河南省淅川縣黑水庵鐵礦床地質特征及找礦標志

伏雄 門道改 李娜

1.河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊，鄭州，450016；2.河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊，鄭州，450016

河南省淅川縣黑水庵鐵礦床地質特征及找礦標志

伏雄1門道改1李娜2

1.河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊，鄭州，450016；2.河南省有色金屬地質礦產局第二地質大隊，鄭州，450016

通過對黑水庵鐵礦床成礦地質特征的研究，認為礦床成因屬沉積變質型鐵礦，并對區內的找礦標志進行了總結。以往勘查成果顯示，區內具有一定的找礦潛力。

鐵礦床；地質特征；礦床成因；找礦標志；黑水庵

iron deposit；geological characteristics；ore genesis；prospecting indicator；Heishuian

1 區域地質概況

區域位于秦嶺構造帶的南部，成礦區劃屬荊紫關—師崗復式向斜釩—鐵—金成礦帶。區域上出露的地層較為齊全，由老至新依次有:新元古界耀嶺河巖群上統、震旦系上統、古生界寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、中生界白堊系和新生界第四系。其中石炭系地層是礦區含礦巖層。

區域位于南秦嶺造山帶，由震旦系—石炭系沉積蓋層所組成，構造組合樣式簡單，以褶皺和脆性斷裂變形為主。

區內褶皺構造十分發育，荊（關）—師（崗）復向斜構成了其主體構造格架，在復向斜兩翼分別發育眾多規模不等、形態各異的伴生褶皺群。總體上，褶皺樣式較簡單，以相似和開闊褶皺為主，多為線狀褶皺，長短軸之比在10:1～3:1之間，局部有近南北向寬緩褶皺疊加。復向斜北翼產狀較陡，次級褶皺相對較緊閉，南翼開闊平緩。區內規模較大的褶皺有:宋家灣背斜、玉皇廟溝褶皺

區內斷裂構造較為發育，主要有NWW向、NE向及近SN向三組，前者為主體斷裂構造，后二組為次一級斷裂構造。規模較大的有F1、F2、F3、F4、F5及F6等6條，F1及F3為主斷裂。

F1:呈NW向分布于區域中南部的小圓山—馬家灣—后崗一帶，長13250m，寬3～21m，斷層面較為平直，傾角85°。斷裂帶內發育碎裂巖及構造角礫巖，上、下盤巖石主要為白龍廟組白云巖，少量牛尾巴山組微晶灰巖，為張性斷裂。

F3:呈N W W向分布于朱家坪—金家嶺—周扒溝一帶，長17000m，寬3m～34m，斷層面呈舒緩波狀，傾角80°。斷裂帶內發育碎裂巖及構造角礫巖，上盤巖石從西向東依次為牛尾巴山組一段粉晶白云巖、二段微晶灰巖、白龍廟組二段中晶白云巖，下盤皆為白龍廟組白云巖。斷裂性質屬張性。黑水庵鐵礦區則位于此斷裂的北東側。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區出露地層總體呈北西西—南東東走向，從老至新主要有:泥盆系王冠溝組（D3w）和葫蘆山組（D3h），下石炭統下集組（C1x）和梁溝組（C1l），中石炭統缸窯組（C2g）、三官啞組（C2s）及周營組（C2z），新生界第四系（Q）等。

(1)王冠溝組（D3w）

砂屑灰巖（SLs）:出露于礦區東北一角，呈北西—南東向帶狀出露，厚度90m～477m，傾角一般43°～63°。灰、青灰色，砂屑結構，塊狀構造。砂屑成分為暗色泥晶灰巖，泥晶灰巖破碎成不規則狀，圓—次圓狀的砂屑，大小不均，d=0.05～0.3mm，整體略顯定向性。膠結物成分為方解石，砂屑被重結晶的方解石所膠結，少許石英及鐵質成分。

(2)葫蘆山組（D3h）

含砂質白云巖（St）:呈北西—南東向帶狀出露于礦區東北一角，厚度63m～216m，傾角一般45°～54°。淺赤黃色，含砂晶粒結構，塊狀構造。主要礦物成分為白云石（70%～75%），次要礦物為石英砂屑（20%～25%）和粘土礦物（5%），微量礦物為鐵質。

