懷安縣王家窯磁鐵礦巖石地球化學特征及地質意義

王亞東

(河北省地礦局第三地質大隊 張家口 075000)

王家窯鐵礦位于河北省懷安縣懷安鎮王家窯村南一帶，懷安縣城南32 km處，行政隸屬于懷安縣懷安鎮王家窯村管轄。礦區處于壩下柴宣盆地西部邊緣山區，海拔標高1180～1475 m，屬于中低山區。

1 地層

勘查區位于華北地臺(Ⅰ)山西斷壟(Ⅱ)五臺臺拱(Ⅲ)天鎮臺穹(Ⅳ)懷安復背斜中部，區內地層廣泛出露古太古界桑干群右所堡組變質巖系。

區域地層出露較簡單，主要為古太古界桑干群右所堡組和第四系覆蓋。右所堡組下段主要為黑云斜長片麻巖，夾紫蘇斜長片麻巖和輝石麻粒巖；上段巖性為紫蘇麻粒巖，含角閃紫蘇麻粒巖，局部為角閃石。中部夾角閃紫蘇麻粒巖、淺粒巖。下部夾黑云斜長片麻巖、紫蘇斜長片麻巖。底部為角閃斜長片麻巖、淺粒巖，夾含磁鐵石英巖，該套地層是由紫蘇輝石、矽線石為標志的高級變質麻粒巖巖石組成，鐵礦體位于該套巖系地層中。

2 構造

勘查區內褶皺、斷裂構造大體分為：天鎮臺穹區、宣龍式復向斜區、陽原-懷來復式背斜區三個構造區。

2.1 天鎮臺穹區

分布于區域西北部，為一正向構造單元。

(1)天鎮—懷安以北地區復式背斜

自西向東，由北東向的復向斜逐漸過渡為北東東向或近東西向的復背斜構造。

(2)天鎮—懷安以南地區斷裂

懷安南山山前斷裂，東西延長約為50 km，為一高角度正斷層。

(3)陽高破碎帶

走向北北東至南西西走向，走向70°左右，沿南洋河北岸延長約40 km。

(4)紅泥圪洞斷裂

以紅泥圪洞為主的一系列北北西至南南東向正斷裂構造，向東陡傾，一般約一至數千米。

2.2 宣龍式復向斜區

分布于區域東北部，基本呈北北西走向，向東緩傾的單斜構造，傾角一般約5°～15°。

2.3 陽原—懷來復式背斜區

分布于區域南部，呈北東東至南西西向，80°左右向東傾伏，為一正向構造帶。整體走向北東，傾向北西，傾角一般在15°～45°之間，個別地段高達58°，構造面明顯。

3 礦床特征

3.1 巖漿巖

區域內侵入巖不太發育，基本為呂梁期、海西-印支期和燕山期花崗巖系。

3.2 礦體特征

礦體呈層狀條帶狀產出，頂板圍巖為角閃斜長片麻巖，與其整合接觸，界限明顯，易剝離。礦體中常有夾層出現，一般多為含紫蘇麻粒巖或黑云斜長片麻巖。厚度不等，層狀產出，一般位于礦層的下部或者中部，夾層與礦體的接觸面上多為綠泥石化現象。常見的圍巖蝕變一般為硅化、綠泥石化，未見其它明顯的與巖漿活動有關的礦化蝕變等次生產物。

3.3 礦石類型

礦石為沉積變質硅鐵質建造磁鐵礦礦石，產于夾有黑云斜長片麻巖、紫蘇斜長片麻巖等變質巖系中，礦石中鐵礦物顆粒粗大，以呈半自形—它形中粗粒變晶結構為主，磁鐵礦粒徑大都在0.07～0.8 mm之間。在礦石中分布均勻，呈稀疏浸染狀構造；石英多呈它形粒狀結構出現，粒級大于磁鐵礦，磁鐵礦與石英一道以相互嵌晶的形式產出，屬于同一時代產物；暗色礦物自型程度較高，如角閃石、輝石等。斜長石和石榴子石呈半自型—自型粒狀產出。

3.4 樣品分析

本次工作在其礦床成礦特征明顯區域共采集樣品6件，由河北地礦中心實驗室承擔分析，分析結果如表1。

表1 磁鐵礦單礦物樣品成分分析結果

對王家窯樣品中單礦物分析結果進行磁鐵礦成因三角圖(林師整，1982)投點(圖1)，發現數據規整分布在VI區(沉積變質型)，僅一個點落在IV區(接觸交代型)，可能是由于后期混合巖化作用影響導致，整體數據在圖中分布與實際地質現象吻合。

Ⅰ-副礦物型；Ⅱ-巖漿型；Ⅲ-火山型；Ⅳ-接觸交代型；Ⅴ-矽卡巖型；Ⅵ-沉積變質型圖1 TiO2-Al2O3-(MgO+MnO)磁鐵礦成因三角圖解(據林師整，1982)

鞍山式鐵礦成礦地球化學環境不同于現代，與原始條件也有差別，是從原始條件到現代條件的過渡狀態，而Si/Fe可以很好地說明這一點。

在地球環境演變過程中，當硅鎂質地殼生成之后，巖石中Fe 8.6%,Si 23%, Si/Fe=2.7這可以作為太古代晚期開始的條件。隨著硅鋁質地殼的不斷擴大和加厚，地面巖石中Fe的含量逐漸減少，Si的含量雖然增加，但是扣除石英中的Si就增加不多，反而會減少(黎彤，1977)。王家窯磁鐵礦恰恰體現出這一點。對其Si/Fe比值計算為1.56，鞍山式鐵礦之所以礦石品位較低，與此有關。

4 結論

由于特殊的地質環境及構造作用的影響，在懷安縣境內分布的磁鐵礦幾乎全部產于古太古界桑干群變質巖系中，且所有磁鐵礦均為磁鐵石英型，即沉積變質型鐵礦(鞍山式鐵礦)。其產出部位大致分為兩種，一是產于古太古界桑干群瓦窯口組變質巖系中，其二為產于古太古界桑干群右所堡變質巖系中，該地層原巖為一套正常沉積的陸源碎屑—基型火山噴出巖或淺成侵入體建造。由于經歷了強烈的區域變質作用和混合巖化作用，使得后期石英質脈體不規則混入。前者為細條帶狀磁鐵石英巖，夾層較多、品位低、厚度??；后者礦體往往呈似層狀、層狀產出，沿走向常常有膨脹-縮小，尖滅—再現現象。這些特征，充分體現出古地理沉積環境疊加區域變質作用重結晶的特征。在區域變質作用的擠壓過程中，由于塑性變形的影響，使得含鐵沉積物在重結晶的同時發生塑性形變，形成了一些相對較厚的磁鐵石英巖。后期構造斷裂影響，對礦層起了一定的破壞作用，但影響不大。