0 引言

广东省铁矿具有品位低、数量多的特点, 目前已发现的铁矿产地313处(不含矿化点), 其中大型矿床(铁矿石量≥1×10⁸ t) 1处, 中型矿床(1×10⁸ t >铁矿石量≥0.1×10⁸ t) 13处, 小型矿床(0.1×10⁸ t >铁矿石量≥0.01×10⁸ t) 61处, 矿点238处.主要分布于连平大顶、曲江大宝山矿区及连山-怀集、云浮-阳春、平远-兴宁、龙门-紫金-丰顺、信宜-罗定等5片大区.全省铁矿石量累计查明资源储量为7.61×10⁸ t, 保有资源储量3.8×10⁸ t.除查明资源储量外, 仍有预测资源量32.5×10⁸t^➊.铁矿产地总体勘查程度不高, 处于勘探阶段的矿产地17个(含初步、详细勘探), 详查阶段的矿产地53个, 普查(含详细普查)阶段的矿产地75个, 预查阶段的矿产地144个, 勘查程度不明的矿产地24个.为支持广东省的找矿突破战略行动、矿产资源勘查、地质志研编等工作, 成矿规律的研究尤为必要.

➊广东省地质调查院.广东省矿产资源潜力评价总体成果报告. 2013.

1 矿床类型

本文铁矿床类型的划分主要依据《中国矿产地质志·省级矿产地质志研编技术要求》.该套分类方法综合了成因分类和工业分类, 参照了《重要矿产和区域成矿规律研究技术要求》 ^[1]、《矿床学》 ^[2]、《矿产资源工业要求手册》 ^[3]等提出的矿床类型划分方案, 以矿床的成矿作用为主导, 突出了成矿主岩, 便于野外辨认, 不仅是矿床的成因分类, 也包含了常用的工业类型, 可称之为自然分类法.

广东省铁矿类型复杂, 可划分为接触交代型(夕卡岩型)矿床、岩浆热液型矿床、岩浆型矿床、陆相火山岩型矿床、受变质型矿床、变成型矿床、风化型矿床、化学沉积型矿床8种, 各类矿床数量及储量/资源量所占百分比如表 1所示.从矿产地数量与资源储量两方面综合评价, 接触交代型、风化型、受变质型、岩浆热液型为主要的矿床类型, 化学沉积型次之, 最后为变成型、陆相火山岩型、岩浆型.

2 时间分布规律

根据各矿产地含矿地层、岩体等信息, 以及同位素测年的数据, 可以大致估算各矿产地的成矿时代.通过统计不同成矿时代的矿产地数量(图 1), 得出广东省铁矿的成矿时代主要为侏罗纪、白垩纪、第四纪, 其次为元古宙、泥盆纪、寒武纪, 最后为三叠纪、志留纪、奥陶纪、石炭纪、震旦纪、古近纪、新近纪、二叠纪.

3 铁矿床区域成矿规律

根据广东省铁矿各类型重要矿床的成矿地质特征, 总结了其区域成矿规律.

3.1 接触交代型

典型矿床:连平大顶铁矿床、怀集藤铁铁矿床.

赋矿地层:泥盆纪以来的灰岩建造.

成矿岩体:晚侏罗世-早白垩世岩体.

控矿构造:区域性大中型断裂附近.

成矿时代:晚侏罗世-早白垩世.

矿体形态:层状、似层状、透镜状、豆荚状等.

矿物组成:金属矿物主要有磁铁矿, 其次为黄铜矿、闪锌矿、锡石、白钨矿、辉钼矿, 非金属矿物主要有石榴子石、透辉石、透闪石、符山石、阳起石等.

围岩蚀变:夕卡岩化.

化探异常: Zn、Sn、Mo、Cu、Fe矿致异常.

重力异常:推测的中酸性岩体.

磁力异常:推测的隐伏岩体.

3.2 岩浆热液型

典型矿床:翁源陈村铁矿床、博罗利山铁矿床.

赋矿地层:砂页岩、碳酸盐岩.

成矿岩体:晚侏罗世-早白垩世岩体.

地质构造:区域性大中型断裂附近.

成矿时代:晚侏罗世-早白垩世.

矿体形态:脉状、层状、透镜状等.

