河北平方子鐵礦礦床成因探討

楊愛遠，馬國朋，楊建嶺，李洪波

華北地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)大隊，河北 秦皇島 066000

河北平方子鐵礦礦床成因探討

楊愛遠，馬國朋，楊建嶺，李洪波

華北地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)大隊，河北 秦皇島 066000

平方子鐵礦位于河北省秦皇島市青龍滿族自治縣，具有典型鞍山式鐵礦特征，構(gòu)造環(huán)境復(fù)雜，成礦物質(zhì)來源豐富，屬于河北省成礦帶中的沉積變質(zhì)區(qū)的一部分，因此對其成礦區(qū)域的研究具有顯著意義，對其成因的深入研究有利于補充鞍山式鐵礦成礦模式！通過研究，本區(qū)礦床成因為去硅 存鐵，富集，成礦過程主要受巖漿巖、地層等控制。

平方子鐵礦；沉積變質(zhì)；巖漿巖；地層

0 引言

河北省秦皇島市青龍滿族自治縣平方子鐵礦，其成礦的諸多因素極具代表性，其所處冀東成礦區(qū)域本類型礦產(chǎn)較多，研究其礦床成因?qū)χ笇?dǎo)今后相似類型礦床開發(fā)等具有十分可觀的價值！

1　區(qū)域成礦地質(zhì)背景

研究區(qū)位于河北省秦皇島市青龍滿族自治縣縣城東，屬中朝準地臺（Ⅰ2）燕山臺褶帶（Ⅱ22）山海關(guān)臺拱（Ⅲ28）的西側(cè)。

區(qū)域地層主要有新太古界安子嶺片麻巖套、新太古界早期灤縣巖群、新太古界晚期朱杖子巖群、元古界長城系和新生界第四系部分地層。

區(qū)域構(gòu)造以斷裂為主。主要為北東東向斷裂，另有北東向和南北向斷裂展布。沿斷裂兩側(cè)構(gòu)造十分發(fā)育，多呈帶狀分布。較大斷裂有青龍河大斷裂帶橫亙?nèi)珔^(qū)。斷裂主要是總體上呈東西向展布的青龍斷裂帶，斷面一般陡傾，傾向不穩(wěn)定，向南或向北傾斜。

礦區(qū)出露地層主要為新太古代早期灤縣巖群（Ar3L）和第四系（Qh），基巖出露不明現(xiàn)大部分被第四系所覆蓋。

2　礦區(qū)特征

2.1地層

礦區(qū)出露地層主要為新太古代早期灤縣巖群（Ar3L）和第四系（Qh），基巖出露不明現(xiàn)大部分被第四系所覆蓋，現(xiàn)敘述如下：

2.1.1新太古代早期灤縣巖群（Ar3L）

巖性為角閃黑云斜長片麻巖、黑云斜長變粒巖、角閃斜長片麻巖及黑云綠泥石片巖，上述地層被柳各莊變質(zhì)石英閃長巖體（Ar32δο ）捕擄。捕擄體長軸總體方向為355°，高角度東傾，局部有西傾和直立產(chǎn)狀。

鐵礦體產(chǎn)于捕擄體內(nèi)，走向與捕擄體的長軸方向一致。圍巖巖性為新太古代早期灤縣巖群（Ar3L）黑云斜長變粒巖、柳各莊變質(zhì)石英閃長巖。礦體產(chǎn)狀和圍巖產(chǎn)狀一致。第四系沖洪積、坡積物沿溝谷分布。

（1）角閃黑云斜長片麻巖：呈綠色與灰白色，呈條紋狀相間分布，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要由角閃石、黑云母、斜長石、石英組成。

（2）黑云斜長變粒巖：主要分布在礦體頂?shù)装?，屬近礦體圍巖和礦體夾石。巖石呈灰—淺灰色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，平行粒狀構(gòu)造。礦物成分主要由斜長石（45%～50%）、黑云母（20%左右）、角閃石（20%左右）少量透輝石（7%～8%）石英（5%左右）組成，含少量鉀長石、絹云母、綠簾石、黃鐵礦。副礦物有磷灰石、鋯石、金紅石等。

（3）角閃斜長片麻巖：主要由斜長石、角閃石、石英及黑云母、透輝石、紫蘇輝石等礦物組成。由中基性巖漿巖及富鐵白云質(zhì)泥灰?guī)r經(jīng)高級區(qū)域變質(zhì)作用形成。

（4）黑云綠泥石片巖：呈綠色至暗綠色，鱗片狀或鱗片粒狀，有時含有白色條帶。礦物組成主要綠泥石及少量黑云母。常具有小褶皺。

2.1.2第四系（Qh）

主要分布于礦區(qū)的溝岔中，與溝谷展布一致。主要為灰黃、黃褐色含碎石、礫石的亞砂土、粉砂土層，夾砂礫石、碎石透鏡體。一般厚0～5 m，覆蓋于漢兒莊片麻巖套之上。

2.2礦區(qū)區(qū)內(nèi)構(gòu)造

礦區(qū)范圍較小且大面積被第四系覆蓋，礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，對礦體影響不大。

