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[摘 要]论述了狐姑山深部及铁矿体的赋矿层位、地层特征和矿床成因以及矿体规模、形态、矿石结构构造,对于深部寻找隐伏矿体,给予了实践性的经验,有望发现一处亿吨铁矿床。
[关键词]狐姑山 隐伏矿体 地层特征 亿吨铁矿床
中图分类号:P618.41 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0111-02
1 简要概述
狐姑山深部及铁矿区位于吕梁山北段山西省娄烦县境内,隶属娄烦县盖家庄乡管辖。
矿区距娄烦县城约20km,有县乡公路相通。
2 成矿地质环境
矿区东邻沁水台陷,北靠桑干台陷的宁武台凹,西近鄂尔多斯台拗,按“断块学说”,本区结晶基底断块构造单元处五台期断褶带―袁家村―周家沟断褶带。
2.1 区域地质背景
2.1.1地层
一、地层
1、吕梁群(Ar3)主要分布于区域的中、西部。由一套变质程度不同的(火山)碎屑岩、硅铁质岩组成。出露地层主要有袁家村组(Ar3yj)、裴家庄组(Ar3pj)和近周营组(Ar3jz)。
含矿地层为袁家村组(Ar3yj):分布于区域的中部和南部,该组地层为本区主要的铁矿赋矿地层,主要岩性为铁闪片岩、磁铁石英岩、云母石英片岩等。区域内未见与下伏地层的接触关系。该组地层厚度663.7m。
2、岚河群(Pt1):主要分布于区域西部边缘和西北角,总体走向为近南北向和北东向,出露地层有前马宗组(Ptqm)、两角村组(Pt1lj)、石窑凹组(Pt1sy)和乱石村组(Pt1lj)。
3、古生界(Pz):区域内出露地层仅有寒武系中、上统、奥陶系中、下统及石炭系中、上统。
4、新生界(Kz):
区内主要为第四系砂、砾石、亚砂土、亚粘土等。
2.1.2构造
本区地层经历多次构造运动和区域变质作用,构造形迹复杂,总体为一系列紧闭型大小褶曲,两翼产状复杂多变,倾角较陡,局部倒转。使中、上吕梁群的早期褶皱轴走向近南北向,褶皱枢纽走向为320°轴面东倾,倾角在10°左右,表现为一个转折端在矿区东部的平卧复式向斜。燕山运动之后则使其上盖层表现为一北东向的宽缓向斜,褶皱轴向40°,西南端仰起。
2.1.3岩浆岩
区内主要岩浆活动有三期,五台期、吕梁期和燕山期。以岩脉为主。
2.2 矿区地质特征
2.2.1地层
矿区出露地层主要有吕梁群袁家村组、裴家庄组 ,古生界寒武系区内出露寒武系中统徐庄组、张夏组,及第四系,地层由老至新叙述如下。
A:吕梁群(Ar3)
①袁家村组(Ar3y):分布于矿区的西部,区内出露的岩性主要为斜长角闪片岩、磁铁石英岩、绢云石英片岩、绿泥石英片岩等,总体产状自北向南走向由近南北向渐变为北北西向,倾向东-北东,倾角40-70°。
②裴家庄组(Ar3p):仅在矿区北部少量出露,周围大面积出露五台期花岗岩,为岩浆活动形成的残留体,主要为石英岩。
B: 古生界(Pz):
寒武系:区内出露寒武系中统徐庄阶(∈2hs),张夏阶(∈2z1)仅在矿区北东部边部少量出露,与下覆五台期花岗岩呈不融合接触。
C:新生界(Kz)
出露于矿区中部地区,主要为第四系黄土、腐植层覆盖。
2.2.2构造
A:褶曲
原狐姑山勘探矿带的西南侧存在一轴向南东的背斜,轴面倒向南西的背斜,地层倾向为北东倾。
B:断裂
区内断裂主要是原狐姑山铁矿勘探范围内的断裂延伸,为一组北东走向,断层面向南东倾斜的阶梯状的正断层。
2.2.3岩浆岩:
矿区内大面积出露岩浆岩,主要为五台中期片麻状花岗岩(深成),矿区北部少量出露有五台中期变质黑云母花岗岩(深成),二者呈整合接触。
五台期变质辉绿岩,吕梁期辉绿岩,呈小的侵入岩体(脉)零星分布。
2.2.4磁异常特征
本区异常所处位置和狐姑山C24航磁异常的北东部的伴生负异常基本吻合。处于区域复式向斜枢纽部位的西北侧,T极大值为:-1500nT,由于矿体倾角相对较缓,延深大,使的负异常的范围也大。处于区域复式向斜枢纽部位的西北侧,它所处的地质部位极为有利,验证该异常为矿致异常引起,引起负异常的磁性地质体有一定的规模和埋深。
