河北省淶源縣～易縣于城鐵礦一帶地質(zhì)特征及找礦方向

張仲輝 王志敏

摘 要：通過對于城接觸交代型鐵礦進(jìn)行野外地質(zhì)踏勘及對相關(guān)資料進(jìn)行收集整理，闡述了該區(qū)域的地質(zhì)特征，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造對礦床的控礦作用及該礦床的成礦模式，并提出找礦遠(yuǎn)景。

關(guān)鍵詞：于城鐵礦 交代類型鐵礦 接觸帶 找礦遠(yuǎn)景

中圖分類號：P618 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（a）-0077-02

1 區(qū)域地質(zhì)

于城鐵礦位于淶源縣縣城東南，行政區(qū)劃分屬淶源縣楊家莊鎮(zhèn)支家莊村和易縣橋家河鄉(xiāng)大嶺溝村。礦區(qū)屬中朝準(zhǔn)地臺山西斷隆與燕山臺褶帶接合部位，位于烏龍溝～上黃旗深斷裂帶南東側(cè)。

區(qū)域地層可分為基底與蓋層兩部分?；子芍刑沤珀惽f巖群、上太古界石咀巖群組成，蓋層由中上元古界長城系、薊縣系、青白口系及古生界的寒武系、奧陶系之碳酸鹽建造，中生界侏羅系陸相火山碎屑巖建造，新生界第三系、第四系沉積建造組成，并且以角度不整合覆蓋于基底之上。

區(qū)域構(gòu)造顯著特點是北北東向斷裂與褶皺發(fā)育，烏龍溝～上黃旗、靈山～紫荊關(guān)兩組北北東向深斷裂構(gòu)成區(qū)域構(gòu)造的主體，它們具有漫長的發(fā)育演變過程，控制著區(qū)內(nèi)沉積作用、巖漿活動、礦產(chǎn)分布等基本地質(zhì)特征，是重要的導(dǎo)巖控礦構(gòu)造。

區(qū)域巖漿巖屬淶源雜巖體，產(chǎn)于北北東與北東東兩組構(gòu)造交匯部位，沿烏龍溝～上黃旗深斷裂展布，明顯受區(qū)域深斷裂構(gòu)造控制。北部王安鎮(zhèn)巖體呈菱形，南部司格莊巖體呈三角形，兩者在附圖峪一帶相連，總體為不對稱啞鈴狀。巖漿活動主要為燕山期，亦有少量五臺～呂梁期。巖石以中酸性～酸性為主，包括一部分基性巖，它們是巖漿長期演化和多次侵入的產(chǎn)物。根據(jù)同位素年齡資料，巖漿巖形成時代為白堊紀(jì)，分燕山早、晚兩期侵入活動，巖性巖相復(fù)雜。

區(qū)域礦產(chǎn)主要有鐵、銅、鉬、鉛鋅等金屬礦床，受烏龍溝～上黃旗深斷裂帶控制，礦床類型以矽卡巖型和斑巖型為主，礦床規(guī)模多為小型，少數(shù)為中～大型。典型礦床有大灣鋅鉬礦、木吉村銅鉬礦、浮圖峪銅礦、支家莊鐵礦。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要為新太古代阜平期阜平片麻巖套坊里片麻巖，中元古界薊縣系霧迷山組白云巖，兩者呈斷層接觸。在溝谷和山坡有第四系松散沉積物分布。

2.1.1 中太古界陳莊巖群（Ar2C）

分布于礦區(qū)白云巖頂垂體東部牛頭峪礦段附近，巖性由條帶狀混合巖化黑云斜長片麻巖、角閃黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖、角閃巖組成。

2.1.2 薊縣系霧迷山組（Jxw）

由霧迷山組一段（Jxw1）、二段（Jxw2）白云巖組成。區(qū)內(nèi)大面積分布呈頂垂體產(chǎn)出，巖性及巖性組合較為簡單，縱橫向變化不大。由于受巖漿巖侵入影響，普遍遭受了接觸熱變質(zhì)和交代蝕變作用，并形成大理巖或大理巖化、矽卡巖化等蝕變及鐵、銅、鋅礦化。

