祝凤琴

（山西省地质勘查局211地质队，山西忻州034000）

浅析山西省阳高县北正沟西梁铁矿地质特征及矿床成因

祝凤琴*

（山西省地质勘查局211地质队，山西忻州034000）

山西省阳高县北正沟西梁铁矿位于阳高县北东部。通过对矿体区域地质背景、矿区地质特征、矿床地质特征等方面的阐述，分析了该矿区的矿床成因和找矿标志。

北正沟西梁铁矿区；地质特征；矿床成因

1　区域地质背景

本区大地构造位置处于华北地台北缘阴山褶皱带东部，属内蒙断块南缘与桑干河新断陷交接部位。区内岩石经历了漫长的地质历史时期多期次变质、变形，以及岩浆活动的叠加和改造。区域内出露地层简单，构造较发育，岩浆活动较频繁。

区域内出露地层主要有中下太古界阳高表壳岩（包体）和新生界第四系。

区域内发育的断层主要为北东—南西向大断层（阳高破碎带），呈微角度斜切上述褶曲轴线，且相互平行，呈“雁行式”斜列分布，构成了“多”字型构造体系的骨架。

由于受多期构造运动的影响，区域内岩浆活动较为频繁强烈，种类较多，从基性岩—酸性岩，从侵入岩—喷出岩均见出露，其中以太古宙集宁期、五台期侵入岩广为分布；吕梁期岩浆活动渐弱，仅见少量辉绿岩墙及少量伟晶岩脉；印支期岩浆活动期间，少量中酸性岩浆沿断裂上侵；燕山期有浅成辉绿玢岩及闪长玢岩脉。

2　矿区地质特征

2.1地层

矿区内地表出露及工程揭露地层主要为中下太古界阳高表壳岩，沟谷地段为第四系，叙述如下：

（1）中下太古界阳高表壳岩：阳高表壳岩呈包体分布于太古宙侵入体中，其与深成侵入岩界面清楚，为透镜状，岩性为磁铁石英岩，为区内赋矿层位。

（2）新生界第四系：分布于沟谷及山坡坡角，主要岩性为冲洪积砂砾石层及残坡积砂土层，厚1～3m。

2.2构造

矿区内构造复杂，以NW走向的一组断裂为主，其中有燕山期石英斑岩脉及吕梁期辉绿岩脉侵入。基底褶皱构造处于阳高—天镇旋卷构造的北西缘，矿区内基本表现为单斜结构，局部小的褶皱构造仅表现在地层产状的变化上。本区出露主要岩石水磨口片麻岩呈单斜状产出，片麻理产状：315°～320°∠44°～51°。

2.3岩浆岩

矿区内岩浆活动强烈，岩浆岩较为发育，以太古宙集宁期水磨口片麻岩体（Sgn）、吕梁期辉绿岩脉（βμ21）和燕山期石英斑岩脉（λπ53）为主。

（1）集宁期水磨口片麻岩体（Sgn）：矿区范围内广泛出露。下部岩性为麻粒岩夹薄层片麻岩，上部岩性为含透辉黑云紫苏斜长片麻岩、含榴黑云斜长片麻岩。岩层走向多为北北东向至北东向，倾向北西，一般倾角为50°～60°。局部地段由于受区域构造的影响，造成褶曲、揉皱，产状变化较大。岩石呈灰黄—淡灰色，中细粒花岗变晶结构，条带状、片麻状构造。矿物成分为中长石（60%～65%）、紫苏辉石（15%～25%）、透辉石（0%～3%）、黑云母（5%～7%）、石英（0%～10%）。片麻理产状：315°～320°∠44°～51°。

（2）吕梁期辉绿岩（βμ21）：出露于矿区西南角，呈脉状产出，侵入于太古宙集宁期水磨口片麻岩中，走向315°，倾角近直立。区域上出露长度大于4km，矿区内仅出露160m，宽20～30m。岩石呈灰黑色，辉绿结构，块状构造，主要成分为辉石、斜长石。球状风化发育，边部具冷凝边。部分地段可作花岗石饰面石材。矿物成分主要为斜长石（45%～50%）、普通辉石（35%～40%）及少量石英（≤5%）。