3 矿体地质特征
3.1 分布及产状
该区铁矿床赋存于上太古界吕梁超群袁家村组变质岩中,铁矿体与角闪片岩、石英片岩、斜长角闪岩等共同构成含矿带,为原狐姑山铁矿区地表矿体深部的沿深部分。矿体走向为北西向,沿倾斜方向厚度保持稳定,约15―30m左右,延伸大于1000m。
根据钻孔ZK1201所见到的铁矿体可知,其对应于原狐姑山勘探报告的Ⅱ号矿体,分布于矿区南部23线―20线,走向整体呈 “L”型,长约2km,倾向整体北东,倾角30°―70°之间,延伸1000余m,厚度1.7―18.95m。
Ⅱ号矿体在12线上由CK1204(原报告钻孔)、ZK1201俩个钻孔控制,共计4层矿体,产出标高600―1370m,深部未完全控制,累计见矿厚度31.53m,真厚度27.3m,平均品位TFe30.55%、mFe23.33%,产状与矿带的整体产状一致,矿层顶板为角闪片岩,底板为石英片岩;
图3 狐姑山深部及铁矿12线地质示意剖面图
(图中红色部分表示磁铁矿体)
3.2 矿石类型及质量
3.2.1矿石类型
一、矿石自然类型
矿石中主要矿石矿物为磁铁矿,脉石矿物以石英为主,其次为角闪石、绿泥石等。矿石结构为粒状变晶结构,以条带、条纹状构造为主。据此,将矿石自然类型确定为条带、条(纹)状石英型磁铁矿。
二、矿石的工业类型
该区矿石碳酸铁的含量一般为0.52-1.07%,平均为0.79%。赤褐铁的含量一般为0.674-0.95%,平均为0.78%。硫化铁的含量一般为0.278-0.478%,平均为0.41%。硅酸铁的一般含量为1.04-5.94%,平均3.05%。
本区磁铁石英型铁矿石sfFe、cFe、siFe三者之和为2.98%,小于3%,磁性铁占有率=ω(mFe)/ω(TFe-siFe-sfFe-cFe)=91.3%>85%,故这类矿石在为需选磁性铁矿石。
3.2.2矿石的物质成分与结构、构造
3.2.2.1矿石的矿物成份
本区铁矿矿石矿物主要为磁铁矿,次为褐铁矿和赤铁矿;脉石矿物以石英为主,其次为绿泥石、角闪石等。
3.2.2.2矿石的化学成分
铁为本矿床石中的主要有用组分,大部分含于铁的氧化物,如磁铁矿、赤(镜)铁矿及其次生氧化物(假象及半假象赤铁矿)中。
(2)铁的赋存状态
该区铁矿石以磁铁矿为主,局部含少量磁赤铁矿。
(3)伴生有益、有害组分:根据分析结果, S 含量为0.072―0.313%,平均0.273%;P含量为0.041―0.092%,平均0.07%,矿石中有害组分 S、P含量均很低。可供工业利用。
3.2.2.3矿石的构造
构造类型主要是条带、条纹状构造。
4 成矿作用和矿床成因
4.1 成矿作用
中太古代期间,吕梁区处于稳定、持续的冒地槽型的地槽沉降阶段,从而沉积了厚度巨大的界河口群。期未,原始海开始分异;西侧呈褶皱上隆,东侧相对拗陷,形成“吕梁海槽”,继续沉积了吕梁山群。
吕梁海槽的振荡―分异运动,较之原始海槽期间更为剧烈,且伴随有频繁的岩浆活动从而具有优地槽属性,并导致典型的硅铁建造的沉积。
4.2 矿床成因
本区铁矿床,是产于吕梁山群,袁家村组地层的中上部。呈层状产出,可见层理及斜层理,围岩均为石英岩、云母片岩或角闪片岩,是典型的沉积变质矿床。
根据矿床围岩的岩性来看,铁矿层沉积时的地理环境是属于浅海陆缘沉积,因为矿床的直接顶板为云母石英片岩,是以碎屑岩的形态而现实其原有沉积时的构造和结构的。
5 结论
本文通过对区域成矿作用的演化历史及其分布规律的研究,结合狐姑山深部铁矿地质、磁异常特征及找矿实践,认为在该区开展找矿工作意义重大。有望寻找出一处亿吨级大型铁矿床。
参考文献
[1]山西省娄烦县狐姑山铁矿勘探报告[M].山西:山西冶金勘探公司,1978.
[2]固体矿产资源/储量分类[M].北京:地资出版社,1999.
[3]铁、锰、铬矿地质勘查规范[M].北京:地资出版社,2002.