河北省淶源縣～易縣于城鐵礦一帶地質特征及找礦方向

張仲輝 王志敏

摘 要：通過對于城接觸交代型鐵礦進行野外地質踏勘及對相關資料進行收集整理，闡述了該區域的地質特征，區域地質構造對礦床的控礦作用及該礦床的成礦模式，并提出找礦遠景。

關鍵詞：于城鐵礦 交代類型鐵礦 接觸帶 找礦遠景

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（a）-0077-02

1 區域地質

于城鐵礦位于淶源縣縣城東南，行政區劃分屬淶源縣楊家莊鎮支家莊村和易縣橋家河鄉大嶺溝村。礦區屬中朝準地臺山西斷隆與燕山臺褶帶接合部位，位于烏龍溝～上黃旗深斷裂帶南東側。

區域地層可分為基底與蓋層兩部分。基底由中太古界陳莊巖群、上太古界石咀巖群組成，蓋層由中上元古界長城系、薊縣系、青白口系及古生界的寒武系、奧陶系之碳酸鹽建造，中生界侏羅系陸相火山碎屑巖建造，新生界第三系、第四系沉積建造組成，并且以角度不整合覆蓋于基底之上。

區域構造顯著特點是北北東向斷裂與褶皺發育，烏龍溝～上黃旗、靈山～紫荊關兩組北北東向深斷裂構成區域構造的主體，它們具有漫長的發育演變過程，控制著區內沉積作用、巖漿活動、礦產分布等基本地質特征，是重要的導巖控礦構造。

區域巖漿巖屬淶源雜巖體，產于北北東與北東東兩組構造交匯部位，沿烏龍溝～上黃旗深斷裂展布，明顯受區域深斷裂構造控制。北部王安鎮巖體呈菱形，南部司格莊巖體呈三角形，兩者在附圖峪一帶相連，總體為不對稱啞鈴狀。巖漿活動主要為燕山期，亦有少量五臺～呂梁期。巖石以中酸性～酸性為主，包括一部分基性巖，它們是巖漿長期演化和多次侵入的產物。根據同位素年齡資料，巖漿巖形成時代為白堊紀，分燕山早、晚兩期侵入活動，巖性巖相復雜。

區域礦產主要有鐵、銅、鉬、鉛鋅等金屬礦床，受烏龍溝～上黃旗深斷裂帶控制，礦床類型以矽卡巖型和斑巖型為主，礦床規模多為小型，少數為中～大型。典型礦床有大灣鋅鉬礦、木吉村銅鉬礦、浮圖峪銅礦、支家莊鐵礦。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區內出露的地層主要為新太古代阜平期阜平片麻巖套坊里片麻巖，中元古界薊縣系霧迷山組白云巖，兩者呈斷層接觸。在溝谷和山坡有第四系松散沉積物分布。

2.1.1 中太古界陳莊巖群（Ar2C）

分布于礦區白云巖頂垂體東部牛頭峪礦段附近，巖性由條帶狀混合巖化黑云斜長片麻巖、角閃黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖、角閃巖組成。

2.1.2 薊縣系霧迷山組（Jxw）

由霧迷山組一段（Jxw1）、二段（Jxw2）白云巖組成。區內大面積分布呈頂垂體產出，巖性及巖性組合較為簡單，縱橫向變化不大。由于受巖漿巖侵入影響，普遍遭受了接觸熱變質和交代蝕變作用，并形成大理巖或大理巖化、矽卡巖化等蝕變及鐵、銅、鋅礦化。

地層整體走向呈北北東（16°）向，出露長度約2 000m，寬約1 350m。由于構造和巖體侵入的影響，地層產狀變化較大，總體產狀西北部（背斜倒轉翼）走向北東，傾向南東，傾角35°～60°；東北部地層總體走向北北東，傾向南東，傾角45°，局部傾向變化在127°～225°之間，傾角變化在45°～87°之間；東南部變化也較大，走向由北東轉為南東東，傾向變化在160°～205°之間，傾角變化在60°～76°之間。主要巖性有大理巖化白云巖、大理巖，水鎂石化方鎂石大理巖，蛇紋石大理巖、蛇紋石化白云巖等。

2.1.3 第四系（Q4）

主要為卵石、礫石、亞粘土等組成，厚度小于10m。

2.2 巖漿巖

礦區內巖漿巖廣泛分布，于北、西和南部包圍白云巖頂垂體，使白云巖呈“半島狀”頂垂體，僅東部為黑云斜長片麻巖呈高角度逆斷層與白云巖接觸。主要有燕山早期中細粒黑云母閃長巖（δ53（1-1））、石英二長巖（ηο53（1-1））、斑狀二長花崗巖（πηγ53（1-2））和燕山晚期的中粗粒鉀長花崗巖（Kγ53（3-3））、中細粒花崗巖（γс53（3-3））及各種脈巖。空間上成礦作用與石英二長巖關系密切。其它巖體除中細粒花崗巖和成礦作用有關外，其余均與成礦關系不大。