地層整體走向呈北北東（16°）向，出露長度約2 000m，寬約1 350m。由于構(gòu)造和巖體侵入的影響，地層產(chǎn)狀變化較大，總體產(chǎn)狀西北部（背斜倒轉(zhuǎn)翼）走向北東，傾向南東，傾角35°～60°；東北部地層總體走向北北東，傾向南東，傾角45°，局部傾向變化在127°～225°之間，傾角變化在45°～87°之間；東南部變化也較大，走向由北東轉(zhuǎn)為南東東，傾向變化在160°～205°之間，傾角變化在60°～76°之間。主要巖性有大理巖化白云巖、大理巖，水鎂石化方鎂石大理巖，蛇紋石大理巖、蛇紋石化白云巖等。

2.1.3 第四系（Q4）

主要為卵石、礫石、亞粘土等組成，厚度小于10m。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖廣泛分布，于北、西和南部包圍白云巖頂垂體，使白云巖呈“半島狀”頂垂體，僅東部為黑云斜長片麻巖呈高角度逆斷層與白云巖接觸。主要有燕山早期中細(xì)粒黑云母閃長巖（δ53（1-1））、石英二長巖（ηο53（1-1））、斑狀二長花崗巖（πηγ53（1-2））和燕山晚期的中粗粒鉀長花崗巖（Kγ53（3-3））、中細(xì)?；◢弾r（γс53（3-3））及各種脈巖?？臻g上成礦作用與石英二長巖關(guān)系密切。其它巖體除中細(xì)?；◢弾r和成礦作用有關(guān)外，其余均與成礦關(guān)系不大。

石英二長巖（ηο53（1-1））：分布于普查區(qū)的西南部、西北部、東北部，普查區(qū)北部、西部零星分布。與頂垂體接觸形成南接觸帶、西接觸帶。巖石呈灰～淺肉紅色，自形～半自形中細(xì)粒結(jié)構(gòu)、二長結(jié)構(gòu)或花崗結(jié)構(gòu)，巖體邊緣為細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，粒度一般0.5～3mm，巖體內(nèi)部可>5mm，主要礦物成分為鉀長石（條紋長石、微紋長石、微斜長石）25%～30%，個別>35%，斜長石35%～50%，石英10%～15%，當(dāng)石英>20%時向二長花崗巖過渡，當(dāng)鉀長石含量增加，石英>20%時向花崗閃長巖過渡，角閃石3%～10%，副礦物為磁鐵礦（1%～2%）、榍石（<1%，）和少量磷灰石，且常呈包裹體分布在長石和暗色礦物中。

中細(xì)?；◢弾r（γс53（3-3））：分布于普查區(qū)的西北部、北部，與頂垂體接觸形成北接觸帶、西北接觸帶。肉紅色，細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，粒度在0.2～2mm，成分主要為鉀長石（條紋長石）40%～60%、斜長石（更長石）10%～20%、石英25%～30%，次要礦物為黑云母1%～5%、角閃石<5%，副礦物主要為磁鐵礦<1%，少量榍石、磷灰石，偶見鋯石、金紅石。

脈巖從酸性-中基性各種成分的均有分布，它們是本區(qū)巖漿活動最后階段產(chǎn)物。呈北北東和南北向分布在區(qū)內(nèi)各階段巖體和不同時代地層中，傾向南東，傾角65°～80°，多沿早期構(gòu)造裂隙充填侵入，常成群平行排列，從形成時間以酸性脈巖為早，中基性脈巖最晚，但均為成礦后形成，對礦體起破壞作用，根據(jù)脈巖的穿插關(guān)系可確定其形成先后順序。花崗斑巖（γπ5）-二長花崗斑巖（ηγπ5）和石英二長斑巖（οηπ5）-正長斑巖（ξπ5）-正長閃長斑巖（ξδπ5）、正長閃長巖（ξδ5）與閃長玢巖（δμ5）-煌斑巖、云斜煌斑巖（χ5、χφ5）。規(guī)模最大的是石英二長斑巖脈，縱貫礦區(qū)南北，長約3 000m，寬13～50m。

2.3 構(gòu)造

該區(qū)霧迷山組白云巖呈頂垂體狀殘存在燕山早期巖漿巖之上，除東南部與太古界阜平群片麻巖呈斷層接觸外，其余三面均被燕山早期巖漿巖所包圍，形成典型的頂垂體構(gòu)造。

