山西省垣曲縣時溝鐵礦地質(zhì)特征及礦床成因

高欽賢

（山西省地質(zhì)勘查局214地質(zhì)隊，山西 運(yùn)城 044000）

垣曲縣時溝鐵礦區(qū)大地構(gòu)造位于華北地臺南緣中條山塊隆中段。礦區(qū)內(nèi)地層由老至新為下元古界中條群龍峪組（Pt1l）、余元下組（Pt1y）、篦子溝組（Pt1b）余家山組（Pt1yj）和新生界第四系全新統(tǒng)（Q4）地層。鐵礦產(chǎn)于下元古界中條群篦子溝組地層中，受層位控制，屬泥質(zhì)原巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)和后期熱液作用，形成的變質(zhì)超貧磁鐵礦床。

1 地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1.1 地層

區(qū)內(nèi)地層由老至新為下元古界中條群龍峪組（Pt1l）、余元下組（Pt1y）、篦子溝組（Pt1b）余家山組（Pt1yj）和新生界第四系全新統(tǒng)（Q4）地層。

下元古界中條群龍峪組（Pt1l）。

出露于礦區(qū)北西部，厚度150m~300m，其巖性以透閃大理巖、白云石大理巖、黑云變粒巖為主，夾二云片巖、絹英片巖及石英巖。

下元古界中條群余元下組（Pt1y）。

出露于礦區(qū)北西部，主要為白云石大理巖。巖石呈灰白色，中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，薄層-中厚層塊狀構(gòu)造。主要礦物成份為白云石、方解石。本組地層礦區(qū)內(nèi)出露最大厚度為400m左右。

下元古界中條群篦子溝組（Pt1b）。

出露于礦區(qū)中部，巖層走向北東-南西，傾向南東，傾角40°~60°，總厚度550m。鐵礦體主要賦存于該組地層中。根據(jù)巖性特征由上而下分為四段，主要巖性分述如下。

一段（Pt1b1）：以黑云綠泥石英片巖為主，頂部為黑云石英片巖類斜長角閃巖，底部為花斑狀斜長角閃巖。

二段（Pt1b2）：以絹云片巖、絹英片巖、斜長角閃巖為主，夾綠泥石英巖。

三段（Pt1b3）：以絹英片巖夾大理巖為主。

四段（Pt1b4）：上部為黑色絹云片巖夾大理巖，大理巖夾黑云片巖；下部為含鐵錳質(zhì)黑色絹英片巖。

下元古界中條群余家山組（Pt1yj）。

出露于礦區(qū)東南部，巖性以厚層狀白云石大理巖為主，時夾薄層不純白云石大理巖和炭質(zhì)片（板）巖，巖石呈灰白色、中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)，厚層塊狀構(gòu)造，主要礦物成份為白云石、方解石和少量絹云母等。礦區(qū)內(nèi)出露最大厚度約350m。

第四系全新統(tǒng)（Q4）。

第四系分布于礦區(qū)的河谷及其階地上，主要為洪、沖積形成的黃色亞粘土和現(xiàn)代的河床砂礫沉積。

1.1.2 構(gòu)造

由于受區(qū)域構(gòu)造影響，在礦區(qū)內(nèi)形成倒轉(zhuǎn)單斜地層，地層總體走向呈北東向，傾向120°-150°，傾角40°-60°。區(qū)內(nèi)未見明顯的斷裂構(gòu)造。

1.1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)未見巖漿巖體和脈巖出露。

1.2 礦帶特征

區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)五條礦體，鐵礦體呈似層狀NE—SW向展布。鐵礦體賦存于下元古界中條群篦子溝組含磁鐵絹云片巖中，其產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀基本一致。

Ⅰ號礦體：分布于礦區(qū)西部，賦存標(biāo)高925m~1079m，高差154m。地表由TC1-1、TC1-2、TC1-3、TC1-4、TC1-5揭露，地下由PD1控制，工程控制長420m，厚3.00m~7.50m，平均厚度4.95m。平均品位TFe13.11%、mFe10.37%，為一貧鐵礦體。礦體呈似層狀，賦存于元古界篦子溝組一段中，其頂板巖性為石榴絹云片巖，底板為斜長角閃片巖。

Ⅱ號礦體：分布于礦區(qū)中部，賦存標(biāo)高930m~980m，高差50m。地表由TC2-1、TC2-2兩個探槽揭露，工程控制長150m，礦厚4.2m~4.5m，平均厚4.35m。平均品位TFe11.72%、mFe9.51%。礦體賦存于元古界篦子溝組二段中，其頂?shù)装鍘r性為角閃片巖。

Ⅲ號礦體：分布于礦區(qū)南部，賦存標(biāo)高1020m~1060m，高差40m。地表由TC3-1、TC3-2兩個探槽控制，工程控制長85m，礦厚3.2m~3.5m，平均厚3.35m。平均品位TFe13.17%、mFe10.69%。礦體賦存于元古界篦子溝組二段中，其頂?shù)装鍘r性為絹云母石英片巖。

