河南省淅川县黑水庵铁矿床地质特征及找矿标志

伏雄 门道改 李娜

1.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队，郑州，450016；2.河南省有色金属地质矿产局第二地质大队，郑州，450016

河南省淅川县黑水庵铁矿床地质特征及找矿标志

伏雄1门道改1李娜2

1.河南省有色金属地质矿产局第三地质大队，郑州，450016；2.河南省有色金属地质矿产局第二地质大队，郑州，450016

通过对黑水庵铁矿床成矿地质特征的研究，认为矿床成因属沉积变质型铁矿，并对区内的找矿标志进行了总结。以往勘查成果显示，区内具有一定的找矿潜力。

铁矿床；地质特征；矿床成因；找矿标志；黑水庵

iron deposit；geological characteristics；ore genesis；prospecting indicator；Heishuian

1 区域地质概况

区域位于秦岭构造带的南部，成矿区划属荆紫关—师岗复式向斜钒—铁—金成矿带。区域上出露的地层较为齐全，由老至新依次有:新元古界耀岭河岩群上统、震旦系上统、古生界寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、中生界白垩系和新生界第四系。其中石炭系地层是矿区含矿岩层。

区域位于南秦岭造山带，由震旦系—石炭系沉积盖层所组成，构造组合样式简单，以褶皱和脆性断裂变形为主。

区内褶皱构造十分发育，荆（关）—师（岗）复向斜构成了其主体构造格架，在复向斜两翼分别发育众多规模不等、形态各异的伴生褶皱群。总体上，褶皱样式较简单，以相似和开阔褶皱为主，多为线状褶皱，长短轴之比在10:1～3:1之间，局部有近南北向宽缓褶皱叠加。复向斜北翼产状较陡，次级褶皱相对较紧闭，南翼开阔平缓。区内规模较大的褶皱有:宋家湾背斜、玉皇庙沟褶皱

区内断裂构造较为发育，主要有NWW向、NE向及近SN向三组，前者为主体断裂构造，后二组为次一级断裂构造。规模较大的有F1、F2、F3、F4、F5及F6等6条，F1及F3为主断裂。

F1:呈NW向分布于区域中南部的小圆山—马家湾—后岗一带，长13250m，宽3～21m，断层面较为平直，倾角85°。断裂带内发育碎裂岩及构造角砾岩，上、下盘岩石主要为白龙庙组白云岩，少量牛尾巴山组微晶灰岩，为张性断裂。

F3:呈N W W向分布于朱家坪—金家岭—周扒沟一带，长17000m，宽3m～34m，断层面呈舒缓波状，倾角80°。断裂带内发育碎裂岩及构造角砾岩，上盘岩石从西向东依次为牛尾巴山组一段粉晶白云岩、二段微晶灰岩、白龙庙组二段中晶白云岩，下盘皆为白龙庙组白云岩。断裂性质属张性。黑水庵铁矿区则位于此断裂的北东侧。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区出露地层总体呈北西西—南东东走向，从老至新主要有:泥盆系王冠沟组（D3w）和葫芦山组（D3h），下石炭统下集组（C1x）和梁沟组（C1l），中石炭统缸窑组（C2g）、三官哑组（C2s）及周营组（C2z），新生界第四系（Q）等。

(1)王冠沟组（D3w）

砂屑灰岩（SLs）:出露于矿区东北一角，呈北西—南东向带状出露，厚度90m～477m，倾角一般43°～63°。灰、青灰色，砂屑结构，块状构造。砂屑成分为暗色泥晶灰岩，泥晶灰岩破碎成不规则状，圆—次圆状的砂屑，大小不均，d=0.05～0.3mm，整体略显定向性。胶结物成分为方解石，砂屑被重结晶的方解石所胶结，少许石英及铁质成分。

(2)葫芦山组（D3h）

含砂质白云岩（St）:呈北西—南东向带状出露于矿区东北一角，厚度63m～216m，倾角一般45°～54°。浅赤黄色，含砂晶粒结构，块状构造。主要矿物成分为白云石（70%～75%），次要矿物为石英砂屑（20%～25%）和粘土矿物（5%），微量矿物为铁质。