矿物组成:矿石矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、方铅矿、黄铜矿、蓝铜矿、闪锌矿、锡石, 其次软锰矿、硬锰矿、黄铁矿、磁黄铁矿、毒砂、辉钼矿.脉石矿物有石英、铁绿泥石、钙铁榴石、阳起石、透辉石、符山石、黑柱石、萤石、方解石、绢云母、蛇纹石等.

围岩蚀变:金云母化、绿泥石化、透闪石化、硅化、白云母化、电气石化、萤石化等.

化探异常: Fe、Pb、Cu、Zn、Sn等.

重力异常:推测的中酸性岩体.

磁力异常:推测的隐伏岩体.

3.3 岩浆型

典型矿床:兴宁霞岚铁矿床.

成矿岩体:具层状构造、流动构造, 分异好的基性-超基性杂岩体.

地质构造:区域性河源深大断裂.

成矿时代:中生代.

矿体形态:层状、似层状.

矿物组成:金属矿物主要有钛磁铁矿、钛铁矿, 其次黄铁矿、白铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿等.

磁力异常:航磁正异常.

3.4 陆相火山岩型

典型矿床:丰顺八乡铁矿床.

含矿层及建造:含矿地层主要为中侏罗世吉岭湾组(J₂ jl)和晚侏罗世水底山组(J₃sd)等, 建造为含铁凝灰质建造、钙硅质泥质建造, 属喷发-沉积相.

岩浆作用:晚侏罗世以来的火山喷发作用.

控矿构造:靠近区域性断裂形成的火山洼地、破火山口控矿.

成矿时代:晚侏罗世-早白垩世.

矿体形态:层状、透镜状.

矿物组成:金属矿物主要有磁铁矿, 其次有少量黄铁矿、磁黄铁矿及微量黄铜矿.非金属矿物主要有石英、绿泥石、黑云母、白云母, 其次有绿帘石、石榴子石.

化探异常: Fe三级浓度分带.

磁力异常:区域航磁异常渐变梯度带, 地磁正异常.

3.5 受变质型

典型矿床:连山铜锣塘铁矿床、龙川铁坑铁矿床.

赋矿地层及建造:南华纪鹰阳关组、大绀山组、中元古代云开群、古元古代桃溪园组, 含矿建造为硅铁建造、角闪岩建造.

岩浆作用:南华纪、元古宙火山活动.

成矿时代:晚南华世、古中元古代.

矿体形态:层状、透镜状.

矿物组成:金属矿物主要有磁铁矿, 其次为黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、辉钼矿、白钨矿、绿柱石、锡石等.

磁力异常:区域航磁负异常.

3.6 变成型

典型矿床:惠东铁炉嶂铁矿床.

赋矿地层:震旦系云开群角闪岩层, 为多种钙镁质硅酸盐的岩石组合.

岩浆作用:震旦纪以来的多期火山喷发及岩浆侵入作用.

断裂作用:各类中大断裂及小裂隙加速了热变质作用.

矿体形态:多为层状, 似层状, 少数为透镜状.

矿物组成:主要金属矿物为磁铁矿, 伴生矿物有黄铁矿、闪锌矿、辉铜矿、辉铋矿、自然铅、白钨矿、绿柱石、锡石、赤铁矿、菱铁矿、晶质钠矿等.

矿石结构、构造:矿石的结构主要为自形-半自形晶粒结构, 部分具压碎结构; 矿石构造主要有块状、团块状、条带状、浸染状、角砾状、环带状、网脉状、假肾状等构造.

磁力异常:区域航磁负异常.

化探异常: Fe、Pb、Zn、Cu、W、Sn等.

3.7 风化型

典型矿床:曲江大宝山铁多金属矿床.

赋矿地层:主要产于页岩及粉砂质页岩中, 石灰岩、砂岩、次流纹斑岩中亦有分布.

成矿时代:第四纪.

矿体形态:铁帽, 广泛覆盖于地表, 为原生矿经氧化而形成.

矿石结构、构造:矿石的结构有交代假象结构、粉砂状结构, 矿石构造有胶状构造、蜂窝状构造、海绵状构造、条带状构造、角砾状构造、多孔状构造、环状构造、葡萄-豆状构造、钟乳状构造、皮壳状构造、沥青状构造.

