祝鳳琴

（山西省地質(zhì)勘查局211地質(zhì)隊(duì)，山西忻州034000）

淺析山西省陽(yáng)高縣北正溝西梁鐵礦地質(zhì)特征及礦床成因

祝鳳琴*

（山西省地質(zhì)勘查局211地質(zhì)隊(duì)，山西忻州034000）

山西省陽(yáng)高縣北正溝西梁鐵礦位于陽(yáng)高縣北東部。通過(guò)對(duì)礦體區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征等方面的闡述，分析了該礦區(qū)的礦床成因和找礦標(biāo)志。

北正溝西梁鐵礦區(qū)；地質(zhì)特征；礦床成因

1　區(qū)域地質(zhì)背景

本區(qū)大地構(gòu)造位置處于華北地臺(tái)北緣陰山褶皺帶東部，屬內(nèi)蒙斷塊南緣與桑干河新斷陷交接部位。區(qū)內(nèi)巖石經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期多期次變質(zhì)、變形，以及巖漿活動(dòng)的疊加和改造。區(qū)域內(nèi)出露地層簡(jiǎn)單，構(gòu)造較發(fā)育，巖漿活動(dòng)較頻繁。

區(qū)域內(nèi)出露地層主要有中下太古界陽(yáng)高表殼巖（包體）和新生界第四系。

區(qū)域內(nèi)發(fā)育的斷層主要為北東—南西向大斷層（陽(yáng)高破碎帶），呈微角度斜切上述褶曲軸線，且相互平行，呈“雁行式”斜列分布，構(gòu)成了“多”字型構(gòu)造體系的骨架。

由于受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)較為頻繁強(qiáng)烈，種類較多，從基性巖—酸性巖，從侵入巖—噴出巖均見(jiàn)出露，其中以太古宙集寧期、五臺(tái)期侵入巖廣為分布；呂梁期巖漿活動(dòng)漸弱，僅見(jiàn)少量輝綠巖墻及少量偉晶巖脈；印支期巖漿活動(dòng)期間，少量中酸性巖漿沿?cái)嗔焉锨?；燕山期有淺成輝綠玢巖及閃長(zhǎng)玢巖脈。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1地層

礦區(qū)內(nèi)地表出露及工程揭露地層主要為中下太古界陽(yáng)高表殼巖，溝谷地段為第四系，敘述如下：

（1）中下太古界陽(yáng)高表殼巖：陽(yáng)高表殼巖呈包體分布于太古宙侵入體中，其與深成侵入巖界面清楚，為透鏡狀，巖性為磁鐵石英巖，為區(qū)內(nèi)賦礦層位。

（2）新生界第四系：分布于溝谷及山坡坡角，主要巖性為沖洪積砂礫石層及殘坡積砂土層，厚1～3m。

2.2構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，以NW走向的一組斷裂為主，其中有燕山期石英斑巖脈及呂梁期輝綠巖脈侵入。基底褶皺構(gòu)造處于陽(yáng)高—天鎮(zhèn)旋卷構(gòu)造的北西緣，礦區(qū)內(nèi)基本表現(xiàn)為單斜結(jié)構(gòu)，局部小的褶皺構(gòu)造僅表現(xiàn)在地層產(chǎn)狀的變化上。本區(qū)出露主要巖石水磨口片麻巖呈單斜狀產(chǎn)出，片麻理產(chǎn)狀：315°～320°∠44°～51°。

2.3巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿巖較為發(fā)育，以太古宙集寧期水磨口片麻巖體（Sgn）、呂梁期輝綠巖脈（βμ21）和燕山期石英斑巖脈（λπ53）為主。

（1）集寧期水磨口片麻巖體（Sgn）：礦區(qū)范圍內(nèi)廣泛出露。下部巖性為麻粒巖夾薄層片麻巖，上部巖性為含透輝黑云紫蘇斜長(zhǎng)片麻巖、含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖。巖層走向多為北北東向至北東向，傾向北西，一般傾角為50°～60°。局部地段由于受區(qū)域構(gòu)造的影響，造成褶曲、揉皺，產(chǎn)狀變化較大。巖石呈灰黃—淡灰色，中細(xì)?；◢徸兙ЫY(jié)構(gòu)，條帶狀、片麻狀構(gòu)造。礦物成分為中長(zhǎng)石（60%～65%）、紫蘇輝石（15%～25%）、透輝石（0%～3%）、黑云母（5%～7%）、石英（0%～10%）。片麻理產(chǎn)狀：315°～320°∠44°～51°。

（2）呂梁期輝綠巖（βμ21）：出露于礦區(qū)西南角，呈脈狀產(chǎn)出，侵入于太古宙集寧期水磨口片麻巖中，走向315°，傾角近直立。區(qū)域上出露長(zhǎng)度大于4km，礦區(qū)內(nèi)僅出露160m，寬20～30m。巖石呈灰黑色，輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要成分為輝石、斜長(zhǎng)石。球狀風(fēng)化發(fā)育，邊部具冷凝邊。部分地段可作花崗石飾面石材。礦物成分主要為斜長(zhǎng)石（45%～50%）、普通輝石（35%～40%）及少量石英（≤5%）。