2.3礦區(qū)區(qū)內(nèi)巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)見有大面積的太古代巖漿巖出露，巖性為柳各莊變質(zhì)石英閃長巖及少量偉晶巖、閃斜煌斑巖。

3　礦體特征

3.1礦體空間展布

礦區(qū)內(nèi)分布有三個礦體，從北向南編號依次為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，其中Ⅱ礦體為礦區(qū)內(nèi)主要礦體。礦體規(guī)模及產(chǎn)狀、礦體在各線變化情況統(tǒng)計數(shù)據(jù)見表1、表2；礦體位置示意見圖1。

表1　礦體規(guī)模及產(chǎn)狀Table 1 Scale and occurrence of ore bodies

Ⅰ號礦體：位于礦區(qū)北部，一層礦，無夾石。礦體長119.8 m，厚度為2.00～3.90 m，平均厚度2.95 m。礦體平均延深25 m，垂直高差25 m。礦體呈似層狀，走向上呈舒緩波狀，總體走向355°。

Ⅱ號礦體：位于礦區(qū)中部，I礦體南，礦體走向長773 m，礦體單層最小厚度3.35 m（PD5），單層最大厚度11.76 m（PD3），平均厚度5.39 m。礦體延深44～134 m，平均垂直高差180 m。礦體走向和傾向上均呈舒緩波狀走向近南北，傾向約90°。

Ⅲ號礦體：位于礦區(qū)南部，礦體走向長度165 m，單層最小厚度1.02 m（PD1），單層最大厚度9.73 m（ZK32-1），平均厚度3.90 m，礦體平均延深247 m，垂直高差247 m，礦體走向約20°，傾向約110°。

3.2礦石特征

根據(jù)閃石類礦成分極其質(zhì)量分數(shù)的不同，將礦石劃分為以下兩種自然類型：

表2　礦體變化情況統(tǒng)計表Table 2　Changes statistics of ore bodies

圖1　礦體位置示意圖Fig.1　Location of ore bodies

（1）磁鐵石英巖型：礦石礦物主要為磁鐵礦，質(zhì)量分數(shù)一般為20%～25%，；脈石礦物以石英為主，一般質(zhì)量分數(shù)50%～55%。其次為閃石類，質(zhì)量分數(shù)一般20%～25%。

（2）鐵閃磁鐵石英巖型：該類礦石一般呈條帶狀構(gòu)造，磁鐵礦質(zhì)量分數(shù)一般在20%～25%；脈石礦物以石英為主，一般質(zhì)量分數(shù)40%～45%。閃石類礦物質(zhì)量分數(shù)25%～30%。為區(qū)內(nèi)次要礦石類型。

4 礦床成因探討

4.1成礦物質(zhì)來源

美國成為獨立國家后，國會建議全國人民每年慶祝感恩節(jié)。喬治·華盛頓建議把11月26日的這天定為感恩節(jié)。1863年，在漫長而血腥的內(nèi)戰(zhàn)結(jié)束時，亞伯拉罕·林肯要求所有的美國人把11月的最后一個星期四作為感恩節(jié)。

本區(qū)太古代有沉積巖，并伴有基性火山巖噴發(fā)，平方子鐵礦成礦巖原巖即為基性巖漿巖，太古界變質(zhì)巖相存在綠片巖相和低角閃巖相，與本區(qū)的地質(zhì)環(huán)境相符。因此我們可以推斷，本礦區(qū)可能的物質(zhì)來源之一為太古界基性火山巖。TFe2O3與SiO2有很好的負相關(guān)性，為本礦區(qū)原巖為火山巖的一個證據(jù)。

中—新元古代是該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造演變的重大轉(zhuǎn)折時期，為似蓋層發(fā)育階段，區(qū)域構(gòu)造環(huán)境為準地臺條件下的隆—坳系統(tǒng)。構(gòu)造運動以裂陷與升降為主，區(qū)域構(gòu)造線為東西向。該時期本區(qū)服從區(qū)域大環(huán)境，日漸穩(wěn)定，陸內(nèi)裂陷槽和拗陷帶內(nèi)主要沉積了成熟的石英巖-頁巖-碳酸巖鹽建造，其總的趨勢是正常海相沉積巖增多，火山巖相對減少，反映了古陸內(nèi)部隆起區(qū)經(jīng)長期風(fēng)化剝蝕作用，陸源物質(zhì)豐富，在逐漸增寬的大陸架上堆積了較厚的沉積巖系。古生代相當(dāng)長的時間內(nèi)表現(xiàn)為穩(wěn)定的地臺性質(zhì)，為典型蓋層發(fā)育期以后全區(qū)隆升，缺少晚奧陶世、志留紀、泥盆紀、早石炭世沉積物，直到中石炭世才重新沉積，遭受海侵，并普遍發(fā)育平行不整合。石炭紀和二疊紀地層部分為海相，部分為陸相。從二疊紀開始整體上升轉(zhuǎn)為陸相沉積。受古亞洲構(gòu)造域控制，區(qū)域構(gòu)造線近東西向。這一時期大環(huán)境下的地臺穩(wěn)定發(fā)展形成了一套沉積礦產(chǎn)組合。

