1、1山西省岚县北村铁矿地质特征及成因分析摘要 通过多家地勘单位在吕梁山一带多年的地质勘查工作，区域铁矿工作取得了重大突破，岚县北村铁矿为近年来晋西北地区寻找 BIF型磁铁矿床的又一次重要突破。由于矿区内大面积黄土覆盖，矿体深部的地质信息只能依靠钻探工程取得。本文通过矿区既有的 7 个钻孔，总结矿体的地质特征、成矿规律及其赋存特征，探讨其成因环境、物质来源、变质程度，初步认为在该区寻找条带状含铁建造铁矿的潜力巨大。 关键词 北村铁矿 地质特征 成因分析 中图分类号： F407 文献标识码： A 文章编号： 1、概述 岚县北村铁矿区位于岚县县城的 305方位，直线距离 0.5 km，隶属于岚县东村镇
2、。区内最高标高 1303.04m，最低标高 1167.02m，相对高差 140m 左右,大面积黄土覆盖。1960 年 1：20 万航空磁测发现了北村异常，异常编号为 C32(30)。2008 年中国冶金地质总局第三地质勘查院在该航磁异常的黄土覆盖区进行了普查工作，通过两条剖面对赋矿层位的系统控制，发现了巨厚层磁、赤铁贫铁矿体，矿体倾向延深较大，预示该区有较好的找矿前景。 2、区域地质背景 本区在大地构造位置上位于燕山期吕梁太行断块内宁武静乐块坳的西南部；其结晶基底构造层分别位于五台期断褶带之袁家村、周家2沟断褶带和吕梁构造层岚河坳褶带内，它们是构成吕梁块隆结晶基底的主要组成部分，该褶皱带内分布
3、着袁家村、寺头、尖山等大型鞍山式铁矿。 3、矿区地质特征 3.1 地层 矿区内地表全部被第四系黄土覆盖，据钻孔揭露，矿区内分布地层有上太古界吕梁群袁家村组、古生界寒武系、奥陶系、新生界第三系和第四系。 上太古界吕梁群袁家村组（Ar23y）：在区内分布较广,总体走向2530，倾向 115120,倾角 6585,主要岩性有绢云母千枚岩、绿泥阳起片岩、阳起绿泥片岩、绿泥片岩、条带状磁铁石英岩等。寒武系（）：矿区范围内见中统薄层泥灰岩、石英砂岩及紫色页岩。与变质铁矿岩系呈不整合接触，最厚可达 42m。 奥陶系（O）：分布于矿区东部边缘。为奥陶系下统灰岩、灰白色白云岩、竹叶状灰岩，厚 60140m。 新
4、生界第三系、第四系（N、Q）：岩性主要为红土层（即红色粘土） ，粘性较大且坚硬；冲洪积物、黄土层，粘度不大，含有粉砂；据各钻孔资料统计该地层厚度约 4080m，与下覆地层呈角度不整合接触。 3.2 构造 矿区内基底岩系总体走向北东,倾向南东,倾角 6585，局部地段可能有扭转。盖层走向北东,倾向南东,倾角 718，未发现大规模3的断裂构造。 3.3 岩浆岩 矿区内由于黄土覆盖，地表未发现岩浆岩，但在钻孔中见到斜长角闪岩，据现有资料很难确定它与矿的关系，推测有三种可能：与矿同沉积变质的基性火山岩，对矿无破坏作用;成矿后顺层侵入的（岩床） ，对矿有一定的破坏作用；成矿后穿层侵入的（岩脉、岩株等）
5、，对矿有一定的破坏作用。 3.4 磁异常特征 1：5 万航磁异常，异常呈近南北向椭圆形，极值 800。异常范围南北长 3 km，东西宽 2 km，面积约 5 km2。在北西部伴生两个负异常。重力布伽异常有一个局部重力高值区（未地改） ，与磁异常中心基本重合，但略向 NW 偏移（约 300m） 。整个磁异常都在重力梯度带中，说明磁异常所在的地质体密度高于其周围地质体（见图 31） 。 图 311:5 万航磁异常图 1：1 万地磁异常，异常形态规则，近似等轴状，长短轴之比为1.15：1。从平面形态上看具有三度磁异常特征，零等值线基本呈东西向将测区分为南北两部分，正异常分布在测区中部和南部，北部均为
