代縣聶營—石湖一帶鐵礦礦床成因及找礦標志

袁寶勇

（山西中晉冶金地質環境科技有限公司，山西 忻州 034000）

代縣聶營——石湖一帶鐵礦區位于山西省代縣縣城78°方向，直距16km處，行政隸屬代縣聶營鎮管轄，面積為9.50km2。礦區距京原鐵路棗林火車站直距5.5km，距108國道直距3km，礦區與108國道、京原鐵路有公路相通，交通方便[1，2]。

1 礦區地質概況

礦區所處大地構造位置在山西臺背斜五臺山塊隆（Ⅳ）的恒山五臺山穹狀隆起（Ⅴ）之五臺期云中山-五臺山斷褶帶北部，與滹沱河新裂陷之代縣凹陷靠近。區域內構造以斷裂為主，巖漿活動較為頻繁，以五臺期巖漿巖最為發育。構造線方向呈近東西向，地層展布方向與構造線方向一致。

礦區位于五臺山隆起之中偏東部位，區內見一較大規模的韌性斷層F1，分布于勘查區中部，貫穿勘查區。區內巖漿巖主要為五臺期早期片麻狀花崗閃長巖、片麻狀花崗閃長巖。區內出露基巖為新太古界五臺超群石咀群金崗庫組斜長角閃巖和黑云斜長變粒巖，呈單斜產出，走向近東西向，傾角50°-87°。鐵礦層賦存于新太古界五臺超群石咀群金崗庫組的硅鐵建造中，為鞍山式沉積變質鐵礦床。

2 礦體（層）地質

2.1 礦體（層）特征

（1）含鐵礦帶地質特征。本區含鐵礦帶主要產于新太古界五臺超群石咀群金崗庫組地層中。

勘查區內主要賦存三條含鐵礦帶，由南向北編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號。其中Ⅱ號礦帶為勘查區主礦帶。

Ⅰ號主含礦帶分布于勘查區中南部，地表斷續出露長1850m，向東延伸出工作區外，出露寬度5—20m，總體走向近東西，總體產狀345—10°∠34—54°。

Ⅱ號礦帶分布于勘查區中部，近東西走向展布，平行于Ⅰ號礦帶，地表連續出露長5650m，出露寬度10—50m，總體走向近東西，總體產狀335—12°∠45-85°，一般傾角55—70°。

Ⅲ號礦帶分布于勘查區東北部，地表連續出露長400m，出露寬度5—80m，總體走向NE50—70°，總體產狀148—151°∠50-86°。

（2）礦體（層）地質特征。勘查區由南到北分成十三條礦體，編號為Fe1、Fe2-1、Fe2-2、Fe2-3、Fe2-4、Fe2-5、Fe3、Fe4、Fe5、Fe6-1、Fe6-2、Fe7-1、Fe7-2，其中Fe2-1號礦體為主礦體，Fe2-2、Fe2-3、Fe2-5號礦體為次要礦體，其他礦體為從屬小礦體。地表出露12條礦體，隱伏礦體為1條。西側至礦區中部偏東礦體產狀300°-10°∠33°-82°；礦區東部地層產狀120°-150°∠53°-87°。

Fe2-1號礦體位于礦區中西側，呈層狀產出。總體走向近EW，傾向NW—NE，傾角42°—70°，礦體長1340m，地表控制長度1250m；淺部由兩個民采礦硐控制；深部由九個鉆孔控制，控制最大延深405m，礦體真厚度1.03—4.46m，平均真厚度2.06m, 礦體厚度變化系數46%。TFe品位34.90 %，mFe平均品位25.89%，TFe品位變化系數9%, mFe品位變化系數20%。礦體賦存標高1122—1695m，礦體埋深0—424m。

Fe2-2號礦體位于礦區中南部，礦體呈層狀產出。總體走向100°，傾向北東，傾角37°—60°，礦體長950m，地表控制總長度約872m；深部由五個鉆孔控制，控制最大延深226m，礦體厚1.15—8.47m，平均厚2.45m，礦體厚度變化系數80%。該礦體夾石為黑云斜長變粒巖，呈透鏡狀，厚2.82m。TFe平均品位33.77 %，mFe平均品位24.33%，TFe品位變化系數6%, mFe品位變化系數8%。礦體賦存標高1306—1780m，礦體埋深0—312m。

2.2 礦石質量

（1）礦石物質組成

A、礦石礦物。以磁鐵礦為主，磁鐵礦呈自形、半自形、它形粒狀嵌布于巖石中，含量24.59%，其次為赤鐵礦、褐鐵礦等。磁鐵礦呈半自形—自形等軸粒狀，以單個顆粒產出為主，多數邊界整齊，呈多邊形狀，有沿片理拉長現象。

