曲沃縣鹿頂山鐵礦地質特征及成因類型

鄭大偉

（山西省地質勘查局二一一地質隊，山西忻州034000）

1 概述

曲沃縣鹿頂山鐵礦位于曲沃縣城北東20°方向、直距18km處的鹿頂山南部，行政隸屬于曲沃縣里村鎮張家灣村。工作區至義合莊村約有8km 簡易公路，義合莊村至楊談鄉約有6km 柏油路，距南同—蒲鐵路柴莊站約4km。交通比較便利。該區在區域構造上位于華北地臺山西臺背斜汾河斷陷的東側，北面是霍山臺穹，南面是中條臺穹，處于兩者之間的撓褶地帶。通過對此區進行的工作，基本查明了該區鐵礦的地質特征。

2 礦區地質特征

奧陶系及石炭系主要出露于礦區東部和中北部，總體走向NE，傾向NW，傾角15°左右。地層因受巖漿巖侵入作用而產生褶曲和斷裂，節理也較發育。

2.1 地層

該區出露地層由老到新為：早古生界奧陶系中統下馬家溝組、上馬家溝組和峰峰組，晚古生界石炭系中統本溪組、上統太原組，新生界第四系。

（1）早古生界奧陶系中統（O2）。在礦區東部以及中北部大面積出露，見表1。

（2）晚古生界石炭系（C）。石炭系地層在礦區北部出露。石炭系中統本溪組（C2b）：呈灰色、灰白色、淺黃色粘土巖，因所含成分不同使得顏色差異較大，礦物成分主要為高嶺石，次為蒙脫石。分布于鹿頂山南坡。地表偶見蜂窩狀山西式鐵礦，局部夾有黃褐色的鐵鋁巖層，風化強烈，巖石較疏松。石炭系上統太原組（C3t）：灰色、灰黑色砂頁巖、粉砂巖。巖石易碎成顆粒狀，顆粒成份一般以石英為主，硅質膠結。主要出露于鹿頂山頂部。

表1 塔兒山張家灣—鹿頂山礦區中奧陶統地層一覽表

（3）新生界第四系（Q）。在礦區南部大面積出露，在礦區北部和東部呈不同規模出露于山坡及溝谷中，巖性以黃土和殘坡積物為主。

2.2 構造

礦區內共發現兩條正斷層（F1和F2），正斷層F1位于礦區北部，近東西走向橫切礦區，使奧陶系和石炭系地層呈斷層接觸，該斷層傾向南，傾角較陡（52°～73°），斷層寬度約2～9m，斷層長度約1km，上盤巖性為石炭系太原組砂頁巖，下盤巖性為奧陶系灰巖。正斷層F2為推測斷層，位于礦區的東北部，近NNE走向，該斷層傾向SEE，傾角32°～45°，斷層寬度約1.5m，斷層長度約300m，上盤巖性為泥質白云巖，下盤巖性白云質灰巖。斷層F1和F2距離工作區內礦體較遠，對礦體無影響。

2.3 巖漿巖

礦區內巖漿巖的種類簡單，主要出露于礦區的中部及西部，巖體呈復雜的巖蓋狀，地面出露呈橢圓形。

巖漿巖主要巖性為閃長巖（δ5）：灰白色，半自形粒狀結構，塊狀構造，巖石組成礦物主要為斜長石（70%）和普通角閃石（20%），次為石英（4%），副礦物為磷灰石（2%）、榍石（2%）及金屬礦物（2%），蝕變類型為高嶺石化及綠泥石化。

另外，在灰巖與巖漿巖接觸帶有零星的矽卡巖出露，呈灰綠色，主要成份為透輝石、石榴子石、綠簾石等。

2.4 圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變比較發育，從內到外接觸帶廣泛分布著各類型的圍巖蝕變。由早期的矽卡巖化作用到晚期的熱液蝕變作用，構成復雜的蝕變帶，礦體的形成及空間分布與圍巖蝕變密切相關。

