遷西板橋東溝鐵礦礦床地質特征及成礦模式研究

趙鵬飛，張振國，冷春鵬，李 坤，李宗峰，蔣正軍

（1.華北理工大學礦業工程學院，河北唐山063009；2.河北省地礦局第五地質大隊，河北唐山063004）

遷西板橋東溝鐵礦礦床地質特征及成礦模式研究

趙鵬飛*1,2，張振國1，冷春鵬1，李 坤1，李宗峰1，蔣正軍1

（1.華北理工大學礦業工程學院，河北唐山063009；2.河北省地礦局第五地質大隊，河北唐山063004）

依據礦床勘查，通過詳細而系統的野外地質調查和巖石地球化學特征、礦物的同位素地球化學特征及成礦物理化學條件等方面的研究，厘定并深化了對鐵礦床成因類型、成礦條件的認識，認為板橋東溝鐵礦礦體圍巖以黑云角閃斜長片麻巖為主、混合巖化角閃斜長片麻巖次之，礦體的主要礦石為磁鐵石英巖，礦石結構主要以粒狀變晶結構、條紋狀構造、條帶狀構造和片麻狀構造為主，礦石金屬礦物以磁鐵礦為主、含少量黃鐵礦和極少量黃銅礦，礦石元素以Fe、Si、O為主，少量Al、Mg、Ca，礦體夾石主要由混合巖化黑云角閃斜長片麻巖組成，少量角閃斜長片麻巖、含鐵片麻巖。認為板橋東溝鐵礦鐵礦床為堿長片麻巖—麻粒巖—磁鐵石英巖含礦建造，屬于區域變質的麻粒巖相，巖石多數是中-基性火山巖等變質的產物，板橋東溝鐵礦鐵礦床類型屬于鞍山式沉積變質鐵礦。為今后類似鐵礦的勘查及礦床開發提供技術依據與支持。

遷西；板橋東溝鐵礦；礦床地質；成礦模式

遷西地區鐵礦為冀東地區鐵礦主要產地之一。由于礦體埋藏淺，開采條件較好，易采選，有害質硫、磷含量低，加之地處我國重要經濟中心——京津冀地區，條件十分有利。遷西地區目前已成為唐鋼等鋼鐵廠鐵礦原料的供應戶，是我國重要的鋼鐵原料基地。

雖然很多地質單位曾對河北省遷西縣板橋東溝鐵礦做了地質調查工作，但仍存在一些問題。諸如，施工的鉆孔因施工條件限制，部分鉆孔布置不甚合理，個別地段對礦體工程控制略顯不夠；礦區中低品位礦資源儲量較高，以后開采過程中應盡量開采，以防造成資源浪費；未劃分板橋東溝鐵礦的礦床成因類型及探討其成礦模式等。

我國鐵礦床類型完整，包括各個成礦時期，許英霞[1]以司家營鐵礦為例探究沉積變質型鐵礦床的地質特征，肖凡[2]研究華東地區沉積變質型鐵礦的成礦規律；王曉地[3]指出新疆天山鐵礦床中火山巖型鐵礦資源儲量約占鐵礦產總資源量的五分之二以上，并且海相沉積型鐵礦床中含有濱海古砂礦沉積釩鈦磁鐵礦床；鄭建民[4]論述邯鄲-邢臺地區矽卡巖鐵礦的地質特征；唐菊興[5]以青藏高原為例探討熱液鐵礦床成礦亞系列及找礦指導；李良旭[6]認為和平鐵礦為沉積型鐵礦床類型；孫啟幀[7]闡述了風化淋濾型鐵礦的成因因素；李延河[8]以馬蘭莊鐵礦為例探討造成中國缺失與BIF有關的風化殼型鐵礦之間關系。

陳毓川和朱裕生將鐵礦床成礦模式分為接觸交代成礦模式、火山—沉積作用模式和模型3大類[9]。左國朝[10]以新疆鐵礦為例，建立了磁海鐵礦床的礦體模型和成礦演化構造模式；許東[11]闡述了瀾滄江鐵礦帶惠民式-疆峰式鐵礦床特征與含鐵建造的關系；王智琳[12]發表海南島主要鐵礦床類型的成礦規律與成礦模式研究中認為海南島鐵礦床主要有石碌沉積變質型鐵礦床；康叢軒[13]初步建立福建省馬坑矽卡巖型磁鐵礦成礦模型。

1 區域地質概況

研究區位于遷西縣城區東北方向約30km，隸屬遷西縣東荒峪鎮板橋村管轄。區內有簡易公路與唐山—金廠峪公路相連，豐（潤）—董（家口）公路在礦區西側通過，交通便利。

區域主要出露的地層為太古界遷西群上川組和三屯營組地層，其中研究區以上川組為主要地層，在五重安、羅家屯以北地區均有分布，代表巖石為輝石麻粒巖，其中角閃斜長二輝麻粒巖最為發育。上覆地層為中上元古界長城系、薊縣系、青白口系地層、古生界寒武系地層、中生界侏羅系地層、古近系及第四系地層（圖1）。

圖1 研究區綜合柱狀圖

2 礦區地質

2.1 礦區地質特征

地層走向為北東—南西向，傾向南東，傾角65°～85°。基本構造形態為一單斜構造，礦體受其控制，礦層產狀與圍巖一致。局部出現小型撓曲，未見大的斷層破碎帶等。區內巖漿巖出露很少，僅局部略見閃長巖脈，長度較短，寬0.1～0.5m，多斜切片麻理，規模較小。

