王炳濤, 王光耀, 張苗苗

（河南省地礦局第二地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院， 河南鄭州 450001）

研究區(qū)位于華北地臺(tái)山西臺(tái)隆，地層具明顯地臺(tái)式基底和蓋層的“二元結(jié)構(gòu)”。區(qū)域結(jié)晶基底由太古界、古元古界組成，蓋層由中元古界至石炭系組成。在漫長(zhǎng)而復(fù)雜的地質(zhì)演變過程中，先后經(jīng)歷了五臺(tái)運(yùn)動(dòng)、中條運(yùn)動(dòng)、王屋運(yùn)動(dòng)，加上后期燕山期、喜山期的改造，形成了區(qū)內(nèi)復(fù)雜的構(gòu)造特征。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

（1）地層：主要為下元古界銀魚溝群白崖山組變質(zhì)巖系。

白崖山組下段：遍布于礦區(qū)西部及鐵山河兩岸。地層巖性以變質(zhì)砂巖為主，間夾少量厚5m～70m的白云石大理巖及綠片巖透鏡體，由下而上暗色礦物逐漸增加，顆粒由粗變細(xì)；變質(zhì)砂巖呈肉紅～灰白色，礦物成分主要為石英（占95%以上），其次為長(zhǎng)石、絹云母、綠泥石、方解石等，具變余砂狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。

白崖山組上段：整合于白崖山組下段之上，為區(qū)內(nèi)的含礦層位。巖性以綠色片巖為主，間夾薄層狀白云巖、變質(zhì)砂巖及其透鏡體，為近礦圍巖。白云巖于區(qū)內(nèi)分布較廣，主要產(chǎn)于綠片巖中，呈薄層狀、透鏡狀，為礦體的主要圍巖。綠片巖中薄層狀變質(zhì)砂巖及其透鏡體已強(qiáng)烈蝕變，變質(zhì)砂巖呈灰綠、肉紅色，主要成分為石英（約占50%左右），次要成分為長(zhǎng)石、綠泥石、方解石、絹云母等。此外，綠片巖中還產(chǎn)有透閃石-陽起石巖，分布不廣，常與礦體及白云巖共生，多成小透鏡體狀，常為礦體之直接頂?shù)装濉?/p>

（2）巖漿巖：巖漿巖以呂梁期閃長(zhǎng)巖為主，呈巖席產(chǎn)狀。巖席產(chǎn)狀與圍巖基本一致，近南北向出露。長(zhǎng)度不一，長(zhǎng)者達(dá)1000余米，短者3m～5m，最寬140m，一般40m～60m。

閃長(zhǎng)巖呈暗綠色，粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。成分主要為斜長(zhǎng)石、角閃石，次為綠簾石、石英、磁鐵礦等。磁鐵礦等呈不規(guī)則的粒狀分布，角閃石一般占40%～60%，斜長(zhǎng)石一般占30%～45%，微量礦物有鈦磁鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦、榍石、磷灰石等。

據(jù)巖石化學(xué)的研究屬中偏基性巖類，其中FeO+Fe2O3含量很高，平均為18.1%。SiO2含量在53.98%～60.10%之間。巖體邊緣相Na2O＜K2O，而中心相則相反：Na2O＞K2O，邊緣相之鎂值大于中心相鎂值，邊緣相之鈣質(zhì)則小于中心相之鈣質(zhì)。巖體中心相應(yīng)為正常成分，邊緣相應(yīng)為鋁過飽和。中心相富含鈣、鈉，邊緣相富含鋁、鉀。巖石暗色礦物較多，長(zhǎng)石多為中長(zhǎng)石，因此巖石應(yīng)屬中性巖類。

巖體邊緣的含綠簾石、斜長(zhǎng)石、綠色片巖與閃長(zhǎng)巖呈漸變關(guān)系，系閃長(zhǎng)巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)而成。地表巖石已強(qiáng)烈風(fēng)化蝕變，呈綠色片狀，深部較為明顯，常為塊狀構(gòu)造，片理不發(fā)育。

（3）構(gòu)造：研究區(qū)處于天臺(tái)山背斜南西翼近傾覆端。整個(gè)礦區(qū)為一倒轉(zhuǎn)的由次級(jí)褶皺復(fù)雜化的等斜向斜構(gòu)造。等斜復(fù)式向斜控制了礦體的空間賦存格局，而復(fù)雜等斜復(fù)式向斜的次級(jí)背斜構(gòu)造則控制了礦體的空間分布規(guī)律。

復(fù)雜等斜向斜的次級(jí)背斜的西翼具撓曲特征。它由白云巖及鐵礦層的產(chǎn)狀變化表現(xiàn)出來，白云巖及鐵礦層在山頂一般傾角為15°，向西劇變?yōu)?0°～80°。該撓曲為這個(gè)次級(jí)背斜所具備的箱形特征，巖漿侵入過程中所施加的壓力亦有所影響。撓曲內(nèi)核為一平臥的筒狀閃長(zhǎng)巖體。依此判斷隱伏閃長(zhǎng)巖的存在和位置，說明閃長(zhǎng)巖嚴(yán)密控制著礦體的空間賦存狀態(tài)及規(guī)模。

2 礦體地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

全區(qū)大小礦體100個(gè)，平面上呈反“S”形分布。以其產(chǎn)出部位為主，結(jié)合分布地段，主要分三個(gè)礦體群（表1），特征如下：

（1）Ⅰ號(hào)礦體群：位于礦區(qū)最南端，南部為封門口斷層切割。礦體產(chǎn)于閃長(zhǎng)巖體上部之外接觸帶中。以透鏡狀為主，似層狀次之。礦體走向330°，傾向南西，傾角20°～60°，一般35°～45°，埋深14m～170m，一般50m～80m。