石英二長巖（ηο53（1-1））：分布于普查區的西南部、西北部、東北部，普查區北部、西部零星分布。與頂垂體接觸形成南接觸帶、西接觸帶。巖石呈灰～淺肉紅色，自形～半自形中細粒結構、二長結構或花崗結構，巖體邊緣為細粒花崗結構，粒度一般0.5～3mm，巖體內部可>5mm，主要礦物成分為鉀長石（條紋長石、微紋長石、微斜長石）25%～30%，個別>35%，斜長石35%～50%，石英10%～15%，當石英>20%時向二長花崗巖過渡，當鉀長石含量增加，石英>20%時向花崗閃長巖過渡，角閃石3%～10%，副礦物為磁鐵礦（1%～2%）、榍石（<1%，）和少量磷灰石，且常呈包裹體分布在長石和暗色礦物中。

中細粒花崗巖（γс53（3-3））：分布于普查區的西北部、北部，與頂垂體接觸形成北接觸帶、西北接觸帶。肉紅色，細粒花崗結構，粒度在0.2～2mm，成分主要為鉀長石（條紋長石）40%～60%、斜長石（更長石）10%～20%、石英25%～30%，次要礦物為黑云母1%～5%、角閃石<5%，副礦物主要為磁鐵礦<1%，少量榍石、磷灰石，偶見鋯石、金紅石。

脈巖從酸性-中基性各種成分的均有分布，它們是本區巖漿活動最后階段產物。呈北北東和南北向分布在區內各階段巖體和不同時代地層中，傾向南東，傾角65°～80°，多沿早期構造裂隙充填侵入，常成群平行排列，從形成時間以酸性脈巖為早，中基性脈巖最晚，但均為成礦后形成，對礦體起破壞作用，根據脈巖的穿插關系可確定其形成先后順序。花崗斑巖（γπ5）-二長花崗斑巖（ηγπ5）和石英二長斑巖（οηπ5）-正長斑巖（ξπ5）-正長閃長斑巖（ξδπ5）、正長閃長巖（ξδ5）與閃長玢巖（δμ5）-煌斑巖、云斜煌斑巖（χ5、χφ5）。規模最大的是石英二長斑巖脈，縱貫礦區南北，長約3 000m，寬13～50m。

2.3 構造

該區霧迷山組白云巖呈頂垂體狀殘存在燕山早期巖漿巖之上，除東南部與太古界阜平群片麻巖呈斷層接觸外，其余三面均被燕山早期巖漿巖所包圍，形成典型的頂垂體構造。

2.3.1 褶皺構造

碳酸鹽巖頂垂體為一倒轉背斜，向南西傾沒，背斜軸向為北東向，向北變為北北東向，沿倒轉背斜軸部有石英二長斑巖侵入，倒轉背斜兩翼地層走向均為北北東，向南東傾斜，由于受F4逆斷層影響，巖層傾角西緩東陡，一般為45°～80°，東南部地層產狀變化較大，倒轉背斜傾沒端靠近南接觸帶西緣，傾角變陡，可達50°～75°，在倒轉背斜正常翼有一系列復式背向斜形成，但規模較小，其方向與主體褶皺方向一致，彼此平行排列。

2.3.2 斷裂構造

區內斷裂構造主要為北北東向大致平行的高角度正、逆斷層，主要為成礦前斷裂，主干斷裂旁側的次一級斷裂控制了礦體形成和脈巖的侵入。為成礦后斷裂，屬早期斷裂繼承性活動，成礦后斷裂破壞了礦體的完整性。

斷層多為右旋平移正斷層，走向北東--北北東，傾向南東--南東東，沿斷裂有較大規模的石英二長斑巖脈、煌斑巖侵入，與圍巖接觸部位常形成磁鐵礦化。伴生有次一級斷裂和破碎帶與逆斷層一起構成斷層帶，沿斷層帶有斷續分布的磁鐵礦，對成礦有一定的控制作用。

2.3.3 接觸帶構造

白云巖頂垂體與石英二長巖或中細粒花崗巖接觸，形成區內廣泛而復雜的接觸帶構造，為區內主要控礦構造。根據接觸帶不同部位，將礦區劃分為北接觸帶、西接觸帶、南接觸帶、東接觸帶與底部接觸帶。

北接觸帶：分布于礦區北地段，大部為頂垂體與中細粒花崗巖接觸，僅在局部與石英二長巖接觸，接觸面總體向南傾斜，傾角10°～54°，分布標高為950m以上。接觸帶局部有零星黃銅礦磁鐵礦、黃銅礦、含銅磁鐵礦體出露，形成規模較小的五回嶺礦體。

東接觸帶：南半部為斷層控制，向北東沿接觸帶有中細粒花崗巖侵入，并形成牛頭峪零散分布的磁鐵礦，構成牛頭峪礦段。

底接觸帶：是巖漿巖侵入體與白云巖頂垂體底面接觸（兜底）部分，分布面積廣，產狀形態變化大。總體呈北西高、南東低的不規則波狀分布，以20°～40°的角度向南東傾斜，南東部邊緣變陡，甚至反向；礦區南部，接觸帶垂深112～306m，礦區西南部接觸帶逐步變淺，至于城出露于地表，礦區東地段接觸帶垂深達400余米，向北接觸帶逐漸變淺，至五回嶺出露于地表。該區底接觸帶由于巖漿巖侵入體在局部呈巖枝、巖舌或巖凸使其形態更趨復雜。底接觸帶圍巖被巖體呈巖枝、巖舌狀穿插侵入，形成了較為厚大的鐵銅礦體，或是形成巖凹，對形成礦體提供了有利條件。