2.2 礦區水文地質

區內主要為太古界遷西群組上川組變質巖類裂隙水及第四系松散巖類孔隙潛水。根據巖層的富水性及含水介質，將區內分為低山丘陵水文地質區及第四系水文地質區。地表水體距礦體較遠，與礦體沒有直接水力聯系，對礦體直接充水無關系，無大的構造破碎帶溝通礦體頂、底板，主要充水因表為大氣降水及太古界遷西群變質巖類基巖裂隙水，其富水性弱，地下水補給條件較差，第四系覆蓋面積小且薄，水文地質邊界條件較簡單。因此，綜合評定該礦區屬地下水文地質條件簡單的礦床。

2.3 礦區工程地質

2.3.1 工程地質特征

（1）工程地質巖組特征。研究區巖性除第四系外，巖性主要為太古界遷西群上川組黑云角閃斜長片麻巖、磁鐵石英巖及少量角閃斜長片麻巖及含磁鐵石英巖等。根據巖體的工程地質特征可分為：第四系地層、風化帶、太古界遷西群上川組變質巖和磁鐵石英巖（礦體）。其中磁鐵石英巖為主要礦石類型，灰黑色，中細粒結構，條紋狀、條帶狀構造，主要成分為石英、磁鐵礦，少量角閃石、輝石，RQD值為77%～100%，平均91%，巖石質量極好，巖體中等完整。

（2）結構面特征。研究區內沒有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級結構面，主要為Ⅳ、Ⅴ級結構面，主要為巖層的層理及不同巖性發育的節理裂隙及各種片理和劈理等結構面，影響巖體的力學性質，破壞巖體的完整性和穩定性。

2.3.2 工程地質評價

根據勘查資料，該礦區基巖可分為風化帶、礦體、礦體頂板、礦體底板等4個巖組，綜合評價見表1。

表1 巖體質量評價表

3 礦床成因類型及成礦模式

3.1 礦床成因類型

3.1.1 礦體特征

研究區共賦存6條礦體，依次為M1、M1-1、M1-2、M2、M3、M4。其中M1號礦體為研究區內主礦體，其資源儲量占研究區總資源儲量的81.47%。礦體均賦存于太古界遷西群上川組變質巖地層中。礦體圍巖以黑云角閃斜長片麻巖為主。

3.1.2 礦石類型

構成本礦床礦體的主要礦石為磁鐵石英巖。按組成礦石的主要鐵礦物分為磁鐵礦石；按礦石中主要脈石礦物的種類分為石英型鐵礦石；按結構構造分為條紋-條帶狀鐵礦石；鐵礦石中的鐵元素主要以磁鐵礦中的鐵為主，即以磁性鐵為主。

3.1.3 礦石結構構造

礦石結構主要為粒狀變晶結構，以條紋狀構造、條帶狀構造和片麻狀構造為主，少量塊狀構造。礦體中礦石均不是單一構造，多重疊出現，過渡相變，沒有截然的界線。

3.1.4 礦石礦物成分

礦石礦物成分較為簡單。金屬礦物以磁鐵礦為主，含少量黃鐵礦和極少量黃銅礦。脈石礦物以石英等透明礦物為主，另外見有少量輝石或角閃石、斜長石等，蝕變礦物有綠泥石、方解石等。

3.1.5 巖石化學成分

礦石化學成分簡單，礦石所含有用元素為Fe，通過組合分析結果得知其它成份以Si、O為主，少量Al、Mg、Ca。不含可供綜合利用的伴生元素，有害元素含量低微，對工業利用無影響。

3.1.6 礦體圍巖和夾石

礦體近礦圍巖以黑云角閃斜長片麻巖為主，混合巖化角閃斜長片麻巖次之。礦體夾石主要混合巖化黑云角閃斜長片麻巖組成，少量角閃斜長片麻巖、含鐵片麻巖。夾層厚度不大。

3.2 礦床成礦模式 研究區鐵礦床為堿長片麻巖—麻粒巖—磁鐵石英巖含礦建造，屬于區域變質的麻粒巖相，巖石多數是中—基性火山巖等變質的產物，在工區范圍內存在小透鏡狀的輝石及角閃石的集合體，輝石磁鐵石英巖形成時的鐵質來源，應與火山活動有關。綜上所述，認為詳查區鐵礦床類型屬于鞍山式沉積變質鐵礦。

4 結論

（1）板橋東溝鐵礦礦體圍巖以黑云角閃斜長片麻巖為主、混合巖化角閃斜長片麻巖次之；礦體的主要礦石為磁鐵石英巖；礦石元素以Fe、Si、O為主，少量Al、Mg、Ca，礦體夾石主要由混合巖化黑云角閃斜長片麻巖組成，少量角閃斜長片麻巖、含鐵片麻巖。

（2）板橋東溝鐵礦鐵礦床為堿長片麻巖—麻粒巖—磁鐵石英巖含礦建造，屬于區域變質的麻粒巖相鐵礦鐵礦床類型屬于鞍山式沉積變質鐵礦。

[1]許英霞,張龍飛,李厚民,等.冀東司家營沉積變質型鐵礦床找礦模型[J].地質與勘探,2015,51(1):23-35.

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[3]王曉地,劉德權,唐延齡.新疆天山鐵礦成礦系列類型的成礦地質特征[J].新疆地質,2013,31(2):156-160.

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TD12

A

1004-5716(2016)12-0142-04

2016-01-21

2016-01-21

趙鵬飛（1980-），男（滿族），河北遵化人，華北理工大學礦業工程學院在職工程碩士研究生，研究方向：地質找礦。