（2）Ⅱ號(hào)礦體群：為主要礦體群之一，賦存于閃長(zhǎng)巖席底部接觸帶上，以白崖山組下段變質(zhì)砂巖為底板，閃長(zhǎng)巖為頂板，是區(qū)內(nèi)埋藏最深的礦體群，長(zhǎng)950m，最寬處375m，走向南北，傾向西，傾角4°～32°。

（3）Ⅲ號(hào)礦體群：埋藏較淺，走向南北，傾向正西，傾角15°～45°，一般25°左右。位于Ⅱ號(hào)礦體群之上，為閃長(zhǎng)巖席中的包體。礦體呈似層狀或透鏡狀。長(zhǎng)480m，寬300m，厚度30m左右。

圍巖蝕變較為發(fā)育。在白云巖中有透閃石—陽起石化、碳酸鹽化、滑石化、硅化；蝕變閃長(zhǎng)巖中發(fā)育納黝簾石化、黃鐵礦化；變質(zhì)砂巖中有電氣石化及絹云母化。其中透閃石—陽起石化、碳酸鹽化、滑石化及黃鐵礦化與礦床關(guān)系密切。

2.2 礦石特征

（1）鐵礦礦物

磁鐵礦：是組成礦石中的主要礦物，存在于各種類型的礦石之中。礦石多呈自形-半自形，局部呈半自形-他形。

區(qū)內(nèi)磁鐵礦礦石具不同程度的破碎現(xiàn)象，即自形-半自形的磁鐵礦礦石廣泛發(fā)育著裂紋和裂隙。沿其破裂面充填有次生的綠泥石、石英及方解石等。普遍具弱赤鐵礦化及較強(qiáng)的磁赤鐵礦化，且程度不均。

赤鐵礦及假象赤鐵礦：呈細(xì)粒狀，與磁鐵礦緊密共生，系磁鐵礦受不同程度的氧化作用所致。

褐鐵礦：系磁鐵礦及黃鐵礦經(jīng)外生作用而成。局部呈磁鐵礦假象出現(xiàn)。

礦石TFe含量最高達(dá)69.05%，最低為20.60%，平均為42.28%；有害組分主要為S；伴生有益組份主要為Co。

礦石類型可分為高硫富礦（TFe平均≥45%、邊界品位≥40%，S＞0.3%）、低硫富礦（TFe平均≥45%、邊界品位≥40%，S＜0.3%）和貧礦（TFe平均≥30%、邊界品位≥20%三種工業(yè)類型。

（2）金屬硫化物

黃鐵礦：為鐵礦中的次要金屬礦物，呈粗大的自形晶、半自形晶聚粒狀和浸染狀，等軸狀或伸長(zhǎng)狀，與磁鐵礦緊密共生。

表1 鐵山河鐵礦Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號(hào)礦體群礦體特征表

黃銅礦：與黃鐵礦緊密共生。黃銅礦呈小點(diǎn)分布于黃鐵礦中。

白鐵礦：分布于褐鐵礦與脈石礦物間，在礦石中偶爾見到。

（3）非金屬礦物

綠泥石：多由黑云母蝕變而來，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，分布于磁鐵礦顆粒間或充填于裂隙中，亦有呈草綠色之彩狀疏散在碳酸鹽或石英之集合體內(nèi)。

白云巖：為主要脈石礦物之一。呈細(xì)粒自形－半自形晶分布于磁鐵礦中，形成浸染狀礦石，局部可見白云石呈斷續(xù)條帶分布，即構(gòu)成條帶狀礦石。

石英：呈他形細(xì)粒狀嵌晶，具不規(guī)則狀、鋸齒狀邊緣，呈條帶狀或細(xì)脈狀分布于礦石中。

3 成礦要素

豫西北鐵山河鐵礦典型礦床成礦要素表，見表2。

4 礦床成因和成礦模式

屬接觸交代礦床，依據(jù)如下：①礦體空間分布與基性巖體密切相關(guān)；②可見到磁鐵礦交代白云石大理巖的現(xiàn)象；③礦體層較多，延展范圍小；④與礦體密切相關(guān)的斜長(zhǎng)角閃巖含鐵量很高，為成礦鐵質(zhì)來源；⑤圍巖有明顯的熱液蝕變，但缺少典型的矽卡巖礦物，成礦模式見圖1。

5 結(jié)論

（1）閃長(zhǎng)巖體控制了鐵礦床的分布區(qū)域；有利于熱液交代的白云巖是鐵礦體的存儲(chǔ)空間。礦床空間分布與呂梁期中性閃長(zhǎng)巖體密切相關(guān)，且閃長(zhǎng)巖體鐵含量高，為成礦鐵質(zhì)來源。下元古界銀魚溝群白崖山組中的白云巖為鐵礦體提供了賦存空間，即控礦圍巖。

表2 鐵山河鐵礦成礦要素表

（2）鐵礦體與構(gòu)造關(guān)系密切，且層數(shù)多，礦體延展范圍小?？氐V構(gòu)造，首先是接觸帶，所有鐵礦體都是從巖體接觸帶上伸展出來的，且在接觸帶以外又都產(chǎn)于有利構(gòu)造部位：白云巖層、破碎帶、層間斷裂、層間剝離裂隙中、構(gòu)造接觸帶、背斜褶皺之鞍部等位置。因此，礦體的形成與構(gòu)造的頻繁活動(dòng)密切相關(guān)。

總之，本區(qū)經(jīng)歷了多期次構(gòu)造變形和成礦作用，具有成礦的有利層位和構(gòu)造容礦空間。研究區(qū)及其深部和外圍成礦條件有利，該礦床的地質(zhì)特征、礦床類型，為尋找類似鐵礦床具有參考作用。