河北省于城鐵礦地質(zhì)特征

摘 要:白云巖頂垂體與石英二長巖或中細(xì)粒花崗巖接觸，形成區(qū)內(nèi)廣泛而復(fù)雜的接觸帶構(gòu)造，根據(jù)接觸帶不同部位，將礦區(qū)劃分為北接觸帶、西接觸帶、南接觸帶、東接觸帶與底部接觸帶。于城鐵礦受接觸帶構(gòu)造控制，形成矽卡巖型磁鐵礦床。

關(guān)鍵詞:于城鐵礦 地質(zhì)特征 接觸帶構(gòu)造 矽卡巖型磁鐵礦

中圖分類號(hào):P61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)02(c)-0055-02

1 成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)位于中朝準(zhǔn)地臺(tái)山西斷隆與燕山臺(tái)褶帶接合部位，位于烏龍溝～上黃旗深斷裂帶南東側(cè)。

基底由中太古界陳莊巖群、上太古界石咀巖群組成，蓋層由中上元古界長城系、薊縣系、青白口系及古生界的寒武系、奧陶系之碳酸鹽建造，中生界侏羅系陸相火山碎屑巖建造，新生界第三系、第四系沉積建造組成，并且以角度不整合覆蓋于基底之上。

區(qū)域構(gòu)造顯著特點(diǎn)是北北東向斷裂與褶皺發(fā)育，烏龍溝～上黃旗、靈山～紫荊關(guān)兩組北北東向深斷裂構(gòu)成區(qū)域構(gòu)造的主體，控制著區(qū)內(nèi)沉積作用、巖漿活動(dòng)、礦產(chǎn)分布等基本地質(zhì)特征，是重要的導(dǎo)巖控礦構(gòu)造。

區(qū)域巖漿巖屬淶源雜巖體。

1.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為太古界陳莊巖群黑云斜長片麻巖，中元古界薊縣系霧迷山組白云巖。在溝谷和山坡有第四系松散沉積物分布。

太古界陳莊巖群黑云斜長片麻巖:巖性由條帶狀混合巖化黑云斜長片麻巖、角閃黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖組成。

薊縣系霧迷山組白云巖:呈頂垂體產(chǎn)出，由霧迷山組一段、二段白云巖組成。受巖漿巖侵入影響，普遍遭受了接觸熱變質(zhì)和交代蝕變作用，并形成大理巖或大理巖化、矽卡巖化等蝕變及鐵、銅、鋅礦化。主要巖性有大理巖化白云巖、大理巖等。

1.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛分布，于北、西和南部包圍白云巖頂垂體，使白云巖頂垂體呈“半島狀”，僅東部為黑云斜長片麻巖。主要有燕山早期中細(xì)粒黑云母閃長巖、石英二長巖、斑狀二長花崗巖和燕山晚期的中粗粒鉀長花崗巖、中細(xì)粒花崗巖及各種脈巖。成礦作用與石英二長巖關(guān)系密切，其它巖體除中細(xì)粒花崗巖和成礦作用有關(guān)外，其余均與成礦關(guān)系不大。

1.3 構(gòu)造

褶皺構(gòu)造:白云巖頂垂體為一倒轉(zhuǎn)背斜，向南西傾沒，背斜軸向?yàn)楸睎|向，向北變?yōu)楸北睎|向，沿倒轉(zhuǎn)背斜軸部有石英二長斑巖侵入，倒轉(zhuǎn)背斜兩翼地層走向均為北北東，向南東傾斜，在倒轉(zhuǎn)背斜正常翼有一系列復(fù)式背向斜形成，但規(guī)模較小，其方向與主體褶皺方向一致，彼此平行排列。

斷裂構(gòu)造:區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為北北東向大致平行的高角度正、逆斷層，主要為成礦前斷裂，主干斷裂旁側(cè)的次一級(jí)斷裂控制了礦體形成和脈巖的侵入。次為成礦后斷裂，屬早期斷裂繼承性活動(dòng)，成礦后斷裂破壞了礦體的完整性。

