河北楊營鐵礦地質特征及深部找礦遠景

趙紅瑞

(華北地質勘查局五一四地質大隊，河北 承德 067000)

楊營鐵礦位于河北省豐寧滿族自治縣楊營村，屬燕山山脈中段低山區地貌。本區鐵礦床在20世紀初60年代被發現，多年來一直由數家礦山企業開掘，亂采亂挖現象較重，對區域鐵礦資源沒有統一認知，地表資源也開采殆盡，面臨著資源枯竭的處境。本階段工作由國土部門主導，礦山企業投資對區域內鐵礦資源進行了整體勘查，經過投入大量地質、物探及鉆探工程等工作，最終發掘了深部礦床資源，從小型礦床升級到中型規模，使得瀕臨枯竭的礦山再次煥發勃勃生機。

本文通過收集區內以往地質資料，綜合研究區內鐵礦床地質特征及成礦規律，總結了礦床成因，并結合物探異常和鉆探成果，評價了鐵礦找礦遠景，對區域內沉積變質和超基性巖型兩種類型鐵礦找礦方面起指導作用。

1 成礦地質條件分析

1.1 地層與成礦時空關系

工作區地層主要屬上太古界紅旗營子群姜營組(Arj)和紅旗營子組(Arh)變質巖系和第四系松散堆積層，見“插圖1 工作區地質簡圖”。變質巖巖性由一套中基性海相火山巖-沉積巖經變質而成的各種片麻巖、變粒巖和片巖構成，主要巖性有黑云角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖及磁鐵石英巖等，本區沉積變質巖型鐵礦床主要賦存在磁鐵石英巖中。

圖1 工作區地質簡圖Fig.1 Geological map of working area

1.2 構造與成礦條件分析

工作區構造復雜，構造以褶皺構造為主，斷裂構造不甚發育。晚期的斷裂構造比較明顯，早期的斷裂被后期多次構造運動所掩蓋，有的被脈巖充填。

褶皺構造：發育于太古界變質巖中，以線型緊密擠壓同斜褶皺為主，軸線呈北東—北北東向。受后期多次構造變動、變質作用，混合巖化作用破壞而不易辨認，混合巖和混合花崗巖構成其核部巖石。楊營復式背斜規模發育于姜營組內，控制了本區鐵礦帶分布。

斷裂構造：區內斷裂構造不甚發育，且規模較小，對礦體的破壞作用不大，對部分礦體沿走向有略微錯斷。

1.3 巖漿活動與超貧磁鐵礦分布關系

超貧磁鐵礦CPFe1號礦體賦存于西北部的輝石角閃石巖巖體內，呈脈狀出露長814 m，平均寬45 m，走向北東60°，近直立；超貧磁鐵礦CPFe2號礦體賦存于東南部的輝石角閃石巖巖體內，呈脈狀出露長400 m，平均寬27 m，走向北東48°，北西傾，傾角81°。

輝石角閃石巖呈灰綠色—灰黑色，主要礦物成分見表1。

表1 楊營鐵礦輝石角閃石巖主要礦物成分表

2 礦體地質特征

本區磁鐵礦床有兩種成因類型：沉積變質鐵礦床，即沉積變質鐵礦和巖漿晚期結晶分異型鐵礦床，即超基性巖型超貧磁鐵礦。

沉積變質鐵礦體賦存于姜營組(Arj)的黑云角閃斜長片麻巖(Arjh)和角閃斜長片麻巖(Ar3jj)中，礦體多呈似層狀、透鏡狀產出。礦體產狀與黑云角閃斜長片麻巖及角閃斜長片麻巖的片麻理產狀一致，礦體與圍巖界線清晰，礦區內共有沉積變質鐵礦體27條。

超貧磁鐵礦體賦存于中元古代含磁鐵礦輝石角閃石巖巖體內，共有2條。巖體與片麻巖界線清晰，長軸展布方向與姜營組片麻理一致。

2.1 礦體與磁異常吻合性分析

工作區內出露的巖石類型多為黑云角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖、綠泥石英片巖及長英質片巖。黑云角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖和斜長角閃巖等含暗色礦物較多的巖石普遍含有磁鐵礦顆粒，巖石磁物性測試，磁性偏高，達1 000～2 000 nT；而綠泥石英片巖和長英質片巖等淺色巖石磁性偏低，一般在200～800 nT，有的只有數拾nT；越靠近礦體的圍巖磁場強度越高。根據巖石磁物性測試統計分析并與地質背景相結合，1 000 nT以下為正常背景場，2 000 nT以上確定為磁異常。1∶10 000比例尺磁法掃面圈定了磁異常16個，編號為M—1至M—16。基本上包括了工作區內的礦體、超基性巖體的分布范圍。