早古生代成礦作用集中于南部海侵區(qū)，形成灰?guī)r、白云巖、石膏等蒸發(fā)鹽類礦床；晚古生代受海西旋回制約，隆起區(qū)構(gòu)造巖漿活動趨于強烈而逐漸形成東西走向的晚古生代大陸邊緣活動帶，成礦作用以巖漿成礦作用為主。據(jù)此推斷，本區(qū)成礦過程中受其控制，經(jīng)歷巖漿作用，沉積變質(zhì)作用等，在此過程中，礦區(qū)物質(zhì)必然會有遷入與遷出，因此，中—新元古代演化過程中的海侵物質(zhì)的帶入帶出，巖漿巖侵入，沉積變質(zhì)的物質(zhì)改造，均會對本區(qū)成礦產(chǎn)生影響，因此上述過程也作為本區(qū)廠礦物質(zhì)的可能來源。

之后的地質(zhì)發(fā)展較為平穩(wěn)，物質(zhì)改變較為細微，對本區(qū)礦產(chǎn)形成作用不大。根據(jù)元素分析，AL2O3+TiO2平均質(zhì)量分數(shù)為3.73%，顯示出了沉積過程中加入的碎屑物質(zhì)較少。

綜上所述，所研究礦床成礦物質(zhì)來源主要為太古界基性火山巖，以及海侵過程中元素交換。

4.2成礦物質(zhì)運移

本礦成礦物質(zhì)運移經(jīng)歷了如下過程：

4.3成礦階段淺析

（1）成礦物質(zhì)準備階段：太古界基性巖漿巖為其提供了成礦物質(zhì)，為本區(qū)成礦的成礦物質(zhì)準備階段。

（2）成礦物質(zhì)運移階段：太古界地面升降，導(dǎo)致海侵，沉積變質(zhì)，鐵質(zhì)逐漸在本區(qū)富集。

（3）成礦物質(zhì)活化階段：太古界晚期，石英閃長巖的侵入，為本區(qū)成礦的原巖提供了物化條件，成礦物質(zhì)得以活化。

（4）成礦物質(zhì)富集成礦階段：之后經(jīng)歷長期的變質(zhì)，沉積成巖等作用，達到富集成礦。

至此，在漫長的地質(zhì)因素作用下，研究區(qū)礦產(chǎn)雛形形成，具備了礦床條件。

由此推斷，新太古代時期，經(jīng)構(gòu)造作用，灤縣巖群形成，為成礦起到成礦物質(zhì)準備作用。之后，經(jīng)個構(gòu)造運動，為成礦起到了構(gòu)造條件積累，經(jīng)地質(zhì)因素作用，為成礦準備了地質(zhì)條件。經(jīng)歷風(fēng)化剝蝕及變質(zhì)，在新太古界晚期，為石英閃長巖捕虜，經(jīng)熱變質(zhì)，去硅存鐵，達到鐵富集的狀態(tài)，進而成礦。狀—條帶狀磁鐵石英巖、鐵閃磁鐵石英巖、黑云變粒巖。鐵礦礦體層呈似層狀產(chǎn)出，與其成礦階段的沉積作用相吻合，同時其層位性與火山巖沉積旋回有密切的關(guān)系，是火山沉積旋回的一個重要組成部分。其礦床成因機制是通過海侵中鐵質(zhì)沉積，與巖漿熱流體、圍巖進行物質(zhì)交換，去硅存鐵，最終達到富集成礦。

5　結(jié)論

綜上所述，所研究礦床鐵礦賦礦層位為新太古代早期灤縣巖群（Ar3L）。其成礦作用主要發(fā)生在太古界晚期石英閃長巖的入侵，捕虜，在物化條件驟變情況下，變質(zhì)成礦，含礦巖系巖性主要為條紋

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The study of deposit causes of Pingfangzi iron ore deposits in Hebei

YANG Ai-yuan， MA Guo-peng， YANG Jian-ling， LI Hong-bo
The Fourth Brigade of North China Geological Exploration Bureau， Qinhuangdao 066000， Hebei， China

Pingfangzi iron ore has well marked feature of An-Shan-type iron ore in Qinhuangdao Qinglong Manchu autonomous county， Hebei Province， its structural environment is complex， the source of ore-forming materials is abundance， and it is a part of diagenetic metamorphism， the metallogenetic belt of Hebei Province， so， the study of this metallogenetic region has in evidence signifi cance， the formal examination of its genesis makes for complement the oreforming pattern of An-Shan-type iron ore.Through the study， the genesis in this area is desilicifi cation and the reserve of iron， concentration， its ore-forming process was mainly controlled by magmatite and stratum.

Pingfangzi iron ore； diagenetic metamorphism； magmatite； stratum

P618.31

A

1001—2427（2015）04 - 76 -4

2015-09-05；

2015-12-03

楊愛遠（1988—），男，河北唐山人，華北地質(zhì)勘查局第四地質(zhì)大隊助理工程師.