冀西北辛坊鐵鋅礦床地質(zhì)特征及成因探討

易大寶，袁矯龍，李文濤，冀晨光

（河北省地礦局第三地質(zhì)大隊，河北 張家口 075000）

辛坊鐵新礦床大地構(gòu)造位置位于冀北古陸南部，桑干-平泉構(gòu)造帶西南部，位于Ⅲ級構(gòu)造單元阜平復(fù)式穹窿狀褶皺隆起帶與五臺裂谷-復(fù)式向形褶皺帶結(jié)合部位[1]。受雙重大地構(gòu)造單元的制約和影響，辛坊鐵新礦床成礦地質(zhì)背景復(fù)雜，礦床地質(zhì)特征及成因在冀西北地區(qū)具有廣泛性。

1 地質(zhì)背景

1.1 地層

核查礦區(qū)內(nèi)出露的地層較為簡單，僅為侏羅系張家口組一段的角礫凝灰熔巖、花斑巖、大理巖及矽卡巖化熔結(jié)凝灰?guī)r，該套地層主要為火山活動第二期爆發(fā)沉積形成的產(chǎn)物，其活動次數(shù)多，間歇短，形成了一套較厚的酸性火山碎屑巖，巖石露頭主要分布在礦區(qū)內(nèi)地勢相對較高的地帶，其它地段為第四系河床沉積及殘坡積物覆蓋[2]。

（1）侏羅系張家口組一段。①角礫凝灰熔巖∶在礦區(qū)內(nèi)大面積分布，礦區(qū)中部被長軸方向為北東向的花崗閃長巖體分割為兩部分。巖石呈淺～深灰色，火山碎屑結(jié)構(gòu)，砂礫狀、角礫狀及塊狀構(gòu)造，角礫成份復(fù)雜，多為凝灰熔巖，其次為白云巖、晶屑巖屑凝灰?guī)r、安山巖及少量花崗巖等，角礫大小不等，分選性極差，膠結(jié)物多為熔流、凝灰質(zhì)、火山灰及火山玻璃。因受巖體侵入影響，大部分已脫?；纬墒⑿〖象w。常見硅化、綠泥石化、絹云母化及透閃石化、黃鐵礦化等。熔巖中角礫均受不同程度的熔蝕現(xiàn)象。目前在礦區(qū)內(nèi)主要礦化大部分發(fā)育在該巖石內(nèi)部，為礦區(qū)內(nèi)主要的成礦母巖之一。②白云巖(Bd)∶ 淺灰～深灰色，隱晶～粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，亦見同生角礫構(gòu)造，由于受熱液活動影響，部分白云巖蝕變?yōu)榇罄韼r，部分白云巖被交代形成矽卡巖，并見有鐵、銅、鋅礦化。較大巖塊分布于礦區(qū)東南部，西北部亦有分布，為火山噴發(fā)間歇沉積形成。③晶屑巖屑凝灰?guī)r∶灰～深灰色，晶屑巖屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石碎屑多為晶屑，巖屑少量，晶屑以長石為主，石英次之,顆粒較小，一般0.5mm～2mm，碎屑具棱角狀，其邊緣被熔蝕，膠結(jié)物為硅質(zhì)、絹云母、碳酸鹽、褐鐵礦等。地表少見，多見于鉆孔內(nèi)，為火山噴發(fā)早期產(chǎn)物。

（2）第四系。①第四系沖洪積物(Q4AL+PL)∶主要分布于礦區(qū)東側(cè)的河道內(nèi)，由砂礫石、巖石轉(zhuǎn)石及砂土組成，礫石成分復(fù)雜，磨圓度良好，分選性較好，由河流搬運的痕跡明顯。②第四系殘坡積物(Q4EDL)∶大部分分布于相對低洼地帶,且地形坡度較小,地勢平坦,大部分為耕地,由褐色亞砂土、粘土等組成。③第四系坡積物(Q4DL)∶主要由巖石轉(zhuǎn)石、砂礫石及腐殖土等組成。大部分地段植被發(fā)育。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)總體上位于一個北北西向展布的侏羅系斷陷盆地的開闊部位，受火山活動影響，形成了一系列NEE、NE、SN及NW向的斷裂構(gòu)造，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)規(guī)模大小不等、性質(zhì)不同的斷裂構(gòu)造共15條，這些構(gòu)造在空間上大致呈帚狀分布，其中F1斷層橫貫礦區(qū)南部，為規(guī)模最大，活動期次多，同時形成次一級的NEE向裂隙構(gòu)造，為礦區(qū)內(nèi)多金屬礦產(chǎn)的形成提供了良好的運移通道及沉淀富集空間。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動劇烈頻繁，呈現(xiàn)多期次多旋回的特點，主要為燕山期的產(chǎn)物。在礦區(qū)內(nèi)可見大面積分布的花崗閃長巖體及輝綠巖脈、閃斜煌斑巖脈等脈巖零星出露，巖漿活動是礦區(qū)內(nèi)多金屬礦產(chǎn)形成的重要因素之一，不僅為礦床的形成提供熱液及動力，同時也提供豐富的物質(zhì)來源，構(gòu)成礦區(qū)內(nèi)主要的成礦母巖之一。