矿物组成:主要为褐铁矿、针铁矿.

化探异常: Fe三级浓度分带.

3.8 沉积型

典型矿床:仁化康溪铁矿床.

赋矿地层与沉积相:主要为帽子峰组((D₃C₁m), 其次为测水组(C₁c)、金鸡组(J₁j).沉积相为潮坪相、潟湖相.

控矿构造:单斜构造或褶皱构造.

成矿时代:晚泥盆世、早石炭世、早侏罗世.

矿体形态:层状、透镜状.

矿物组成:含铁矿物主要为赤铁矿、鲕绿泥石、菱铁矿.

化探异常: Fe.

4 成矿区带

广东省位于滨太平洋成矿域(Ⅰ级)的华南成矿省(Ⅱ级), 陆地面积17.8×10⁴ km².本省Ⅲ级成矿区带基本按照《中国成矿区带划分方案》 ^[4], 结合广东省区域成矿地质条件和矿床在时间、空间上的展布规律划分.共划分出7个Ⅲ级成矿区带.

成矿亚带(Ⅳ级)在Ⅲ级成矿区带内划分.主要为受同一构造-岩浆旋回控制的、矿床成因上有联系的一类或几类矿床组合一体的成矿富集区.以构造岩浆岩带、隆起、拗陷边界或区域性断裂作为划分边界, 其展布具较大的地区性和区域性, 由一个或若干个矿田单元组成.广东省共划分了11个成矿亚带.

在成矿亚带内划分矿田, 主要为受有利成矿地质因素中同类成矿因素控制, 在相似的地质环境支配下, 赋存有某几个矿种、某类或某几类成因相似及空间上密切联系、分布集中的一组矿床分布区.矿田大体受复式褶皱、断裂带、岩体及其内外接触带、隆拗过渡带、火山岩盆地、隐伏岩浆岩带控制.从全部矿田中筛选出铁矿田, 共12个.

广东省成矿区带划分方案(图 2)如下.

1)Ⅲ-80浙闽粤沿海Pb-Zn-Cu-Au-Ag-W-Sn-Mo成矿带.

2)Ⅲ-81浙中-武夷W-Sn-Mo-Au-Ag-Pb-Zn成矿带.

3)Ⅲ-82永安-梅州-惠州Fe-Pb-Zn-Cu-Au-Ag-Sb成矿带.

Ⅴ-3文福Ag-Sb-Mn-Fe-Mo-Pb-Zn-钾长石-硫铁矿集区.

Ⅴ-4霞岚Fe-W-REE-萤石-高岭土矿集区.

Ⅴ-6宝山嶂Ti-Fe-Sn-萤石矿集区.

Ⅴ-8佐坑REE-Fe-Pb-Zn-Sn-W-Be-水晶矿集区.

4)Ⅲ-83南岭W-Sn-Mo-Be-REE-Pb-Zn-Au-U成矿带.

①Ⅲ-83-1九峰-始兴W-Sn-REE-U-Pb-Zn-Ag-萤石成矿带.

②Ⅲ-83-2韶关-英德Pb-Zn-W-Fe-Cu-Sn-Mo-Sb-RM-REE-硫铁成矿带.

Ⅴ-12凡口Pb-Zn-Ag-Fe-Mn-硫铁矿集区.

③Ⅲ-83-3新丰REE-Fe-Sn-W-硼成矿带.

Ⅴ-17大宝山Fe-Cu-Pb-Zn-Mo-W-硫铁矿集区.

Ⅴ-19金门W-Fe-Cu-Pb-Zn-Au矿集区.

Ⅴ-20来石REE-Fe矿集区.

Ⅴ-21大顶Fe-Sn-硼矿集区.

④Ⅲ-83-4连山-怀集Au-Cu-Mo-Fe-Sn成矿带.

Ⅴ-23洽水Au-Fe-Sn-Pb-Zn矿集区.

5)Ⅲ-84粤中Pb-Zn-Au-Ag-Sn-W-U-RM成矿带.

①Ⅲ-84-1清远-高明Au-Ag-Mo- Fe-Pb-Zn-岩盐-泥炭成矿带.

