河北邯邢地區(qū)鐵礦成礦模式研究

李躍武

摘要：該文通過對邯邢地區(qū)鐵礦賦存情況研究，從成礦地質背景入手，廣泛研究地層、構造、成礦構造分布，大地構造相與成礦的關系，圍巖對成礦作用的影響，分析各成礦階段的典型巖石礦物特征;并對該地區(qū)鐵礦成礦條件進行深入分析研究，從而找出邯邢地區(qū)鐵礦的成礦模式，并研究成礦過程、成礦溫度等成礦機理，掌握礦床的地質條件特征，總結成礦規(guī)律的理論方法，為今后的找礦和礦床地質研究找到理論依據。

關鍵詞：邯邢鐵礦 成礦條件 成礦模式 接觸交代

中圖分類號：TF521 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2021）09（c）-0000-00

Study on Metallogenic Model of Iron Ore in HanxingArea， Hebei Province

LIYuewu

（Zheng Jia Mining projects in Sinosteel Group Shandong Mining.， Ltd.， Changyi，Shangdong Province，261313 China）

Abstract： By studying the occurrence of iron ore in Hanxing area， starting with the geological background of mineralization，including stratum， extensive research structure and metallogenic structure distribution， the relationship between tectonic facies and mineralization， and the influence of surrounding rock on mineralization.The characteristics of typical rocks and minerals in each metallogenic stage are analyzed， and the metallogenic conditions of iron ore in this area are deeply analyzed and studied， so as to find out the metallogenic model of iron ore in Hanxing area。 It also studies the metallogenic mechanism such as metallogenic process and metallogenic temperature， grasps the geological conditions and characteristics of the deposit， and summarizes the theoretical methods of metallogenic law， so as to find a theoretical basis for future prospecting and deposit geological research。

Key Words：Hanxing iron mine; Metallogenic conditions; Metallogenic model;Contact metasomatic

邯邢地區(qū)鐵礦分布比較廣泛，以磁鐵礦為主，礦床的賦存條件大體相同，通過對多個礦床的認真研究分析，找出該地區(qū)鐵礦的成礦條件，為今后的找礦和勘探工作提供理論依據。

1成礦地質背景

該區(qū)巖漿巖十分發(fā)育，幔源系列火山巖和侵入巖出露面積較廣，由超基性、基性和偏堿性巖石和組成的一套巖石組成的一套幔源分異系列巖石。

由于所處的華北板塊，在晚古生代與揚子板塊對接，北與本伯利亞板塊（蒙古洋板塊）碰撞，以及中生代太平洋板塊與歐亞板塊的相互作用的特殊的大地構造背景下，由于復雜的地殼深化歷程，形成了具有多樣性的巖石建造特點，同時也導致了成礦物質的多源性、成礦作用的多期性和成礦類型的多樣性。在中元古代—中生代的各個地質歷史時期中，在巖漿結晶分異、熔離作用以及巖漿期后熱液、接觸交代作用下，形成了具有工作價值的工業(yè)礦床。與之相關的礦床類型：巖漿礦床、巖漿期后熱液礦床、接觸交代（矽卡巖）礦床和斑巖型礦床等。其中接觸交代型鐵礦的形成與郭二莊—西石門同造山高鉀閃長巖—二長巖中性、中酸性侵入巖石構造組合，鐵礦含礦熱液均來源上述組合，并與圍巖（中元古界、古生界碳酸鹽巖石）發(fā)生接觸交代作用，因而形成了“邯邢式”鐵礦[1]。

2大地構造相與成礦

2.1成礦的巖漿條件

2.1.1不同成巖系列的巖石與成礦的關系

邯邢式鐵礦集中分布著一套由角閃輝橄巖、橄欖角閃輝長巖、角閃閃長巖、閃長巖、二長閃長巖、二長巖、角閃正長巖和輝正長巖等組成的幔源，巖漿連續(xù)分異演化形成的巖石?；A特征是L：d此成巖系列中的巖石，如閃長巖中含有深源的基性巖或橄欖角閃石和黑云母、輝石多為富鐵種屬，黑云母均為富鎂種屬，石英含量一般偏低，斜長石成分變化范圍大，不同類、不同類型的雙晶發(fā)育，鉀長石三斜度多較低;化學成分上Si02變化較大，為硅不飽和或弱飽和型，Na2O、CaO、MGO、FeO的含量相對較高，K2O較低，K2O/Na2O多數(shù)較低，且變化較大;副礦物中經常發(fā)現(xiàn)金剛石的伴生礦物碳硅石[2]。