含砂泥岩（Ms）:呈北西—南东向带状出露于矿区东北角，厚度86m～240m，倾角一般50°～55°。往南西侧与下集组呈平行不整合接触，土黄色，含砂泥质结构，略定向构造。主要矿物成分为黏土矿物（74%～75%），次要矿物成分为石英砂屑（20%）、黑云母碎屑（1%～2%）和长石碎屑（3%），微量矿物有铁质、锆石、电气石等。

（3）下集组（C1x）

下段（C1x1）:厚层细晶白云岩（HDol）:出露于矿区东北角及北部边缘建沟一带，往北部与葫芦山组呈平行不整合接触，厚度70m～210m。灰、青灰色，粉晶结构，块状构造。主要矿物成分为白云石（99%），次要矿物为石英（＜1%），微量矿物为铁质。白云石:呈半自形—它形晶粒，d=0.01mm～0.05mm，呈粉晶状，结晶较为均匀，呈镶嵌结构；石英:它形粒状，d=0.05mm～0.1mm，呈不规则团状，不均匀分布于白云石间；铁质呈点状分布。

上段（C1x2）:中厚层中细晶白云岩（ZDol):出露于矿区北部东段一带，岩层呈近东西向带状展布，厚度90m～477m。灰、青灰色，中细晶结构，块状构造。主要矿物成分为白云石（99%），次要矿物石英和蛇纹石，微量铁质。白云石:呈自形—半自形菱面体，部分d=0.1mm～0.25mm为细晶，部分d=0.25mm～0.5mm为中晶，结晶较均匀，岩石由等粒自形—半自形白云石组成，为重结晶而成；石英:它形粒状，d=0.02mm～0.08mm，零星散布于白云石粒间；铁质呈点分布。

（4）梁沟组（C1l）

中厚层含燧石条带生物碎屑灰岩（ZLs）:呈北西西—南东东向在矿区大面积出露，厚度324m～863m。倾角一般24°～73°。地表出露宽度较大，达1Km。灰色，细—粉晶结构，块状、厚层状构造。岩石主要成分为方解石等，偶见少许铁质散布。岩石局部可见燧石条带和珊瑚类化石生物碎屑。

(5) 缸窑组（C2g）

薄层含生物碎屑灰岩（BLs）:呈北西西—南东东薄层状分布，厚度13m～56m。倾角局部变化较大，一般17°～70°。灰（白）色，微晶结构，薄层状构造，主要矿物成分为黏土矿物，少量石英，高岭石等。层内产丰富的珊瑚类化石。

（6）三官哑组（C2s）

厚层含燧石条带生物碎屑灰岩（HLs）:呈北西西—南东东向在矿区大面积出露，厚度375m～726m。倾角一般40°～83°。地表出露较宽，为赋矿主要层位。灰色，泥晶—微晶结构，条带状、厚层状构造。岩石主要成分粒屑成分为泥晶灰岩，含量占65%～70%；胶结物成分为方解石（30%～35%），少量石英，偶见少许铁质散布。岩石局部可见燧石条带和珊瑚类化石生物碎屑。

含铁高岭石质黏土岩（HTG）:白色，浅灰色，泥质结构，半定向及层状构造，主要矿物成分主要为高岭石等，较软、手摸有滑感，吸水性强，近矿体处具铁染现象，岩石略带赤红色。为矿区重要的含矿层位。

（7）周营组（C2z）

杂色泥岩（Ms）:在厚层含燧石条带生物碎屑灰岩中零星出露。厚度40m～42m。紫红色、黄绿色，泥质结构，半定向构造、块状构造。主要矿物成分为黏土矿物高岭石等，少量方解石和白云石等。

2.2 构造

矿区断裂构造不发育，主要表现为与区域总体构造线方向一致的褶皱构造，由一对连续的背向斜所组成，矿区位于荆—师复式向斜北翼，组成地层为泥盆系王冠沟组，葫芦山组及石炭系下集组。岩层一般呈北西西—南东东向,倾角17°～83°,一般45°～70°。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩不发育。

