山西省繁峙县山角铁矿矿床地质特征及成因分析_贾宏飞.pdf

29矿产资源Mineral resources山西省繁峙县山角铁矿矿床地质特征及成因分析贾宏飞，何坤，王明明摘要：山西省繁峙县山角铁矿含矿带赋存于五台超群石咀群文溪组地层中，矿体呈层状似层状，矿体连续性好，沿走向厚度变化较小，层位稳定。矿体产状与围岩片理产状基本一致，矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩，其形态、产状受褶皱构造控制。矿区内共圈出8条矿体（MFe1、MFe2、MFe3、MFe4、MFe5、MFe6、MFe7、MFe8）。其 中 MFe2矿体为主矿体，其次为MFe7矿体。通过对山西省繁峙县山角铁矿区域地质背景、矿区地质特征、矿体特征等方面综合分析，阐述了该矿床的成因类型为火山沉积变质矿床，为深部及外围找矿提供地质依据。关键词：山角铁矿；矿床成因；矿床地质特征山西省繁峙县山角铁矿位于山西省繁峙县城东南直距40km处的山角村，行政规划隶属繁峙县神堂堡乡管辖。矿区地处五台山脉东段偏北部，交通较为便利。1 区域地质背景矿区大地构造处于中朝准地台山西断隆(级)五台山断拱(级)五台山凸起(级)中北部。区域上出露的地层以新太古界五台超群石嘴群庄旺组、文溪组及台怀群鸿门岩组地层为主，还分布有少量中元古界长城系高于庄组、新生界第四系地层。岩浆岩主要有五台期侵入形成的变质超基性岩、变质中酸性侵入岩体、吕梁期侵入的辉长辉绿岩、燕山期侵入形成的花岗岩，局部出露极少量的喜山期玄武岩、煌斑岩。区域内太古界地层经历了角闪岩相高绿片岩相变质作用，岩石变形强烈，构造上形成复杂的重褶皱，地层多有倒转或同斜等特点。断裂构造主要为北东向和北西向，其中北西向断裂多为吕梁期辉绿岩贯入。1.1地层（1）太古界地层：本区出露的五台群地层为一套经历了两期以上变质变形作用改造的火山沉积夹硅铁建造岩系。出露的地层有石嘴群的庄旺组、文溪组、台怀群的鸿门岩组。庄旺组：分布于矿区外南西部一带（本区出露较少），本组以大套黑云变粒岩夹富铝黑云变粒岩为主，岩石组合为黑云变粒岩、含硫黑云变粒岩、角闪黑云变粒岩夹角闪变粒岩、斜长角闪岩二云石英片岩、少量浅粒岩。其中普遍发育有韵律层和条带状构造。属角闪岩相变质地层，厚635-768m。文溪组：分布于矿区中部及区外北东部，为五台群第二个含铁层位，也是五台群地层沉积变质铁矿的主要赋存层位，原岩为一套基性酸性火山熔岩，夹少量硅铁质及泥沙质建造，变质后变质岩名称为，斜长角闪岩、黑云变粒岩、黑云角闪变粒岩、少量绢云石英片岩、绢云片岩、磁铁石英岩，岩石经历了角闪岩相变质作用。由于地层遭受了强烈的构造变形改造，致使褶皱发育，地层厚度（244457m），尤其是磁铁石英岩矿层，在走向延伸和倾向延伸方向局部厚度变化较大。鸿门岩组：分布于区域上广大地区，与文溪组地层平行不整合接触，由一套经中低级区域变质的细碧岩角斑岩及火山凝灰岩及沉积岩组成。主要岩性下部为绿泥钠长片岩夹绢云绿泥钠长片岩、绢云绿泥长英片岩及绢云石英片岩；中部为绿泥钠长片岩、黑云绿泥片岩、绿帘绢云钠长片岩夹少量绢云石英片岩；上部为千枚状绢云片岩、条带状绿泥片岩夹绢英岩、绢云石英片岩。该组地层经历了绿片岩相变质作用，厚约1183m。（2）长城系高于庄组地层：仅零星出露在本区北部，出露的地层有一至四段（局部仅出露有一、二段），主要岩性为含燧石条带团块白云岩、黑色含锰页岩、玫瑰色厚层白云岩等。（3）新生界第四系：由上更新统峙峪组冲洪积砂土、亚砂土、夹不规则砂砾岩层和冲积沙、全新统砂砾石层组成。分布于山背阴坡及沟谷中。1.2 构造区域构造以五台复式向斜构造的草地鸿门岩向斜北东段的北西翼（倒转翼），构造形迹以北东走向、倾向南东的单斜面纹理构造为主，伴随着北西向断裂为主。断裂切断太古代含矿地层，对区域沉积变质铁矿有破坏作用。1.3 岩浆岩区域上岩浆岩以太古代五台期岩浆活动最为强烈，早期岩浆活动以火山喷溢为主，反映了两个大的火山喷发旋回多韵律间歇性喷发特点。