6、强度不大的负异常。正异常分布区 NWSE 向稍长，长度为 1500m 左右，NESW 向略短，长 1300m 左右。长轴两侧异常对称，异常中心位于高精度磁法扫面的 32 线 92 号点附近，异常最大值为 1209nT，北侧负异常区4范围较大，强度较低,-100 nT 等值线长 500m，宽 230m 左右，负异常最大值为-120nT。经钻探验证，于 80 米左右穿过疏松沉积物，见有含铁岩系及贫铁矿体，矿体走向北东，倾向南东，倾角约 6075，局部地段倾向可能为北西向。矿体上窄下宽、上陡下缓，向 NE 侧伏、SE 倾向延深较大,造成磁异常 SE 方向的拉伸，在空间上像个大的帚状体，矿体由多层叠加
7、组合，因而在平面上异常表现为近乎等轴状的三度异常（见图32） 。 图 321:1 万地磁异常图 4、矿体地质特征 根据含矿层位、赋存特征、围岩岩性类比,北村铁矿与袁家村、尖山铁矿等处于同一含矿带,主要分布在以 200nT 封闭的约 2?磁异常范围内，地表为黄土层所盖，为隐伏铁矿体，头部埋深 70 余米。由各钻孔见矿情况并结合袁家村矿体特征可大致确定矿体形态是:矿体由密集的多层矿组成，最多达 10 层之多,单层多呈层状、似层状、扁豆状。上部矿体见矿厚度 100 多米，深部矿体见矿厚度 400 多米，即上窄下宽，向南东倾向深部延伸，顶部倾角为 70 -85，深部倾角为6065。矿体头部最大标高在
8、0 线为 1150m，控制矿体延伸1000m，达到 200m 标高。在剖面上往深部有变厚的趋势，矿体沿倾向方向十分稳定。通过两条剖面 7 个钻孔资料可见，矿体沿倾向厚度的变化，较之沿走向更为稳定，这是本区矿床的一个显著特点。 54.1 矿石质量及类型 本区矿石中主要矿石矿物为赤铁矿、磁铁矿、假象赤铁矿,脉石矿物以石英为主，其次为角闪石、绿泥石等。粒状变晶结构，条带状构造。据此，将矿石自然类型确定为条带状角闪石英型磁（赤）铁矿。 对磁铁矿、赤铁矿九个样品做物相分析如下： 表 4-1 北村铁矿物相分析结果表 以上分析结果可以看出，碳酸铁的含量一般为 0.48-5.45%，平均为2.72%。氧化铁的
9、含量较高，一般为 1.96-28.31%，平均为 11.33%。硫化铁的含量一般为 0.39-3.10%，平均为 1.19%。硅酸铁的一般含量为 0.33-5.94%，平均 1.61%。 本区铁矿工业类型应该为含碳酸铁弱磁性贫矿矿石。 4.2 矿石矿物成分与结构、构造 4.2.1 矿石的矿物成分 组成本区铁矿石的矿物成分有铁的氧化物，如磁铁矿、赤（镜）铁矿、褐铁矿等。非金属矿物主要为石英，其次角闪石、绿泥石等。 4.2.2 矿石的结构 矿石坚硬致密，呈半自形自形粒状变晶结构，磁铁矿粒径最小为0.005mm,最大为 0.4mm,平均为 0.0090.1mm，磁铁矿晶体密集分布形成不太规则的条纹、
10、条带状，与石英细脉相间平行排列，条带平均宽度为0.0551.27mm。 64.2.3 矿石的构造 构造类型主要是条带、条纹状构造，是由铁矿物和脉石矿物分别集中所形成的薄层相间、层理分明具有明显韵律性的条带、条纹状构造。其次在富含铁矿物的条带中，分布着一系列小孔洞，形成“层孔状”构造。 5、成矿作用和矿床成因 5.1 成矿作用 太古代地层分布地区，当时有强烈的超基性、基性以至中酸性火山活动，并有普遍的硅铁质沉积或碳酸盐岩沉积。这些活动地区逐渐形成了吉南陆核、冀东陆核、河套陆核、鲁中陆核。中太古代期间，这些陆核进一步发展扩大，而在陆核与陆核的之间，则为继续活动的地槽区，持续的冒地槽型的地槽沉降阶段
