趙鵬飛，張振國，冷春鵬，李 坤，李宗峰，蔣正軍

（1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009；2.河北省地礦局第五地質(zhì)大隊，河北唐山063004）

遷西板橋東溝鐵礦礦床地質(zhì)特征及成礦模式研究

趙鵬飛*1,2，張振國1，冷春鵬1，李 坤1，李宗峰1，蔣正軍1

（1.華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，河北唐山063009；2.河北省地礦局第五地質(zhì)大隊，河北唐山063004）

依據(jù)礦床勘查，通過詳細而系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查和巖石地球化學(xué)特征、礦物的同位素地球化學(xué)特征及成礦物理化學(xué)條件等方面的研究，厘定并深化了對鐵礦床成因類型、成礦條件的認識，認為板橋東溝鐵礦礦體圍巖以黑云角閃斜長片麻巖為主、混合巖化角閃斜長片麻巖次之，礦體的主要礦石為磁鐵石英巖，礦石結(jié)構(gòu)主要以粒狀變晶結(jié)構(gòu)、條紋狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和片麻狀構(gòu)造為主，礦石金屬礦物以磁鐵礦為主、含少量黃鐵礦和極少量黃銅礦，礦石元素以Fe、Si、O為主，少量Al、Mg、Ca，礦體夾石主要由混合巖化黑云角閃斜長片麻巖組成，少量角閃斜長片麻巖、含鐵片麻巖。認為板橋東溝鐵礦鐵礦床為堿長片麻巖—麻粒巖—磁鐵石英巖含礦建造，屬于區(qū)域變質(zhì)的麻粒巖相，巖石多數(shù)是中-基性火山巖等變質(zhì)的產(chǎn)物，板橋東溝鐵礦鐵礦床類型屬于鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦。為今后類似鐵礦的勘查及礦床開發(fā)提供技術(shù)依據(jù)與支持。

遷西；板橋東溝鐵礦；礦床地質(zhì)；成礦模式

遷西地區(qū)鐵礦為冀東地區(qū)鐵礦主要產(chǎn)地之一。由于礦體埋藏淺，開采條件較好，易采選，有害質(zhì)硫、磷含量低，加之地處我國重要經(jīng)濟中心——京津冀地區(qū)，條件十分有利。遷西地區(qū)目前已成為唐鋼等鋼鐵廠鐵礦原料的供應(yīng)戶，是我國重要的鋼鐵原料基地。

雖然很多地質(zhì)單位曾對河北省遷西縣板橋東溝鐵礦做了地質(zhì)調(diào)查工作，但仍存在一些問題。諸如，施工的鉆孔因施工條件限制，部分鉆孔布置不甚合理，個別地段對礦體工程控制略顯不夠；礦區(qū)中低品位礦資源儲量較高，以后開采過程中應(yīng)盡量開采，以防造成資源浪費；未劃分板橋東溝鐵礦的礦床成因類型及探討其成礦模式等。

我國鐵礦床類型完整，包括各個成礦時期，許英霞[1]以司家營鐵礦為例探究沉積變質(zhì)型鐵礦床的地質(zhì)特征，肖凡[2]研究華東地區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦的成礦規(guī)律；王曉地[3]指出新疆天山鐵礦床中火山巖型鐵礦資源儲量約占鐵礦產(chǎn)總資源量的五分之二以上，并且海相沉積型鐵礦床中含有濱海古砂礦沉積釩鈦磁鐵礦床；鄭建民[4]論述邯鄲-邢臺地區(qū)矽卡巖鐵礦的地質(zhì)特征；唐菊興[5]以青藏高原為例探討熱液鐵礦床成礦亞系列及找礦指導(dǎo)；李良旭[6]認為和平鐵礦為沉積型鐵礦床類型；孫啟幀[7]闡述了風(fēng)化淋濾型鐵礦的成因因素；李延河[8]以馬蘭莊鐵礦為例探討造成中國缺失與BIF有關(guān)的風(fēng)化殼型鐵礦之間關(guān)系。