（3）燕山期石英斑巖脈（λπ53）：出露于礦區(qū)東北部，呈脈狀產(chǎn)出，走向320°，傾角近直立。礦區(qū)內(nèi)出露長(zhǎng)約900m，寬15～25m。巖石呈斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，斑晶以石英為主，粒度0.5～1.5m，基質(zhì)為長(zhǎng)英質(zhì)，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。巖石高嶺土化發(fā)育，并見(jiàn)孔隙、空洞。

2.4變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)僅出露太古宙集寧期水磨口片麻巖，為中高級(jí)區(qū)域變質(zhì)巖石。變質(zhì)巖巖性主要為含透輝黑云紫蘇斜長(zhǎng)片麻巖、含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖，少量矽線正長(zhǎng)片麻巖、石墨斜長(zhǎng)片麻巖及大理巖等。該變質(zhì)相帶屬中高級(jí)變質(zhì)麻粒巖相。在高溫區(qū)域變質(zhì)作用影響下，地層中的含鐵火山碎屑原巖受變質(zhì)作用，使含鐵礦物重結(jié)晶并在局部富集形成磁鐵礦體。

3　礦床地質(zhì)特征

3.1礦體特征

礦區(qū)內(nèi)共有鐵礦體3個(gè)，編號(hào)依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體，均賦存于太古宙集寧期水磨口片麻巖體的含透輝黑云紫蘇斜長(zhǎng)片麻巖中，以磁鐵石英巖包體形式產(chǎn)出。礦體形態(tài)簡(jiǎn)單，呈單斜構(gòu)造，地表出露為層狀、似層狀、透鏡狀。礦體和圍巖之間界線清楚。

Ⅰ號(hào)礦體位于礦區(qū)中北部，是區(qū)內(nèi)最主要的礦體。礦體產(chǎn)狀：走向45°，傾向315°，傾角47°～51°，延長(zhǎng)300m，延深100m。地表由探槽TC1、TC2、TC3、TC6、TC7共5個(gè)工程控制，控制長(zhǎng)度200m。深部由PD1控制，控制延深10～51m。礦體厚度1.58～2.00m，平均1.89m，厚度變化系數(shù)為8.17%。礦體厚度較穩(wěn)定，沿傾斜方向雖略有變薄趨勢(shì)，但屬厚度變化穩(wěn)定性礦體。有用組分無(wú)論沿走向或沿傾向分布都均勻，礦體單工程TFe品位26.51%～40.10%，平均33.51%，變化系數(shù)為14.92%；mFe品位24.12%～36.75%，平均30.50%，變化系數(shù)為15.91%，屬品位變化穩(wěn)定性礦體。有害組分P、S均不超標(biāo)。礦體賦存標(biāo)高：1945～1830m，埋深約90m。

Ⅱ號(hào)礦體呈透鏡狀出露于礦區(qū)東南部，走向30°，傾向300°，傾角20°。由TC4探槽單工程控制，追索長(zhǎng)75m，礦體厚度0.70m，東、西兩端尖滅。TFe品位最高21.08%，mFe品位最高6.01%。礦體賦存標(biāo)高：1780～1720m，埋深約30m。

Ⅲ號(hào)礦體呈透鏡狀出露于礦區(qū)東南角，走向22°，傾向292°，傾角45°～50°。由TC5探槽單工程控制，追索長(zhǎng)100m，礦體厚度0.80m，向兩端尖滅。TFe品位最高21.25%，mFe品位最高10.65%。礦體賦存標(biāo)高：1855～1800m，埋深約30m。

3.2礦石特征

現(xiàn)根據(jù)野外觀察和室內(nèi)巖礦鑒定及測(cè)試成果敘述如下：

（1）礦石礦物：本區(qū)礦石礦物成分簡(jiǎn)單，金屬礦物以磁鐵礦為主，其次為磁黃鐵礦，少量黃銅礦和赤鐵礦、褐鐵礦等。

（2）脈石礦物：脈石礦物以石英為主，其次為輝石、角閃石、斜長(zhǎng)石等。

（3）礦石的化學(xué)成分：層狀、似層狀鐵礦的主要化學(xué)成分為Fe3O4、SiO2，其次是CaO、MgO，同時(shí)還含有少量的MnO、Al2O3、P2O5，K2O、Na2O等，含量均甚微。

（4）伴生有益有害元素特征

①礦石中主要有用組分為鐵，不含具有綜合回收價(jià)值的其他伴生有益元素，影響鐵精礦質(zhì)量的有害組分硫、磷含量較低。

②礦石中造渣成分CaO、MgO、Al2O3含量較低，SiO2含量較高，根據(jù)礦石CaO+MgO/Al2O3+SiO2比值為0.09，小于0.5，屬典型的酸性礦石。

