與邯邢式鐵礦成礦作用有關(guān)幾個問題初步探討

李建榮

（河北省地礦局第十一地質(zhì)大隊，河北邢臺054000）

與邯邢式鐵礦成礦作用有關(guān)幾個問題初步探討

李建榮*

（河北省地礦局第十一地質(zhì)大隊，河北邢臺054000）

在前人工作的基礎(chǔ)上，通過野外調(diào)查和室內(nèi)測試，用礦床學(xué)等相關(guān)學(xué)科理論知識對成礦作用的有關(guān)問題進(jìn)行了分析，從而對邯邢式鐵礦的成礦規(guī)律有更深入的認(rèn)識，為深部和外圍找礦提供依據(jù)。

成礦作用；矽卡巖；鐵質(zhì)來源

1　圍巖及地層標(biāo)志

中奧陶統(tǒng)3個組底部都發(fā)育有角礫巖，其物理性質(zhì)不一，是相對的較脆弱層位，在應(yīng)力作用下有利于巖漿順層分叉侵入，造成垂向上多個接觸帶，可能形成多層礦體。

中奧陶統(tǒng)含泥質(zhì)較低的、較純的鈣鎂質(zhì)碳酸鹽巖對交代成礦有利。碳酸鹽圍巖的化學(xué)成分對于形成不同類型的矽卡巖和礦石有一定影響。含泥質(zhì)較高的圍巖，由于孔隙度較小，滲透性差，能起到屏擋礦液作用。

中奧陶統(tǒng)正處于前震旦系變質(zhì)巖系基底建造之上的第一個構(gòu)造層——寒武奧陶統(tǒng)碎屑巖建造及鈣鎂碳酸鹽巖建造的上部，上覆地層為石炭、二疊系頁巖、粘土巖類地層，是一些塑性巖石，起著“蓋層”的作用，巖體底界一般為下奧陶統(tǒng)頂部的鈣質(zhì)頁巖，這種巖石也起著隔擋作用，使火成活動受到一定的制約，故火成巖體多產(chǎn)于中奧陶地層中。

2　控礦規(guī)律（主要是控礦構(gòu)造）

2.1接觸帶形態(tài)

接觸帶是巖體同圍巖接觸面兩側(cè)一定厚度以內(nèi)的一個很廣闊的面型空間。而礦體僅僅存在于少數(shù)的接觸帶內(nèi)。接觸帶有礦同無礦部位，在形態(tài)特征上是有明顯差別的，接觸帶的形態(tài)同礦體的形態(tài)、產(chǎn)狀，甚至同礦體的規(guī)模都有密切的聯(lián)系。

在各地區(qū)具體地質(zhì)情況的基礎(chǔ)上，對接觸帶的形態(tài)，進(jìn)行了不同的描述，一般認(rèn)為平直的是無礦接觸帶，而接觸帶的凹凸部位，或稱作“半島狀”或“港灣”的是有利于成礦的接觸帶。在邯邢地區(qū)把這種有利于成礦的接觸帶叫做“內(nèi)灣”和“外灣”，即圍巖呈舌狀或不規(guī)則狀，被巖體三面或四面包圍，叫做“內(nèi)灣”；巖體呈舌狀、楔狀，或不規(guī)則狀，被圍巖包圍叫做“外灣”。

如果從巖體形態(tài)的角度來看，則認(rèn)為似層狀巖體表面的線狀、弧線狀上隆體、穹窿狀、巖柱狀上隆體是有利成礦部位。而從圍巖的構(gòu)造情形來看，則認(rèn)為在相鄰部位褶皺相對較強，形變相對較劇烈的地段，是有利成礦的地段。

接觸帶形態(tài)是圍巖形變和巖漿運動的綜合反映。除在經(jīng)過劇烈構(gòu)造變動的局部場合，呈不規(guī)則的接觸帶以外，多數(shù)情況下，接觸帶的形態(tài)同圍巖中的褶皺形式是一致的。在一個礦田范圍內(nèi)，不同構(gòu)造部位的接觸帶的形態(tài)，不是互相孤立的現(xiàn)象，而與礦田所處的應(yīng)力場有一定的成生聯(lián)系。

2.2控制礦田的構(gòu)造體系問題

2.2.1概況

由于各地區(qū)客觀地質(zhì)現(xiàn)象暴露程度不同，研究程度和研究范圍的局限，以及研究的側(cè)重點不一，在各個礦區(qū)內(nèi)和各個礦區(qū)之間對于控制礦田構(gòu)造體系，尚無比較明確和統(tǒng)一的認(rèn)識。但是，在概括接觸帶形態(tài)的基礎(chǔ)上，對具體控礦構(gòu)造現(xiàn)象的看法，卻有很多類似的地方。

2.2.2邯邢成礦區(qū)礦田構(gòu)造體系

邯邢成礦區(qū)礦田構(gòu)造體系主要包括：受了歪曲的綦村帚狀構(gòu)造、中關(guān)—邑城帚狀構(gòu)造、固鎮(zhèn)礦田構(gòu)造體系等。