含砂泥巖（Ms）:呈北西—南東向帶狀出露于礦區東北角，厚度86m～240m，傾角一般50°～55°。往南西側與下集組呈平行不整合接觸，土黃色，含砂泥質結構，略定向構造。主要礦物成分為黏土礦物（74%～75%），次要礦物成分為石英砂屑（20%）、黑云母碎屑（1%～2%）和長石碎屑（3%），微量礦物有鐵質、鋯石、電氣石等。

（3）下集組（C1x）

下段（C1x1）:厚層細晶白云巖（HDol）:出露于礦區東北角及北部邊緣建溝一帶，往北部與葫蘆山組呈平行不整合接觸，厚度70m～210m。灰、青灰色，粉晶結構，塊狀構造。主要礦物成分為白云石（99%），次要礦物為石英（＜1%），微量礦物為鐵質。白云石:呈半自形—它形晶粒，d=0.01mm～0.05mm，呈粉晶狀，結晶較為均勻，呈鑲嵌結構；石英:它形粒狀，d=0.05mm～0.1mm，呈不規則團狀，不均勻分布于白云石間；鐵質呈點狀分布。

上段（C1x2）:中厚層中細晶白云巖（ZDol):出露于礦區北部東段一帶，巖層呈近東西向帶狀展布，厚度90m～477m。灰、青灰色，中細晶結構，塊狀構造。主要礦物成分為白云石（99%），次要礦物石英和蛇紋石，微量鐵質。白云石:呈自形—半自形菱面體，部分d=0.1mm～0.25mm為細晶，部分d=0.25mm～0.5mm為中晶，結晶較均勻，巖石由等粒自形—半自形白云石組成，為重結晶而成；石英:它形粒狀，d=0.02mm～0.08mm，零星散布于白云石粒間；鐵質呈點分布。

（4）梁溝組（C1l）

中厚層含燧石條帶生物碎屑灰巖（ZLs）:呈北西西—南東東向在礦區大面積出露，厚度324m～863m。傾角一般24°～73°。地表出露寬度較大，達1Km。灰色，細—粉晶結構，塊狀、厚層狀構造。巖石主要成分為方解石等，偶見少許鐵質散布。巖石局部可見燧石條帶和珊瑚類化石生物碎屑。

(5) 缸窯組（C2g）

薄層含生物碎屑灰巖（BLs）:呈北西西—南東東薄層狀分布，厚度13m～56m。傾角局部變化較大，一般17°～70°。灰（白）色，微晶結構，薄層狀構造，主要礦物成分為黏土礦物，少量石英，高嶺石等。層內產豐富的珊瑚類化石。

（6）三官啞組（C2s）

厚層含燧石條帶生物碎屑灰巖（HLs）:呈北西西—南東東向在礦區大面積出露，厚度375m～726m。傾角一般40°～83°。地表出露較寬，為賦礦主要層位。灰色，泥晶—微晶結構，條帶狀、厚層狀構造。巖石主要成分粒屑成分為泥晶灰巖，含量占65%～70%；膠結物成分為方解石（30%～35%），少量石英，偶見少許鐵質散布。巖石局部可見燧石條帶和珊瑚類化石生物碎屑。

含鐵高嶺石質黏土巖（HTG）:白色，淺灰色，泥質結構，半定向及層狀構造，主要礦物成分主要為高嶺石等，較軟、手摸有滑感，吸水性強，近礦體處具鐵染現象，巖石略帶赤紅色。為礦區重要的含礦層位。

（7）周營組（C2z）

雜色泥巖（Ms）:在厚層含燧石條帶生物碎屑灰巖中零星出露。厚度40m～42m。紫紅色、黃綠色，泥質結構，半定向構造、塊狀構造。主要礦物成分為黏土礦物高嶺石等，少量方解石和白云石等。

2.2 構造

礦區斷裂構造不發育，主要表現為與區域總體構造線方向一致的褶皺構造，由一對連續的背向斜所組成，礦區位于荊—師復式向斜北翼，組成地層為泥盆系王冠溝組，葫蘆山組及石炭系下集組。巖層一般呈北西西—南東東向,傾角17°～83°,一般45°～70°。