3 矿床地质特征

3.1 矿体地质特征

通过1:10000、1:2000地质填图及地表工程揭露，黑水庵矿区初步圈出吴家、张庄两个矿段。吴家矿段圈出铁矿体2个，编号分别为Fe-1、Fe-2；张家矿段圈出铁矿体5个，编号分别为Fe-3、Fe-4、Fe-5、Fe-6及Fe-7。其中Fe-1、Fe-4、Fe-5及Fe-7为主矿体。矿体多呈似层状产于古生界中石炭统三官哑组厚层含燧石条带生物碎屑灰岩（HLs）及含铁高岭石质粘土岩中。

F e-1:呈似层状产于1线至33线的含铁高岭石质黏土岩中，出露长760.00m，控制矿体长640m，赋存标高410.00m～562.00m，最大延深65m，厚0.83m～1.75m，平均厚度为1.38m，产状350°～33°∠41°～80°，局部215°∠74°。组成矿体的矿石呈黑红色，结构主要为它形粒状结构，局部可见变余砂状结构等，矿石构造以块状构造为主，局部可见细脉浸染状构造。矿石矿物主要为赤铁矿及少量的褐铁矿等，脉石矿物主要为石英、叶蜡石及少量的高岭石、伊利石、锆石等。矿石品位TFe27.53%～49.02%，平均品位TFe42.77%。

Fe-4:呈透镜状—似层状产于10线至42线的含铁高岭石质黏土岩中，地表出露长765.00 m，工程控制长730.00m，赋存标高310.00m～475m最大延深60m，厚0.52m～1.61m，平均厚度为1.10m，矿体产状变化较大，总体北倾，41°～56°∠54～72°，局部182°～206°∠56°～82°。组成矿体的矿石呈黑红色，结构以它形粒状结构为主，局部具有聚粒状结构、变余砂状结构等；矿石构造主要为块状构造，局部可见细脉浸染状构造。矿石矿物主要为赤铁矿等，脉石矿物主要为石英、叶蜡石及少量的高岭石、锆石等。矿石品位一般TFe43.16%～56.98%，平均品位TFe45.44%。

Fe-5:呈似层状产于2线至50线的含铁高岭石质黏土岩中，地表出露长1225.00m，控制矿体长1170.00m，赋存标高297.00m～475.00m，最大延深70.00m，厚0.77m～3.57m，平均厚度为1.53m，产状180°～195°∠49°～72°，局部20°～50°∠74°～80°。组成矿体的矿石呈赤红色，结构主要为它形粒状结构、局部可见碎裂结构等；矿石构造成以块状构造，其次为细脉浸染状构造。矿石矿物主要为赤铁矿及少量褐铁矿等，脉石矿物主要为石英、叶蜡石及少量的高岭石、伊利石等。铁矿石品位一般TFe26.48%～55.32%，平均品位TFe49.20%。

Fe-7:呈似层状产于66线～78线东侧的含铁高岭石质黏土岩中，地表出露长324.00m，工程控制矿体长227m，赋存标高225.00m～345.00m，最大延深53.00m，厚1.06m～1.96m，平均厚为1.55m，产状212°∠71°～79°。组成矿体的矿石呈黑红色，结构以它形粒状结构为主，其次为变余砂状结构等；矿石构造主要为块状构造，其次为细脉浸染状构造。矿石矿物主要为赤铁矿及少量的褐铁矿等，脉石矿物主要为石英、叶蜡石及少量的高岭石、伊利石、锆石等。矿石品位TFe32.87%～45.38%，平均品位TFe46.40%。

各矿体特征详见表1:

表1 黑水庵铁矿区矿体特征表

3.2 矿石特征

3.2.1 矿物成分

构成本区矿石的金属矿物主要为赤铁矿，其次为少量的褐铁矿；脉石矿物为石英、叶蜡石及少量的高岭石、伊利石、锆石等。

赤铁矿:多呈它形粒状，少量呈不规则等轴状。赤铁矿在反光镜下，反射色呈灰白色，在透射光加聚光镜下呈血红色。该矿石中赤铁矿粒度较细，最小粒径0.005mm，最大粒径0.2mm，但赤铁矿常常呈集合体的形式存在，集合体大小0.2mm～1.5mm不等，细脉宽0.2mm～0.12mm。赤铁矿单体粒度统计结果显示，赤铁矿粒度多在0.01mm～0.1mm之间，占总量的81.64%，其次为0.1mm～0.2mm粒级，占16.33%，最细粒级仅占2.03%。

