唐 純

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局312地質(zhì)隊(duì)，安徽 蚌埠 233000)

0 引言

潁上縣王臺(tái)子鐵礦與鄰區(qū)的霍邱地區(qū)鐵礦田同屬一個(gè)鐵礦成礦帶[1]，歷史上，曾多次在此開(kāi)展物探工作，圈出若干個(gè)航磁異常。1981年初制定出1∶10000地面高精度磁測(cè)涵蓋研究區(qū)，并圈定了王臺(tái)子磁異常，同時(shí)驗(yàn)證了磁異常系含鐵磁性體引起[2]。一些地質(zhì)隊(duì)運(yùn)用鉆探和系統(tǒng)采樣等手段查明鐵礦體的分布、數(shù)量、賦存部位、厚度規(guī)模和礦石質(zhì)量。文章在前人王臺(tái)子鐵礦及鄰區(qū)勘探成果的基礎(chǔ)上，綜合分析王臺(tái)子鐵礦地質(zhì)特征，并提出找礦標(biāo)志，為礦床的開(kāi)采及下一步找礦提供支撐。

1 地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)概況

潁上縣王臺(tái)子鐵礦是霍邱鐵礦田的一個(gè)組成部分[3]，本區(qū)地處華北地臺(tái)南緣，位于豫淮臺(tái)褶帶東段之淮南復(fù)向斜以南，六安斷裂以北，合肥坳陷和潢川坳陷之間[4]。變質(zhì)地質(zhì)單元屬中朝變質(zhì)地區(qū)、霍邱—五河變質(zhì)帶。主要由新太古界霍邱群、古元古界鳳陽(yáng)群，新元古界青白口系、震旦系，古生界寒武系、中生界侏羅系、白堊系，新生界第四系組成[5]。區(qū)內(nèi)褶皺按其形成順序可分為阜平期、中岳期和燕山期。區(qū)內(nèi)斷裂形成時(shí)代晚于鳳陽(yáng)期，主要為北西向和北北東向兩組，其規(guī)模一般數(shù)千米至數(shù)十千米，另一組近南北向，其規(guī)模較小。區(qū)內(nèi)火成巖主要有重新集、吳集、草樓3個(gè)混合花崗巖體，其余均為巖脈，其巖性為偉晶巖、花崗巖、花崗斑巖、閃長(zhǎng)巖、輝綠巖、正長(zhǎng)巖。另有噴出巖(侏羅系青山群)火山碎屑巖。

霍邱—潁上鐵礦區(qū)位于華北地臺(tái)南部，豫淮臺(tái)褶帶東段之淮南復(fù)向斜以南，六安斷裂以北，合肥與潢川坳陷之間。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育一般，見(jiàn)為巖脈，沿?cái)嗔鸦蝽槍映涮睢Ｖ饕獛r性有云英巖化花崗巖、偉晶巖、細(xì)?；◢弾r、斜長(zhǎng)花崗巖和石英輝綠巖等。這些脈巖與成礦作用無(wú)關(guān)，對(duì)礦體切割破壞也不大(圖1)。

圖1 王臺(tái)子鐵礦區(qū)域地質(zhì)圖

1.2 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.2.1 地層

礦區(qū)地表均為第四系沖積、淤積層所覆蓋，礦區(qū)基巖地層為新太古界吳集組。

吳集組(Ar3w)：為中深變質(zhì)巖系，其主要巖性為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖(變粒巖)、斜長(zhǎng)角閃巖、含榴石角閃石英磁鐵礦—混合巖化角閃斜長(zhǎng)片麻巖，混合巖化斜長(zhǎng)角閃巖等。分為上、下二個(gè)巖性段。本礦區(qū)主要含礦層段為吳集組下段(Ar3w1)。其巖性為含榴黑云斜長(zhǎng)片麻(變粒)巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、黑云條帶狀混合巖化花崗巖(淺灰—灰黑色，細(xì)—中粒變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造)，夾磁鐵角閃石英巖(灰白色，鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。巖層走向北北東，傾向東偏南，呈“S”展布，傾角85°～55°，往下部產(chǎn)狀變緩，上、下兩巖段之間呈整合接觸關(guān)系。

第四系(Q)：以更新統(tǒng)為主。中下更新統(tǒng)(Q1+2)為砂與黏土互層，總厚度219.55 m，砂多與黏土黏結(jié)，較松散，全區(qū)均有分布，黏土下部普遍含鈣質(zhì)，有時(shí)相變?yōu)閬嗮ね?，底部常?jiàn)礫石；上更新統(tǒng)(Q3)厚124.45 m，巖性主要為亞黏土，含砂量不均，其成分以長(zhǎng)石、石英為主。地表廣泛分布有一層淮河淤積物，青黃雜色泥質(zhì)—粉沙質(zhì)堆積黏土，可能為全新統(tǒng)(Q4)地層。本統(tǒng)底部分布有一層厚10 m左右泥巖、礫石層或含礫泥巖，結(jié)構(gòu)松散，疑似新近系碎屑巖。