陳毓川和朱裕生將鐵礦床成礦模式分為接觸交代成礦模式、火山—沉積作用模式和模型3大類[9]。左國朝[10]以新疆鐵礦為例，建立了磁海鐵礦床的礦體模型和成礦演化構(gòu)造模式；許東[11]闡述了瀾滄江鐵礦帶惠民式-疆峰式鐵礦床特征與含鐵建造的關(guān)系；王智琳[12]發(fā)表海南島主要鐵礦床類型的成礦規(guī)律與成礦模式研究中認為海南島鐵礦床主要有石碌沉積變質(zhì)型鐵礦床；康叢軒[13]初步建立福建省馬坑矽卡巖型磁鐵礦成礦模型。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)位于遷西縣城區(qū)東北方向約30km，隸屬遷西縣東荒峪鎮(zhèn)板橋村管轄。區(qū)內(nèi)有簡易公路與唐山—金廠峪公路相連，豐（潤）—董（家口）公路在礦區(qū)西側(cè)通過，交通便利。

區(qū)域主要出露的地層為太古界遷西群上川組和三屯營組地層，其中研究區(qū)以上川組為主要地層，在五重安、羅家屯以北地區(qū)均有分布，代表巖石為輝石麻粒巖，其中角閃斜長二輝麻粒巖最為發(fā)育。上覆地層為中上元古界長城系、薊縣系、青白口系地層、古生界寒武系地層、中生界侏羅系地層、古近系及第四系地層（圖1）。

圖1 研究區(qū)綜合柱狀圖

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)特征

地層走向為北東—南西向，傾向南東，傾角65°～85°?；緲?gòu)造形態(tài)為一單斜構(gòu)造，礦體受其控制，礦層產(chǎn)狀與圍巖一致。局部出現(xiàn)小型撓曲，未見大的斷層破碎帶等。區(qū)內(nèi)巖漿巖出露很少，僅局部略見閃長巖脈，長度較短，寬0.1～0.5m，多斜切片麻理，規(guī)模較小。

2.2 礦區(qū)水文地質(zhì)

區(qū)內(nèi)主要為太古界遷西群組上川組變質(zhì)巖類裂隙水及第四系松散巖類孔隙潛水。根據(jù)巖層的富水性及含水介質(zhì)，將區(qū)內(nèi)分為低山丘陵水文地質(zhì)區(qū)及第四系水文地質(zhì)區(qū)。地表水體距礦體較遠，與礦體沒有直接水力聯(lián)系，對礦體直接充水無關(guān)系，無大的構(gòu)造破碎帶溝通礦體頂、底板，主要充水因表為大氣降水及太古界遷西群變質(zhì)巖類基巖裂隙水，其富水性弱，地下水補給條件較差，第四系覆蓋面積小且薄，水文地質(zhì)邊界條件較簡單。因此，綜合評定該礦區(qū)屬地下水文地質(zhì)條件簡單的礦床。

2.3 礦區(qū)工程地質(zhì)

2.3.1 工程地質(zhì)特征

（1）工程地質(zhì)巖組特征。研究區(qū)巖性除第四系外，巖性主要為太古界遷西群上川組黑云角閃斜長片麻巖、磁鐵石英巖及少量角閃斜長片麻巖及含磁鐵石英巖等。根據(jù)巖體的工程地質(zhì)特征可分為：第四系地層、風(fēng)化帶、太古界遷西群上川組變質(zhì)巖和磁鐵石英巖（礦體）。其中磁鐵石英巖為主要礦石類型，灰黑色，中細粒結(jié)構(gòu)，條紋狀、條帶狀構(gòu)造，主要成分為石英、磁鐵礦，少量角閃石、輝石，RQD值為77%～100%，平均91%，巖石質(zhì)量極好，巖體中等完整。

（2）結(jié)構(gòu)面特征。研究區(qū)內(nèi)沒有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級結(jié)構(gòu)面，主要為Ⅳ、Ⅴ級結(jié)構(gòu)面，主要為巖層的層理及不同巖性發(fā)育的節(jié)理裂隙及各種片理和劈理等結(jié)構(gòu)面，影響巖體的力學(xué)性質(zhì)，破壞巖體的完整性和穩(wěn)定性。

