙式”铁矿包括C,D两个矿组,根据岩石组合由下而上分为以下几个岩性段:(1)混合岩.白粒岩岩段。(2)含矿大理岩岩段:由大理岩、白粒岩、辉石岩等组成，含C矿组石英辉石磁铁矿及辉石磁铁矿。厚80~ 300m.(3)更长角闪片麻岩、条带状混合岩段.图1舞阳铁矿地质及矿床分 布图(4)D矿组:由条带状磁铁矿、赤铁矿(浅部)、白Fig.1 The geological and mineral occurrence map云石大理岩、片麻岩、混合岩等组成。of Wuyang iron deposit1-第四系2-古近系 3-寒武系 4-震旦系 5-新元古界洛峪群6-中元古界汝阳群 7-中元古界熊耳群 8-新太古2控矿因素界太华群9-正长岩 10-花岗岩 11-断层 12- 逆冲推獵构造面13- 铁矿床(大小表示矿床规模)2.1地层的控矿 作用根据含矿岩系的形成环境与岩石组合类型,区内如前所述,舞阳铁矿的变质型铁矿无一例外的产铁矿又分为“赵案庄式”和“铁山庙式”铁矿两种类型。于赵案庄组或铁山庙组中,由此可见,地层对该矿床“赵案庄式”铁矿是指赋存于赵案庄组的矿床,包括赵的控中国煤化工围看,太古代地层也案庄、王道行、下曹、余庄、梁岗、苗庄、姚庄、王楼、陈是“CN M H百矿层位。厂等矿床(点)。“铁山庙式”铁矿则指赋存于铁山庙组地层对舞阳铁矿的控制作用主要表现在两个方的矿床，包括铁山庙、铁古坑、石门郭、经山寺、小韩面,一是提供成矿空间,二是提供了成矿物质。“赵案庄式”或“铁山庙式”同类型铁矿具有含矿层位相同,麓推覆构造的.-部分,整个推覆构造沿宜阳一汝州市成因相同,成分相近的特点。温泉一舞阳一线展布,舞阳铁矿以东被新生界覆盖，2.2逆冲推覆构造的控矿作用面貌不清。舞阳铁矿内的逆冲推獲构造是在20世纪70年代整个推覆体由几个呈叠瓦状堆置的推覆岩片组对赵案庄、王道行铁矿的勘查中首先发现的,在矿床成,每-一个岩片是一次次级推覆的产物。舞阳铁矿各.内太古界太华群底部F。断层以下出现了中元古界，矿床普遍发育的褶皱构造,不仅地层和矿体出现不同张源有(1983)当时称F。为巨型逆掩断层"，实际上型式的褶皱,而且推覆面也发生褶铍。根据Dahlstrom它是逆冲推覆构造体系中的一个次级逆冲断层。F。的观点,这些褶皱是下部的岩片在推叛过程中形成断层为赵案庄、王道行矿床的构造底界,其下伏地层的。由此认为,F。断层的下部还应是一一个次级推覆岩为中元古界汝阳群滨海一-浅海碎 屑沉积岩系,在下曹片,现在只是因其被新生界掩盖不易被发现.通过近矿床还出现了构造窗。期研究认为,在舞钢市南部黄庄一院岭-刘沟一带发对秦岭造山带的构造演化研究认为,自印支期开育在寒武系顶部的--条逆断层(刘沟--陈厂断层),也始持续到燕山期的华北与扬子两大板块碰撞形成了是一个逆冲推覆构造面,该断层因被后期SN向的断秦岭造山带,而在其构造演化过程中,东秦岭北侧早层错断、岩浆沿其侵入和多处被覆盖等原因,其整体期出现的一系列由北往南运动的推覆体,如宽坪推獲特征长期不被注意。它向西延展到叶县境内,向东到体、二郎坪推覆体等,随着构造演化进入到伸展拆离西平县境内被獲盖,可追踪的长度达30多公里。构造阶段,先期因推覆造成的地壳堆置、增厚.缩短转变为面具有典型的犁式特征,在西部的刘沟一带倾角达伸展,地壳重熔造成岩浆上侵及重力卸载作用又造成70°以上,东部黄庄倾角在30°~40°。上部地层中断层了一系列由南向北的逆冲推覆。石铨曾等(2004)将前和褶铍均较发育,但断层多不穿过该构造面,表明它者称为东秦岭北缘推複构造,后者称为东秦岭北部山与其它岩片中的断层形成构造背景不同。麓推覆构造[0]。其构造动力方式为“背驮式”,即下部综上分析,舞阳铁矿及附近地区的逆冲推覆构造的岩片的逆冲推覆晚于上部岩片的推覆。至少由三个岩片构成,自上而下的逆冲断层为刘沟一2.2.1推覆体的构造特 征陈厂断层、F。断层和推测的下伏断层,推覆体的南界舞阳铁矿内的逆冲推覆构造属于东秦岭北部山为角子山和祖师顶岩体(图2)。