1.2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于周集向斜北端的東翼[7]，以單斜構(gòu)造形式呈現(xiàn)于礦床內(nèi)。王臺(tái)子礦區(qū)內(nèi)未見(jiàn)巖漿巖。

1.2.3 礦區(qū)地球物理特征

王臺(tái)子磁異常為霍邱磁異常北延的一部分，位于潁上縣潤(rùn)河集北西約5 000 m處的王臺(tái)子附近，在ΔZ等值線(xiàn)平面圖上該異常處在負(fù)值不大的背景場(chǎng)中，走向北東18°，異常呈橢圓形，以120 nT等值線(xiàn)圈閉，長(zhǎng)軸1.1 km，短軸0.5 km，異常主部?jī)蓚?cè)近似對(duì)稱(chēng)，邊部東翼稍陡，有微弱負(fù)值(圖2)。

圖2 王臺(tái)子鐵礦及周邊地區(qū)磁異常ΔZ等值線(xiàn)平面圖

1.3 礦床地質(zhì)特征

1.3.1 礦體特征

礦床為沉積變質(zhì)鐵礦，礦層與圍巖呈漸變關(guān)系，各層間未發(fā)現(xiàn)明顯的標(biāo)志層。礦體賦存于霍邱群吳集組地層中，產(chǎn)狀與圍巖層理基本一致，在走向上由于受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，導(dǎo)致礦體形態(tài)呈現(xiàn)多變之狀。

1.3.2 礦石質(zhì)量

鐵礦石是本礦主體礦石，礦石中的鐵礦物主要為磁鐵礦，偶見(jiàn)少量的菱鐵礦產(chǎn)出。礦石內(nèi)含極少量金屬硫化礦物，主要為黃鐵礦，黃銅礦、磁黃鐵礦、微量輝鉬礦等均為局部偶見(jiàn)。礦石內(nèi)脈石礦物主要為石英及閃石類(lèi)礦物，少量的云母等。不同的礦石自然類(lèi)型伴生有不同的微量或少量其他脈石礦物。

1.3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石主要為變晶結(jié)構(gòu)，次為交代結(jié)構(gòu)、壓碎結(jié)構(gòu)，少量包含結(jié)構(gòu)、膠狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要以條帶狀和浸染狀為主，二者常復(fù)合在一起或呈相互過(guò)渡關(guān)系。

2 水文與工程地質(zhì)特征

2.1 水文地質(zhì)

本礦床屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)南緣，地表水系發(fā)育，淮河自西北向東南流經(jīng)礦區(qū)西南。礦床西部發(fā)育有淮河支流潤(rùn)河，其距礦床僅800 m。區(qū)內(nèi)池塘密布。雨后有水徑流，最終匯入潤(rùn)河、淮河。區(qū)內(nèi)少部分地段較低洼，洪水期有積水，當(dāng)?shù)刈罡吆樗贿_(dá)26.8～27 m(1998年)。因此，地表水較發(fā)育。另外，區(qū)內(nèi)沿潤(rùn)河兩側(cè)分布有水塘，其中分布于礦區(qū)周邊的水塘面積大于13萬(wàn)m2，平均容量達(dá)20萬(wàn)m3。當(dāng)?shù)刈罡吆樗粯?biāo)高27.6 m，形成礦區(qū)澇災(zāi)。

礦區(qū)位于淮河中上游之支流潤(rùn)河的南岸，自然地理區(qū)劃為淮北平原區(qū)的南緣。南與周集、李樓鐵礦床相鄰。礦床內(nèi)地勢(shì)平坦。礦床均被第四系覆蓋。從地貌成因和形態(tài)來(lái)看，本區(qū)分為沿淮沖積、堆積地形。屬河間洼地、一、二階地。

礦區(qū)內(nèi)松散層一般為305.52～343.46 m，受地形地貌條件制約，上部淺層地下水主要接受大氣降水入滲補(bǔ)給，第四系頂部粉質(zhì)黏土、黏土層較厚，一般為25.22～213.23 m，透水性差，阻隔了地表水的下滲，但局部變薄(厚度小于5 m)，分布不太穩(wěn)定。

2.2 工程地質(zhì)