2. 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦帶特征

礦區(qū)內(nèi)目前發(fā)現(xiàn)3個礦帶，編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ礦帶。均產(chǎn)于區(qū)內(nèi)兩條斷裂構(gòu)造之間的構(gòu)造帶中，大部分賦存于張家口組一段的角礫熔結(jié)凝灰?guī)r中，次與花崗閃長巖的接觸部位，少量產(chǎn)于花崗閃長巖中。3條礦帶呈北東東向近平行產(chǎn)出。Ⅰ礦帶位于礦區(qū)北部，為單一磁鐵礦帶；Ⅱ礦帶位于Ⅰ礦帶南側(cè)30m左右，以磁鐵礦為主，局部有鋅礦與磁鐵礦共生，該礦帶為礦區(qū)主要礦帶；Ⅲ礦帶位于Ⅱ礦帶南側(cè)10m～15m，以鋅礦為主。

2.2 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)的3個礦帶共圈出8個礦體：Ⅰ礦帶2個，編號為Ⅰ-1、Ⅰ-2；Ⅱ礦帶4個，編號為Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4；Ⅲ礦帶2個，編號為Ⅲ-1、Ⅲ-2。其中以Ⅱ-2規(guī)模最大，占全區(qū)估算資源量的45%左右。礦體特征多為囊狀、脈狀、透鏡狀，產(chǎn)狀350°～358°∠55°～70°，平均品位TFe24%～33%，Zn1.5%～14%,平均厚度1.2m～5.8m。

2.3 礦體質(zhì)量

礦石礦物成分以磁鐵礦、閃鋅礦為主，其次為黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鎢礦、輝銅礦等；次生礦物有孔雀石、藍(lán)銅礦、褐鐵礦；脈石礦物有透閃石、石榴子石、透輝石、絹云母、綠泥石、黑云母、方解石等。

礦石化學(xué)成分中CaO含量為10.31%～13.58%，MgO為 15.66%～25.42%，Al2O3含 量 2.65%～10.25%，SiO2為35.57%～44.48%，Na2O為0.32%～0.42%，K2O為0.02%～0.12%，S含量一般為0.52%～3.61%，P為0.002%～0.130%。礦石結(jié)構(gòu)主要有結(jié)晶結(jié)構(gòu)、揉皺狀結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、纖維狀變晶結(jié)構(gòu)、交叉結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造主要有浸染狀構(gòu)造、致密塊狀構(gòu)造、團(tuán)塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、細(xì)脈網(wǎng)格狀構(gòu)造、條紋狀構(gòu)造。礦石類型以磁鐵礦為主，次有磁鐵礦、閃鋅礦混合類型及少量閃鋅礦型。

3 礦床成因探討

3.1 成礦因素

成礦時代：從野外地質(zhì)到室內(nèi)測試數(shù)據(jù)均表明成礦期為中生代。熱源：根據(jù)測溫資料顯示，主要成礦溫度范圍為120°～530°，與成礦作用有關(guān)的局部熱源只能來自中生代火山-侵入巖漿。礦源：根據(jù)容礦時代和微量元素分析，礦質(zhì)來源于含礦巖和容礦巖，即中生代侵入巖和前中生代各時代容礦巖。巖漿水：巖漿期后氣熱水是成礦主要中的重要因素。構(gòu)造：封閉和半封閉的各種構(gòu)造均可成為容礦構(gòu)造。

3.2 成礦作用

礦床成礦作用與燕山期第三旋回的火山-次火山巖漿活動關(guān)系十分密切。深源初始巖漿侵位上升演化過程中，殼巖中的礦質(zhì)不斷被混溶，使巖漿中的礦質(zhì)不斷得到富集，當(dāng)含礦巖漿水與巖漿熱源作用于各時代容礦巖時，與地下熱鹵水混合，在適宜的物化條件下，含礦熱液中的礦質(zhì)得到進(jìn)一步富集并發(fā)生沉淀，便形成了“巖漿-熱液型”礦床。

[1]錢祖廉，王金鎖，趙永富等．張家口地質(zhì)[R]．張家口：河北省地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊，1992．6．

[2]易大寶等．河北省懷來縣辛坊銀銅多金屬礦資源利用現(xiàn)狀核查報告 [R]．張家口：河北省地礦局第三地質(zhì)大隊，2011．12．