2.3 巖漿巖

礦區內巖漿巖不發育。

3 礦床地質特征

3.1 礦體地質特征

通過1:10000、1:2000地質填圖及地表工程揭露，黑水庵礦區初步圈出吳家、張莊兩個礦段。吳家礦段圈出鐵礦體2個，編號分別為Fe-1、Fe-2；張家礦段圈出鐵礦體5個，編號分別為Fe-3、Fe-4、Fe-5、Fe-6及Fe-7。其中Fe-1、Fe-4、Fe-5及Fe-7為主礦體。礦體多呈似層狀產于古生界中石炭統三官啞組厚層含燧石條帶生物碎屑灰巖（HLs）及含鐵高嶺石質粘土巖中。

F e-1:呈似層狀產于1線至33線的含鐵高嶺石質黏土巖中，出露長760.00m，控制礦體長640m，賦存標高410.00m～562.00m，最大延深65m，厚0.83m～1.75m，平均厚度為1.38m，產狀350°～33°∠41°～80°，局部215°∠74°。組成礦體的礦石呈黑紅色，結構主要為它形粒狀結構，局部可見變余砂狀結構等，礦石構造以塊狀構造為主，局部可見細脈浸染狀構造。礦石礦物主要為赤鐵礦及少量的褐鐵礦等，脈石礦物主要為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、伊利石、鋯石等。礦石品位TFe27.53%～49.02%，平均品位TFe42.77%。

Fe-4:呈透鏡狀—似層狀產于10線至42線的含鐵高嶺石質黏土巖中，地表出露長765.00 m，工程控制長730.00m，賦存標高310.00m～475m最大延深60m，厚0.52m～1.61m，平均厚度為1.10m，礦體產狀變化較大，總體北傾，41°～56°∠54～72°，局部182°～206°∠56°～82°。組成礦體的礦石呈黑紅色，結構以它形粒狀結構為主，局部具有聚粒狀結構、變余砂狀結構等；礦石構造主要為塊狀構造，局部可見細脈浸染狀構造。礦石礦物主要為赤鐵礦等，脈石礦物主要為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、鋯石等。礦石品位一般TFe43.16%～56.98%，平均品位TFe45.44%。

Fe-5:呈似層狀產于2線至50線的含鐵高嶺石質黏土巖中，地表出露長1225.00m，控制礦體長1170.00m，賦存標高297.00m～475.00m，最大延深70.00m，厚0.77m～3.57m，平均厚度為1.53m，產狀180°～195°∠49°～72°，局部20°～50°∠74°～80°。組成礦體的礦石呈赤紅色，結構主要為它形粒狀結構、局部可見碎裂結構等；礦石構造成以塊狀構造，其次為細脈浸染狀構造。礦石礦物主要為赤鐵礦及少量褐鐵礦等，脈石礦物主要為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、伊利石等。鐵礦石品位一般TFe26.48%～55.32%，平均品位TFe49.20%。

Fe-7:呈似層狀產于66線～78線東側的含鐵高嶺石質黏土巖中，地表出露長324.00m，工程控制礦體長227m，賦存標高225.00m～345.00m，最大延深53.00m，厚1.06m～1.96m，平均厚為1.55m，產狀212°∠71°～79°。組成礦體的礦石呈黑紅色，結構以它形粒狀結構為主，其次為變余砂狀結構等；礦石構造主要為塊狀構造，其次為細脈浸染狀構造。礦石礦物主要為赤鐵礦及少量的褐鐵礦等，脈石礦物主要為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、伊利石、鋯石等。礦石品位TFe32.87%～45.38%，平均品位TFe46.40%。

各礦體特征詳見表1:

表1 黑水庵鐵礦區礦體特征表

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物成分

構成本區礦石的金屬礦物主要為赤鐵礦，其次為少量的褐鐵礦；脈石礦物為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、伊利石、鋯石等。

赤鐵礦:多呈它形粒狀，少量呈不規則等軸狀。赤鐵礦在反光鏡下，反射色呈灰白色，在透射光加聚光鏡下呈血紅色。該礦石中赤鐵礦粒度較細，最小粒徑0.005mm，最大粒徑0.2mm，但赤鐵礦常常呈集合體的形式存在，集合體大小0.2mm～1.5mm不等，細脈寬0.2mm～0.12mm。赤鐵礦單體粒度統計結果顯示，赤鐵礦粒度多在0.01mm～0.1mm之間，占總量的81.64%，其次為0.1mm～0.2mm粒級，占16.33%，最細粒級僅占2.03%。

