河北省遷安市護國寺鐵礦地質特征及質量評述

一、概況

護國寺鐵礦位于河北省遷安市西南12.7公里，隸屬木廠口鎮護國寺村管轄，交通十分便利。本礦礦床在1986-1987年由首鋼地質勘查院地質調查隊做過地質普查工作，于1990年提交了《河北省遷安鐵礦區護國寺鐵礦床普查地質報告》。2011年河北省地礦局第五地質大隊在原地質勘查的基礎上，對W400～E300線采礦權范圍內開采標高以下的深部礦體進行詳查工作。2011年12月提交了《河北省遷安市九江貿有限公司護國寺鐵礦W400～E300線深部詳查地質報告》。

二、區域地質

（一）地層。冀東地區出露地層以太古界、元古界分布最廣，約占總面積的三分之二。其次為中生界侏羅系，古生界僅殘存于東西向局部盆地內，范圍狹小。變質含鐵建造巖系分布于太古界和下元古界中。中元古界長城系地層不整合于太古界之上。

對于該區太古代地層層序的劃分方案有30多種，隨工作的深入，目前各家漸趨一致，將其劃為遷西群和灤縣群。

1、太古界遷西群。太古界遷西群至少經歷了兩次區域變質作用，早期為麻粒巖相，晚期為角閃巖相。在遷安地區只出露三個組，即上川組、三屯營組和馬蘭峪組。

2、太古界灤縣群。分布在灤縣、盧龍一帶。由斜長角閃巖、透輝斜長角閃巖、角閃變粒巖、黑云斜長變粒巖及磁鐵石英巖組成。原巖為基性—中酸性火山沉積巖—硅鐵質沉積建造。混合巖化較遷西群弱，變質相系屬角閃巖相。

3、元古界及以上地層

（1）下元古界雙山子群和青龍群，主要分布在長城以北一帶，在遷安礦區附近缺失。（2）中元古界長城系在遷安礦區以東缺失，主要分布在礦區西部，厚度不大，在礦區北部大約500m左右，南部則更薄。（3）薊縣系地層分布在礦區以西。（4）上元古界青白口系在本區沒有出露。（5）古生界寒武—奧陶系，主要分布在礦區以南，東西向分布的向斜中，如蛇探峪—楊柳莊—王官營一帶，特點是寒武系底部府君山組厚層灰巖及中部鮞狀灰巖較發育。（6）中侏羅統后城組，分布在遷安礦區橫山、曹官營、水廠西部及遷西縣新集鎮附近。是一套紫紅色、巨厚層礫巖。

三、構造

冀東地區的大地構造位置在華北地臺北緣燕山沉降帶中部，相當于馬蘭峪—山海關復背斜及興隆復向斜、薊縣復向斜的部分地區。馬蘭峪—山海關復背斜又分為馬蘭峪背斜、青龍背斜、雙山子穹窿、遷安隆起等。

遷安隆起平面呈卵形，面積大約為1000km2。初期核緣環的邊緣東西兩側，分布著由遷西群含鐵變質巖系所組成的弧形褶皺帶，如圖2-1所示。

四、巖漿巖

區域巖漿巖主要是燕山期細粒至粗粒花崗巖、黑云母正長巖及閃長巖等。出露范圍主要在青龍及遷西北部。

在護國寺礦區出露有輝長輝綠巖、橄欖輝長巖、煌斑巖、偉晶巖等呈巖脈狀產出。區內巖漿巖不發育。

五、區域礦產

本區域內唯一的主要礦產是鐵礦，產在遷西群變質巖中，屬鞍山式鐵礦。大、中、小型鐵礦床星羅棋布，具有一定規模的有水廠鐵礦、孟家溝鐵礦、大石河鐵礦、杏山鐵礦等。

六、礦區地質

（一）地層

1、變質巖特征。護國寺鐵礦區內出露的地層為太古界遷西群三屯營組一段（Ars1）、二段（Ars2）和三段第一層（Ars3-1）、第二層（Ars3-2）及第三層（Ars3-3）。

2、其它地層特征

（1）上覆地層：中元古界長城系常州溝組地層（Chc）：該層底部含有不穩定的含鐵礫巖，向上為巨礫底礫巖及厚層長石石英砂巖，呈角度不整合覆蓋在太古界地層之上，形成陡崖地貌，此層主要分布在礦區西部。

