華北地區(qū)條帶狀鐵建造鐵礦成因分析

趙洪濤，張德勝

（太原鋼鐵（集團(tuán)）有限公司礦業(yè)分公司尖山鐵礦，山西太原 030304）

華北地區(qū)條帶狀鐵建造鐵礦成因分析

趙洪濤，張德勝

（太原鋼鐵（集團(tuán)）有限公司礦業(yè)分公司尖山鐵礦，山西太原 030304）

重點(diǎn)歸納闡釋我國華北地區(qū)條帶狀鐵建造的主要類型和成因，具體包括太古代綠巖與條帶狀鐵建造形成規(guī)律、古老陸殼形成與條帶狀鐵建造鐵礦形成、條帶狀鐵建造成因及其富集成礦機(jī)制，為認(rèn)識(shí)條帶狀鐵建造的特征提供幫助。

條帶狀鐵建造 形成規(guī)律 成因分析

條帶狀鐵建造作為海相化學(xué)沉積巖，形成于前寒武紀(jì)，該類建造相關(guān)鐵礦突出特點(diǎn)是規(guī)模大、易選礦、易開采，為世界上最重要的鐵礦類型，占全球鐵礦產(chǎn)量超過90%。世界上條帶狀鐵建造鐵礦主要分布于巴西、加拿大、澳大利亞和俄羅斯等地。華北地區(qū)是我國條帶狀鐵建造鐵礦的最大富集地，主要集中在五臺(tái)-呂梁、鞍山-本溪、冀東、霍邱-舞陽和魯西等地區(qū)。

1 太古代綠巖與條帶狀鐵建造形成規(guī)律

太古帶綠巖帶是指古老的前寒武紀(jì)巖系組成的地殼巖石，也作為古老陸核的標(biāo)志，與條帶狀鐵建造緊密相關(guān)。

1.1 太古代綠巖帶形成規(guī)律

世界典型的綠巖帶地層可從上往下劃分為三個(gè)序列：上部沉積巖組合、基性-酸性堿性巖漿組合、超鎂鐵質(zhì)巖漿巖組合。華北克拉通地區(qū)太古代綠巖帶的特征大致可與國外綠巖帶相比，不同的是其規(guī)模和分布范圍比較小、變質(zhì)程度較高、超基性的科馬提巖類少見、受后期巖漿-構(gòu)造作用改造強(qiáng)烈[1]。

1.2 條帶狀鐵建造類型

根據(jù)條帶狀鐵建造在綠巖帶序列中的巖石組合和產(chǎn)出部位關(guān)系，可以把華北克拉通條帶狀鐵建造細(xì)分為四個(gè)類型：一是斜長角閃巖-磁鐵石英巖組合。該類型賦存的原巖主要為基性巖漿巖-硅鐵質(zhì)建造，多層分布，礦體厚度較小，規(guī)模通常為中到小型，主要位于綠巖帶的中—下部，主要分布于五臺(tái)、遵化和固陽等地區(qū)。二是斜長角閃巖-黑云變粒巖-磁鐵石英巖組合。本類型分布較廣，礦體形態(tài)為層狀-透鏡狀，礦床規(guī)模可達(dá)大型，主要產(chǎn)于綠巖帶的中部，主要見于山西五臺(tái)、冀東遷安、魯西和遼寧本溪等地區(qū)。三是黑云變粒巖-磁鐵石英巖組合。礦體形態(tài)多為層狀，礦床規(guī)模多為大型-超大型，主要產(chǎn)于綠巖帶的中上部，主要見于冀東灤縣、青龍，安徽霍邱地等。四是黑云變粒巖-黑云石英片巖-磁鐵石英巖組合，此類型分布較為廣泛，礦床主要見于鞍山、五臺(tái)山等地區(qū)。

2 古老陸殼形成與條帶狀鐵建造鐵礦形成

華北條帶狀鐵建造鐵礦多與海相火山巖存在密切關(guān)系，可以利用同期火山巖進(jìn)行精確年代學(xué)限定。通過對(duì)火山巖樣的鋯石年代學(xué)的研究，可以限定華北大部分帶狀鐵建造鐵礦原巖形成和變質(zhì)年齡為新太古代晚期（2.5～2.6 Ga），例如冀東、五臺(tái)、固陽、魯西等[2-3]。

華北克拉通大陸地殼生長的峰期階段在太古代末2.5～2.8 Ga[4]，與全球地殼的幕式增生和超級(jí)大陸循環(huán)時(shí)間一致，也與條帶狀鐵建造原巖形成和變質(zhì)年齡時(shí)代總體一致，表明二者存在緊密關(guān)聯(lián)。

3 條帶狀鐵建造成因及其富集成礦機(jī)制

條帶狀鐵建造相關(guān)的綠巖帶通常經(jīng)歷了新太古代末期的碰撞拼合，最終形成了華北克拉通前寒武紀(jì)結(jié)晶基底。之后華北克拉通進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定期。晚太古代一系列條帶狀鐵建造鐵礦可能形成于2.5 Ga前的華北地區(qū)諸多塊體拼貼環(huán)境，其成因也受相關(guān)大地構(gòu)造環(huán)境制約。