2.3.2 工程地質(zhì)評價

根據(jù)勘查資料，該礦區(qū)基巖可分為風(fēng)化帶、礦體、礦體頂板、礦體底板等4個巖組，綜合評價見表1。

表1 巖體質(zhì)量評價表

3 礦床成因類型及成礦模式

3.1 礦床成因類型

3.1.1 礦體特征

研究區(qū)共賦存6條礦體，依次為M1、M1-1、M1-2、M2、M3、M4。其中M1號礦體為研究區(qū)內(nèi)主礦體，其資源儲量占研究區(qū)總資源儲量的81.47%。礦體均賦存于太古界遷西群上川組變質(zhì)巖地層中。礦體圍巖以黑云角閃斜長片麻巖為主。

3.1.2 礦石類型

構(gòu)成本礦床礦體的主要礦石為磁鐵石英巖。按組成礦石的主要鐵礦物分為磁鐵礦石；按礦石中主要脈石礦物的種類分為石英型鐵礦石；按結(jié)構(gòu)構(gòu)造分為條紋-條帶狀鐵礦石；鐵礦石中的鐵元素主要以磁鐵礦中的鐵為主，即以磁性鐵為主。

3.1.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，以條紋狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造和片麻狀構(gòu)造為主，少量塊狀構(gòu)造。礦體中礦石均不是單一構(gòu)造，多重疊出現(xiàn)，過渡相變，沒有截然的界線。

3.1.4 礦石礦物成分

礦石礦物成分較為簡單。金屬礦物以磁鐵礦為主，含少量黃鐵礦和極少量黃銅礦。脈石礦物以石英等透明礦物為主，另外見有少量輝石或角閃石、斜長石等，蝕變礦物有綠泥石、方解石等。

3.1.5 巖石化學(xué)成分

礦石化學(xué)成分簡單，礦石所含有用元素為Fe，通過組合分析結(jié)果得知其它成份以Si、O為主，少量Al、Mg、Ca。不含可供綜合利用的伴生元素，有害元素含量低微，對工業(yè)利用無影響。

3.1.6 礦體圍巖和夾石

礦體近礦圍巖以黑云角閃斜長片麻巖為主，混合巖化角閃斜長片麻巖次之。礦體夾石主要混合巖化黑云角閃斜長片麻巖組成，少量角閃斜長片麻巖、含鐵片麻巖。夾層厚度不大。

3.2 礦床成礦模式 研究區(qū)鐵礦床為堿長片麻巖—麻粒巖—磁鐵石英巖含礦建造，屬于區(qū)域變質(zhì)的麻粒巖相，巖石多數(shù)是中—基性火山巖等變質(zhì)的產(chǎn)物，在工區(qū)范圍內(nèi)存在小透鏡狀的輝石及角閃石的集合體，輝石磁鐵石英巖形成時的鐵質(zhì)來源，應(yīng)與火山活動有關(guān)。綜上所述，認為詳查區(qū)鐵礦床類型屬于鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦。

4 結(jié)論

（1）板橋東溝鐵礦礦體圍巖以黑云角閃斜長片麻巖為主、混合巖化角閃斜長片麻巖次之；礦體的主要礦石為磁鐵石英巖；礦石元素以Fe、Si、O為主，少量Al、Mg、Ca，礦體夾石主要由混合巖化黑云角閃斜長片麻巖組成，少量角閃斜長片麻巖、含鐵片麻巖。

（2）板橋東溝鐵礦鐵礦床為堿長片麻巖—麻粒巖—磁鐵石英巖含礦建造，屬于區(qū)域變質(zhì)的麻粒巖相鐵礦鐵礦床類型屬于鞍山式沉積變質(zhì)鐵礦。

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TD12

A

1004-5716(2016)12-0142-04

2016-01-21

2016-01-21

趙鵬飛（1980-），男（滿族），河北遵化人，華北理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院在職工程碩士研究生，研究方向：地質(zhì)找礦。