曲沃縣鹿頂山鐵礦地質(zhì)特征及成因類型

鄭大偉

（山西省地質(zhì)勘查局二一一地質(zhì)隊(duì)，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(zhèn)張家灣村。工作區(qū)至義合莊村約有8km 簡易公路，義合莊村至楊談鄉(xiāng)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(qū)在區(qū)域構(gòu)造上位于華北地臺山西臺背斜汾河斷陷的東側(cè)，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(qū)進(jìn)行的工作，基本查明了該區(qū)鐵礦的地質(zhì)特征。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

奧陶系及石炭系主要出露于礦區(qū)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(chǎn)生褶曲和斷裂，節(jié)理也較發(fā)育。

2.1 地層

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

（1）早古生界奧陶系中統(tǒng)（O2）。在礦區(qū)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(qū)北部出露。石炭系中統(tǒng)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(fēng)化強(qiáng)烈，巖石較疏松。石炭系上統(tǒng)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(zhì)膠結(jié)。主要出露于鹿頂山頂部。

表1 塔兒山張家灣—鹿頂山礦區(qū)中奧陶統(tǒng)地層一覽表

（3）新生界第四系（Q）。在礦區(qū)南部大面積出露，在礦區(qū)北部和東部呈不同規(guī)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(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)兩條正斷層（F1和F2），正斷層F1位于礦區(qū)北部，近東西走向橫切礦區(qū)，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?guī)r。正斷層F2為推測斷層，位于礦區(qū)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(zhì)白云巖，下盤巖性白云質(zhì)灰?guī)r。斷層F1和F2距離工作區(qū)內(nèi)礦體較遠(yuǎn)，對礦體無影響。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖的種類簡單，主要出露于礦區(qū)的中部及西部，巖體呈復(fù)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(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)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?guī)r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(qū)圍巖蝕變比較發(fā)育，從內(nèi)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(gòu)成復(fù)雜的蝕變帶，礦體的形成及空間分布與圍巖蝕變密切相關(guān)。

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(jié)晶及大理巖化，巖漿巖多具褪色或烘烤現(xiàn)象。

圍巖蝕變和成礦是成礦作用過程中相依相伴的統(tǒng)一體。礦區(qū)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(huán)狀、鏈狀及層狀硅酸鹽礦物。

礦區(qū)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(shí)段，與金云母形成的時(shí)間相接近（但在大量的金云母結(jié)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?？勺鳛橹苯诱业V標(biāo)志。

熱液蝕變比較強(qiáng)烈和巖體鈉長石化比較發(fā)育的地段是間接找礦標(biāo)志。

3 礦體地質(zhì)

3.1 礦體特征

通過鉆孔、老硐揭露，在礦區(qū)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?guī)r的接觸帶附近的灰?guī)r中，由Ⅰ號老硐、鉆孔控制，礦體呈透鏡體狀，礦體的總體走向?yàn)楸睎|，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(zhì)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(xué)成份。根據(jù)礦石化學(xué)分析結(jié)果，礦石化學(xué)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(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)為交代殘余結(jié)構(gòu)，團(tuán)塊狀構(gòu)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(jìn)行劃分，其標(biāo)準(zhǔn)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(yè)類型。鐵礦石TFe 平均品位35.63%，mFe 平均品位31.03%，礦石工業(yè)類型屬需選貧鐵礦石。

3.4 礦體圍巖

礦體產(chǎn)出層位位于中奧陶統(tǒng)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(jié)晶及大理巖化。其巖漿巖多具褪色或烘烤現(xiàn)象。

3.5 礦床成因及找礦標(biāo)志

礦區(qū)屬于燕山期中偏酸性巖漿巖與中奧陶統(tǒng)灰?guī)r接觸交代作用形成的矽卡巖型鐵礦床。礦體主要產(chǎn)于燕山期閃長巖與中奧陶灰?guī)r的接觸帶中。礦體頂?shù)装鍨槟噘|(zhì)灰?guī)r、大理巖，巖性單一。

綜上所述，本區(qū)礦床的成因類型為接觸交代作用形成的矽卡巖型鐵礦床。