IIIVFe/1区]2口:C口4图2舞阳地区逆冲推覆构造剖面示意图Fig.2 The section map showing the thrust-nappe structure in Wuyang area1-中生代花岗岩2- 铁矿体3-逆冲斷层 4- 逆冲岩片2.2.2逆冲推覆构造的控矿特征个矿床的北界,这些已被发现的浅部矿体均属不同次逆冲推覆构造对铁矿的控制作用表现在对原来级推獲体的上盘,而被冲断的下盘太华群则被掩盖较完整矿床的破坏、分割,使矿体重新定位,分布在不同深。中国煤化工推覆岩片中的铁矿均以其下部的逆冲断层为底界。从于被逆冲断层切割区内逆冲断层的发育部位看,多在太华群的中下部，分处MHCNMHG上由于在逆冲推覆平面上矿体多分布在逆冲断层的南侧附近,断层为单过程中形成一些断层也使得原来呈层状的地层变得152支离破碎。因此,一些铁矿体被次级断层破坏是较普证,对异常性质没有结论.遍的现象。以往的综合研究工作多注重于矿床的成因及矿石的加工技术性能方面，而对于矿体的空间分布及各3勘查及综合研究程度种构造对其控制规律涉及较少,对于F。和刘沟一陈厂之间第I岩片之外地区的综合研究则更少。舞阳铁矿从1955年发现到1981年地质勘查基本结束,勘查时间断续达26年之久,先后三次进驻10个4进一步找矿的前景分析地质队(物探队)进行工作,对已发现的近20处铁矿床进行了程度不同的勘查评价,仅钻探工作就施工钻研究区内的深部找矿不仅指在垂向上勘查深度孔818个,总工作量达245796.3m.重力、航磁、地磁、的加大,而且包括了外围新找矿空间的勘查工作,即测井等物探工作也进行了深入工作。与此同时,中科已知矿床的“探边摸底”和过去勘查程度较低地区的院地质所、湖北地科所、天津地调所、西北大学等十余“外围拓展”两个方面的工作,前者是要扩大已知矿床所科研部门对本区变质岩、构造、铁矿进行了广泛的的资源储量规模,后者则是要发现新的矿床。专题研究.4.1已知矿 床深部的找矿潜力已发现的铁矿大型者基本达到了详查以上,中型如前所述,已知矿床基本集中分布在第1推覆岩矿床达到普查以上。以往虽投入的工作量较多,勘查片中,F。断层为矿床的底界,实际上无论是“赵案庄程度较高,但勘查深度较浅,已查明的铁矿资源基本式”铁矿还是“铁山庙式”铁矿在以往的勘查工作中均控制在500m以浅,对于500~1000m的资源情况却未能有效的控制到Fe断层,仅王道行矿床内的几个了解不够。钻孔揭穿到了F。以下,至于“赵案庄式”铁矿中的A以往勘查存在的问题主要包括:对“赵案庄式”铁矿组以下是否还有其它矿层有待验证。从对赵案庄一矿未能有效地控制矿床底界,对A矿组以下是否还有王道行铁矿地面磁测资料进行正演所获的剩余磁异矿层赋存基本没有了解;在“铁山庙式”铁矿中仅控制常(图3)情况分析,有矿的可能性较大,特别是西南部了铁山庙组的矿体,对其以下的赵案庄组含矿性基本赵案庄铁矿范围的剩余磁异常,异常分布宽缓,梯度没有工程验证;重力和磁测资料的数据处理和解释不明显,具有向南倾斜的深部异常源引起的异常特够深入;已知矿床外围的许多磁异常未进行有效查征印. .;s: H00([620“50赵案庄“苗庄:β33-1岗40中国煤化工_FHCNMHG图3赵案庄一王道行矿床剩余磁异常(SZ)平面等值线图Fig.3 The plane isopleth map of residual magnetic anomaly of Zhaoanzhuang-W angdaoxing deposit153从铁矿地质特征可以看出,舞阳铁矿各矿床,该存在的太华群的可能性较大,这一地区也是找矿的优类型铁矿受太古界太华群赵案庄组和铁山庙组控制,先地段。而整个含矿岩系又处在由南向北逆冲推覆构造的上在铁古坑矿床以西的巫花岗异常,处在大面积的部系统中,矿床的底部边界应为推覆构造面。