2.4 蝕變作用及礦化

2.4.1 蝕變作用及分帶

礦區內蝕變作用有兩類：一為巖漿上升侵位過程中，以自身熱能對圍巖霧迷山組白云巖頂垂體發生的熱接觸變質作用；另一類是巖漿侵位后，巖漿晚期高溫氣化～熱液和巖漿期后殘余熱液先后沿接觸帶發生的氣化～熱液經交代作用而產生內、外蝕變帶并伴隨成礦作用。

在內、外矽卡巖帶中或蛇紋石大理巖化白云巖中均可見到綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等，這些成礦后期或成礦期后中低溫熱液蝕變礦物，多呈細脈狀沿裂隙充填或交代矽卡巖及早期形成的磁鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等。

2.4.2 礦化類型

圍繞白云巖頂垂體形成的各接觸帶，由于成礦母巖的不同、構造部位不同，成礦的其它地質條件亦有所差異，在不同接觸帶的各礦段，礦體規模、產狀、形態、產出條件和礦物共生組合各有特點。

于城嶺南礦段：位于南接觸帶白云巖頂垂體倒轉背斜的傾沒端，巖凹控制了厚大礦體，主礦體隱伏于地下，產于石英二長巖與白云巖形成的外矽卡巖帶，以鐵為主的銅、鋅共生組合，達中型規模。

于城礦段：產于西接觸帶，經1959年鉆探控制，礦體薄，延伸不大，主要產于石英二長巖與白云巖形成的外矽卡巖帶，小部分產于中細粒花崗巖與白云巖形成的外矽卡巖帶，為小型的含銅磁鐵礦，北段在鎂矽卡巖中有白鎢礦化。

五回嶺礦段：產于礦區北部中細粒花崗巖與白云巖形成的外矽卡巖帶，只見零星出露的含銅磁鐵礦小礦體。

牛頭峪礦段：南段受石英二長巖控制，在鎂矽卡巖帶中形成零散含銅磁鐵礦體；中段受F4斷層和中細粒花崗巖控制，出露零星磁鐵礦體；在北部受中細粒花崗巖三面包圍，在矽卡巖化白云巖中形成透鏡狀磁鐵礦體。

3 磁異常特征

1978～1979年，河北省地礦局第六地質隊在于城測區進行了磁法普查工作，并于1984年提交了《河北省淶源縣于城測區一九七八、一九七九年磁法普查工作報告》。其成果顯示，白云巖頂垂體中北部有低緩異常分布，南北長約1 500m，東西寬700～1 000m，磁場強度約500nT。據C75-28航測異常推測磁性體的深部有向南及東南延伸的跡象。

4 接觸交代型礦床特征

該礦床成礦主要與超單元巖漿巖上升侵入過程中和周圍巖層發生接觸交待變質作用關系密切。同位素年齡在175Ma～110Ma之間。侏羅世、白堊世為主要成礦階段

礦體主要受接觸帶構造控制，大體呈透鏡狀。礦物成分主要為磁鐵礦，含少量閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦等硫化物，次生礦物主要有褐鐵礦、銅蘭、孔雀石。當晚期閃鋅礦、黃銅礦等大量出現并與磁鐵礦共生時，其礦物成分和組合由簡單變為復雜。所以，不同礦石類型，礦物成分和共生組合也不盡相同。脈石礦物以透輝石、橄欖石、蛇紋石為主，石榴子石、透閃石、陽起石、金云母、綠簾石、方解石、綠泥石等次之。

礦石主元素為Fe，TFe最高品位可達54.85%，一般23%～40%。

共生組分有Cu、Zn、Mo，它們均可富集成工業礦體，有用伴生元素以Cu為主，S是鐵礦石中主要有害元素。礦石中的硫含于黃鐵礦和其他金屬硫化物中，由組合分析結果可知，S含量在0.022%～1.980%。

5 礦床成因及找礦方向

該區磁鐵礦主要產于巖漿巖與白云巖接觸帶上或其附近鎂矽卡巖中，屬典型的早期接觸交代（矽卡巖）型磁鐵礦被晚期黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦等金屬硫化物疊加，最終形成復合式中、中高溫熱液鐵、銅、鋅共生礦床。石英二長巖、中細粒花崗巖成礦母巖和圍巖巖性及構造條件，構成礦床主要控礦因素。

石英二長巖、花崗巖與圍巖白云巖形成復雜的接觸帶構造。內蝕變形成“鉀化帶”、“鈉化帶”，外蝕變形成透輝石、墨綠色蛇紋石、橄欖石矽卡巖帶。以上為該類型礦床的找礦方向。

參考文獻

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[2] 地質礦產部.河北省、北京市，天津市區域地質志[M].1982.

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