形成了大面积分布在五台超群石嘴群金岗库组、庄旺组、文溪组地层中和台怀群鸿门岩组地层中的海底喷溢形式形成的拉斑玄武岩洋岛玄武岩，该地层经角闪岩相、绿片岩相变质作用改造其变质岩名称为斜长角闪岩、绿泥钠长片岩、绿泥片岩、绿泥绢云片岩等；五台晚期岩浆活动以侵入作用为主，侵入形成了以英云闪长岩、奥长花岗岩为主的侵入体（大寨口岩体、石佛岩体），经变质作用后，岩石名称为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及黑云钾长片麻岩等。元古代吕梁期岩浆活动侵入形成了以北西向为主的辉长辉绿岩脉。中生代燕山期侵入形成了花岗岩。喜山期岩浆活动形成了玄武岩、煌斑岩。2 矿区地质特征2.1 地层矿区内出露的地层主要为新太古界五台超群石咀群文溪组、鸿门岩组和新生界第四系松散堆积物。30矿产资源Mineral resources2.1.1 新太古界五台超群石咀群文溪组（Ar31w）分布于矿区中南、西部，位于台怀期北东南西向重褶复式开阔大向斜北翼，为区内含矿层位，岩石组合以斜长角闪岩、角闪片岩为主，夹厚层层位稳定，包括磁铁石英岩及角闪变粒岩，少量黑云变粒岩，绢云石英片岩、绢云母石英岩等。与下伏庄旺组地层呈整合接触。斜长角闪岩中常见气孔、杏仁构造。其岩性特征如下：斜长角闪岩：矿区内的主要岩石，线理呈北东走向，南东或北西片理产状：倾角60 80，岩石为深灰黑色，粒-柱状变晶结构，块状构造，是矿体的主要围岩。组成矿物以角闪石(含量45%)、斜长石为主(含量20%25%)，其次为石英(含量0%5%)、普通角闪石(含量50%60%)、黑云母(含量0%5%)、绿帘石(含量0%3%)绿泥石(含量0%5%)。角闪片岩：为本区主要的岩石，分布广、厚度大,呈北东走向。岩石呈灰绿黑色，片理发育，组成矿物以角闪石（部分退变质呈绿泥石），个别石英，少量绢云母及黑云母。绢云母石英片岩：岩石为灰白色，片理发育，由绢云母、石英、方解石等组成，与斜长角闪岩或角闪片岩界线清楚。绢云母石英岩：岩石为白中带黄色，细粒结构，薄层状，主要由乳白色及烟灰色石英组成。磁铁石英岩（铁矿层）：岩石呈褐黑色、钢灰色，主要矿物为石英、磁铁矿，矿物粒度多在0.1 0.5mm之间，粒状变晶结构，块状、条带状，浅色石英条带和深色磁铁矿条带相间，条带宽度0.3 2cm。2.1.2 新太古界五台超群石咀群鸿门岩组（Ar32h）主要分布于矿区南部，主要岩性下部为绿泥钠长片岩夹绢云绿泥钠长片岩、绢云绿泥长英片岩及绢云石英片岩；中部为绿泥钠长片岩、黑云绿泥片岩、绿帘绢云钠长片岩夹少量绢云石英片岩；上部为千枚状绢云片岩、条带状绿泥片岩夹绢英岩、绢云石英片岩。区内主要出露绢云绿泥长英片岩及绢云石英片岩。2.1.3 第四系（Q4）第四系上更新统黄土广泛分布于全区山坡，全新统冲洪积物及残坡积物分布于沟谷。2.2 构造矿区位于台怀期北东南西向重褶复式开阔大向斜北翼，台怀沟里向斜东部倾伏端北翼，岩层呈单斜产出，区域构造线呈北东南西向。区内次级小褶皱角发育，矿体受褶皱影响，走向上呈S型，但局部变化不大。矿体厚度在次级小褶皱核部变厚。2.3 岩浆岩矿区内分布的岩浆岩主要有五台早期火山喷发形成的拉斑玄武岩，该地层经角闪岩相、绿片岩相变质作用改造，现变质岩名称为斜长角闪岩。五台晚期岩浆活动以侵入作用为主，侵入形成了以英云闪长岩、奥长花岗岩为主的侵入体，经变质作用后，岩石名称为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及黑云钾长片麻岩等，分布于矿区西南部（大寨口岩体）及北东部（北台岩体）。2.4 变质岩及变质作用矿区五台超群石咀群文溪组地层经历了区域变质作用，变质成角闪岩相，变质岩石为斜长角闪岩、角闪片岩、绢云石英片岩夹磁铁石英岩，变质矿物组合以绢云母、长石、石英、绢云母为主，少量方解石、碳质、磁铁矿，变质相带为角闪相带。3 矿体地质特征3.1 矿体特征矿区内共圈出8条矿体（MFe1、MFe2、MFe3、MFe4、MFe5、MFe6、MFe7、MFe8）。其中MFe2矿体为主矿体，其次为MFe7矿体。矿体赋存于五台超群石咀群文溪组地层中，矿体呈层状似层状，矿体连续性好，沿走向厚度变化较小，层位稳定。矿体厚度变化的原因主要为：矿区位于台怀期北东南西向重褶复式开阔大向斜北翼，台怀沟里向斜东部倾伏端北翼，区内次级小褶皱较发育，在次级褶皱转折端矿体变厚。