赤铁矿多与石英、叶蜡石连生，少量与高岭石、伊利石连生，因此，赤铁矿集合体中常夹少量叶蜡石、石英或高岭石、伊利石。石英颗粒中有时充填很小的赤铁矿脉，偶尔也有石英包裹赤铁矿。这些赤铁矿较难与脉石矿物完全单体解离。

3.2.2 矿石组构

（1）矿石结构

矿石结构以它形粒状结构为主，局部具有聚粒状结构、碎裂结构、变余砂状结构等。

①它形粒状结构:赤铁矿多呈它形粒状，有时呈不规则等轴粒状分布于矿石中，为矿石的主要结构。

②聚粒状结构:赤铁矿常常聚集成集合体分布，集合体形态以团块状、棉絮状为主，少量呈皮壳状、肾状等。

③碎裂结构:矿石受应力作用破碎，主要表现为石英波状消光和出现不规则裂隙，其内充填有赤铁矿及褐铁矿细脉。

④变余砂状结构:沉石英岩中的硅质、氧化铁质以及黏土胶结物已发生重结晶作用，砂状结构已不大明显，但局部砂状结构轮廓仍清晰可见。

（2）矿石构造

矿石构造主要有块状构造、细脉浸染状构造。

①块状构造:大于50%的赤铁矿不均匀聚集分布，为矿石的主要矿物，形成块状构造。

②细脉浸染状构造:赤铁矿有时沿矿石裂隙浸染、充填形成细脉。细脉可进一步组成树枝状、网状等形态。

3.3 矿石化学成分

矿石化学多项分析结果显示，矿石化学成分主要为TFe:40.00%，其它有害杂质依次为Al2033.92%、S0.65%、P0.038%、Si0230.68%。

3.4 矿石类型

根据矿石的物质组成，本区矿石自然类型可分为为赤铁矿矿石及褐铁矿矿石，前者为主要类型，后者为次要类型，仅在局部发育；按矿石的构造大致可分为块状矿石和细脉浸染状矿石两种。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因浅析

黑水庵矿区铁矿体赋存在古生界石炭纪中期沉积形成的三官哑组厚层状含燧石条带生物碎屑灰岩及含铁高岭石质黏土岩中，矿石具有肾状结构，沉积特征明显；同时矿石中亦发育有碎裂结构和变余砂状结构，显示出变质特征。因此，初步认为，黑水庵铁矿床的成因类型属沉积变质型。

4.2 找矿标志

（1）矿化层发育于三官哑组厚层状含燧石条带生物碎屑灰岩中。因此，厚层状含燧石条带生物碎屑灰岩为区内的宏观间接找矿标志；

（2）已发现的7个铁矿体均无一例外地产于含铁高岭石质黏土岩中，含铁高岭石质黏土岩为本区的直接找矿标志。

5 结语

黑水庵矿区已发现具一定工业价值的铁矿体7个，矿体皆呈层状、似层状产出，矿石品位较富，显示出较大的勘查和开发潜力。同时，黑水庵铁矿的发现为本地区找寻同类型的矿床会起到示范和借鉴的作用。

[1]河南省有色金属地质矿产局第三地质大队.河南省淅川县黑水庵矿区铁矿普查项目工作总结[R],2006.

[2]姚凤良，孙丰月，矿床学教程[M].北京:地质出版社，1982.

Geological Characteristics and Prospecting indicator of Hei Shuian Iron Deposit in Xichuan County, Henan Province

Fu Xiong，Men Daogai，Li Na
1.No.3 Geological Brigade of Henan Non-ferrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau, Zhengzhou450016；2.No.2 Geological Brigade of Henan Non ferrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau, Zhengzhou450016

It is believes that ore genesis can be attributed to meta-sedimentary type ore deposit through research on the ore-forming geological characteristics of Hei Shuian iron deposit. Besides,prospecting indicator in the area mentioned above has been summarized. The result of geological survey shows potential for prospecting in the area.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.004

伏雄（1965—），男，高级工程师，主要从事地质矿产勘查和技术管理工作。