山西省代县石墙南铁矿区矿床成因及找矿标志

黄红国+房晓红

摘要：本文通过对山西省代县石墙南铁矿区成矿地质条件、地质特征及矿床地质特征等进行分析研究，分析了矿体分布、数量、赋存部位，厚度、规模、产状和矿石质量，确定矿床成因属于条带状硅铁建造属阿尔戈马型铁矿床。

关键词：石墙南铁矿；矿体特征；矿床成因

1、矿区地质

本矿区的大地构造位置处于华北准地台（Ⅰ）、山西台背斜（Ⅱ）、五台山断拱（Ⅲ）的西北部，本矿床属于区域变质火山—沉积型铁矿床。矿区内出露的地层简单，为五台群台怀亚群柏枝岩组，该组以基性火山岩变质而成的绿泥片岩为主。区内小规模褶皱发育。

1.1 地层

矿区出露地层为太古界五台群台怀亚群柏枝岩组、新生界第四系。柏枝岩组广泛分布于矿区内，地层走向北西西，与片理产状一致，倾向152°—186°，倾角31°—80°。主要岩性为：绿泥角闪片岩、角闪片岩、磁铁石英岩、云母石英片岩、绿泥石英片岩等。

1.2.1向斜构造

位于矿区的最南部，分布于2—8线，轴向70°，东西长710m，南北宽400 m。形态为一开阔的轴面近于直立的“U”型向斜构造，向斜的北翼及部分核部位于矿区内，其南翼位于矿界外。北翼产状SSE∠70°—80 °，核部產状平缓，起伏不大。Ⅰ、Ⅱ号矿体赋存于该向斜中，矿体的形态、产状、厚度受其褶皱形态控制。在强烈挤压拉伸作用影响下，致使矿带中的地质体（矿层、绿泥角闪片岩等）的形态、产状、厚度在空间的不同位置变化很大，致使铁矿体在向斜两翼被强烈拉伸后变薄。

除了上述向斜构造外，区内其他位置的地层均表现为简单的单斜构造，产状152°—186°∠31°—60°， Ⅲ—Ⅷ号矿体受层位控制，均以单斜构造产出。

2、矿床特征

2.1含矿岩系特征

区内磁铁矿体主要赋存于柏枝岩组绿泥角闪片岩中的硅铁岩系中，即磁铁石英岩中。在磁铁石英岩矿带内，将符合工业指标的圈定为磁铁矿体，矿带的顶底板均为绿泥角闪片岩，矿带受向斜和单斜构造控制。

2.2矿体特征

矿体主要分布于矿区的中部和南部，平面上沿东、西向带状展布。矿体的总体走向为北东东，倾向南东，矿带断续延伸，长约1800 m，由南到北分成8个矿体。地表出露一条矿体（Ⅲ号矿体）。其他均为深部隐伏矿体。单矿体长度100—1800m，厚3.05—27.8m。矿层产状为152°—186°，倾角25°—80°。由于遭受五台和吕梁期两次变形变质作用的改造，矿带受向斜和单斜构造控制。各矿体特征如下：

Ⅰ号矿体为隐伏矿体，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）尖灭，矿体顶部埋深220m，赋存标高1590m—1668m。总体倾向南东，倾角变化大。矿体规模大。

Ⅱ号矿体为隐伏矿体，位于Ⅰ号矿体的上部，由ZK4—3、ZK6—2、ZK6—4控制，自向斜核部向地表推100m尖灭，走向上自4线向2线推100m；自6线向8线推100m尖灭，矿体顶部埋深420m，赋存标高1634—1750m，总体倾向南东，倾角变化大，矿体规模小。

Ⅲ号矿体为地表出露矿体，由于地表为松树林，矿体断续出露长度1800m，近东西向贯穿矿区，但延深不大。对其进行深部验证的ZK8-6、ZK16-1均未见矿。该矿体由LT1—LT11共11个地表采样工程控制，矿体埋深0—100m ；赋存标高1844—1962m，总体倾向南东，倾角变化不大，平均倾角47°。矿体规模小。

Ⅳ号矿体为隐伏矿体，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，矿体顶部埋深264m，赋存标高1370—1732m，总体倾向南东，矿体规模较大。