接觸帶構(gòu)造:白云巖頂垂體與石英二長巖或中細(xì)粒花崗巖接觸，形成區(qū)內(nèi)廣泛而復(fù)雜的接觸帶構(gòu)造，為區(qū)內(nèi)控礦構(gòu)造。根據(jù)接觸帶不同部位，將礦區(qū)劃分為北接觸帶、西接觸帶、南接觸帶、東接觸帶與底部接觸帶。

北接觸帶:大部為頂垂體與中細(xì)粒花崗巖接觸，僅在局部與石英二長巖接觸，接觸面總體向南傾斜，傾角10～54°，分布標(biāo)高為950m以上。接觸帶局部有零星黃銅礦磁鐵礦、黃銅礦、含銅磁鐵礦體出露，形成規(guī)模較小的五回嶺礦體。

西接觸帶:南半部與石英二長巖接觸，北半部與中細(xì)粒花崗巖接觸，呈NNE向展布，向東偏南傾斜，傾角20～40°。該帶向南與南接觸帶相連。矽卡巖帶較發(fā)育，并在局部形成含銅磁鐵礦體，形成規(guī)模較小的于城礦段。

南接觸帶:是區(qū)內(nèi)的主成礦接觸帶，形態(tài)復(fù)雜，近地表處石英二長巖超覆于白云巖之上，使接觸帶界面向196°方向傾斜，傾角30～70°，由西向東由緩變陡，地層產(chǎn)狀近于垂直接觸面，表現(xiàn)為不整合接觸，向下逐漸向北東傾斜，并在巖體由南向北、由陡變緩的轉(zhuǎn)折部位形成巖凹，是成礦有利部位，厚大礦體多賦存于此。

東接觸帶:南半部為斷層控制，向北東沿接觸帶有中細(xì)粒花崗巖侵入，并形成牛頭峪零散分布的磁鐵礦，構(gòu)成牛頭峪礦段。

底接觸帶:是巖漿巖侵入體與白云巖頂垂體底面接觸部分，分布面積廣，產(chǎn)狀形態(tài)變化大。總體呈北西高、南東低的不規(guī)則狀分布，以緩角度向南東傾斜，南東部邊緣變陡，甚至反向;接觸帶垂深達(dá)0～400余m，向北接觸帶逐漸變淺，至五回嶺出露于地表。在部分區(qū)段底接觸帶由于巖漿巖侵入體在局部呈巖枝、巖舌或巖凸使其形態(tài)更趨復(fù)雜，在巖凹部位有利于形成厚大的鐵銅礦體礦體。

1.4 磁異常特征

在北、東、西等接觸帶上及其附近圈定出很多不連續(xù)的窄長帶狀小異常;在南接觸帶圈出了范圍較大的橢圓形異常，異常穩(wěn)定，異常東西長600m，南北寬400m，異常值達(dá)3000 nT，異常中心高達(dá)5000nT;白云巖頂垂體中北部有低緩異常分布，南北長約1500m，東西寬700—1000m，磁場強(qiáng)度約500nT。

1.5 圍巖蝕變

高溫氣化～熱液和巖漿期后殘余熱液先后沿接觸帶發(fā)生的氣化～熱液經(jīng)交代作用而產(chǎn)生內(nèi)、外蝕變帶并伴隨成礦作用。礦床內(nèi)的白云質(zhì)大理巖或大理巖化白云巖、水鎂石大理巖化白云巖是熱接觸變質(zhì)作用的產(chǎn)物。堿質(zhì)交代巖、熱液蝕變巖石及鐵、銅、鋅等金屬元素的硫化物及氧化物組合則是巖漿晚期高溫氣化～熱液與巖漿期后殘余熱液多期次多階段活動(dòng)，并發(fā)生熱液交代蝕變作用的結(jié)果。

蝕變帶可劃分為內(nèi)矽卡巖帶、外矽卡巖帶和熱變質(zhì)形成的大理巖花帶，內(nèi)矽卡巖帶由中細(xì)粒花崗巖、石英二長巖經(jīng)接觸交代作用形成的蝕變帶，主要發(fā)育綠簾石化。外矽卡巖帶蝕變以透輝石化、蛇紋石化為主。綜合本區(qū)蝕變帶分布特征，從內(nèi)接觸帶到外接觸帶依次劃分如下:

(1)中細(xì)粒花崗巖、石英二長巖。

(2)鉀長石化花崗巖，鈉長石化石英二長巖。

(3)綠簾石巖帶。

(4)透輝石矽卡巖帶。

(5)橄欖石(蛇紋石)矽卡巖帶。

(6)大理巖帶。

(7)大理巖化(或水鎂石大理巖化)白云巖帶在內(nèi)、外矽卡巖帶中或蛇紋石大理巖化白云巖中均可見到綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等，這些成礦后期或成礦期后中低溫?zé)嵋何g變礦物，多呈細(xì)脈狀沿裂隙充填或交代矽卡巖及早期形成的磁鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等。

熱液蝕變:在內(nèi)、外矽卡巖帶中或蛇紋石大理巖化白云巖中均可見到綠泥石化、黃鐵礦化和分布普遍的碳酸鹽化等，這些成礦后期或成礦期后中低溫?zé)嵋何g變礦物，多呈細(xì)脈狀沿裂隙充填或交代矽卡巖與早期形成的磁鐵礦、閃鋅礦等，尤其在離接觸帶較遠(yuǎn)的受擠壓大理巖化自云巖中，細(xì)脈狀黃鐵礦和方解石比較常見。

總觀本區(qū)圍巖蝕變特點(diǎn)是長期的多階段巖漿期后熱漿活動(dòng)形成多期次接觸交代作用和迭加過程，使矽卡巖帶由簡單變得復(fù)雜。據(jù)鏡下鑒定結(jié)果，至少有兩期透輝石、兩期蛇紋石，而與磁鐵礦關(guān)系密切者為早期細(xì)粒逶輝石和黑綠色蛇紋石，它們?yōu)楸緟^(qū)的主要找礦標(biāo)志。

2 礦床特征

根據(jù)接觸帶不同部位，將礦區(qū)劃分為北接觸帶的五回嶺礦段、西接觸帶的于城礦段、南接觸帶的于城嶺南礦段、東接觸帶的牛頭峪礦段和底接觸帶的底部礦段。

2.1 礦段特征

五回嶺礦段:位于礦區(qū)東北部，與中細(xì)粒花崗巖有關(guān)，產(chǎn)于狹長帶狀的白云巖兩側(cè)的接觸帶上，礦體走向20°，向東南傾斜，傾角一般在10～70°左右。礦體斷續(xù)長達(dá)1200m，厚1～3m，不穩(wěn)定、不連續(xù)，礦體形狀變化大。

于城礦段:位于西部接觸帶，與石英二長巖有關(guān)。礦體呈似層狀及透鏡狀，礦體斷續(xù)長達(dá)1200m，厚3～5m，礦體走向N20°E，傾角一般在30～70°，向南東傾斜。

牛頭峪礦段:位于礦區(qū)的東部及東南部，與中細(xì)粒花崗巖有關(guān)礦化帶全長達(dá)2000m，礦體呈大小不等的透鏡體出現(xiàn)，礦體走向20°，與接觸帶方向一致，向南東傾斜約60°，礦體生成于接觸帶和距離接觸帶甚遠(yuǎn)的白云巖中。

以上三個(gè)礦段礦體規(guī)模較小，呈小型。于城嶺南礦段和底部礦段為于城鐵礦區(qū)重要礦段。

于城嶺南礦段:位于礦區(qū)的南接觸帶上，與石英二長巖有關(guān)。礦化帶全長達(dá)1250m，礦體不連續(xù)，呈大小不等的透鏡體狀產(chǎn)出，礦體走向60°，與接觸帶方向一致，向北東傾斜約30°。圈定Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等四礦體，Ⅰ號(hào)鐵礦體為主礦體，并共生有鋅、銅礦體。礦體產(chǎn)出標(biāo)高由西向東側(cè)伏，埋深逐漸加深，礦體厚度增大，而西端淺部礦體薄且具分叉現(xiàn)象。

Ⅰ號(hào)鐵礦體共生有Zn、Cu礦體。東西控制長度1250m，礦體平均厚度63.21m，礦體賦存于巖凹部位，礦體厚，穩(wěn)定連續(xù)，其產(chǎn)狀與接觸帶產(chǎn)狀一致，總體走向北西西，傾向北東，傾角10～35°。礦石品位一般TFe30%～40%，最高61.16%。

