河北武安中关铁矿床

如题所述

邯邢式铁矿是分布于我国华北地台上的一种重要的接触交代铁矿类型,是指产于燕山期中(基)性侵入岩类与中奥陶统碳酸盐岩围岩接触带的铁矿床,由于这类铁矿在河北邯郸—邢台一带分布较为集中,其矿床地质特征和大冶、闽南等地区的接触交代铁矿床相比较,具有一定特色,故被称为邯邢式铁矿。中关铁矿是邯邢地区的一个重要铁矿床,并具有代表性。

(一)成矿区域地质背景

本区位于山西陆台的东部边缘,为太行隆起带与华北沉降带的衔接处,属靠近隆起带一侧的次一级构造单元“武安凹陷”。

区域构造特点是北北东向和南北向断裂和褶皱发育。另根据航磁资料分析,在隐伏的前寒武纪基底上存在古东西向褶皱,本区恰位于一个东西向坳陷上,可能这种隐伏基底构造与上述燕山期盖层构造体系的复合地段,联合控制着深部岩浆的上侵活动。

区内地层自上而下,自西向东如下。

寒武系:下统为紫色砂页岩,中上统以灰岩为主,厚553m。

下奥陶统为厚层白云岩,厚76m。

中奥陶统马家沟组:是本区分布最广的地层,其岩性主要为厚层灰岩,夹白云质灰岩和少量泥灰岩,还夹有3层含石膏(石盐)假晶的灰岩,总厚为600~700m。岩石化学成分横向上的变化是:由东而西MgO含量增加很大,在邯邢地区平均只有2.7%,而山西的临汾地区平均含量却高达10%左右。这一规律决定了在邯邢地区所见的矽卡岩以钙矽卡岩为主,局部有镁矽卡岩;而临汾地区的矽卡岩主要为镁矽卡岩。中奥陶统3层含膏(盐)角砾岩层的存在,在构造变动中易形成薄弱带,加上其易溶性和可塑性的特点,为岩浆入侵形成似层状岩体提供了有利空间。

石炭系:由砂质页岩、砂岩、页岩夹灰岩组成,厚140m。

二叠系:砂岩、页岩、砂质页岩,下部产煤层,厚1080m左右。

与成矿有关的侵入岩以闪长岩-二长岩系列为主,包括一部分基性岩。它们是岩浆长期演化和多次侵入的产物。根据野外观察和同位素年龄资料,侵入岩形成时代为侏罗纪—白垩纪(177~89Ma),可分为早、中、晚3个阶段。

燕山期早期(177~152Ma):主要有角闪闪长岩,次为角闪辉长岩和橄榄辉长闪长岩,后二者形成相对较早。其中角闪闪长岩类与铁矿关系较密切,主要分布于符山岩体。

燕山期中期(132~121Ma):以中偏碱性的闪长岩、正长闪长岩、角闪二长岩和辉石二长岩为主,是本区主要成矿母岩,主要有符山、固镇、矿山村、綦村等岩体(图14-3)。

燕山期晚期(111~89Ma):为正长斑岩和角闪正长岩,目前主要见于洪山岩体,尚未发现有工业价值的铁矿床。

闪长岩、二长岩类侵入体总的形态为似层状,大体顺层侵入于中奥陶世碳酸盐地层中。已有资料表明,本区铁矿床大多集中在似层状侵入体的似等轴状上穹部位周边碳酸盐围岩接触带附近。似等轴状上穹体的形成机理可能与岩浆作似层状侵入过程中,局部发生“旋流”运动有关。从岩体垂直方向上,侵入体作似层状分叉,形成锯齿状接触带,往往在围岩向侵入体凸入部位,形成多层矿体。

图14-3 邯邢地区接触交代型铁矿区域地质略图(据华北地研所铁矿队,1974)

(二)成矿系列

从区域矿床地质特征分析,本区至少存在4种互有成因联系的铁矿床类型,即:镁矽卡岩型、钙矽卡岩型、钙镁质矽卡岩型和高温热液交代型铁矿床。前3类一般直接产于闪长岩类侵入体和碳酸盐岩围岩的接触带,呈似层状或透镜状产出,根据围岩中MgO含量的多寡,相应形成镁矽卡岩类、钙矽卡岩型或钙镁质矽卡岩过渡型铁矿床。高温热液交代型铁矿床大多产于接触带附近的碳酸盐岩围岩中,主要受围岩的层间裂隙控制,局部也有斜交层理的,呈透镜状、脉状产出,其规模相对较小,它们总是和产于接触带的矽卡岩型铁矿床紧密伴生。