詳見“圖2物探磁異常與各鐵礦體分布示意圖” 。

M-1磁異常位于曹營溝-二合溝東岔一帶，以1 000 nT等值線封閉，呈狹長帶狀，長2 150 m，寬50～260 m，走向77°。△Z異常值2 000～4 000 nT，極值6 000 nT。該異常東部與CPFe1號礦體對應，由CPFe1號礦體引起，該異常西部與老的民采坑對應。異常規模較大，但強度較弱。

M-2磁異常位于后溝南側，以1 000 nT等值線封閉，呈狹長帶狀，長1 300 m，寬20～145 m，走向60°。△Z異常值2 000～6 000 nT，極大值6 000 nT，極小值-2 000 nT。該異常與Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3號礦體對應，由以上礦體引起。

M-3磁異常位于頭道溝溝腦，以1 000 nT等值線封閉，呈長帶狀，長580 m，寬18～11 m，走向55°。△Z異常值2 000～6 000 nT，極大值8 000 nT。該異常與ⅩⅤ號礦體對應，由ⅩⅤ號礦體引起。

M-4磁異常位于頭道溝--洞溝溝腦一帶，以1 000 nT等值線封閉，呈長帶狀，長1 600 m，寬50～166 m，走向近東西。△Z異常值2 000～6 000 nT，極大值8 000 nT，極小值小于-6 000 nT。該異常西部與Ⅹ和Ⅺ號礦體對應，由Ⅹ和Ⅺ號礦體引起。該異常東部與ⅩⅢ和ⅩⅣ號礦體對應，由ⅩⅢ和ⅩⅣ號礦體引起。負異常位于M—4磁異常的東部南側，判斷礦體傾向北。

M-5磁異常位于大梨樹溝—小后溝東岔一帶，以1 000 nT等值線封閉，呈長帶狀，長1 800 m，寬30～180 m，走向55°。△Z異常值2 000～6 000 nT，極大值8 000 nT，極小值小于-5 000 nT。該異常與Fe5和Fe5-1礦體對應，由Fe5和Fe5-1號礦體引起。負異常位于M—5磁異常的東部南側，判斷礦體傾向北。

其他磁異常特征見表2。

綜合分析：工作區范圍內開展的磁法測量工作取得了很好的找礦效果，工作區磁鐵礦體和磁異常非常吻合。

2.2 主礦體特征

Fe5號礦體：是最主要的沉積變質磁鐵礦體。控制長度1 700 m，礦體地表出露標高781～643 m，工程控制最低見礦標高-180 m，賦存標高781～-180 m，最大延深931 m。礦體呈似層狀產出于上太古界紅旗營子群姜營組(Arj)角閃斜長片麻巖和黑云角閃斜長片麻巖中，礦體產狀沿走向和傾向呈舒緩波狀變化，礦體產狀310°～34°∠69°～89°。礦體厚度1.00～20.97 m，礦石品位TFe 20.18%～39.46%，mFe 15.1%～36.89%。

表2 楊營鐵礦△Z磁異常特征表

圖2 物探磁異常與各鐵礦體分布示意圖Fig.2 Distribution of geophysical magnetic anomaly and iron ore bodies

Fe5號礦體剖面示意圖見“圖3 Fe5號磁鐵礦體剖面圖”。

CPFe1號礦體：是最主要的超基性巖型超貧磁鐵礦體。礦體賦存于輝石角閃石巖體中，圍巖為角閃斜長片麻巖，礦體與圍巖界線清晰。控制長度808 m，礦體出露標高724～652 m，賦存標高724～633 m，礦體走向北東，呈長透鏡狀產出。礦體厚度27.89～67.52 m，礦石品位TFe 20.13%～18.87%，mFe 10.72%～8.73%。