（5）礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造：礦石結(jié)構(gòu)主要為他形粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)、粒狀鑲嵌變晶結(jié)構(gòu)。磁鐵礦呈半自形—自形晶體，以單一的顆粒或凝塊體（連晶）形式產(chǎn)出。石英呈多邊形鑲嵌結(jié)構(gòu)，有時(shí)也呈細(xì)粒港灣狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。鐵白云石呈粒狀分布，粒徑一般0.01～0.20mm，方解石多呈粗粒的集合體或脈狀分布，多為后期熱液活動(dòng)的結(jié)果。

據(jù)相鄰礦區(qū)資料，礦石中礦物顆粒與其所賦存的條件不同而異，硅質(zhì)條帶中的石英顆粒大于鐵質(zhì)條帶中的石英顆粒；磁鐵礦也有類似現(xiàn)象。硅質(zhì)條帶中的磁鐵礦顆粒不僅比鐵質(zhì)條帶中的磁鐵礦顆粒小，而且一般還小于該條帶中的石英顆粒。說(shuō)明重結(jié)晶的礦物粒度大小，不但與礦物種類有關(guān)，而且與條帶的主要礦物成分有關(guān)。

鐵礦石構(gòu)造主要有條帶狀和致密塊狀構(gòu)造，以致密塊狀構(gòu)造為主。條帶的形態(tài)以平直的、波狀的為主，分叉的、雜亂的較少。條帶寬度在5～10mm之間；少數(shù)在10～15mm之間；個(gè)別可達(dá)30～50mm，亦有寬度在1mm以下者。

3.3礦石自然類型和工業(yè)類型

（1）礦石自然類型。據(jù)實(shí)地觀察，按礦石的氧化程度，該礦床地表氧化、淋濾作用較弱，氧化深度一般1～3.5m，礦石絕大部分為原生礦石。

根據(jù)區(qū)內(nèi)鐵礦石礦物成分、礦物組合特點(diǎn)，本區(qū)鐵礦石自然類型可分為：輝石磁鐵石英巖型、磁鐵石英巖型、角閃磁鐵石英巖型3類，以磁鐵石英巖型為主。

（2）礦石工業(yè)類型。根據(jù)《鐵、錳、鉻礦地質(zhì)勘查規(guī)范》（DZ/T0200-2002），礦石工業(yè)類型以鐵礦石中磁性鐵（mFe）對(duì)全鐵（TFe）的占有率進(jìn)行劃分，其標(biāo)準(zhǔn)為：

mFe/TFe≥85%；磁性鐵礦石；

mFe/TFe≤85%；弱磁性鐵礦石。

本區(qū)mFe/TFe為90.98%～91.85%，大于85%，屬于磁性鐵礦石，故本區(qū)礦石工業(yè)類型為磁性鐵礦石。

3.4礦體圍巖和夾石

（1）礦體圍巖：礦體頂板巖石為含透輝黑云紫蘇斜長(zhǎng)片麻巖、含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖，頂?shù)装鍘r石屬較堅(jiān)硬巖石，礦體與圍巖接觸界線清晰。

（2）夾石：礦體內(nèi)mFe品位不夠工業(yè)指標(biāo)邊界品位，而厚度大于2m的部分劃為夾石，主要巖性為含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖，夾石沿走向或傾向多數(shù)尖滅，夾石對(duì)礦體完整性沒(méi)有影響。

4　礦床成因及找礦標(biāo)志

鐵礦床以包體形式賦存于中下太古宙集寧期水磨口片麻巖體中。據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，其巖石組合為含透輝黑云紫蘇斜長(zhǎng)片麻巖—磁鐵石英巖—含榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖，其原巖為含鐵火山碎屑巖建造，其中鐵與火山碎屑有密切的關(guān)系，同屬于火山噴發(fā)作用的產(chǎn)物。礦床經(jīng)歷了沉積—變質(zhì)作用2個(gè)過(guò)程，磁鐵石英巖呈層狀、似層狀、透鏡狀分布，層面構(gòu)造中波痕及韻律構(gòu)造皆證明了這一點(diǎn)，所以礦床應(yīng)屬火山沉積變質(zhì)型鐵礦床，即鞍山式鐵礦。

區(qū)內(nèi)鐵礦體為片麻巖體中賦存的磁鐵石英巖，產(chǎn)狀與片麻理一致，出露于礦區(qū)內(nèi)南東走向的山坡，延長(zhǎng)及厚度較穩(wěn)定，找礦遠(yuǎn)景較好。找礦直接標(biāo)志為鐵帽，遠(yuǎn)觀呈灰黑、褐黃色條帶狀。

［1］山西省陽(yáng)高縣羅文皂鎮(zhèn)十九墩北正溝西梁鐵礦普查地質(zhì)報(bào)告［R］.2007.

P61

A

1004-5716（2016）03-0177-03

2015-12-23

2015-12-23

祝鳳琴（1973-），女（漢族），重慶人，工程師，現(xiàn)從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與研究工作。