②Ⅲ-84-2龙门-番禺Na-Ta-Pb-Zn-Fe-石膏-重晶石成矿带.

③Ⅲ-84-3新兴-阳江REE-RM-Mo-Sn-Au-W成矿带.

④Ⅲ-84-4开平REE-RM-Sn-W-高岭土-泥炭成矿带.

6)Ⅲ-85粤西-桂东南Sn-Au-Ag-Cu-Pb-Zn-Fe-Mo-W成矿带.

①Ⅲ-85-1广宁Au-RM成矿带.

②Ⅲ-85-2云浮-高州W-Sn-Mo-Pb-Zn-Ag-Au-Fe-硫铁-油页岩成矿带.

Ⅴ-35泗纶Fe-Au矿集区.

③Ⅲ-85-3阳春-电白REE-Cu-Pb-Zn-Fe-Sn-W-Mo-Au-硫铁成矿带.

Ⅴ-40阳春Fe-W-硫铁-水晶矿集区.

7)Ⅲ-90海南Fe-Cu-Co-Au-Mo-水晶-铝土矿成矿区.

5 成矿系列

成矿系列划分是研究成矿规律的有效方法, 成矿系列理论的不断进展是前人们^[5-14]不断传承、发展的结果. 《中国矿产地质志·广东卷》正是在充分消化前人成果、整理前期矿产勘查资料的基础上, 总结出了广东省最新的矿床成矿系列, 本文则是从中筛选出了与铁矿相关的成矿系列.共计成矿系列9个, 亚系列11个^[15].

5.1 加里东-印支期铁矿成矿系列

该时段共计有3个成矿系列, 4个成矿亚系列(图 3).

1) 罗霄-云开弧盆系与前南华纪沉积-变质作用有关的Fe、磷、Mn、石墨矿床成矿系列.

① 云开-增城-龙川一带与元古宙(主要为中-新元古代)海相火山-(热水)沉积-变质作用有关的Fe、磷、Mn、石墨矿床成矿亚系列(AnNh-1¹), 其代表性铁矿床为龙川县铁坑铁矿.

② 连山与新元古代残余海盆火山-(热水)沉积-变质作用有关的Fe、磷矿床成矿亚系列(AnNh-1²), 其代表性铁矿床为连山县铜锣塘铁矿.

2) 粤北-粤西与南华纪-早古生代沉积-变质作用有关的Fe、硫铁、U矿床成矿系列(Nh-Pz₁).

① 云浮-英德一带与南华纪海相火山-沉积作用有关的Fe、硫铁矿床成矿亚系列(Nh-Pz₁¹), 代表性铁矿床有罗定市泗纶铁矿、信宜市八角地-虎地铁矿等.

② 粤北-粤西与寒武-奥陶纪海相沉积作用有关的Fe、U矿床成矿亚系列(Nh-Pz₁²), 代表性铁矿床有信宜市托盘洞-森木河铁锰矿、信宜市兰坑铁矿等.

3) 粤北-粤西-粤中与晚古生代沉积作用有关的Fe、硫铁、煤、Mn、耐火黏土、U、磷矿床成矿系列(Pz₂-1), 代表性矿床有仁化康溪铁矿与韶关市东周勒铁矿.

5.2 燕山期铁矿成矿系列

该时段共计有5个成矿系列, 5个成矿亚系列(图 4).

1) 晚三叠-早侏罗世与陆缘海及内陆湖盆沉积作用有关的Fe、煤、耐火黏土、V矿床成矿系列(Mz₁-3), 代表性铁矿床有河源市永新铁多金属矿.

2) 与燕山期接触变质作用有关的夕线石、石墨、Fe矿床成矿系列(Mz₂-3), 代表性铁矿床有惠东铁炉嶂铁矿.

3) 深大断裂带与燕山期基性-中酸性侵入岩有关的Cu、Pb、Zn、Au、Fe、Mo、W、水晶、砷、硫铁、V、Ti矿床成矿系列(Mz₂-4).

① 河源断裂带与燕山早期基性杂岩有关的Fe、V、Ti矿床成矿亚系列(Mz₂-4¹), 代表性铁矿床有兴宁霞岚钒钛磁铁矿.