赤鐵礦多與石英、葉蠟石連生，少量與高嶺石、伊利石連生，因此，赤鐵礦集合體中常夾少量葉蠟石、石英或高嶺石、伊利石。石英顆粒中有時充填很小的赤鐵礦脈，偶爾也有石英包裹赤鐵礦。這些赤鐵礦較難與脈石礦物完全單體解離。

3.2.2 礦石組構

（1）礦石結構

礦石結構以它形粒狀結構為主，局部具有聚粒狀結構、碎裂結構、變余砂狀結構等。

①它形粒狀結構:赤鐵礦多呈它形粒狀，有時呈不規則等軸粒狀分布于礦石中，為礦石的主要結構。

②聚粒狀結構:赤鐵礦常常聚集成集合體分布，集合體形態以團塊狀、棉絮狀為主，少量呈皮殼狀、腎狀等。

③碎裂結構:礦石受應力作用破碎，主要表現為石英波狀消光和出現不規則裂隙，其內充填有赤鐵礦及褐鐵礦細脈。

④變余砂狀結構:沉石英巖中的硅質、氧化鐵質以及黏土膠結物已發生重結晶作用，砂狀結構已不大明顯，但局部砂狀結構輪廓仍清晰可見。

（2）礦石構造

礦石構造主要有塊狀構造、細脈浸染狀構造。

①塊狀構造:大于50%的赤鐵礦不均勻聚集分布，為礦石的主要礦物，形成塊狀構造。

②細脈浸染狀構造:赤鐵礦有時沿礦石裂隙浸染、充填形成細脈。細脈可進一步組成樹枝狀、網狀等形態。

3.3 礦石化學成分

礦石化學多項分析結果顯示，礦石化學成分主要為TFe:40.00%，其它有害雜質依次為Al2033.92%、S0.65%、P0.038%、Si0230.68%。

3.4 礦石類型

根據礦石的物質組成，本區礦石自然類型可分為為赤鐵礦礦石及褐鐵礦礦石，前者為主要類型，后者為次要類型，僅在局部發育；按礦石的構造大致可分為塊狀礦石和細脈浸染狀礦石兩種。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因淺析

黑水庵礦區鐵礦體賦存在古生界石炭紀中期沉積形成的三官啞組厚層狀含燧石條帶生物碎屑灰巖及含鐵高嶺石質黏土巖中，礦石具有腎狀結構，沉積特征明顯；同時礦石中亦發育有碎裂結構和變余砂狀結構，顯示出變質特征。因此，初步認為，黑水庵鐵礦床的成因類型屬沉積變質型。

4.2 找礦標志

（1）礦化層發育于三官啞組厚層狀含燧石條帶生物碎屑灰巖中。因此，厚層狀含燧石條帶生物碎屑灰巖為區內的宏觀間接找礦標志；

（2）已發現的7個鐵礦體均無一例外地產于含鐵高嶺石質黏土巖中，含鐵高嶺石質黏土巖為本區的直接找礦標志。

5 結語

黑水庵礦區已發現具一定工業價值的鐵礦體7個，礦體皆呈層狀、似層狀產出，礦石品位較富，顯示出較大的勘查和開發潛力。同時，黑水庵鐵礦的發現為本地區找尋同類型的礦床會起到示范和借鑒的作用。

[1]河南省有色金屬地質礦產局第三地質大隊.河南省淅川縣黑水庵礦區鐵礦普查項目工作總結[R],2006.

[2]姚鳳良，孫豐月，礦床學教程[M].北京:地質出版社，1982.

Geological Characteristics and Prospecting indicator of Hei Shuian Iron Deposit in Xichuan County, Henan Province

Fu Xiong，Men Daogai，Li Na
1.No.3 Geological Brigade of Henan Non-ferrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau, Zhengzhou450016；2.No.2 Geological Brigade of Henan Non ferrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau, Zhengzhou450016

It is believes that ore genesis can be attributed to meta-sedimentary type ore deposit through research on the ore-forming geological characteristics of Hei Shuian iron deposit. Besides,prospecting indicator in the area mentioned above has been summarized. The result of geological survey shows potential for prospecting in the area.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.004

伏雄（1965—），男，高級工程師，主要從事地質礦產勘查和技術管理工作。