礦區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)(Ⅰ級(jí))南緣，江淮臺(tái)隆(Ⅱ級(jí))中北部。臺(tái)隆全由基底巖系霍丘群構(gòu)成。區(qū)內(nèi)小的斷裂褶曲較為發(fā)育，基底較為穩(wěn)固。

松軟巖組：主要為上部第四系更新統(tǒng)及新近系中、上新統(tǒng)松散層。第四系更新統(tǒng)松散層厚93.11～117.42 m，巖性主要為粉質(zhì)黏土、細(xì)砂、中砂、中細(xì)砂等，其中砂層有2～10層，累計(jì)厚度12.75～60.38 m。新近系中、上新統(tǒng)松散層厚231.86～281.66 m，巖性主要為蒙脫石黏土、中細(xì)砂、砂礫層等，其中砂層有7～37層，累計(jì)厚度88.72～132.28 m。其由上而下固結(jié)程度有所增強(qiáng)。底部含1～2層砂礫層，泥質(zhì)含量較高，礫石成分為石英、片麻巖、混合巖。粒徑0.2～10 cm。地表廣泛分布有一層厚6.1～29.69 m的上更新統(tǒng)青黃雜色粉質(zhì)黏土。據(jù)區(qū)域工程資料，壓縮系數(shù)0.22～0.32 MPa-1，屬中低壓縮性，地基承載力200～230 kPa。

軟巖、較軟巖組：主要為基巖強(qiáng)風(fēng)化帶，巖性主要為斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、黑云斜長(zhǎng)角閃巖，埋深345.83～393.30 m，厚4.72～31.47 m，風(fēng)化強(qiáng)烈，用手可捻碎，見(jiàn)空氣易崩解，多呈粉狀、砂狀及碎塊狀。RQD(Rock Quality Designation,巖石質(zhì)量指標(biāo))為0～10%，根據(jù)巖石質(zhì)量,指標(biāo)屬極差。

堅(jiān)硬、半堅(jiān)硬巖組：主要為新太古界霍丘群吳集組，該組巖系為中深變質(zhì)巖系，其主要巖性為黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖(變粒巖)、斜長(zhǎng)角閃巖、含榴石角閃石英磁鐵礦—混合巖化角閃斜長(zhǎng)片麻巖，混合巖化斜長(zhǎng)角閃巖，埋深351.26～398.02 m，厚度大于400 m。巖石一般堅(jiān)硬、完整。2個(gè)礦體產(chǎn)于其中，其產(chǎn)狀為礦體走向15°～20°，傾角多為40°～45°。

3 找礦標(biāo)志

王臺(tái)子鐵礦為沉積變質(zhì)型磁性鐵礦，其主要礦床構(gòu)造形態(tài)與霍邱倒轉(zhuǎn)向斜一致。該礦的主要化學(xué)成分為硅鐵質(zhì)，細(xì)粒或條紋狀為其主要特點(diǎn)，被沉積建造控制，礦床因鐵質(zhì)聚集而成。找礦標(biāo)志主要表現(xiàn)為：

(1)地磁正異常區(qū)，強(qiáng)度達(dá)+100 nT以上可能見(jiàn)礦；

(2)礦體賦存于特定的地層之中，認(rèn)為王臺(tái)子鐵礦體主要存在于霍邱群吳集組地層中；

(3)受巖性控制明顯，主要分布于黑云斜長(zhǎng)片麻巖—角閃斜長(zhǎng)片麻巖—石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖中；

(4)礦床處于倒轉(zhuǎn)向斜西翼，褶皺構(gòu)造控制礦床特征明顯。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)潁上王臺(tái)子鐵礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志分析，可以得到如下結(jié)論：

(1)王臺(tái)子鐵礦為沉積變質(zhì)巖型鐵礦，所在的霍邱南部地區(qū)有大范圍的變質(zhì)巖分布，吳集組中是沉積變質(zhì)型鐵礦賦存層位；相互吻合的重力異常與磁異常則表明磁鐵礦的存在。

(2)鐵礦區(qū)內(nèi)主要礦床構(gòu)造形態(tài)與礦床構(gòu)造形態(tài)與霍邱倒轉(zhuǎn)向斜一致，主要化學(xué)成分為硅鐵質(zhì)，且含量比較均勻，細(xì)粒和條紋狀是圍巖的主要特征。成礦條件受沉積建造控制。

(3)鐵礦中鐵的來(lái)源主要是火山活動(dòng)形成的水下凹槽聚集了大量來(lái)源于深部的硅鐵質(zhì)。

(4)礦床開(kāi)采應(yīng)考慮水文與工程地質(zhì)條件，為安全生產(chǎn)提供保障。