② 粤北-粤西断陷区及深大断裂带与燕山期浅成、超浅成壳幔源侵入岩有关的Cu、Pb、Zn、Au、Ag、Fe、Sn、Mo、W、水晶、砷、硫铁矿床成矿亚系列(Mz₂-4²), 代表性矿床有怀集藤铁铁矿.

4) 粤北与燕山期花岗岩有关的有色金属、稀有金属、贵金属、非金属、U矿床成矿系列(Mz₂-5).

与铁矿有关的亚系列(Mz₂-5²)为:粤北拗陷区与燕山期花岗岩有关的W、Sn、Fe、Sb、Pb、Zn、Cu、Nb、Ta、B、砷、Ag、Mo、萤石矿床成矿亚系列, 代表性铁矿床有连平大顶铁矿、英德金门铁矿、紫金宝山嶂铁矿等.

5) 沿海与燕山期火山-侵入活动有关的Fe、Cu、Au、Ag、Pb、Zn、W、Sn、Mo、Nb、Ta、硫铁、水晶、萤石、叶蜡石、重晶石矿床成矿系列(Mz₂-7).

① 与燕山期壳源花岗岩类有关的Fe、W、Mo、Nb、Ta、萤石矿床成矿亚系列(Mz₂-7²), 代表性铁矿床有平远尖山铁矿、兴宁铁山嶂铁矿等.

② 与燕山中-晚期陆相火山活动有关的Cu、Pb、Zn、Fe、Ag、叶蜡石、Au、U矿床成矿亚系列(Mz₂-7⁴), 代表性铁矿床有丰顺八乡铁矿.

5.3 喜马拉雅期铁矿成矿系列

该时段共计有1个成矿系列, 2个成矿亚系列.即:第四纪河流、洼地、湖泊、潟湖海湾泥炭、硅藻土、膨润土、高岭土、耐火黏土、Fe、天然气矿床成矿系列(Q-2).

① 沉积岩、变质岩风化Mn、Fe、Cu、高岭土、铝土、磷矿床成矿亚系列(Q-2¹), 代表性矿床为韶关大宝山铁矿.

② 大降坪湖沼型铁矿床成矿亚系列(Q-2⁴), 代表性铁矿床为云浮大降坪铁矿.

6 结论

1) 广东省铁矿床类型齐全, 有接触交代型(夕卡岩型)矿床、岩浆热液型矿床、岩浆型矿床、陆相火山岩型矿床、受变质型矿床、变成型矿床、风化型矿床、化学沉积型矿床等8种, 基本包括了内生、外生矿床的主要类型, 由于成矿时代的差异, 根据资源量规律及分布范围, 可以看出, 最后一期成矿作用往往覆盖了前期的成矿结果, 成为主要矿床类型.

2) 根据含矿层位与成矿岩体推测的成矿时代, 可以看出铁矿床的形成时代集中分布于侏罗纪、白垩纪、第四纪、元古宙.

3) 铁矿区域成矿规律的总结, 是将典型矿床、一般矿床与区域地质条件套合分析所得的成果.本文对8种类型的铁矿床成矿规律进行了总结, 以期对广东省铁矿预测区圈定、铁矿资源潜力评价等工作提供参考.对比各类矿床的成矿规律, 可知接触交代型与岩浆热液型矿床的主要区别有:接触交代型矿体产于夕卡岩中, 矿体呈层状, 而岩浆热液型矿体夕卡岩化不明显, 矿体可呈层状, 也可呈脉状; 受变质型与变成型的主要区别有:受变质型属大区域变质, 矿体多产于以沉积岩为原岩的变质岩地层中, 而变成型多为小区域热变质, 矿体产于热变质后的角岩层中.

4) 成矿区带的划分, 是综合了多个重要矿种的重要矿产地分布情况而得出的, 因此一些次要的矿产地不在矿田范围内也属正常现象, 本次共圈出铁矿田12个.

5) 成矿系列是将一系列同时代、同一构造环境中的一系列矿产地分布范围进行综合圈定, 是研究不同时代矿产分布规律的有效方法, 本文共厘定铁矿成矿系列9个, 亚系列11个.

6) 成矿规律的研究是一项基础工作, 是进行潜力评价、勘查工作部署、成矿机理研究等工作的基础, 社会效益长远.