（2）第四系：由洪積物、坡積物、沉積黃土組成。成分以礫石、亞砂土及亞粘土為主。

（3）巖石特征

1、麻粒巖類。是礦區內經常出現的巖石類型，與其它巖石呈互層出現。

2、黑云變粒巖類。此類巖石常與其它巖石呈互層出現，并含有紫蘇輝石、石榴子石等特征礦物，構成紫蘇黑云變粒巖、石榴黑云變粒巖。

3、斜長角閃巖類。灰黑色，中粗粒變晶結構，塊狀構造。主要礦物為斜長石、角閃石，一般均有數量不等的輝石出現。

4、斜長輝石巖類。呈夾層出現，不含石英。巖石為灰黑色，中粗粒變晶結構，塊狀構造。主要礦物為輝石、斜長石，斜長石含量為35～40%，此種礦物為半自形晶，雙晶發育。）

（4）混合巖化作用。在變質巖形成的過程中，混合巖化普遍存在且不均勻形成混合巖化作用。按其混合巖化程度強弱，基體和脈體比例，混合巖可分為：弱—較弱—較強—強四個等級，相對應巖性為混合質變質巖—混合巖—混合片麻巖—混合花崗巖。本礦其混合巖化程度一般屬于中-高級。

七、構造

（一）褶皺構造。護國寺鐵礦主要受護國寺向斜構造控制，即該構造為控礦構造。

向斜的西翼及轉折端由Ars3-2層組成，核部地層為Ars3-2層。向斜的西翼為倒轉翼，東翼為正常翼。向斜軸向340°，軸面傾向SW，傾角80～85°。西翼向西傾斜，傾角75～80°。此翼西側被長城系地層覆蓋而出露不全。東翼傾向W，傾角75°。縱向剖面圖（圖3-1）。

向斜轉折端及東翼（正常翼）分別被FK2、FK3和FK1破壞而顯得不完整。因此，從總體看，護國寺向斜構造形態是一個被斷裂破壞的“歪斜的簸箕”狀倒轉褶皺構造。

確定轉折端發生倒轉的依據為：Ars3-2層（轉折端）在地表向N作反轉傾斜，層內含有石榴黑云矽線變粒巖，這一套地層按地表的傾向方向應該在深部繼續向N延深下去，而處于老虎山南側的ZK86-2、ZK87-8兩孔在其深部不應見到Ars3-2層，而且還探到了較大厚度的礦體。故認為其轉折端的地層在深部已向南發生正轉。

圖3-1 護國寺向斜縱向剖面示意圖

（二）斷裂構造

礦區斷裂構造極發育，按空間分布可分為EW向、SN向、NE向三組。

（1）EW向斷裂，此組斷裂有兩條：即FK2、FK3斷裂。

（2）SN向斷裂此組斷裂規模較大的是FK1斷裂（又名石家峪斷裂）。位于礦區東部，經石家峪（原地形名稱）向地北兩個方向延伸，屬逆斷層。該斷裂把石家峪礦體破壞成構造透鏡體。

（3）NE向斷裂，斷裂為壓性斷層。

三個方向的斷裂中，EW向斷裂生成時間早于其它方向斷裂；而FK1斷裂切斷EW向斷裂后，晚期又被進一步活動的FK2斷裂截斷；NE向斷裂形成時間最晚，切斷了EW向和SN斷裂。

八、礦體地質

（一）礦體特征。本礦區是原普查報告中老虎山礦體（LHS）的位置。本礦區內共分布有Ⅰ-1～Ⅰ-3、Ⅱ-1、Ⅱ-2-1、Ⅱ-2-2六個礦體，其中Ⅱ-1礦體為主礦體。各礦體特征如表4-1：

（二）礦石質量

（1）礦石礦物成份

礦區礦石為輝石磁鐵石英巖、磁鐵石英巖、磁鐵輝石巖原生礦。礦石的礦物成份金屬礦物以磁鐵礦為主，少量黃鐵礦、假象赤鐵礦，脈石礦物以石英、紫蘇輝石、透輝石、透閃石為主，次為黑云母，少量石榴石、方解石、磷灰石等。

（2）礦石結構構造

礦石結構主要為粒狀變晶結構，次為碎斑結構及次糜棱結構。礦石的構造主要為條紋、條帶、片麻狀及塊狀構造。條紋、條帶構造是按暗色礦物和淺色礦物組成的黑白相間的條帶寬度和連續性。

（3）礦石化學成分

本區礦石mFe一般為16～25%之間，最高mFe品位為28.54%，最低mFe品位為15.01%，全區mFe平均品位為19.28%。品位除個別有小的變化，一般比較穩定，據2010年施工的25個鉆孔，礦體內（包括低品位礦）366件單樣統計，其變化系數為16.68%。

