一、矿床概况
大西沟铁矿位于陕西省柞水县，属海相沉积型铁矿床，查明资源储储量为3.52亿吨，铜资源储量14050 t，平均品位TFe28.01 ％、Cu0.614％，属大型铁矿床。
二、矿床地质特征
（一）矿区地质
大西沟铁矿区地质图如图7－9所示。
图7－9 柞水县大西沟铁矿地质图
1.地层
矿区出露地层为中泥盆统青石垭组海相粘土质碎屑－碳酸盐岩含铁建造，具明显的复理石韵律特征。含矿岩系总厚度500 m左右，岩性以千枚岩为主，次为变质砂岩和碳酸盐岩夹硅质、砂质板岩。由老至新可分为3层：下部为钙质绢云母千枚岩及泥灰岩；中部为菱铁矿矿层，由条带状菱铁绢云千枚岩夹菱铁矿矿层组成；上部为磁铁矿、重晶石含矿层，主要为磁铁重晶石绢云千枚岩、磁铁重晶石岩、绢云千枚岩及少量菱铁绢云千枚岩。
含矿岩系具如下特征：(1)原岩为一套粘土质和碳酸盐类沉积岩，其上、下层主要为细屑－粘土质沉积岩。上部含炭质较高，普遍含铁的硫化物和硫酸钡，底部还见微量铅、锌硫化物及鲕状绿泥石等，铁的碳酸盐矿物少见；中部主要是粘土质岩石和菱铁矿。(2)岩相变化急剧，总体是中段以粘土质岩石和铁碳酸盐为主，东、西两侧粘土质岩石和铁质渐减，钙镁质岩石增多，菱铁矿层随之变薄至尖灭，沿倾向钙、镁质岩石明显增加，粘土质岩石减少，菱铁矿随之尖灭。(3)岩石具有明显的复理石韵律，主要由泥质、碳酸盐类沉积或钙质与铁白云质组成，韵律层厚数厘米至十余厘米。(4)含矿岩系中部厚，两侧变薄。
2.构造
矿区地处文公庙向斜南翼，基本构造形态为单斜层，走向280°～320°，倾向NE，倾角20°～45°。矿区中段见有一对平缓、不协调的向斜和背斜构造，波及深度不大，仅见于含矿层的中、上部地层。
断层不甚发育，有NW、NNE和近SN向3组。以NW向的斜正断层或斜逆断层为主，对矿体有破坏作用，断层走向295°～335°，倾向SW或NE，倾角60°～80°，垂直断距数米至30 m，水平断距数米至17 m，破碎带宽0.5～80 m。
3.岩浆岩
岩浆活动微弱，主要有煌斑岩脉，局部见二长岩和石英钠长岩细脉。煌斑岩多沿近SN向（倾向E）和NNE向（倾向NW）断裂充填，倾角一般大于70°，部分沿层理或片理充填，长度多在100 m以上，个别达1000 m以上，厚度1～2 m。
（二）矿体特征
矿体剖面如图7－10所示。已圈定和探明铁矿体17个，重晶石矿体5个，铜矿体2个。按铁矿体形态、产状和矿物共生组合关系可分为：层状菱铁矿矿体、层状重晶石磁铁矿矿体和脉状磁铁矿矿体，以前者为主，其储量占全区总储量的99％。
图7－10 柞水县大西沟铁矿区58号勘探线剖面图
层状菱铁矿矿体主要产于含矿岩系中部层位，延伸较稳定，产状与围岩一致，二者呈渐变过渡关系。有6、7号主矿体及8、9、25、27、32等小矿体，其中，6号矿体长1850 m，最大斜深1375 m，最大厚度133.20 m，平均26.82 m；7号矿体长2000 m，最大斜深870 m，最大厚度181.38 m，平均51.40 m。
层状重晶石磁铁矿矿体（10、11、14、17号等矿体），产于含矿岩系上部磁铁重晶石绢云千枚岩中，产状与围岩一致，二者呈渐变过渡关系。矿体长200～500 m，斜深100～400 m，厚度3.50～24.12 m。
脉状磁铁矿矿体（20、18、12、1号等矿体），产于断层裂隙中，个别沿片理产出，矿体走向120°～160°，个别为243°，倾向NE，倾角25°～50°。呈脉状或细脉带产出，与围岩界限明显，个别呈渐变过渡关系，近矿围岩常发育绿泥石化。矿体长80～400 m，最大斜深330 m，—般几十米至100 m，厚度1.46～24.90 m。
（三）矿石特征
金属矿物主要为菱铁矿（占铁矿物总量的70％～75％），次为磁铁矿，常见穆磁铁矿、镜铁矿、黄铁矿、褐铁矿。另有微量黄铜矿、方铅矿、磁黄铁矿、毒砂、锆石、孔雀石、蓝铜矿、辉铜矿、胆矾、黄钾铁矾、叶绿矾、斜方铁矾、假像赤铁矿等。脉石矿物主要为绢云母和石英，次为重晶石、鳞绿泥石、铁白云石、黑云母以及少量方解石、鲕状绿泥石、蠕绿泥石、钡冰长石、钠长石、电气石、叶蜡石、高岭石等。
