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高粱店铁矿床位于华北地台南缘陆壳增生带-东秦岭加里东构造岩浆带的东端。目前矿区正在开采的矿段为位于矿权西部边界附近的楼子湾矿段,为一早期火山沉积型叠加后期变质改造的多成因和多其次复合型铁铜多金属矿床。近年来,高粱店铁矿床接替资源严重匮乏,急需基础理论的指导和成矿规律的系统研究。本文在大量野外地质工作基的础上,综合运用构造地质学、岩石学、矿物学、矿床学、地球化学、地球物理、成矿预测学和矿产勘查surpac三维数字建模等多学科的理论和方法,在对高粱店铁矿床床成因和控矿因素研究的基础上,总结了成矿规律,圈定了五个新的找矿靶区,并在两个靶区进行了工程验证取得了很好的找矿效果。
高粱店铁矿床是一个早期火山沉积叠加后期变质改造的矿床,早古生代寒武纪本区发生强烈的海底火山作用,岩浆的分异形成磁铁矿矿浆,火山喷溢形成似层状的原始磁铁矿矿体。研究区在后期的多期造山运动下经过区域变质作用形成大量的区域变质矽卡岩,并在变质热液的活动下叠加形成了黄铜矿。经过复杂的构造运动,在断裂、褶皱、剪切等作用下,原始的层状矿体和层状矽卡岩及大理岩变得支离破碎,从而形成当今的透镜状矿体。
高粱店铁矿床高品位厚大的矿体几乎全部产于二郎坪群大栗树组斜长角闪岩和斜长角闪片岩中。但由于受构造运动的改造,矿体的连续性较差。矿体呈北西-南东方向展布,矿体大多呈透镜状,沿走向延伸50-300m,沿倾向延伸20-100m。高粱店铁矿床楼子湾矿段具有明显的上铁下铜的特征,且矿体厚度变化较大,下部铜矿化厚度可达20m。
通过对楼子湾矿段的围岩和蚀变及矿石进行主微量及稀土分析测试,可知高粱店铁矿床的赋矿围岩斜长角闪岩的化学成分介于玄武岩和安山玄武岩之间,结合产状及区域地质,可以判定其为一套介于玄武岩和安山玄武岩之间的细碧岩、石英角斑岩。通过对矿石及围岩的稀土元素分析发现其元素分配具有相似性,可以初步确定磁铁矿与围岩具有相似的物质来源。
本次工作对全区进行了1:5000高精度磁法探测和1:10000土壤化探测试。确定了多个物化探异常区域。矿区磁场的基本背景是南西低北东高。磁异常表现出非常明显的带状分布分布特征,呈北西-南东展布的线形排列,根据这一特征将矿区分为F1-F6共6个磁铁矿成矿带。对矿区的土壤化探异常分析可看出矿区西部的何家湾和老鹰窝一带具有良好的Fe,Cu等多金属异常。
根据高粱店铁矿床的矿床地质特征,结合物化探异常。在全区圈出若干找矿靶区,选择最优的M3,M10等靶区进行了钻孔验证,取得了较好的成果,采用储量计算中的块段法进行矿体水平投影,求得60万吨左右的矿石量。为矿山的后继发展指明了方向。
综合研究认为,高粱店铁矿床在赋矿地层、控矿构造、围岩蚀变及分带、矿化类型及其空间组合、成矿深度等方面存在一定的规律。在此基础上,确定了地层岩性、构造、地球物理、地球化学及地名与采矿遗迹等方面的预测标志,并应用于矿区深部和边部的成矿预测,分别于楼子湾矿段深部和矿区西部圈定的靶区经钻探工程验证,均成功见矿,从而为高粱店铁矿床的进一步找矿展示了广阔的前景。