Ⅴ号矿体为隐伏矿体，由ZK10—2控制，矿体埋深200m，赋存标高1570—1714m，总体倾向南东，倾角变化不大，矿体规模小。

Ⅵ号矿体为隐伏矿体，由ZK10—2控制，矿体顶部埋深160m，赋存标高1608-1754m，总体倾向南东，倾角变化不大，矿体规模小。

Ⅶ号矿体为隐伏矿体，由ZK10—1控制，矿体顶部埋深265m，赋存标高1462—1614m，总体倾向南东，倾角变化不大，矿体规模小。

Ⅷ号矿体为隐伏矿体，由ZK6—1控制，矿体顶部埋深388m，赋存标高1470—1556m，总体倾向南东，倾角变化不大，矿体规模小。

3、矿石矿物成分

（一）矿石矿物

磁铁矿：以半自形—自形为主，它形次之。不透明，反射色为灰白色（带浅褐色），粒度大约0.01—0.1mm，最小<0.01mm，一般为0.03—0.08mm，磁铁矿含量一般为15%—32%。

（二）脉石矿物

石英：灰白色，细粒它形，粒径为0.03—0.25mm，含量35%—50%，具有熔蚀边。

碳酸盐矿物（方解石、铁白云石）：灰白色—浅褐色，中粒—细粒，一般粒径为0.09—0.18mm，多为它形至半自形。

绿泥石：淡黄—绿色，具多色性及异常干涉色，呈鳞片状，定向排列，含量10%—15%。

4、矿石类型

4.1矿石自然类型

按矿物共生组合，本区铁矿石主要为石英型磁铁石英岩矿石，矿石呈深灰—钢灰色，细—中粒变晶结构，条纹—条带状构造；矿石由以磁铁矿为主的暗色条带和以石英为主的浅色条带相间排列组成，带宽0.5—2.0mm。全区8条磁铁矿体的mFe/TFe>85%，由此可知，矿石自然类型为原生石英型磁铁矿石。

4.2矿石工业类型

本区铁矿石mFe含量为15.48%-30.33%，平均21.14%，矿石工业类型属需选贫铁矿石。

5、矿床成因及找矿标志

5.1矿床成因

本矿床的条带状硅铁建造属阿尔戈马型，产于变质基性火山岩层中，具有稳定的层位，但遭到了强烈的变质—变形，紧闭褶皱发育，变质程度达绿片岩相，有的达低角闪岩相。五台旋回是一个以火山岩为主的优地槽绿岩建造，据五台山铁建造（BIF）和岩石的δ34s值测定，表明这些物质来自幔源基性岩浆火山作用，具热液—喷气成因性质，与水下火山热液和喷气作用有关。这些由火山作用带来的幔源铁质经晚太古代的化学沉积，在其地史演化过程中至少遭受了五台期和吕梁期的两次变形变质的改造，五台期为从次绿片岩相到角闪岩相的中压多相区域动力热流变质作用，变质温度350—550℃，局部可增大到700°，压力一般为3—5Kb，局部增大到8Kb。而吕梁期则属于区域低温动力变质，对铁建造的改造主要表现为沿构造剪切带发生退化变质。这些变质作用使得磁铁矿与SiO2分离形成条带状磁铁石英岩。在变质热液中，当达到一定温度（200℃±）磁铁矿按下式反应

3Fe3O4+2H2O→4Fe2O3+Fe2++2OH-+H2↑

因而形成假象磁铁矿，如果SiO2淋失则形成赤铁矿富矿。因此如果不考虑矿体的变形特征，变质作用使得铁建造中的铁变富了。所以，本区的铁矿床成因属区域变质火山—沉积型。

5.2 找矿标志

1、具有高的航磁或地磁异常。

2、空间上受构造控制，呈东西向带状展布。

3、地表附近受氧化作用的影响，铁帽下部往往隐伏磁铁石英岩。

4、受层位控制，产出层位为五台群台怀亚群柏枝岩组。含矿岩石为条带状磁铁石英岩，标志明显。

参考文献：

[1]吴琦松、井将帅等编制的《山西省代县石墙南铁矿区普查地质报告》；endprint