底部礦段:礦床受底部接觸帶控制，礦體產(chǎn)于石英二長巖、中細(xì)粒花崗巖與霧迷山組一段白云巖接觸帶蛇紋橄欖矽卡巖、透輝石矽卡巖中，礦體為含銅、鋅磁鐵礦。礦化帶南北長約1000m，東西寬約820m。礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀和規(guī)模嚴(yán)格受接觸帶的形狀和產(chǎn)狀控制，呈似層狀、透鏡狀、不規(guī)則囊狀，以20～40°的角度向南東傾斜。圈定Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ鐵礦體3個(gè)，Ⅷ號(hào)為主礦體。

Ⅷ號(hào)鐵礦體共生有Cu、Zn礦體。南北控制長度500～890m，東西控制長度450～840m，總體走向北北東，傾向南東東，傾角2～39°，礦體厚度1.04～16.06m，平均品位TFe 30.02％，Cu0.64％，Zn3.40％。

2.2 礦石質(zhì)量

礦物成分主要為磁鐵礦，含少量閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦等硫化物，次生礦物主要有褐鐵礦、銅蘭、孔雀石。當(dāng)晚期閃鋅礦、黃銅礦等大量出現(xiàn)并與磁鐵礦共生時(shí)，其礦物成分和組合由簡單變?yōu)閺?fù)雜。所以，不同礦石類型，礦物成分和共生組合也不盡相同。脈石礦物以透輝石、橄欖石、蛇紋石為主，石榴子石、透閃石、金云母、綠簾石、方解石、綠泥石等次之。

有用元素為Fe，共生組分有Cu、Zn，它們均可富集成工業(yè)礦體，S是鐵礦石中主要有害元素。

Fe在礦石中含量及分布:Fe是主要有用組分，是組成磁鐵礦石或鐵銅共生礦石的主要成分，品位分布比較均勻，TFe最高品位可達(dá)54.85％，一般23%～40％。

共生組分Cu，主要載體礦物為黃銅礦，Cu最高品位可達(dá)0.92％，一般0.39%～0.74％。共生組分Zn，含于閃鋅礦中，Zn品位3.15%～3.57％，礦體規(guī)模較小。

礦石結(jié)構(gòu)為半自形～它形粒狀結(jié)構(gòu)以及交代殘余結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造以浸染狀、塊狀構(gòu)造為主，次為條帶狀。

礦石自然類型按礦物共生組合可劃分為磁鐵礦石、黃銅礦～磁鐵礦石、黃銅礦～閃鋅礦石、黃銅礦石、閃鋅礦石;按脈石礦物可劃分為蛇紋橄欖磁鐵礦石、橄欖透輝磁鐵礦石、透輝石磁鐵礦石、蛇紋石磁鐵礦石、蛇紋石～透輝石磁鐵礦石。按其結(jié)構(gòu)、構(gòu)造可分為致密塊狀、條帶狀、浸染狀鐵礦石。礦石工業(yè)類型屬需選鐵礦石。

3 成因類型

本區(qū)磁鐵礦主要產(chǎn)于巖漿巖與白云巖接觸帶上或其附近鎂矽卡巖中，屬典型的早期接觸交代(矽卡巖)型磁鐵礦，被晚期閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦等金屬硫化物迭加，最終形成以鐵為主的復(fù)合式中-中高溫?zé)嵋鸿F、鋅、銅共生礦床。

4 礦床遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)

于城鐵礦經(jīng)過多年勘查開發(fā)，已達(dá)中型鐵礦規(guī)模。隨著勘查開發(fā)的進(jìn)一步深入，鐵礦資源量將會(huì)進(jìn)一步增加。

參考文獻(xiàn)

[1]成都地質(zhì)學(xué)院《礦床學(xué)》編寫組.礦床學(xué)[M].地質(zhì)出版社，1978.

[2]賀同興，盧良兆，李樹勛，蘭玉琦.變質(zhì)巖石學(xué)[M].地質(zhì)出版社，1980.