山西省代縣石墻南鐵礦區礦床成因及找礦標志

黃紅國+房曉紅

摘要：本文通過對山西省代縣石墻南鐵礦區成礦地質條件、地質特征及礦床地質特征等進行分析研究，分析了礦體分布、數量、賦存部位，厚度、規模、產狀和礦石質量，確定礦床成因屬于條帶狀硅鐵建造屬阿爾戈馬型鐵礦床。

關鍵詞：石墻南鐵礦；礦體特征；礦床成因

1、礦區地質

本礦區的大地構造位置處于華北準地臺（Ⅰ）、山西臺背斜（Ⅱ）、五臺山斷拱（Ⅲ）的西北部，本礦床屬于區域變質火山—沉積型鐵礦床。礦區內出露的地層簡單，為五臺群臺懷亞群柏枝巖組，該組以基性火山巖變質而成的綠泥片巖為主。區內小規模褶皺發育。

1.1 地層

礦區出露地層為太古界五臺群臺懷亞群柏枝巖組、新生界第四系。柏枝巖組廣泛分布于礦區內，地層走向北西西，與片理產狀一致，傾向152°—186°，傾角31°—80°。主要巖性為：綠泥角閃片巖、角閃片巖、磁鐵石英巖、云母石英片巖、綠泥石英片巖等。

1.2.1向斜構造

位于礦區的最南部，分布于2—8線，軸向70°，東西長710m，南北寬400 m。形態為一開闊的軸面近于直立的“U”型向斜構造，向斜的北翼及部分核部位于礦區內，其南翼位于礦界外。北翼產狀SSE∠70°—80 °，核部產狀平緩，起伏不大。Ⅰ、Ⅱ號礦體賦存于該向斜中，礦體的形態、產狀、厚度受其褶皺形態控制。在強烈擠壓拉伸作用影響下，致使礦帶中的地質體（礦層、綠泥角閃片巖等）的形態、產狀、厚度在空間的不同位置變化很大，致使鐵礦體在向斜兩翼被強烈拉伸后變薄。

除了上述向斜構造外，區內其他位置的地層均表現為簡單的單斜構造，產狀152°—186°∠31°—60°， Ⅲ—Ⅷ號礦體受層位控制，均以單斜構造產出。

2、礦床特征

2.1含礦巖系特征

區內磁鐵礦體主要賦存于柏枝巖組綠泥角閃片巖中的硅鐵巖系中，即磁鐵石英巖中。在磁鐵石英巖礦帶內，將符合工業指標的圈定為磁鐵礦體，礦帶的頂底板均為綠泥角閃片巖，礦帶受向斜和單斜構造控制。

2.2礦體特征

礦體主要分布于礦區的中部和南部，平面上沿東、西向帶狀展布。礦體的總體走向為北東東，傾向南東，礦帶斷續延伸，長約1800 m，由南到北分成8個礦體。地表出露一條礦體（Ⅲ號礦體）。其他均為深部隱伏礦體。單礦體長度100—1800m，厚3.05—27.8m。礦層產狀為152°—186°，傾角25°—80°。由于遭受五臺和呂梁期兩次變形變質作用的改造，礦帶受向斜和單斜構造控制。各礦體特征如下：

Ⅰ號礦體為隱伏礦體，由ZK2—1、ZK2—2、ZK4—3、ZK6—2、ZK6—4、ZK8—2控制，自向斜核部向地表推1/2（200—260m）尖滅，礦體頂部埋深220m，賦存標高1590m—1668m。總體傾向南東，傾角變化大。礦體規模大。

Ⅱ號礦體為隱伏礦體，位于Ⅰ號礦體的上部，由ZK4—3、ZK6—2、ZK6—4控制，自向斜核部向地表推100m尖滅，走向上自4線向2線推100m；自6線向8線推100m尖滅，礦體頂部埋深420m，賦存標高1634—1750m，總體傾向南東，傾角變化大，礦體規模小。

Ⅲ號礦體為地表出露礦體，由于地表為松樹林，礦體斷續出露長度1800m，近東西向貫穿礦區，但延深不大。對其進行深部驗證的ZK8-6、ZK16-1均未見礦。該礦體由LT1—LT11共11個地表采樣工程控制，礦體埋深0—100m ；賦存標高1844—1962m，總體傾向南東，傾角變化不大，平均傾角47°。礦體規模小。

