巴西铁四角铁矿区：发现数十个铁矿床，拥有巨大资源量

铁四角矿区位于巴西东南部米纳斯吉拉斯州贝洛奥里藏特（Belo Horizonte）市南部，地理坐标：南纬19°～20°，西经43°～44°，面积约15000km2。区内发现的铁矿床有数十个，资源量达250×108 t，是巴西最大的铁矿区之一。

（一）大地构造背景

铁四角地区位于圣弗朗西斯科克拉通的南端，其核部为克拉通，周围是巴西利亚旋回形成的造山带。铁四角地区构造演化复杂，至少遭受古元古代的泛亚马孙和新元古代—早古生代的巴西利亚-泛非两次造山运动的影响。泛亚马孙造山早期使该区形成北东-南西走向的褶皱，之后又叠加了近北西-南东向的构造，形成大规模走滑、逆冲断裂及褶皱。太古宙花岗质刚性地体在泛亚马孙造山时期没有受到褶皱作用的影响，但经历了再活化作用，有年轻的花岗岩体侵入，形成穹隆构造；巴西利亚造山作用在区域上主要发育逆冲、走滑断裂构造，其次为紧闭、等倾褶皱和韧性剪切带，并对古老的大型向斜构造进行改造。

（二）区域与矿床地质

1.区域地质

（1）区域地层。铁四角地区位于圣弗朗西斯科克拉通的南端，出露的地层主要是克拉通结晶基底，包括太古代的中—高级变质地体及花岗岩-绿岩组合，另外还有古元古代的表壳岩及各种不同组成的侵入岩。区内存在3个变质杂岩：邦芬（Bomfim）、贝洛奥里藏特（Belo Horizonte）及坎波贝洛奥里（Campo Belo），均由TTG岩系及一些镁铁质和超镁铁质侵入岩和绿岩带组成。这些变质杂岩体构成了里奥达斯维尔哈斯（Riodas Velhas）超群；米纳斯吉拉斯（Minas Gerais）超群不整合上覆于里奥达斯维尔哈斯超群之上。

米纳斯吉拉斯超群由下部的卡拉卡（Caraca）群碎屑沉积岩、伊塔比拉（Itabira）群化学沉积岩及上部的皮拉西卡巴（Piracicaba）和撒巴拉（Sabara）群碎屑-化学混合沉积岩组成。伊塔比拉群下部为卡维（Caue）组，由石英和白云质条带状铁建造（铁英岩）和少量白云岩、页岩组成，是本区铁矿床最主要的赋矿层位。卡维组在垂向及侧向上过渡为巨厚白云岩和叠层石岩组成的甘达列拉（Gandarela）组（图10-7）。

图10-7　巴西铁四角地区地质简图（据郭维民等，2013修改）

主要铁矿：AB.Aboboras；AC.Aguas Claras；AL.Agua Limpa；AN.Andrade；BA.Bau；BO.Bocaina；CA.Caue；CF.Corregodo Feijao；BR.Brucutu；CM.Capitaodo Mato；CE.Capanema；CN.Conceicao；CO.Corregodo Meio；CP.Casade Pedra；CX.Capao Xavier；DC.Dois Corregos；ES.Esperanca；FB.Fabrica；GL.Galinheiro；FN.Fabrica Nova；FZ.Fazendao；IT.Itatiaiucu；JG.Jangada；MA.Morro Agudo；MT.Mutuca；MZ.Mar Azul；OF.Ouro Fino；PI.Pico；PR.Pires；RA.Retiro Das Almas；SP.Sapecado；TA.Tamandua；TB.Timbopeba

（2）区域岩浆岩。铁四角地区遭受多期岩浆的侵入作用：新太古代早期岩浆以英云闪长岩-奥长花岗岩-花岗闪长岩TTG岩系为特点，晚期以铁镁质-超铁镁质杂岩为特征；古元古代晚期受泛亚马孙造山作用影响，在陆核碰撞过程中，本区又发育了大量的花岗质岩石。

（3）区域变形变质作用。铁四角地区东部和西部，无论从变质作用程度，还是变形强度来看，都存在明显差异。从北西到南东，变质程度逐渐增强，在变质泥岩和铁英岩中，矿物颗粒逐渐增大，变质作用从低级绿片岩相逐渐过渡到中-低级角闪岩相。因此，铁四角地区又划分为两个构造区：西部低应变区和东部高应变区。低应变区主要为铁闪石和镁铁闪石变质带，表现为保存完好的巨型向斜构造；高应变区主要为阳起石、透闪石-直闪石变质带，主要为逆冲、走滑剪切带，形成紧闭等斜褶皱和糜棱岩带。