3 礦石質量評價

3.1 沉積變質鐵礦石

依據采樣化學全分析成果，礦石中含SiO2平均47.5%、Al2O3平均5.5%、CaO平均2.31%、Fe2O3平均24.07%、P2O5平均0.14%、FeO平均13.6%、TiO2平均0.3%、MgO平均2.03%、MnO2平均0.09%、K2O平均1.18%、Na2O平均0.89%、SO3平均0.55%。

通過造渣組分比值計算ω(CaO+MgO)/ω(SiO2+Al2O3)=0.08<0.5，說明本區沉積變質鐵礦石屬酸性礦石。

圖3 Fe5號磁鐵礦體剖面圖Fig.3 Section of Fe5 magnet ore body

樣品編號分析結果/%SiO2Al2O3CaOFe2O3P2O5FeOTiO2MgOMnO2K2ONa2OSO3LolQ0147.824.722.4324.000.1314.580.262.010.0870.940.740.641.37Q0246.745.652.5922.810.1414.800.282.040.0921.080.850.711.55Q0347.946.141.9025.390.1511.420.352.030.0921.521.090.311.34平均47.505.502.3124.070.1413.600.302.030.0901.180.890.551.42

3.2 超貧磁鐵礦礦石

根據采樣化學全分析成果，超貧磁鐵礦礦石中含SiO237.3%、Al2O36.54%、CaO 14.02%、Fe2O313.44%、P2O50.24%、FeO 11.18%、TiO21.62%、MgO 9.06%、MnO20.23%、K2O 0.8%、Na2O平均0.89%、SO30.4%。

通過造渣組分比值計算ω(CaO+MgO)/ω(SiO2+Al2O3)=0.53>0.5而小于0.8，說明本區磁鐵礦輝石角閃石巖型礦石屬半自熔性礦石。

表4 超貧磁鐵礦礦石化學全分析表

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

本區主要鐵礦床為典型的鞍山式沉積變質型礦床，以往對其成因有多種理論見解，爭論主要集中于控制含鐵建造形成的因素。本文觀點認為礦床成因是：受太古代一個時期動力或微生物的作用，Fe元素大量富集，與陸源碎屑交互沉積于洋殼，受后期地質構造運動影響發生區域變質作用而重結晶變質形成磁鐵礦床。

4.2 找礦標志

1)太古界單塔子群、紅旗營子群地層中沉積型鐵礦床較為普遍，特別是白廟組、姜營組地層更為多見，含磁鐵沉積變質巖為主要賦礦巖石。

2)區域航磁異常和地表高值磁異常可指導本區磁鐵礦床找礦方向。

5 找礦遠景評價

5.1 礦床現狀認知

本區鐵礦床均賦存于下元古界紅旗營子群姜營組內，該組地層分布較廣，工作區周邊小型礦山林立，整體勘查、整體認知性低。階段性工作主要為礦山深部找礦，由于礦體規模較大，延深延長都有一定的規模，前期對礦體深部進行了稀疏的控制，因而部分地段工程網度較大，對礦體深部形態變化了解還不是很充分。另外，對其他未采礦體、深部盲礦體等遠景資源還不甚了解。

5.2 找礦遠景評價

本區有很好的成礦條件，除大面積出露的賦礦地層之外，大面積沿礦體走向延展的磁異常深部有可能存在較大規模隱伏礦體，這些礦體受緊閉褶皺等構造影響，在地表無露頭，但在褶皺轉折疊加部位形成厚大礦體。此外，淺部尖滅的小型礦體，其深部受構造斷層錯斷或褶皺揉斷作用影響可能出現尖滅再現、側現。

從本區磁異常分布來看，磁異常基本沿北東向展布，從北至南大致可分為三個帶，前期工作驗證了M5、M6、M7處于南部磁異常帶內，其余異常帶尚有待驗證。目前本區尚有M1、M2、M3、M17、M18等異常未經驗證。

因此，本區具有較好的成礦遠景，進一步投入系統性找礦工作，有望使本區達到大型規模的鐵礦資源地。同時在今后開采過程中采用邊采邊探的方法，隨時注意礦體變化情況，不斷修正礦床保有資源儲量，提高資源儲量類別，提高礦山經濟效益。