B、脈石礦物。脈石礦物主要有石英、角閃石，其次是碳酸鹽類礦物（及少量綠泥石、黑云母。微量礦物以磷灰石較普遍。

（2）礦石結構、構造

區內礦石多為中-細粒變晶結構，條紋條帶狀構造、塊狀構造。由磁鐵礦與石英、碳酸鹽等脈石礦物組成黑白相間的條紋條帶狀構造，組成條紋條帶最常見的礦石礦物主要為鋼灰色、灰黑色的磁鐵礦及赤鐵礦，與呈灰白色、白色的脈石礦物石英等條帶相間分布，界線十分明顯。

（3） 礦石的化學成分及主要有用、有害元素

A、礦石的化學成分。化學全分析統計，SiO2平均44.03%；Al2O3平均1.70%；TiO2平均0.098%；Fe2O3平均42.60%；FeO平均21.82%；MnO平均0.14%；CaO平均1.57%；MgO平均2.34%；K2O平均0.14%；Na2O平均0.12%；SO3平均0.06%；P2O5平均0.14%；V2O5平均0.04%；Cr2O3平均0.07%；燒失量-0.48%。

B、有用、有害元素。組合分析統計SiO2平均含量46.80%；FeO平均含量21.30%；S平均含量0.071%；P平均含量0.059%，Au平均含量＜0.07；Ag平均含量0.77%；Al2O3平均含量1.35%；CaO平均含量2.36%；MgO平均含量2.18%；Mn平均含量0.099%。有用組分只有鐵，其它組分及元素均無利用價值。有害組分為S、P、SiO2。

（4）物相分析

根據物相分析結果統計，礦石中碳酸鐵、硅酸鐵、硫化鐵、赤（褐）鐵含量較低，個別工程由于地表氧化而導致赤、褐鐵含量較高。

表1 鐵物相分析結果

2.3 礦石類型

（1） 礦石自然類型。閃石型磁鐵礦為本區主要礦石類型。原生礦呈深灰色，地表風化后呈褐灰色，細紋狀至條紋狀構造。磁鐵礦一般含量在20—30%之間，赤鐵礦含量一般不超過2%。鎂鐵閃石含量＞7%，石英含量30—60%。方解石、鐵白云石、石榴石、黑云母、綠泥石分布不均勻。微量礦物以磷灰石較普遍，黃鐵礦在地表礦石中偶見，深部含量增加。

（2）礦石工業類型。本區鐵礦石平均品位TFe平均品位33.92%，mFe平均品位24.45%，mFe占有率mFe／TFe=72.08%，因此本區鐵礦石為弱磁性鐵礦石，需經磁選加工方可利用。

2.4 礦體(層)圍巖和夾石

礦體頂板為斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖，底板為黑云斜長片麻巖、黑云斜長變粒巖、斜長角閃巖，礦體與圍巖界線明顯。礦體沿傾向厚度變化較大。礦體與圍巖的接觸關系為順層接觸。

礦體內夾石的種類有兩種，一種為斜長角閃巖，另一種為黑云斜長變粒巖。夾石對礦體的完整性影響程度不大。

2.5 礦床成因及找礦標志

2.5.1 礦床成因

本區賦礦地層主要為新太古界五臺超群石咀群金崗庫組，太古界五臺超群石咀群金崗庫組含礦巖系及圍巖為斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖、黑云斜長變粒巖等，礦體受地層控制，呈層狀、似層狀，產狀與圍巖一致。原巖為海底火山噴發的中酸性凝灰巖和中基性海相拉斑玄武巖，中基性火山巖為鐵礦層的形成提供了豐富的物質來源，特別是火山活動間歇期的富鐵硅質氣液大大的提高了海水中硅鐵的濃度，形成了硅酸和鐵質膠體，在適當的物理化學條件下，形成硅質條帶，后經變質作用鐵質結晶凝結形成較粗顆粒的磁鐵礦，再經構造變動使磁鐵礦聚集形成鐵礦層； 根據上述特征，以及恒山—五臺山地區同類礦床相比，該礦床屬沉積變質鐵礦床。其原始沉積為陸源物質夾火山物質交替沉積，鐵質來源于火山物質。

2.5.2 找礦標志

（1）本區主要含礦帶屬變質硅鐵建造，是成礦的基本條件。含礦巖系為新太古界五臺超群石咀群金崗庫組的角閃片巖、斜長角閃巖類。

（2）含礦巖系中礦體與圍巖具明顯的磁性差異，所以物探是尋找磁鐵礦體的最有效手段。

（3）本區地表為氧化礦，褐鐵礦化較強，形成“鐵帽”，因此“鐵帽”為本區的又一找礦標志。