2.3.1 褶皺構(gòu)造

碳酸鹽巖頂垂體為一倒轉(zhuǎn)背斜，向南西傾沒，背斜軸向為北東向，向北變?yōu)楸北睎|向，沿倒轉(zhuǎn)背斜軸部有石英二長斑巖侵入，倒轉(zhuǎn)背斜兩翼地層走向均為北北東，向南東傾斜，由于受F4逆斷層影響，巖層傾角西緩東陡，一般為45°～80°，東南部地層產(chǎn)狀變化較大，倒轉(zhuǎn)背斜傾沒端靠近南接觸帶西緣，傾角變陡，可達(dá)50°～75°，在倒轉(zhuǎn)背斜正常翼有一系列復(fù)式背向斜形成，但規(guī)模較小，其方向與主體褶皺方向一致，彼此平行排列。

2.3.2 斷裂構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造主要為北北東向大致平行的高角度正、逆斷層，主要為成礦前斷裂，主干斷裂旁側(cè)的次一級斷裂控制了礦體形成和脈巖的侵入。為成礦后斷裂，屬早期斷裂繼承性活動，成礦后斷裂破壞了礦體的完整性。

斷層多為右旋平移正斷層，走向北東--北北東，傾向南東--南東東，沿斷裂有較大規(guī)模的石英二長斑巖脈、煌斑巖侵入，與圍巖接觸部位常形成磁鐵礦化。伴生有次一級斷裂和破碎帶與逆斷層一起構(gòu)成斷層帶，沿斷層帶有斷續(xù)分布的磁鐵礦，對成礦有一定的控制作用。

2.3.3 接觸帶構(gòu)造

白云巖頂垂體與石英二長巖或中細(xì)?；◢弾r接觸，形成區(qū)內(nèi)廣泛而復(fù)雜的接觸帶構(gòu)造，為區(qū)內(nèi)主要控礦構(gòu)造。根據(jù)接觸帶不同部位，將礦區(qū)劃分為北接觸帶、西接觸帶、南接觸帶、東接觸帶與底部接觸帶。

北接觸帶：分布于礦區(qū)北地段，大部為頂垂體與中細(xì)?；◢弾r接觸，僅在局部與石英二長巖接觸，接觸面總體向南傾斜，傾角10°～54°，分布標(biāo)高為950m以上。接觸帶局部有零星黃銅礦磁鐵礦、黃銅礦、含銅磁鐵礦體出露，形成規(guī)模較小的五回嶺礦體。

東接觸帶：南半部為斷層控制，向北東沿接觸帶有中細(xì)?；◢弾r侵入，并形成牛頭峪零散分布的磁鐵礦，構(gòu)成牛頭峪礦段。

底接觸帶：是巖漿巖侵入體與白云巖頂垂體底面接觸（兜底）部分，分布面積廣，產(chǎn)狀形態(tài)變化大?？傮w呈北西高、南東低的不規(guī)則波狀分布，以20°～40°的角度向南東傾斜，南東部邊緣變陡，甚至反向；礦區(qū)南部，接觸帶垂深112～306m，礦區(qū)西南部接觸帶逐步變淺，至于城出露于地表，礦區(qū)東地段接觸帶垂深達(dá)400余米，向北接觸帶逐漸變淺，至五回嶺出露于地表。該區(qū)底接觸帶由于巖漿巖侵入體在局部呈巖枝、巖舌或巖凸使其形態(tài)更趨復(fù)雜。底接觸帶圍巖被巖體呈巖枝、巖舌狀穿插侵入，形成了較為厚大的鐵銅礦體，或是形成巖凹，對形成礦體提供了有利條件。

2.4 蝕變作用及礦化

2.4.1 蝕變作用及分帶

礦區(qū)內(nèi)蝕變作用有兩類：一為巖漿上升侵位過程中，以自身熱能對圍巖霧迷山組白云巖頂垂體發(fā)生的熱接觸變質(zhì)作用；另一類是巖漿侵位后，巖漿晚期高溫氣化～熱液和巖漿期后殘余熱液先后沿接觸帶發(fā)生的氣化～熱液經(jīng)交代作用而產(chǎn)生內(nèi)、外蝕變帶并伴隨成礦作用。

在內(nèi)、外矽卡巖帶中或蛇紋石大理巖化白云巖中均可見到綠泥石化、黃鐵礦化、碳酸鹽化等，這些成礦后期或成礦期后中低溫?zé)嵋何g變礦物，多呈細(xì)脈狀沿裂隙充填或交代矽卡巖及早期形成的磁鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等。

2.4.2 礦化類型

圍繞白云巖頂垂體形成的各接觸帶，由于成礦母巖的不同、構(gòu)造部位不同，成礦的其它地質(zhì)條件亦有所差異，在不同接觸帶的各礦段，礦體規(guī)模、產(chǎn)狀、形態(tài)、產(chǎn)出條件和礦物共生組合各有特點。