11、，从而沉积了厚度巨大的界河口群。中太古代未，原始海开始分异，西侧呈褶皱上隆，东侧相对拗陷，形成“吕梁海槽” ，继续沉积了吕梁山群。吕梁海槽振荡分异的同时，伴随有频繁的岩浆活动，导致典型的硅铁建造沉积。 吕梁山群硅铁质沉积的建造序列： （1）硅铁质沉积前期的陆屑建造（赤坚岭组碎屑质、砂泥质沉积） 。（2）硅铁质沉积期的酸基性火山建造（杜家沟组变质流纹（斑）岩和近周峪组的细碧岩）和其后的硅质建造（裴家庄组、袁家村落组和宁家湾组的泥质岩夹碎屑岩、铁矿层及伴生的可能含有相当火山物质的火山沉积岩） 。 7（3）硅铁质沉积后期的陆屑建造（青杨沟组泥砂质、碎屑质沉积）和酸（中）基性火山岩建造（横尖组、社堂组
12、的熔岩，凝灰岩有基性火山岩） ；局部地区，后期有碳酸盐建造（吕梁山南部长数山组） 。 硅铁质沉积后期和沉积前期的各岩组厚度，明显呈北厚南薄现象，而硅铁质沉积期后，南北二区的沉降幅度，却各向反方向转化，沉积物厚度出现南厚北薄；至后期，吕梁海槽的褶皱隆起运动在较大的岩浆作用下，达到了最高峰，从而结束了海槽沉积史。 5.2 矿床成因 中新太古代，古陆壳很薄，容易拉张形成海盆，富含铁质的幔源基性超基性岩浆大量喷发到海底，形成以基性超基性岩为主体的新生洋壳，这时由于大气缺氧，因此海洋仅上部水体含氧，其下巨大体积的水体缺氧，在海底同生断裂地震泵的作用下，海水发生对流循环，从新生洋壳中萃取了大量铁质，溶解于
13、水中。同时，陆壳表面大部分被海水覆盖，由于大气及水体中富含 CO2，海水中 HCO3-浓度较大，从而增加岩石的溶解能力及水体的化学搬运能力，使低价铁源源不断地经过溶解汇入海盆，但当时毕竟陆地规模较小，因此，推测频繁的海底火山活动是铁矿物质的主要来源，即当时大气及水体处于缺氧还原条件下，低价铁可以长期积累运移。 后来在水体中出现了大量的放氧生物（如细菌等） ，溶解了巨量“Fe2+”的海水在上升流对流的作用下，运移到了静水环境的氧化还原界面附近，此时， 生物的放氧量恰好可以使水体中的低价铁氧化成高价铁而沉积，使8氧化还原处于平衡状态，由于上升流的活动是周期性的，因此形成了条带状构造。 随后发生了大
14、面积区域变质变形作用，BIF 变为绿片岩相角闪岩相麻粒岩相变质岩，并发生了多期褶皱变形。在变质变形过程中，BIF中物质发生分异，使氢氧化铁脱水重结晶成具有磁性的磁铁矿，硅质重结晶为石英，原来致密隐晶质的铁质岩，矿物颗粒发生重结晶而变粗，形成可为工业利用的条带状磁铁矿。 因此，我们初步认为，该区铁矿床的形成是位于滨海至浅海条件下的一个盆地中，产于一套基性超基性火山岩、火山沉积岩夹正常沉积的含铁岩组中，铁矿的形成是与火山沉积建造有关并遭受后期区域变质变形的火山-沉积变质型铁矿。 参考文献 1ISBN 7-116-00281-2 袁见齐 主编， 矿床学北京：地质出版社，1985 2ISBN 978-7-116-07916-8 李厚民、陈毓川等编著， 中国铁矿成矿规律北京：地质出版社，2012.9 作者简介: 裴进云（1983）男，山西兴县人，助理工程师，主要从事地质勘查研究工作，