下面就中關(guān)—邑城帚狀構(gòu)造簡略說明一下。

中關(guān)—邑城一帶，為第四系覆蓋區(qū)。從區(qū)域地質(zhì)圖上看，中關(guān)礦區(qū)位于一個伴隨有二次縱張的背斜部位。在中關(guān)礦區(qū)，根據(jù)大量鉆孔揭露的中奧陶統(tǒng)和中、上石炭統(tǒng)巖層的起伏，顯示次一級褶皺構(gòu)造有一定程度的發(fā)育，構(gòu)成一個北東向的褶皺束，其南段至南東延展。同邑城煤田北部展布的褶皺聯(lián)系起來，構(gòu)成一個按順時針方向向北西和北收斂，按反時針方向向東至北東撒開的壓扭性帚狀構(gòu)造體系。中關(guān)鐵礦、白澗鐵礦和養(yǎng)兒河異常，就分布在這個構(gòu)造體系里。

3　巖漿巖與成礦關(guān)系

3.1巖漿巖概況

區(qū)內(nèi)巖漿巖活動以燕山期侵入為主，廣泛侵入的燕山期中性侵入體為邯邢式鐵礦的成礦母巖。該類侵入體與中奧陶統(tǒng)的灰?guī)r的侵入接觸帶是邯邢式鐵礦成礦的先決條件。喜山期巖漿巖僅在測區(qū)外圍有零星的玄武巖出露（表1）。

3.2似層狀巖體頂面產(chǎn)狀與礦體空間的關(guān)系

表1　邯邢地區(qū)燕山期巖漿巖的特征

區(qū)內(nèi)原巖類型的多樣性，說明了邯邢式鐵礦不是與某種巖石類型有關(guān)，更不能說近礦的某一種巖石就是成礦母巖，而是與雜巖系中某個巖石系列有關(guān)。

似層狀巖體頂面產(chǎn)狀極為復(fù)雜，但不是頂面接觸帶到處成礦。礦床基本產(chǎn)于似層狀侵入體頂部相對隆起部位的接觸帶（包括相對隆起部位的巖體內(nèi)部捕擄體接觸帶）內(nèi)，統(tǒng)稱為“成礦上隆區(qū)”。組成成礦上隆區(qū)的上隆體，形式是多樣的，基本可歸納為3種形式：線狀（弧線狀）（以北洺河為例）、穹窿狀（以狐堰山為例）、巖柱狀（以西郝莊為例），產(chǎn)出在上隆體部位接觸帶內(nèi)的礦床，由若干礦體按不同空間配置形式而構(gòu)成。

應(yīng)該強調(diào)指出，上述制約礦體空間配置形式的不同“不同成礦上隆區(qū)”，是同一似層狀巖體頂部有機聯(lián)系，不可分割的組成部分。認(rèn)識不同的礦體空間配置形式，對就礦找礦、預(yù)測隱伏礦體，合理勘探礦床都有一定的指導(dǎo)意義。近年來，在邯邢地區(qū)的找礦勘探實踐證實了這一點。

4　成礦作用

4.1關(guān)于成礦物質(zhì)來源的探討

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，日益眾多礦床的開發(fā)，揭露出了許多與傳統(tǒng)概念不相吻合的現(xiàn)象，迫使人們尋找新的途徑來解決這個問題。我們根據(jù)對本區(qū)磁鐵礦床的研究，認(rèn)為成礦物質(zhì)主要來源于礦體的母巖（巖漿巖），乃是礦體母巖在交代變質(zhì)中析出的物質(zhì)在適宜條件下聚集的結(jié)果。

（1）礦體母巖通常是淺色的貧鐵富堿的巖石，而無礦接觸帶的巖石則含鐵相對較高。

（2）鉆孔磁參數(shù)資料表明，近礦圍巖的磁化率有愈近接觸帶愈低的趨勢，而無礦接觸帶不僅磁化率值較高且有的變化混亂，有的近接觸帶反而增高。

（3）某些含鐵礦物（角閃石）為不含鐵或貧鐵礦物所交代時，可以看到有磁鐵礦顆粒的析出。

（4）地質(zhì)過程的長期性，為鐵質(zhì)的析出、遷移和富集，提供了客觀可能條件。

（5）在圍巖蝕變的現(xiàn)象可以看到巖漿巖清晰的交代變質(zhì)帶。組分變化特征是愈近礦體，鈣鎂鐵組分愈低，而堿質(zhì)和鋁質(zhì)含量有所增加。

4.2鈉長石形成時間與鐵礦體的關(guān)系

有些人研究認(rèn)為本類型鐵礦床中的鐵質(zhì)來源主要是由于鈉長石化所造成的。鈉長石化使已結(jié)晶的巖石中鐵質(zhì)被活化轉(zhuǎn)移，使氣化—熱液獲得了大量的成礦物質(zhì)。可是本人通過薄片觀察和野外踏勘，鈉長石化發(fā)生在成礦之后，而不是發(fā)生在成礦之前，鈉長石交代鈣鐵榴石、透輝石、方柱石的現(xiàn)象普遍。