于城嶺南礦段：位于南接觸帶白云巖頂垂體倒轉(zhuǎn)背斜的傾沒端，巖凹控制了厚大礦體，主礦體隱伏于地下，產(chǎn)于石英二長巖與白云巖形成的外矽卡巖帶，以鐵為主的銅、鋅共生組合，達(dá)中型規(guī)模。

于城礦段：產(chǎn)于西接觸帶，經(jīng)1959年鉆探控制，礦體薄，延伸不大，主要產(chǎn)于石英二長巖與白云巖形成的外矽卡巖帶，小部分產(chǎn)于中細(xì)粒花崗巖與白云巖形成的外矽卡巖帶，為小型的含銅磁鐵礦，北段在鎂矽卡巖中有白鎢礦化。

五回嶺礦段：產(chǎn)于礦區(qū)北部中細(xì)?；◢弾r與白云巖形成的外矽卡巖帶，只見零星出露的含銅磁鐵礦小礦體。

牛頭峪礦段：南段受石英二長巖控制，在鎂矽卡巖帶中形成零散含銅磁鐵礦體；中段受F4斷層和中細(xì)?；◢弾r控制，出露零星磁鐵礦體；在北部受中細(xì)粒花崗巖三面包圍，在矽卡巖化白云巖中形成透鏡狀磁鐵礦體。

3 磁異常特征

1978～1979年，河北省地礦局第六地質(zhì)隊在于城測區(qū)進(jìn)行了磁法普查工作，并于1984年提交了《河北省淶源縣于城測區(qū)一九七八、一九七九年磁法普查工作報告》。其成果顯示，白云巖頂垂體中北部有低緩異常分布，南北長約1 500m，東西寬700～1 000m，磁場強度約500nT。據(jù)C75-28航測異常推測磁性體的深部有向南及東南延伸的跡象。

4 接觸交代型礦床特征

該礦床成礦主要與超單元巖漿巖上升侵入過程中和周圍巖層發(fā)生接觸交待變質(zhì)作用關(guān)系密切。同位素年齡在175Ma～110Ma之間。侏羅世、白堊世為主要成礦階段

礦體主要受接觸帶構(gòu)造控制，大體呈透鏡狀。礦物成分主要為磁鐵礦，含少量閃鋅礦、黃銅礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、方鉛礦等硫化物，次生礦物主要有褐鐵礦、銅蘭、孔雀石。當(dāng)晚期閃鋅礦、黃銅礦等大量出現(xiàn)并與磁鐵礦共生時，其礦物成分和組合由簡單變?yōu)閺?fù)雜。所以，不同礦石類型，礦物成分和共生組合也不盡相同。脈石礦物以透輝石、橄欖石、蛇紋石為主，石榴子石、透閃石、陽起石、金云母、綠簾石、方解石、綠泥石等次之。

礦石主元素為Fe，TFe最高品位可達(dá)54.85%，一般23%～40%。

共生組分有Cu、Zn、Mo，它們均可富集成工業(yè)礦體，有用伴生元素以Cu為主，S是鐵礦石中主要有害元素。礦石中的硫含于黃鐵礦和其他金屬硫化物中，由組合分析結(jié)果可知，S含量在0.022%～1.980%。

5 礦床成因及找礦方向

該區(qū)磁鐵礦主要產(chǎn)于巖漿巖與白云巖接觸帶上或其附近鎂矽卡巖中，屬典型的早期接觸交代（矽卡巖）型磁鐵礦被晚期黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦等金屬硫化物疊加，最終形成復(fù)合式中、中高溫?zé)嵋鸿F、銅、鋅共生礦床。石英二長巖、中細(xì)粒花崗巖成礦母巖和圍巖巖性及構(gòu)造條件，構(gòu)成礦床主要控礦因素。

石英二長巖、花崗巖與圍巖白云巖形成復(fù)雜的接觸帶構(gòu)造。內(nèi)蝕變形成“鉀化帶”、“鈉化帶”，外蝕變形成透輝石、墨綠色蛇紋石、橄欖石矽卡巖帶。以上為該類型礦床的找礦方向。

參考文獻(xiàn)

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[4] 河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局第六地質(zhì)大隊.河北省淶源縣于城測區(qū)一九七八、一九七九年磁法普查工作報告，1984.