河南省舞陽鐵礦田鐵山礦床的地質(zhì)特征及控礦分析

王 夏 王明明 羅志陽

(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第四地質(zhì)大隊(duì)，河南 鄭州 450016)1;

(河南省有色金屬地質(zhì)勘查總院，河南 鄭州 450052)2

引言

舞陽鐵礦田是河南省最大的鐵礦田，分布有多個鐵礦床，其查明鐵礦資源儲量5.8億噸，約占全省總資源儲量一半以上［1］［2］。1956～1981 年，在該區(qū)開展了規(guī)模宏大的地質(zhì)找礦工作，經(jīng)過勘探的主要礦區(qū)有6個，分別為:鐵山礦區(qū)、經(jīng)山寺礦區(qū)、趙案莊礦區(qū)、下曹余莊礦區(qū)、崗廟劉礦區(qū)和尚廟礦區(qū)［3］。

自礦田開采時(shí)起，就有很多專家對舞陽鐵礦區(qū)的各個礦段的鐵礦床進(jìn)行了大量的勘察與研究，對礦區(qū)的開采提供了有力的理論和技術(shù)指導(dǎo)。文章通過對舞陽鐵礦區(qū)地質(zhì)特征和成因分析等方面進(jìn)行論述，借以提高鐵礦石開采的服務(wù)年限。

1.舞陽鐵礦田鐵山礦床的地質(zhì)形成背景

舞陽鐵礦田處于馬超營——拐河——確山這條斷裂帶的東部，是非常典型的臺地型地殼結(jié)構(gòu)，也孕育了儲藏量豐富的沉積鐵礦。在經(jīng)歷了很多次的板塊運(yùn)動后，形成了如今的舞陽鐵礦田地質(zhì)構(gòu)造的大體輪廓。其中，前震旦紀(jì)運(yùn)動對地層造成的劇烈的褶皺，巖石變質(zhì)和燕山運(yùn)動對巖層造成的巨大背斜構(gòu)造以及嚴(yán)重的斷裂在舞陽鐵礦山的鐵礦的空間分布和儲量狀況上起到了至關(guān)重要的作用。

圖1 研究地區(qū)質(zhì)圖

2.舞陽鐵礦田鐵山礦床的地質(zhì)特征

礦產(chǎn)區(qū)的地質(zhì)特征主要是由礦區(qū)的地層，礦區(qū)構(gòu)造、巖漿巖以及礦體本身特征等方面構(gòu)成的。對這些構(gòu)成要求進(jìn)行探究與分析，有助于更加充分的了解礦區(qū)最優(yōu)的采礦點(diǎn)和礦區(qū)科學(xué)使用的最長年限等。因此，以下內(nèi)容會依次介紹河南省舞陽鐵礦田礦床的地質(zhì)特征。

2.1 舞陽鐵礦田礦床的地層

礦床的地層主要由新太古界鐵山廟組 (Ar3t)、中元古界云夢山組 (Pt2Ry)和第四系。在新太古界鐵山廟組，主要由片麻巖和鐵礦石構(gòu)成。在地層的最下面是混合巖層，其中巖性比較簡單的條帶形混合巖占據(jù)了很大部分。中間一層主要分布是礦巖層，片麻巖占據(jù)了巖層的很大一部分，其中蘊(yùn)含了豐富的磁鐵礦石，總厚度可達(dá)240米。此外，如果按照礦體的種類進(jìn)行分層的話，地層的頂部分布的主要是各種巖體相互混雜的混和巖層，與其他巖體相比，這類巖體的巖性都相對簡單。在第二層中元古界云夢山組中，與新太古界鐵山廟組一樣，該部位的巖層也從上到下分為頁巖段，火山巖段以及礫巖段。頁巖段的巖層比較厚，主要巖石分布為石英砂巖;火山巖段的巖石分布為塊狀和流動狀構(gòu)造的玄武巖;底部主要分布的是石英砂巖，而且部分石英沙巖存在裂痕的狀況。第四系內(nèi)部主要是黏土，黃土和部分礫石，厚度不具有穩(wěn)定性。

2.2 舞陽鐵礦田礦床的構(gòu)造

該區(qū)本身是由一個大型的傾伏倒轉(zhuǎn)緊閉背斜組成，扭紐東傾，傾角45°左右，形成時(shí)間在中元古代之前［5］。該區(qū)地層先后經(jīng)歷了葉舞運(yùn)動、少林運(yùn)動、加里東運(yùn)動、海西運(yùn)動和燕山運(yùn)動［5］，在古元古代，發(fā)生了以塑性變形為主的構(gòu)造作用，在形成該區(qū)大型傾伏倒轉(zhuǎn)緊閉背斜同時(shí)，太華群鐵山廟組地層向地表方向推移了約3km，使其中的鐵礦層暴露地表，并經(jīng)過風(fēng)化剝蝕作用。在中生代由于受自南向北板塊的俯沖影響下［6］，該區(qū)地層發(fā)生自南向北自下而上的推覆作用，形成F6大型逆掩斷層［7］，鐵山廟組地層在原來基礎(chǔ)上又發(fā)生了較大變化。