矿体产状与围岩片理产状基本一致，矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。各矿体特征详见表1。各矿体特征如下：MFe1矿体：分布于矿区西部的13勘探线间，由TC21、YK1、TC20、TC19、TC18（1）探槽控制，地下由一号主硐（2128中段）控制，呈层状、似层状产出。顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲状，走向延伸控制长度520m，外推100m，倾向控制深度50m，推断深度50m。矿体赋存标高23042086m。矿体最大厚度7.62m，最小厚度2.50m,平均厚度4.20m。矿体产状：倾向170 174之间，倾角65 73，平均为68。MFe2矿体：分布于矿区西部的13勘探线间，由TC21、YK1、TC20、TC19、TC18（2）探槽控制，地下由PD2、PD4、一号主硐（2128中段）坑探控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。矿体在走向延伸及倾向延深方向呈弯曲状，走向控制长度665m，推断长度100m，倾向延深控制130m，推断延深50m。矿体赋存标高2343 2095m。矿体最大厚度9.45m，最小厚度3.85m,平均厚度5.84m。矿体产状：倾向168 173之间，倾角60 70，平均67。MFe3矿体：分布于矿区西部的13勘探线间，由TC21、YK1、TC20、TC19探槽控制，浅部由PD3、一号主硐（2128中段）控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲状，走向延伸控制长度660m，推断长度100m，倾向延深控制深度130m，推断延深50m。矿体赋存标高2312 2092m。矿体最大厚度7.50m，最小厚度1.45m,平均厚度2.93m。矿体产状：倾向168 175之间，倾角67 73，平均70。MFe4矿体：分布于矿区西部的13勘探线间，由TC21、YK1、TC20、TC19、TC18（2）、TC18（3）探槽控制，浅部由一号主硐(2128中段)控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多31矿产资源Mineral resources为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲状，走向延伸控制长度320m，推断延伸100m，倾向延深控制130m，推断延深50m。矿体赋存标高2295 2086m。矿体最大厚度5.50m，最小厚度1.00m，平均厚度2.06m。矿体产状：倾向168 176之间，倾角67 72平均69。MFe5矿体：分布于矿区西部的23勘探线间，由YK2、TC19（1）、PT2048探槽控制，浅部由一号主硐(2128中段)控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲状，走向延伸控制长度370m，推断延伸100m，倾向控制延深100m，推断延深50m。矿体赋存标高2238 2054m。矿体最大厚度6.60m，最小厚度6.00m,平均厚度6.33m。矿体产状：倾向169 180之间，倾角70 72，平均71。MFe6矿体：分布于矿区西部的3勘探线两侧，由TC19（2）、PT2128探槽控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲状，走向控制延伸长度90m，推断延伸50m，倾向推断延深50m。矿体赋存标高2220 2104m。矿体最大厚度4.20m，最小厚度4.00m，平均厚度4.10m。矿体产状：倾向160 174之间，倾角62 68，平均65。MFe7矿体：分布于矿区东部的49勘探线间，由TC3、TC5、TC6、TC7、TC8、TC9、TC11探槽控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，