2.1.2巖漿巖活動期次與成礦的關系

邯邢地區(qū)巖漿巖是由超基性、基性、中性和中偏堿性巖石組成的一套幔源分異演化系列的巖石，巖體大多侵入于中奧陶世碳酸鹽中，有一部分侵入于石炭紀一二疊紀地層中。根據巖漿旋回和區(qū)域地質構造特征對比，結合同位素年齡資料，可劃分為早侏羅世、中侏羅世和早白堊世3期。與鐵礦生成關系密切的為早白堊世閃長巖、二長閃長巖和二長巖類巖石，尤其后者，是邯邢地區(qū)接觸交代型鐵礦的最主要的成礦母巖，中侏羅世角閃閃長巖成礦作用較差。

2.1.3巖石類型與成礦的關系

與邯邢式鐵礦有關的巖石類型繁多，但與鐵礦有生成聯(lián)系的母巖一般多為閃長巖—二長巖系列巖石，如閃長巖—正長閃長巖—二長巖（西石門、王窯、白澗、中關、云駕嶺等），閃長巖—閃長玢巖—含石英閃長巖（綦村葛泉、西郝莊、小屯橋等），閃長巖—角閃閃長巖—黑云閃長巖（符山、固鎮(zhèn)等）。

2.2圍巖對成礦作用的影響

區(qū)內接觸交代型鐵礦的賦存層位有：長城紀高于莊組、薊縣紀楊莊組、霧迷山組和鐵嶺組、寒武紀—奧陶紀地層和晚侏羅世土城子組，但是主要的賦存層位為中奧陶世馬家溝組，是邯邢式鐵礦最主要的賦礦層位。

2.3成礦作用特征

2.3.1圍巖蝕變及其與鐵礦的關系

邯邢地區(qū)鐵礦的圍巖蝕變普遍，類型繁多，主要有鈉長石化、矽卡巖化以及各種熱液蝕變等。其中，以內、外接觸帶的鈉長石化和矽卡巖化同鐵礦成礦的關系最為密切，其蝕變寬度和強度同鐵礦規(guī)模呈現(xiàn)明顯的正相關關系。

2.3.2成礦作用的多階段性

接觸交代型鐵礦經歷了十分復雜的成礦作用，成礦作用總體上是由高溫高壓向著低溫低壓方向發(fā)展。

氣成——高溫熱液階段：是最主要的成礦階段，也是形成鈉化巖石、矽卡巖和磁鐵礦的時期，可詳分為兩期。

早期（鈉化和無水硅酸鹽期）：主要形成鈉長石、鈉柱石、符山石、磷灰石、鎂橄石、粒硅鎂石、鈣鋁—鈣鐵榴石、透輝石—次透輝石等含鈉、氯、磷的礦物。矽卡巖礦物為無水硅酸鹽類。巖體發(fā)生較大范圍的鈉化作用，寬度有時可達百米。鈉化越強，礦化范圍越大。在鈉化過程中，角閃石被透輝石交代，形成第一世代透輝石，在含礦熱液繼續(xù)作用下，在鈉化巖石和碳酸鹽巖接觸帶發(fā)生矽卡巖化，由于圍巖鈣、鎂含量的差異，形成的矽卡巖礦物也有區(qū)別，其中以透輝石最為發(fā)育。晚期（磁鐵礦和含水硅酸鹽期）：主要形成磁鐵礦和金云母、韭閃石、透閃石—陽起石、褐簾石、綠簾石等含水硅酸鹽礦物。本期的磁鐵礦至少有兩個世代，以第一世代為主，它與透輝石共生，且交代透輝石，本身又被金云母等交代。第二世代磁鐵礦晚于韭閃石和金云母[3]。