有石榴子石、透輝石、綠簾石化、綠泥石化等蝕變，近接觸帶處圍巖有受熱液蝕變顯示重結晶及大理巖化，巖漿巖多具褪色或烘烤現象。

圍巖蝕變和成礦是成礦作用過程中相依相伴的統一體。礦區矽卡巖的形成大體可分為兩個階段：

（1）早期無水矽卡巖。形成礦物主要有符山石、方柱石、磷灰石、鎂橄欖石、粒硅鎂石、石榴子石及透輝石等。為一系列的含磷、氟、鈉等島狀、架狀、帶狀硅酸鹽礦物。

（2）晚期含水矽卡巖。形成的主要礦物有金云母、綠簾石、透閃石及陽起石等含水的環狀、鏈狀及層狀硅酸鹽礦物。

礦區磁鐵礦的形成主要在無水矽卡巖礦物形成之后、含水矽卡巖礦物形成之前這一時段，與金云母形成的時間相接近（但在大量的金云母結晶之后），所以金云母與磁鐵礦常常緊密共生，磁鐵礦常交代早期的透輝石、粒硅鎂石等矽卡巖礦物。

空間分布上磁鐵礦主要賦存在透輝石矽卡巖、金云母矽卡巖、粒硅鎂石—鎂橄欖石—蛇紋石矽卡巖之中。可作為直接找礦標志。

熱液蝕變比較強烈和巖體鈉長石化比較發育的地段是間接找礦標志。

3 礦體地質

3.1 礦體特征

通過鉆孔、老硐揭露，在礦區的東部圈定出一條礦體，定為Ⅰ號礦體，該礦體為隱伏礦體，位于閃長巖與灰巖的接觸帶附近的灰巖中，由Ⅰ號老硐、鉆孔控制，礦體呈透鏡體狀，礦體的總體走向為北東，傾向北西。埋深13.92～67.15m，推斷礦體走向延伸約180m，延深100m。最大厚度4.50m，最小厚度1.20m，平均厚度2.50m。

3.2 礦石質量

（1）礦石礦物成份。礦石成分較簡單，金屬礦物主要為磁鐵礦，含極少量黃鐵礦，局部有少量褐鐵礦。非金屬礦物以碳酸鹽類、透輝石、透閃石為主，其次為少量金云母、綠泥石、石英和粘土。

（2）礦石的化學成份。根據礦石化學分析結果，礦石化學成分為：TFe的含量在20.04%～51.98%之間，平均38.77%；mFe 的含量在17.65%～49.54%之間，平均34.01%；CaO 的含量在3.26%～48.63%之間，平均29.38%；SiO2的含量在1.02%～56.24%之間，平均18.58%；MgO 含量在0.78%～19.40%之間，平均9.21%；Al2O3含量在0.52%～15.12%之間，平均3.15%；TiO2含量在0.013%～0.38%之間，平均0.11%；S含量在0.0076%～0.10%之間，平均0.04%；P 含量在0.016%～0.075%之間，平均0.04%；Cu 含量在0.0003%～0.017%之間，平均0.003%；Co含量在0.0003%～0.0082%之間，平均0.002%。

（3）礦石結構、構造。礦石結構為交代殘余結構，團塊狀構造，呈自形—半自形晶粒，粒徑0.05～2.00mm，一般0.2mm左右。

3.3 礦石類型和品級

（1）礦石自然類型。礦石自然類型以鐵礦石中磁性鐵含量對全鐵的占有率進行劃分，其標準為：mFe/TFe≥85%：原生礦石；

mFe/TFe 85%～15%：混合礦石；

mFe/TFe≤15%：氧化礦石。

礦體mFe/TFe＞85%，礦石自然類型為原生磁鐵礦石。

（2）礦石工業類型。鐵礦石TFe 平均品位35.63%，mFe 平均品位31.03%，礦石工業類型屬需選貧鐵礦石。

3.4 礦體圍巖

礦體產出層位位于中奧陶統下馬家溝組三段與燕山期中偏酸性巖漿巖接觸帶附近。圍巖蝕變有矽卡巖化（石榴子石、透輝石、透閃石、綠簾石化、綠泥石化）、黃鐵礦化及碳酸鹽化等蝕變。近接觸帶之圍巖均受熱液蝕變顯重結晶及大理巖化。其巖漿巖多具褪色或烘烤現象。

3.5 礦床成因及找礦標志

礦區屬于燕山期中偏酸性巖漿巖與中奧陶統灰巖接觸交代作用形成的矽卡巖型鐵礦床。礦體主要產于燕山期閃長巖與中奧陶灰巖的接觸帶中。礦體頂底板為泥質灰巖、大理巖，巖性單一。

綜上所述，本區礦床的成因類型為接觸交代作用形成的矽卡巖型鐵礦床。