该构造太华群分布地区,浅部为弱磁性的混合岩,该异常宽面向南、南西倾斜,上部系统中的铁矿埋深应由北向度大,叠加有局部高值异常,具有深源与浅源磁性体南逐渐加深。根据地层剖面，“赵案庄式”铁矿位于“铁共同引起的叠加异常特征。浅部的磁性体证实为侵入山庙式”铁矿之下的赵案庄组中,而舞阳铁矿的几个到太华群中的闪长岩脉,而深源磁性体推测为深部铁“铁山庙式”铁矿均仅控制到含“铁山庙式”铁矿的铁矿体。山庙组,而对其之下的赵案庄组的含矿情况还了解很另外在已知矿床外围如枣林-带、庙街乡南部、少。在小韩庄矿床以东的钻孔资料已证明该地段铁山岗庙刘矿点以东还有磁异常分布,以往推断引起异常庙组之下有赵案庄组的蛇纹岩分布,因此表明,“铁山的磁性体埋深较大,未做过详细的工作。现在综合分庙式”铁矿分布地区具有深部找矿的地层条件和较大析认为,在这些异常分布区的深部有找铁矿的地质和找矿空间。地球物理前提。4.2外围地区 的找矿潜力在刘沟一陈厂断层以南的第I推覆岩片中,过去参考文献:已发现的陈厂磁异常区经对局部异常验证,证实有[1]张源有. 河南舞阳铁矿F。巨型逆掩断层[A].全国平级断裂构“赵案庄式”铁矿存在,但对整个异常区评价不够。陈[2]俞受盜,庄龙池,等.河南舞铁矿赵案庄型铁矿成矿特征及矿床造学术讨论论文集[C],1983.厂以东至西平县境有大片太华群出露,其岩性特征与成因[]地球化学,1983,(1).71-79.112第I推覆岩片中太华群特征相同,二者属于被逆冲推[3]石铨曾,尉向东,等. 河南省东秦岭山脉北缘的推暖构遣及伸展覆构造破坏了的同一含矿岩系,是找铁矿的有利部柝离构遣[M].北京:地质出版社2004.位。同在刘沟一陈厂断层以南的尚店乡以东袁老庄附[4] 彭觥,任贻水,等当代矿山地质地球物理新进展[M].长沙:近也存在一处磁异常,通过对异常特征分析认为，该中南大学出版社，2004.异常形态较规则,场值变化规律明显,异常源为深部Analysis of the exploration perspective in the depth ofWuyang iron deposit, Henan provinceHAN Chang-shou(Geological Team 4#，Henan Provincial Nom-ferrous Metals Geological andMineral Resources Bureau, Zhengzhou, Henan 450016)Abstract: The iron deposits in Wuyang area are controlled by Archaean stratum and Mesozoic thrust-nappestructure. Most of the deposits are located in the nappe between F6 and Liugou-Chenchang fault. Thebottom boundary of deposit is not well controlled in the past exploration. The research degree is lower aboutiron deposits and magnetic anomaly in the other nappes. In the deep area of iron deposits of Tieshanmiao typeand several magnetic anomaly areas, the geological and geophysical conditions are good for exploration.Key Words: iron deposit, exploration in the depth, thrust-nappe structure, exploration perspective,Wuyang, Henan中国煤化工MYHCNMHG154