矿石结构以变余砂状、鳞片状花岗变晶结构和变余砂状花岗变晶结构为主，另有斑状变晶、变嵌晶（筛状）等结构。矿石构造以条带状为主，其次为致密块状和浸染状，另有少量片麻状、块－团块状等构造。氧化矿石有网状、树枝状、皮壳状和环带状等构造。
根据矿石结构、构造和矿物共生组合，可分为：条带状菱铁矿矿石，分布广泛，约占总资源储量的40％，是组成层状菱铁矿矿体的主要矿石类型；块状菱铁矿矿石，约占总资源储量的15％～20％，主要分布于7号矿体中部和6号矿体深部厚度膨大的部位；浸染－条带状磁铁矿菱铁矿矿石，约占总资源储量的30％～50％，主要分布于6、7、9、14号矿体，分布不均匀，地表比深部多，东部比西部多；浸染状磁铁矿矿石，约占总资源储量的7％，主要分布于10、11、14号矿体，偶见于6、7号矿体浅部；块状－团块状磁铁矿矿石，主要分布于1、12、18、20号脉状磁铁矿矿体，在6、7号层状菱铁矿矿体中也常见，但量很少。
绿泥石化见于磁铁矿脉周围。
铁矿石平均品位TFe28.01％。其他组分有：S1.45％，P0.04％，CaO0.88％，MgO2.37％，Al2O337.88％，SiO229.93％，BaSO41.26％。（CaO＋MgO）/（Al2O3＋SiO2）＝0.06～0.14，属酸性矿石。
伴生铜矿体（B7、B4及两个表外小矿体B5、B8）呈似层状产于7号铁矿体顶板围岩或7号矿体中，与围岩呈整合接触。矿体长70～400 m，厚3.96～8.11 m。矿石类型以含铜磁铁重晶石岩为主，矿石矿物以黄铜矿为主，另有少量黝铜矿、蓝铜矿、辉铜矿和闪锌矿等。矿石铜品位0.29％～1.049％，平均0.61％；铜矿石含银2.97～26.28g/t，平均9.33g/t；伴生重晶石含量较高，BaSO4在40％以上，平均42.44％。均可综合回收利用。
伴生重晶石矿体（B1 、B17及3个小矿体）呈层状产于B7号铜矿体上盘磁铁重晶石绢云千枚岩中，与围岩呈整合接触。矿体长200～380 m，延深400～450 m，厚度3.90～39.10 m。矿石中含BaSO410.60％～71.14％，平均41.17％；TFe7.15％～30.12％，平均15.81％，可综合回收。
三、矿床成因及成矿模式
中泥盆世时期，柞水－山阳一带为一裂陷半封闭的沉积海槽。青石垭期，由于盆地南北两侧断裂的继承性活动，海盆长期持续振荡式下沉。沉积了巨厚的类复理式建造，沉积环境相对稳定，有利于来自陆源物质的分解和缓慢聚集。而与此同时可能还有部分富含成矿物质的气液通过海底的同生断裂，以喷流（溢）方式进入海盆洼地的底部形成富含金属组分（铅锌铜银）的卤水池，并在不同的部位和成矿物理化学条件的有序变化中分别沉积成矿。其成矿过程大致为：在菱铁沉积阶段，介质中（海水）特别富铁，并有铜铅锌银钡等元素共存，在弱碱性条件下，CO2与Fe＋结合形成Fe（HCO3）2重碳酸盐，并向海水深处聚集，在还原环境中分解为菱铁矿沉积下来，形成菱铁矿层。随着菱铁矿的沉积，海水中铁质成分和CO2大大减少，而铅锌银等元系相对富集，当介质转变为中性－弱碱性还原环境时，它们便和海水中的硫结合成硫化物沉淀下来。其后，由于海水中Ba、Cu等元素相对富集，介质也由弱碱性转变为弱酸性以及由于海水变浅，海水中氧含量增加形成重晶石－含铜磁铁矿层，至此，整个矿床的沉积过程完成。综合矿床的地质特征考虑矿床中硅质岩、重晶石岩等特殊岩类的存在，认为矿床属于产于海相复理建造中与化学沉积－海底喷气作用有关的铁－多金属矿床。
矿床形成之后曾受到区域变质作用，特别是印支期板块碰撞造山作用的影响，产生了元素的局部富集、重组，形成了后期似脉状磁铁矿矿体。其成矿模式见图7－11。
图7－11 大西沟铁矿成矿模式图