钙镁质矽卡岩型铁矿床是作者根据我国某些矽卡岩铁矿床的具体情况,划分出来的一种介于钙矽卡岩和镁矽卡岩之间的过渡类型,主要考虑到我国华北地台上的许多铁矿床中矽卡岩矿物组成的特殊性,它既不具有典型的镁矽卡岩矿物组合(镁橄榄石、尖晶石、硅镁石族、蛇纹石等),也不具有典型的钙矽卡岩矿物组合(钙铁榴石、透辉石-钙铁辉石系列、符山石、硅灰石等),而主要由透辉石或低铁透辉石、金云母或含铁金云母、阳起质透闪石等矿物组成,局部有石榴子石。这些矿床中被矽卡岩所交代的原始碳酸盐岩围岩,一般为白云质灰岩,MgO含量介于2%~12%之间。

对于中关铁矿床来说,主要存在两种矿床类型,即镁质接触交代型(镁矽卡岩型)和高温热液交代型铁矿床,可能还存在钙镁质矽卡岩型铁矿床。

(三)矿床地质特征

中关铁矿是一个隐伏矿床,地表全部被第四系黄土和松散沉积物所掩盖。这是根据原地质部航测队所圈出的低缓磁力异常,由冶金518地质队钻探验证发现的矿床。

矿区岩层呈一个倾向南东东的单斜层,倾角5°~15°。矿床位于中央背斜的北东倾伏端。主矿体产于燕山期似斑状闪长岩和中奥陶统灰岩的接触带,呈不很规则的透镜体。在相邻剖面上矿体形态变化较大,有的呈似层状,有的剖面中呈帽顶状、透镜状。矿体两端一般厚度迅速变薄或分叉,最后尖灭(图14-4)。部分小矿体呈小透镜状,似层状产于接触带附近灰岩的层间裂隙中。

图14-4河北中关铁矿床不同剖面矿体形态变化图(据河北省地质局第二地质队,1975)

总的看,矿体的形态受成矿构造、闪长岩顶部接触面形态和灰岩岩性等多种因素的联合控制。

近矿的闪长岩均遭到强度不等的蚀变作用。在外接触带形成透辉石矽卡岩、透辉石透闪石矽卡岩和金云母矽卡岩,在热液蚀变阶段还叠加了绿泥石化和蛇纹石化。在内接触带主要表现为方柱石化、钠长石化、透辉石化和金云母化等。当交代较弱时形成方柱石化、透辉石化、钠长石化闪长岩,当交代强烈时形成方柱石矽卡岩和透辉石钠长石交代岩及钠长石交代岩等。一般的交代分带剖面从岩体向外为:闪长岩→透辉石化钠长石化闪长岩→透辉石钠长石岩或钠长石交代岩→透辉石矽卡岩,叠加磁铁矿化→大理岩。

钠长石化是区别接触带有矿与无矿部位的重要蚀变标志。在无矿部位的内接触带基本不存在钠长石化,当矿体规模较大时,钠长石化的强度和分布范围也较大。从闪长岩体向铁矿体方向,钠长石化作用有从弱到强的趋势。

矿石中的金属矿物主要为磁铁矿,次有黄铁矿和假像赤铁矿,还有少量镜铁矿、黄铜矿、白铁矿、磁黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、闪锌矿等。非金属矿物有透辉石、透闪石、阳起石、金云母、蛇纹石、白云石、方解石,次为绿泥石、石榴子石、石英、含铁白云石、菱铁矿、重晶石、水镁石、滑石等。

磁铁矿的大量晶出是在透辉石形成之后,常见磁铁矿交代透辉石的现象。它大体和透闪石、阳起石和金云母的形成时间相当。磁铁矿被黄铁矿等硫化物交代的现象是常见的。

磁铁矿石的构造有块状、浸染状、条带状,其次有筛眼状、斑杂状、环带状、细脉状、斑点状和交代残留构造等。

矿体中常保留有大理岩的交代残留体,其产状与围岩基本一致,在大理岩残留体中也见有磁铁矿化和黄铁矿现象。

根据矿石主要组成矿物成分的不同,可大致分为4种矿石类型:即①黄铁矿-磁铁矿矿石;②绿色云母(绿泥石)-磁铁矿矿石;③蛇纹石-磁铁矿矿石;④水镁石-磁铁矿矿石。矿石中TFe平均品位为45.14%。

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