舞陽鐵礦田的礦床大致屬于從東北向西南延伸的背斜斜層，后來在強(qiáng)烈的地質(zhì)運(yùn)動作用下，被斷層切割成了地壘，也因此強(qiáng)制性的把礦床分裂為了東中西三個部分。中西兩個部位的礦體都保存得比較完整，依然是原生的磁鐵礦，但是中部礦層卻在強(qiáng)烈的侵蝕作用下演變成了赤鐵礦。其次是古侵蝕面不整合構(gòu)造的影響。舞陽鐵礦區(qū)的巖漿巖發(fā)育并不充分，以巖墻為主要形態(tài)特征的閃長玢巖占據(jù)了礦區(qū)的主要部分，因與礦區(qū)內(nèi)礦體的分布走向斜向交叉，對礦體的影響很大。很多巖墻都侵入到了礦體內(nèi)部，嚴(yán)重影響了礦體的連續(xù)性。

2.3 舞陽鐵礦山的礦體自身特征

舞陽鐵礦區(qū)的礦體全部都來源于新太古界鐵山廟組，在分布中嚴(yán)格受控于層位，除此之外，后期連續(xù)的斷裂構(gòu)造和巖脈等也對礦體造成了嚴(yán)重的破壞作用。在多重作用下，舞陽鐵礦區(qū)的礦床自西向東被分成了東部，中部和西部礦區(qū)。東部礦體內(nèi)部因?yàn)闆]有巖漿巖的大量涌入，使得礦體結(jié)構(gòu)比較簡單，主要分布是磁鐵礦礦石，目前還沒有對礦體的東側(cè)和南側(cè)實(shí)現(xiàn)完全控制。中部礦體因?yàn)橥瑯游词艿綆r漿巖的穿插，結(jié)構(gòu)簡單。但是北側(cè)的礦體受到了剝蝕，已經(jīng)完全被第四系所覆蓋。礦體的東部被斷層割斷，西南部還尚未完全控制。西部礦體的東部地段也被斷層割斷，而且礦體內(nèi)部侵入的大量的閃長玢巖，使得礦體的連續(xù)性降低。

3.舞陽鐵礦田鐵山礦床的控礦分析

舞陽鐵礦田的礦源層在大量的褶皺構(gòu)造，斷裂構(gòu)造等作用下，對舞陽鐵礦田的礦床進(jìn)行了一系列的改造。在理論數(shù)據(jù)的指導(dǎo)下，充分掌握構(gòu)造控礦的規(guī)律，對于后期的礦產(chǎn)開采和新的找礦工作具有很大的指導(dǎo)意義。

3.1 斷裂構(gòu)造控礦

礦床的形成很大程度上歸功于斷裂構(gòu)造。對于為礦床的行程提供礦物質(zhì)來源的巖漿來說，斷裂構(gòu)造不僅能夠?yàn)樗峁┮粋€上升的通道，同時(shí)還能夠?yàn)榈V床的侵入巖漿以及他的派生礦巖制造出一個冷凝和停集的空間。舞陽鐵礦礦床東西走向的斜層在燕山運(yùn)動的過程中被切割成了五部分。斷裂后的斜層形成了三個地塹及兩個地壘，于是便蘊(yùn)藏了豐富的礦體在地塹構(gòu)造之中。除此之外，之后一系列的板塊運(yùn)動也使得舞陽鐵礦區(qū)的南北兩側(cè)出現(xiàn)了劇烈的擠壓型斷裂，從而為更為充足礦產(chǎn)資源的孕育創(chuàng)造了條件。

3.2 古侵蝕面不整合構(gòu)造控礦

礦床氧化帶都只是依附在古界古侵蝕面的附近，舞陽鐵礦田礦床地質(zhì)在空間上氧化帶的界限大致與古侵蝕面相互平行，二者的垂直距離大約只有200米。因此可以推測，古侵蝕面的不整合構(gòu)造對舞陽鐵礦田內(nèi)礦床的礦石全部氧化，從而形成豐富的礦床資源的可能性非常大。

4.結(jié)語

從19世紀(jì)五十年代起，對舞陽鐵礦田的勘測工作便取得了很大成就，發(fā)現(xiàn)了許多大中型的鐵礦，在地質(zhì)勘探工作上積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。但是，在地質(zhì)工作過程中，也依然存在著對鐵礦的勘探深度不夠，以及對地質(zhì)構(gòu)造的規(guī)律研究掌握得不夠等問題。因此，綜合把握研究方向，依托于先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)設(shè)備和最新的地質(zhì)勘查資料，以便更全面的擴(kuò)大研究范圍，掌握更多的地質(zhì)勘探規(guī)律，對于以后延長鐵礦的開采年限和提高礦床資源的開采效率都具有重要的指導(dǎo)意義。

［1］姚培慧，王可南，杜春林，等.中國鐵礦志 ［M］.北京:冶金工業(yè)出版社，1993.

［2］楚春生，等.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)志［M］.北京:中國展望出版社.1992.

［3］賈興杰，等.河南舞鋼鐵礦地質(zhì)特征及深部找礦研究［J］.黃金科學(xué)技術(shù).2012.2.

［4］李懷乾，張瑜麟.河南省舞陽鐵礦田鐵山礦區(qū)深部找礦潛力分析［J］.礦產(chǎn)勘查.2011.9.

［5］陳衍景，富土谷等.豫西金礦成礦規(guī)律［M］.北京.地震出片社，1992

［6］陳衍景，張靜，賴勇。大陸動力性與成礦作用富土谷等.豫西金礦成礦規(guī)律［M］.北京.地震出片社，2001

［7］張?jiān)从校幽衔桕栬F礦F6巨型逆斷層［C］.全國平緩斷裂構(gòu)造學(xué)術(shù)計(jì)論會文集，1983.