Ⅳ號礦體為隱伏礦體，由ZK4、6-2、ZK6-1、ZK6-5、ZK8-1、ZK8-6、ZK10-1、ZK12-1、ZK14-2、ZK16-1、ZK16-2、ZK18-1控制，礦體頂部埋深264m，賦存標高1370—1732m，總體傾向南東，礦體規模較大。

Ⅴ號礦體為隱伏礦體，由ZK10—2控制，礦體埋深200m，賦存標高1570—1714m，總體傾向南東，傾角變化不大，礦體規模小。

Ⅵ號礦體為隱伏礦體，由ZK10—2控制，礦體頂部埋深160m，賦存標高1608-1754m，總體傾向南東，傾角變化不大，礦體規模小。

Ⅶ號礦體為隱伏礦體，由ZK10—1控制，礦體頂部埋深265m，賦存標高1462—1614m，總體傾向南東，傾角變化不大，礦體規模小。

Ⅷ號礦體為隱伏礦體，由ZK6—1控制，礦體頂部埋深388m，賦存標高1470—1556m，總體傾向南東，傾角變化不大，礦體規模小。

3、礦石礦物成分

（一）礦石礦物

磁鐵礦：以半自形—自形為主，它形次之。不透明，反射色為灰白色（帶淺褐色），粒度大約0.01—0.1mm，最小<0.01mm，一般為0.03—0.08mm，磁鐵礦含量一般為15%—32%。

（二）脈石礦物

石英：灰白色，細粒它形，粒徑為0.03—0.25mm，含量35%—50%，具有熔蝕邊。

碳酸鹽礦物（方解石、鐵白云石）：灰白色—淺褐色，中粒—細粒，一般粒徑為0.09—0.18mm，多為它形至半自形。

綠泥石：淡黃—綠色，具多色性及異常干涉色，呈鱗片狀，定向排列，含量10%—15%。

4、礦石類型

4.1礦石自然類型

按礦物共生組合，本區鐵礦石主要為石英型磁鐵石英巖礦石，礦石呈深灰—鋼灰色，細—中粒變晶結構，條紋—條帶狀構造；礦石由以磁鐵礦為主的暗色條帶和以石英為主的淺色條帶相間排列組成，帶寬0.5—2.0mm。全區8條磁鐵礦體的mFe/TFe>85%，由此可知，礦石自然類型為原生石英型磁鐵礦石。

4.2礦石工業類型

本區鐵礦石mFe含量為15.48%-30.33%，平均21.14%，礦石工業類型屬需選貧鐵礦石。

5、礦床成因及找礦標志

5.1礦床成因

本礦床的條帶狀硅鐵建造屬阿爾戈馬型，產于變質基性火山巖層中，具有穩定的層位，但遭到了強烈的變質—變形，緊閉褶皺發育，變質程度達綠片巖相，有的達低角閃巖相。五臺旋回是一個以火山巖為主的優地槽綠巖建造，據五臺山鐵建造（BIF）和巖石的δ34s值測定，表明這些物質來自幔源基性巖漿火山作用，具熱液—噴氣成因性質，與水下火山熱液和噴氣作用有關。這些由火山作用帶來的幔源鐵質經晚太古代的化學沉積，在其地史演化過程中至少遭受了五臺期和呂梁期的兩次變形變質的改造，五臺期為從次綠片巖相到角閃巖相的中壓多相區域動力熱流變質作用，變質溫度350—550℃，局部可增大到700°，壓力一般為3—5Kb，局部增大到8Kb。而呂梁期則屬于區域低溫動力變質，對鐵建造的改造主要表現為沿構造剪切帶發生退化變質。這些變質作用使得磁鐵礦與SiO2分離形成條帶狀磁鐵石英巖。在變質熱液中，當達到一定溫度（200℃±）磁鐵礦按下式反應

3Fe3O4+2H2O→4Fe2O3+Fe2++2OH-+H2↑

因而形成假象磁鐵礦，如果SiO2淋失則形成赤鐵礦富礦。因此如果不考慮礦體的變形特征，變質作用使得鐵建造中的鐵變富了。所以，本區的鐵礦床成因屬區域變質火山—沉積型。

5.2 找礦標志

1、具有高的航磁或地磁異常。

2、空間上受構造控制，呈東西向帶狀展布。

3、地表附近受氧化作用的影響，鐵帽下部往往隱伏磁鐵石英巖。

4、受層位控制，產出層位為五臺群臺懷亞群柏枝巖組。含礦巖石為條帶狀磁鐵石英巖，標志明顯。

參考文獻：

[1]吳琦松、井將帥等編制的《山西省代縣石墻南鐵礦區普查地質報告》；endprint