（4）区域构造。区内褶皱、断裂构造发育，主体构造线方向为北西-南东向，也发育一些北东-南西向次级褶皱和断层，在西部低应变区以巨型向斜构造为主，而东部高应变区则主要发育逆冲、走滑剪切带和紧闭等斜褶皱和糜棱岩带。

2.矿区地质

铁四角地区铁矿均产于米纳斯吉拉斯超群中部伊塔比拉群下部的卡维组铁英岩中，根据铁英岩中矿物成分、变质程度不同又将其划分为石英铁英岩、白云质铁英岩和角闪质铁英岩3种类型。石英铁英岩分布最为广泛，主要由互层的石英和赤铁矿组成，石英多由燧石重结晶而成；白云质铁英岩也呈细条带状，由互层的红—白色碳酸盐岩和灰黑色赤铁矿组成，主要矿物为白云石、赤铁矿和少量石英、方解石、滑石、绿泥石等；角闪质铁英岩分布局限，露头以大量的针铁矿和假象角闪石、绿泥石为特征，角闪石分布具定向性，平行于层理分布，显示构造变质叶理和矿物线理。

在西部低应变区铁矿床主要分布在毛叶达（Moeda）向斜东翼和库拉尔（Curral）山脉西侧。毛叶达向斜东翼的大型铁矿床，包括Tamandua、Capitaodo Mato、Aboboras和Sapecado等，主要受沿穆图卡（Mutuca）断裂展布的北西-南东向褶皱控制；在库拉尔山脉西侧分布的大型高品位铁矿床有Jangada、Esperanca和Itatiaiucu等，这些矿床受沿库拉尔山脉展布的北东-南西向褶皱和断层控制。

东部高应变区铁矿床主要有Timbopeba、Alegria、Fazendao、Brucutu、Andrade及Itabira矿床等。矿床分布受东部主要构造Gua Quente断裂及相关次级断裂控制。

铁四角地区铁品位大于62%的铁矿石为高品位矿石，TFe为30%～60%称为低品位矿石，高品位矿石依物理特性划分为硬矿石和软矿石。高品位硬矿石的外观特征变化较大，从块状、条带状到片状，块状矿石致密，而条带状矿石多发育孔洞，矿石呈灰色—蓝色，由赤铁矿、假象赤铁矿、假象磁铁矿和少量镜铁矿组成。硬铁矿体形态受条带状铁建造和构造控制明显，呈不规则状产于褶皱核部，或以透镜状呈层状分布；软矿石多产出在硬矿石的外围，呈残余条带状、角砾状或粉状，由高品位赤铁矿形成软的、多孔、易碎矿体，该类型矿体多由白云质铁英岩中碳酸盐矿物的风化淋滤作用形成。(www.xing528.com)

（三）控矿条件

1.含铁建造控矿

铁四角地区铁矿均产于米纳斯吉拉斯超群中部伊塔比拉群下部的卡维组石英铁英岩、白云质铁英岩和角闪质铁英岩中。

2.褶皱、断裂构造控矿

矿体受褶皱和断裂控制明显，总体沿北西-南东向展布，但区内发育的北东-南西向次级褶皱和断层对矿体的定位也起着重要作用，决定矿体的形态和空间展布。

3.变形变质作用控矿

铁四角地区变形变质作用分区明显，西部低应变区和东部高应变区分别控制区内铁矿体的空间展布和形态。

4.表生风化淋滤控矿

在铁四角地区，表生风化淋滤作用对石英质铁英岩和白云质铁英岩铁质富集起决定作用，是本区高品位铁矿石形成的最重要成矿作用。

（四）成矿模式与找矿标志

1.成矿模式

铁四角地区大型铁矿床的形成经历了多阶段的成矿作用。第一阶段，在新太古代—古元古代形成原始的条带状铁建造（卡维组石英铁英岩、白云质铁英岩和角闪质铁英岩）；第二阶段，受与泛亚马孙等造山运动有关的热液流体作用、变质作用等影响，条带状铁建造原岩发生脱水、矿物发生重结晶、铁质等发生活化、迁移，进行再富集，形成部分高品位铁矿体；第三阶段，石英质铁建造和白云质铁建造在地下水、大气降水等表生风化淋滤作用下，硅质和碳酸盐物质被淋滤带走，致使高品位赤铁矿-假象赤铁矿矿体的形成。

2.找矿标志

结合前面介绍，总结巴西铁四角地区铁矿找矿模型如下，见表10-5。

表10-5　巴西铁四角地区铁矿找矿模型