據樣品統計，不同標高mFe平均品位從西往東各勘探線深部比淺部略高，但規律性不強，東西各勘探線之間變化幅度較小，比較穩定。詳見表4-2、表4-3。

礦石mFe不同標高品位變化情況統計表 表4-2

礦石mFe沿走向品位變化情況統計表 表4-3

（4）礦石化學分析 礦石化學分析結果見列表4-4。

礦石化學成分結果表 表4-4

（5）組合分析 分析項目見4-5。

組合分析結果表 表4-5

（三）鐵的物相分析

鐵礦石中的鐵賦存狀態根據件物相分析結果統計如表4-6。

鐵礦石中各種鐵礦物鐵含量統計表 表4-6

項 目變 化 范 圍 （ % ）

最 高最 低平 均

mFe28.857.2617.53

CFe2.260.130.87

OFe5.791.242.21

sfFe0.2900.0000.063

siFe13.980.606.15

（四）礦石類型

1、礦石自然類型

根據礦石的礦物成分和礦物含量將本區礦石類型劃分為輝石磁鐵石英巖、磁鐵石英巖和磁鐵輝石巖三種類型，并以輝石磁鐵石英巖礦石類型為主。

2、礦石工業類型

本區鐵礦石為磁鐵貧礦，因此屬需選礦石，按mFe/TFe比值為82.40%，比值小于85%，且由于礦石中輝石角閃石等暗色礦物較多，說明本礦體為弱磁性鐵礦石。礦石工業類型屬需選磁鐵礦石。

按CaO+MgO/SiO2+Al2O3，其比值為0.09屬酸性礦石。

（五）礦床成因及找礦標志

護國寺鐵礦屬火山沉積變質型鐵礦床。礦體賦存于太古界遷西群三屯營組（Ars）變質巖系中，多呈層狀、似層狀產出，條紋、條帶狀礦石構造以及含礦構造中含層狀有機碳等因素，均顯示出礦床的沉積成因。

遷安礦區的鐵礦體受遷安隆起邊緣褶皺帶控制，向斜控礦構造明顯，向形礦體呈弧形展布。北區礦體走向為北東，到南區變為北西，軸面傾向北西到南西，西翼一般發生倒轉，產狀較陡，礦體厚度較大；東翼正常，產狀較緩，礦體厚度略小，向斜核部礦體厚大，但核部多受縱向斷裂破壞而顯得不完整。

遷安礦區一般以600nT以上圈定的磁異常范圍內即有礦體，近地表埋深較淺的礦體異常能達到10000nT以上，埋深較大（>800m）也可形成800nT以上的磁異常。

九、結論

（一）礦床控制程度和研究程度

1、礦床控制程度

護國寺礦床前期工作階段在1986-1987年由首鋼地質勘查院綜合地質調查隊采用200×200m～200×400m的勘探網度進行控制，作了地質普查工作，于1990年提交了《遷安鐵礦區護國寺鐵礦床普查地質報告》。2010年工作是在前期工作的基礎上按100×100m工程間距對老虎山礦體進行控制。提交了《河北省遷安市九江工貿有限公司護國寺鐵礦W400～E300線深部詳查地質報告》。

基本查明了礦區地層時代和巖性特征，確定了礦體賦存層位和空間分布，基本查明了控制礦體的褶皺構造和斷層構造，基本查明了礦體的形態、規模、產狀和分布規律，基本確定了礦體的連續性及夾石的規模和分布，基本查明了礦石礦物成分、品位變化和結構構造特征，基本查明了礦石有益有害組分和含量。

2、礦床的研究程度

護國寺向斜構造形態是一個被斷裂破壞的“歪斜的簸箕”狀倒轉褶皺構造，礦體受其影響也呈“歪斜的簸箕”狀。研究了礦石的質量及選冶和加工技術條件。為礦山生產建設提供了依據。

（二）成礦基本規律和遠景評價

本礦床屬鞍山式沉積變質鐵礦，其規模已達中型規模，礦床成因為海底火山噴發沉積變質形成。礦區的巖石特征為一套含鐵火山噴發—沉積巖系，在經歷區域變質作用后，形成具條紋（帶）狀構造（輝石）磁鐵石英巖系。護國寺鐵礦礦體賦存空間嚴格受地層及向斜構造控制，礦體呈向南傾伏“歪斜的簸箕”狀。向深部礦體賦存較深，深部礦體未封閉，A0勘探線尤為甚。而且礦區外圍存在有多處低緩磁異常，具有一定的成礦遠景。

（三）建議

護國寺鐵礦主要為隱伏礦體，依據地面磁測成果尋找隱伏礦體，指導鉆探工程的布置效果甚佳。本鐵礦床均為盲礦體，工程控制程度局部仍顯不足，建議在今后礦山開采過程中應加強生產探礦，詳細探明礦體賦存狀態及質量分布規律為礦山生產提供準確依據。