3.1 條帶狀鐵建造鐵礦成因

對(duì)于世界范圍內(nèi)的條帶狀鐵建造的鐵質(zhì)來源，一直存在陸殼風(fēng)化來源、海底火山來源、海底水巖反應(yīng)來源等不同觀點(diǎn)。不過，越來越多的證據(jù)表明，海底火山噴發(fā)后的深海熱液活動(dòng)在華北克拉通條帶狀鐵建造形成中占據(jù)了重要作用。例如，李志紅等[5]對(duì)鞍山-本溪地區(qū)條帶狀鐵礦的工作表明，成礦物質(zhì)主要來源于火山熱液作用。李文君等[6]對(duì)司家營鐵礦的研究認(rèn)為，鐵礦形成過程中熱液流體擾動(dòng)十分明顯。李志紅等[7]對(duì)南芬、東鞍山、大孤山和齊大山等礦區(qū)礦石的分析表明，鞍本地區(qū)礦石中鐵的來源與海底火山熱液活動(dòng)密切相關(guān)。

3.2 富集機(jī)制

華北克拉通條帶狀鐵建造富礦主要有三種類型：原始沉積成因富鐵礦、后期構(gòu)造-熱液疊加改造富鐵礦和古風(fēng)化殼富鐵礦。

1）原始沉積富鐵礦。是與條帶狀鐵建造同時(shí)形成并演化的富集類型，常呈塊狀或?qū)訝睢⒅饕V物為細(xì)粒磁鐵礦。本類型與條帶狀鐵建造整合產(chǎn)出，富-貧礦界線通常為過渡，構(gòu)造變形和后期熱液作用不明顯。典型的鐵礦在如冀東司家營、本溪南芬、霍邱李老莊等。

2）后期構(gòu)造-熱液疊加改造富鐵礦。目前，研究表明這種類型是華北與條帶狀鐵建造有關(guān)富礦的主要類型。富礦一般受褶皺和斷裂構(gòu)造控制，部分還受巖漿過程影響，例如本溪南芬鐵礦富礦主要賦存在鐵石英巖層的褶皺軸部，而遼寧弓長嶺的富礦與矽卡巖化過程有關(guān)。

3）古風(fēng)化殼富鐵礦。該類型礦為條帶狀鐵建造貧鐵礦在地質(zhì)歷史過程中受地表風(fēng)化剝蝕和地下-地表水淋濾脫硅作用形成的氧化型富鐵礦。已有的研究表明，這類鐵礦僅分布于華北地區(qū)局部，如鞍山地區(qū)的西鞍山、霍邱的張莊和舞陽鐵古坑等。

4 結(jié)語

我國已探明的鐵礦資源儲(chǔ)量主要集中于條帶狀鐵建造相關(guān)礦床，且集中分布于華北克拉通，對(duì)我國資源安全具有重要意義。對(duì)該類型鐵礦的深入研究，有利于深入認(rèn)識(shí)條帶狀鐵建造的成因機(jī)制和指導(dǎo)黑色金屬資源戰(zhàn)略布局以及勘探、找礦和采礦工作。

[1]沈保豐.中國前寒武紀(jì)成礦作用[M].北京：地質(zhì)出版社，2006.

[2]賴小東，楊曉勇.魯西楊莊條帶狀鐵建造特征及鋯石年代學(xué)研究[J].巖石學(xué)報(bào)，2012，28（11）：3 612-3 622.

[3]劉利，張連昌，代堰锫，等.內(nèi)蒙古固陽綠巖帶三合明BIF型鐵礦的形成時(shí)代、地球化學(xué)特征及地質(zhì)意義[J].巖石學(xué)報(bào)，2012，28（11）：3 623-3 638.

[4]萬渝生，宋彪，楊淳，等.遼寧撫順—清原地區(qū)太古宙巖石SHRIMP鋯石U-Pb年代學(xué)及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2005，79（1）：78-87.

[5]李志紅，朱祥坤，唐索寒.鞍山—本溪地區(qū)條帶狀鐵礦的成礦機(jī)理及地球早期的海洋環(huán)境——來自Fe同位素和元素地球化學(xué)的證據(jù)[J].巖石學(xué)報(bào)，2012，28（11）：3 545-3 558.

[6]李文君，靳新娣，崔敏利，等.BIF微量稀土元素分析方法及其在冀東司家營鐵礦中的應(yīng)用[J].巖石學(xué)報(bào)，2012，28（11）：3 670-3 678.

[7]李志紅，朱祥坤，唐索寒．鞍山-本溪地區(qū)條帶狀鐵建造的鐵同位素與稀土元素特征及其對(duì)成礦物質(zhì)來源的指示[J].巖石礦物學(xué)雜志，2008，27（4）：285-290.

（編輯：胡玉香）

Analysis on Banded-iron Formation in North China

ZHAO Hongtao,ZHANG Desheng
（Jianshan Iron Mine,Mining Company of Taiyuan Iron and Steel(Group)Co.,Ltd., Taiyuan Shanxi 030304）

This paper summarizes and illustrates the main types and causes of banded-iron formation in north China, including formation rules of Archean greenstone and banded-iron formation,ancient continental crust formation and banded-iron formation,and causes and enrichment mechanism of banded-iron formation,providing help for the understanding of their characteristics.

banded-iron formation,formation rules,formation analysis

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-1152（2016）06-0111-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.39

2016-10-24

趙洪濤（1981—），男，助理工程師，現(xiàn)從事采礦技術(shù)工作。