Ⅳ號礦體：分布于礦區(qū)西南部，賦存標(biāo)高1040m~1090m，高差50m。地表有TC4-1、TC4-2兩個探槽揭露含礦層，礦體出露長150m，礦厚4.10m~4.50m，平均厚4.3m，平均品位Tfe11.97%、mFe9.65%。走向北東-南西，傾向南東，傾角55°左右。礦體產(chǎn)于中條群篦子溝組三段中，頂?shù)装鍘r性為含磁鐵礦的角閃片巖，礦體產(chǎn)狀與圍巖一致。

Ⅴ號礦體：分布于礦區(qū)東部，賦存標(biāo)高950m~1060m，高差110m。地 表 由TC5-1、TC5-2、TC5-3、TC5-4、TC5-5、TC5-6揭露，地下由PD5控制，工程控制長450m，礦厚6.14m~6.51m，平均厚6.22m。平均品位TFe11.65%、mFe6.68%。礦體賦存于元古界篦子溝組三段中，其頂?shù)装鍘r性為絹云母石英片巖。

1.3 礦石特征

1.3.1 礦石礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石呈褐黃色、灰褐色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，片理發(fā)育，礦物成分由絹云母、綠泥石、石英、磁鐵礦等組成。

礦石礦物：主要為磁鐵礦，氧化后形成少量赤鐵礦。

磁鐵礦一般多呈自形-半自形細(xì)粒狀分布，粒徑0.5mm~2mm。磁鐵礦在礦石中相對集中形成條帶狀構(gòu)造；在巖石中多沿片理面分布。

脈石礦物：石英30%左右，絹云母40%左右，少量石榴石、黑云母。

1.3.2 礦石有益有害組分

礦區(qū)鐵礦石均為低品位貧鐵礦石，經(jīng)對89個樣品分析，其中31個樣品TFe大于10%，圈為礦體。TFe品位最高為13.24%，最低10.30%，TFe平均品位12.32%。mFe含量最低5.82%,最高8.12%，全礦平均為6.68%，mFe/TFe=0.57，為弱磁性鐵礦石。有害元素硫含量較低，為0.06%~0.14%，平均含量0.083%，磷含量0.036%~0.083%，平均含量0.059%。根據(jù)貧鐵礦工業(yè)指標(biāo)要求，硫、磷允許含量≤0.2%。該礦石經(jīng)選礦后其硫、磷含量將更低。

1.3.3 礦石類型

礦石自然類型：據(jù)礦區(qū)鐵礦石的礦物組成礦物主要為絹云母、石英等，有用礦物為磁鐵礦，自然類型為石英絹云母磁鐵礦和角閃石云母磁鐵礦。礦石自然類型為星散狀中細(xì)粒狀磁鐵礦石。

礦石工業(yè)類型：礦石工業(yè)類型為需選的弱磁性鐵礦石。

1.3.4 礦體圍巖及夾石

鐵礦體主要分布在含磁鐵絹英片巖和角閃片巖中，鐵礦體直接接觸的圍巖多為石榴絹云片巖、斜長角閃巖、圍巖巖石較完整，裂隙不發(fā)育，無破碎帶出現(xiàn)。夾石主要為石榴絹云片巖，夾石最大厚度一般小于2m。

2 礦床成因及找礦標(biāo)志

2.1 礦床成因

區(qū)內(nèi)鐵礦體主要賦存于下元古界中條群篦子溝組地層中，鐵礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀與地層一致，受層位控制。篦子溝組為一套以泥質(zhì)、泥砂質(zhì)為主和少量碳酸鹽類沉積的變質(zhì)巖層，巖性黑色絹云片巖、絹英片巖為主，其內(nèi)常夾石榴絹云片巖、透鏡狀石英巖、薄層鈣絹片巖、不純大理巖和白云石大理巖。篦子溝組含磁鐵絹英片巖和角閃片巖為主要含礦母巖，在區(qū)域變質(zhì)作用中改造富集，礦脈在含礦母巖中富集。故礦床成因類型屬泥質(zhì)原巖經(jīng)區(qū)域變質(zhì)和后期熱液作用，形成的變質(zhì)超貧磁鐵礦床。

2.2 找礦標(biāo)志

地層標(biāo)志：工作區(qū)內(nèi)含礦地層為下元古界中條群篦子溝組黑色絹云片巖、絹英片巖類，該地層為鐵礦重要含礦層位。礦體的產(chǎn)出受地層的控制，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，受后期熱液作用，礦體在局部地段容易富集。故此套含礦地層是尋找鐵礦的主要標(biāo)志。

磁異常：磁鐵礦為主要礦石礦物，稍具規(guī)模的鐵礦體即能形成磁異常，因此航磁異常、高精度磁異常均為直接找礦標(biāo)志。