（3）燕山期石英斑岩脉（λπ53）：出露于矿区东北部，呈脉状产出，走向320°，倾角近直立。矿区内出露长约900m，宽15～25m。岩石呈斑状结构，块状构造，斑晶以石英为主，粒度0.5～1.5m，基质为长英质，隐晶质结构。岩石高岭土化发育，并见孔隙、空洞。

2.4变质作用

矿区内仅出露太古宙集宁期水磨口片麻岩，为中高级区域变质岩石。变质岩岩性主要为含透辉黑云紫苏斜长片麻岩、含榴黑云斜长片麻岩，少量矽线正长片麻岩、石墨斜长片麻岩及大理岩等。该变质相带属中高级变质麻粒岩相。在高温区域变质作用影响下，地层中的含铁火山碎屑原岩受变质作用，使含铁矿物重结晶并在局部富集形成磁铁矿体。

3　矿床地质特征

3.1矿体特征

矿区内共有铁矿体3个，编号依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体，均赋存于太古宙集宁期水磨口片麻岩体的含透辉黑云紫苏斜长片麻岩中，以磁铁石英岩包体形式产出。矿体形态简单，呈单斜构造，地表出露为层状、似层状、透镜状。矿体和围岩之间界线清楚。

Ⅰ号矿体位于矿区中北部，是区内最主要的矿体。矿体产状：走向45°，倾向315°，倾角47°～51°，延长300m，延深100m。地表由探槽TC1、TC2、TC3、TC6、TC7共5个工程控制，控制长度200m。深部由PD1控制，控制延深10～51m。矿体厚度1.58～2.00m，平均1.89m，厚度变化系数为8.17%。矿体厚度较稳定，沿倾斜方向虽略有变薄趋势，但属厚度变化稳定性矿体。有用组分无论沿走向或沿倾向分布都均匀，矿体单工程TFe品位26.51%～40.10%，平均33.51%，变化系数为14.92%；mFe品位24.12%～36.75%，平均30.50%，变化系数为15.91%，属品位变化稳定性矿体。有害组分P、S均不超标。矿体赋存标高：1945～1830m，埋深约90m。

Ⅱ号矿体呈透镜状出露于矿区东南部，走向30°，倾向300°，倾角20°。由TC4探槽单工程控制，追索长75m，矿体厚度0.70m，东、西两端尖灭。TFe品位最高21.08%，mFe品位最高6.01%。矿体赋存标高：1780～1720m，埋深约30m。

Ⅲ号矿体呈透镜状出露于矿区东南角，走向22°，倾向292°，倾角45°～50°。由TC5探槽单工程控制，追索长100m，矿体厚度0.80m，向两端尖灭。TFe品位最高21.25%，mFe品位最高10.65%。矿体赋存标高：1855～1800m，埋深约30m。

3.2矿石特征

现根据野外观察和室内岩矿鉴定及测试成果叙述如下：

（1）矿石矿物：本区矿石矿物成分简单，金属矿物以磁铁矿为主，其次为磁黄铁矿，少量黄铜矿和赤铁矿、褐铁矿等。

（2）脉石矿物：脉石矿物以石英为主，其次为辉石、角闪石、斜长石等。

（3）矿石的化学成分：层状、似层状铁矿的主要化学成分为Fe3O4、SiO2，其次是CaO、MgO，同时还含有少量的MnO、Al2O3、P2O5，K2O、Na2O等，含量均甚微。