本人認(rèn)為透輝石矽卡巖與交代普通角閃石而形成的透輝石、次透輝石是同期的產(chǎn)物，它們之間沒有先后關(guān)系。相反，在脈狀或團(tuán)塊狀透輝石矽卡巖周圍可見到浸染狀交代普通角閃石而形成的透輝石，這2種產(chǎn)物的透輝石或次透輝石沒有區(qū)別，所不同的是：一是沿著巖石的裂隙或空隙貫入與交代，而后者是沿普通角閃石的解理或裂隙交代而形成。有時在標(biāo)本見到透輝石脈、方柱石脈穿切鈉化巖石或鈉長石巖。但把從這些地方采到標(biāo)本磨成片，見到的是鈉長石交代透輝石和方柱石。因此證明鈉長石化發(fā)生在矽卡巖化之后是毫無疑問的。又根據(jù)鈉長石化晚期的礦物組合，如常見其與綠泥石、方解石共生，并有被方解石交代的現(xiàn)象，可以確定其生成溫度的下限。

鈉長石形成時間晚于磁鐵礦：在磁鐵礦石中經(jīng)常見到磁鐵礦交代透輝石、鈣鐵榴石，在磁鐵礦石中很少見到鈉長石，但也不是完全見不到的。

矽卡巖化的分帶性說明鈉長石化發(fā)生在矽卡巖化之后，既然堿質(zhì)是發(fā)生在矽卡巖和磁鐵礦成礦之后，那么形成鐵礦體的鐵質(zhì)就不可能是由于鈉長石化從已結(jié)晶的巖石中萃取來的鐵質(zhì)，形成礦體的鐵質(zhì)主要來源于母巖巖漿，即是由于巖漿逐漸結(jié)晶以后析出來大量的殘余汽—液體，然后形成鐵質(zhì)沉淀。

著名地質(zhì)學(xué)家王曰倫在“邯邢式鐵礦床的鐵質(zhì)來源及礦床成因的探討”一文中也提到：鈉化閃長巖可穿切礦體和圍巖，鈉化閃長巖可穿切與矽卡巖伴生的鐵礦體。顯然是鈉化作用發(fā)生矽卡巖化和鐵礦生成之后。

4.3本文關(guān)于邯邢地區(qū)成礦作用的統(tǒng)一模式探討

與本區(qū)矽卡巖型鐵礦密切相關(guān)的鈉長石化巖石的原巖實際上是同一次巖漿熔融事件中的早期侵入體，提供成礦物質(zhì)；晚期侵入體侵位后產(chǎn)生的富含揮發(fā)分的巖漿期后熱液不僅是成礦物質(zhì)的載體，而且所產(chǎn)生的壓應(yīng)力和熱能也成為成礦流體運移的驅(qū)動力。后期上來的巖漿對圍巖的雙交代已經(jīng)很少，因為早期上侵的巖漿已經(jīng)對上部圍巖進(jìn)行交代和烘烤，形成一些結(jié)晶灰?guī)r和大理巖等致密巖石，對后期上侵的巖漿有抵觸作用。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合礦體的產(chǎn)出狀態(tài)，建立了成礦模式（圖1）。

圖1　邯邢地區(qū)矽卡巖型鐵礦成礦模式

該模式的找礦指導(dǎo)意義在于：

（1）矽卡巖型礦床多形成于同一次巖漿事件中早期侵入體與碳酸鹽巖的接觸帶附近，后期侵入體附近不易形成礦體。

（2）大部分巖體都是多期侵入形成，沒有見到有單一時期的巖漿，后期巖漿都是沿著早期巖漿的路徑上侵的。

（3）可以解釋鈉化巖體周圍無礦體和礦體附近沒有鈉化巖體的現(xiàn)象。

（4）可以解釋上部灰?guī)r被蝕變成極薄層大理巖，而其下部與厚層鐵礦接觸。

（5）鐵質(zhì)的來源是主要來自巖漿，部分是后期鈉化巖體而形成。而且早期形成的鐵質(zhì)對后期的鈉化形成的鐵質(zhì)有吸引聚集的作用。

［1］華北地質(zhì)科學(xué)研究所，河北地質(zhì)學(xué)院.太行山等地區(qū)邯邢式鐵礦成礦規(guī)律和找礦方向［R］.1976.

［2］華北冶金地質(zhì)勘探公司518隊.邯邢地區(qū)接觸交代型磁鐵礦礦床地質(zhì)特征控礦因素與礦床成因的探討［R］.1974.

［3］河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局第十一地質(zhì)大隊.河北省邯邢地區(qū)邯邢式鐵礦成礦地質(zhì)特征及找礦方向［R］.1986.

［4］單連芳.太行山南部幾處接觸交代型鐵礦床的飾變特點和成礦作用幾個問題探討［R］.1978.

［5］鄭建民，等.冀南邯鄲—邢臺地區(qū)矽卡巖鐵礦的地質(zhì)特征及成礦模式［R］.2007.

［6］趙永超.太行山南段安林地區(qū)中生代巖漿活動和成礦作用［R］.1999.

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A

1004-5716（2016）08-0124-03

2015-08-26

2015-08-26

李建榮（1969-），女（漢族），河北邢臺人，工程師，現(xiàn)從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查及研究找礦工作。