高—中溫熱液階段：為硫化物成礦階段。主要形成礦物有黃銅礦、黃鐵礦、斑銅礦、輝銅礦、藍輝銅礦、輝鈷礦、自然金、自然銀等，其中以黃銅礦、斑銅礦最發(fā)育，常以浸染狀、脈狀疊加于鐵礦或透輝石—石榴石矽卡巖之上。值得注意的是，黃銅礦和黃鐵礦常為反相關關系。硫化物階段在邯邢地區(qū)發(fā)育程度較差，僅部分礦區(qū)清晰可見。中—低溫熱液階段：成礦作用的尾聲。主要形成蛇紋石、綠泥石、碳酸鹽、蛋白石、玉髓等礦物，它們交代或成脈狀切穿早期形成的礦物。在部分礦區(qū)還見到脈狀貫入的第三世代磁鐵礦，以碳酸鹽礦物與其伴生為特征，有時見其穿切第一世代的磁鐵礦。表生作用階段：在地表氧化條件下，原生磁鐵礦變成假象赤鐵礦、褐鐵礦;銅礦物則形成次生斑銅礦、輝銅礦、孔雀石等[4]。

3成礦模式

從邯邢式鐵礦的成礦作用分析可以看出，該區(qū)邯邢式鐵礦主要是燕山期深源中性或中偏堿性巖漿，首先沿基底滑脫變形上侵，當巖漿到達蓋層以后，發(fā)育于蓋層中北東向和北西西向的區(qū)域性斷裂的交叉位置為巖漿的上侵提供了通道，另外主要是燕山期形成的NNE、NNW、NW向以及SN向斷裂，也為巖漿在蓋層中的上侵提供了通道，巖漿在沿上述斷裂上侵的過程中，當巖漿穿過中奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖時，由于中奧陶統(tǒng)碳酸鹽地層發(fā)育多層溶解角礫狀灰?guī)r層，在壓力作用下，巖漿沿溶解角礫狀灰?guī)r層水平侵入到中奧陶統(tǒng)碳酸鹽巖地層中，形成多層似層狀巖體與碳酸鹽巖圍巖接觸帶，在不同的有利接觸構造部位或接觸帶附近，從而形成各種產狀形態(tài)的矽卡巖型鐵礦床，礦漿沿著某些構造薄弱部位充填到圍巖中形成層間礦。這一成礦模式反映了斷裂構造對巖體的控制作用，隱伏巖體主要分布于 NE向、NNE 向、NNW向以及NW向和SN向展布的巖體兩側，控礦構造主要為巖體與碳酸鹽巖的接觸帶及其接觸帶附近的圍巖層間破碎帶，礦床主要分布于巖漿構造隆起帶中，礦體賦存在背斜核部或核部附近[5]。

4成礦溫度與成礦順序

根據邯邢地區(qū)同類礦床中所測得的磁鐵礦的爆裂溫度多大于380℃，高值可達500℃，該礦床應屬高溫氣成熱液的范圍。礦石中黃鐵礦的爆裂溫度略低于磁鐵礦的爆裂溫度，在350℃左右，同屬高溫熱液階段，形成時間略晚于磁鐵礦。矽卡巖礦物、透輝石、石榴石等礦物的爆裂溫度多在450℃以上，高于磁鐵礦的爆裂溫度。依據成礦作用按溫度依次降低的結晶順序可知磁鐵礦形成在矽卡巖之后，黃鐵礦的形成時間略晚于磁鐵礦。這一生成順序與巖心編錄和光片鑒定觀察到的生成順序是相符的[6]。

參考文獻

[1]張雪瑞.釩鈦磁鐵礦礦床的成礦地質特征及成因綜述[J].中國金屬通報，2020（12）：49-50.

[2]張愛奎，王建軍，劉光蓮，等.青海省祁漫塔格地區(qū)主要成礦系列與成礦模式[J].礦物學報，2021，41（1）：1-22.

[3]王建青，尹國慶，于達，等.河北省壽王墳南溝銀金多金屬礦床成礦模式與找礦前景[J].黃金，2020，41（10）：19-23，28.

[4]路英川，李鵬，王浩，等.大數(shù)據時代礦床學研究發(fā)展狀況綜述[J].世界核地質科學，2021，38（3）：295-310.

[5]金雅楠，張聚全，梁賢，等.邯邢地區(qū)綦村閃長質雜巖體中磁鐵礦的成因礦物學研究[J].河北地質大學學報，2020（5）：19-27.

[6]石勇.邯邢式鐵礦找礦規(guī)律認識研究[J].中國金屬通報，2020（1）：291，293.