（4）伴生有益有害元素特征

①矿石中主要有用组分为铁，不含具有综合回收价值的其他伴生有益元素，影响铁精矿质量的有害组分硫、磷含量较低。

②矿石中造渣成分CaO、MgO、Al2O3含量较低，SiO2含量较高，根据矿石CaO+MgO/Al2O3+SiO2比值为0.09，小于0.5，属典型的酸性矿石。

（5）矿石结构、构造：矿石结构主要为他形粒状镶嵌结构、粒状镶嵌变晶结构。磁铁矿呈半自形—自形晶体，以单一的颗粒或凝块体（连晶）形式产出。石英呈多边形镶嵌结构，有时也呈细粒港湾状镶嵌结构。铁白云石呈粒状分布，粒径一般0.01～0.20mm，方解石多呈粗粒的集合体或脉状分布，多为后期热液活动的结果。

据相邻矿区资料，矿石中矿物颗粒与其所赋存的条件不同而异，硅质条带中的石英颗粒大于铁质条带中的石英颗粒；磁铁矿也有类似现象。硅质条带中的磁铁矿颗粒不仅比铁质条带中的磁铁矿颗粒小，而且一般还小于该条带中的石英颗粒。说明重结晶的矿物粒度大小，不但与矿物种类有关，而且与条带的主要矿物成分有关。

铁矿石构造主要有条带状和致密块状构造，以致密块状构造为主。条带的形态以平直的、波状的为主，分叉的、杂乱的较少。条带宽度在5～10mm之间；少数在10～15mm之间；个别可达30～50mm，亦有宽度在1mm以下者。

3.3矿石自然类型和工业类型

（1）矿石自然类型。据实地观察，按矿石的氧化程度，该矿床地表氧化、淋滤作用较弱，氧化深度一般1～3.5m，矿石绝大部分为原生矿石。

根据区内铁矿石矿物成分、矿物组合特点，本区铁矿石自然类型可分为：辉石磁铁石英岩型、磁铁石英岩型、角闪磁铁石英岩型3类，以磁铁石英岩型为主。

（2）矿石工业类型。根据《铁、锰、铬矿地质勘查规范》（DZ/T0200-2002），矿石工业类型以铁矿石中磁性铁（mFe）对全铁（TFe）的占有率进行划分，其标准为：

mFe/TFe≥85%；磁性铁矿石；

mFe/TFe≤85%；弱磁性铁矿石。

本区mFe/TFe为90.98%～91.85%，大于85%，属于磁性铁矿石，故本区矿石工业类型为磁性铁矿石。

3.4矿体围岩和夹石

（1）矿体围岩：矿体顶板岩石为含透辉黑云紫苏斜长片麻岩、含榴黑云斜长片麻岩，顶底板岩石属较坚硬岩石，矿体与围岩接触界线清晰。

（2）夹石：矿体内mFe品位不够工业指标边界品位，而厚度大于2m的部分划为夹石，主要岩性为含榴黑云斜长片麻岩，夹石沿走向或倾向多数尖灭，夹石对矿体完整性没有影响。

4　矿床成因及找矿标志

铁矿床以包体形式赋存于中下太古宙集宁期水磨口片麻岩体中。据区域地质资料，其岩石组合为含透辉黑云紫苏斜长片麻岩—磁铁石英岩—含榴黑云斜长片麻岩，其原岩为含铁火山碎屑岩建造，其中铁与火山碎屑有密切的关系，同属于火山喷发作用的产物。矿床经历了沉积—变质作用2个过程，磁铁石英岩呈层状、似层状、透镜状分布，层面构造中波痕及韵律构造皆证明了这一点，所以矿床应属火山沉积变质型铁矿床，即鞍山式铁矿。

区内铁矿体为片麻岩体中赋存的磁铁石英岩，产状与片麻理一致，出露于矿区内南东走向的山坡，延长及厚度较稳定，找矿远景较好。找矿直接标志为铁帽，远观呈灰黑、褐黄色条带状。

［1］山西省阳高县罗文皂镇十九墩北正沟西梁铁矿普查地质报告［R］.2007.

P61

A

1004-5716（2016）03-0177-03

2015-12-23

2015-12-23

祝凤琴（1973-），女（汉族），重庆人，工程师，现从事地质矿产勘查与研究工作。