北京四道沟地区变质型铁矿地质特征及找矿远景分析

2013-11-20李小龙方同明张晓亮孙永华

中国矿业 2013年3期

李小龙，方同明，张晓亮，孙永华

（1.北京市地质矿产勘查开发局，北京100195；2.北京市地质调查研究院，北京100195；3.中国矿业大学（北京），北京100083）

四道沟铁矿位于北京东北部怀柔北Fe－Au－萤石成矿带（Ⅲ－57－2－1）［1］，主要为沉积变质型铁矿。自20世纪60年代以来，北京市地质局101队、首钢地质勘探公司队等多家单位先后在区内开展普查、矿产勘查等地质工作［2－3］，探求了铁矿资源储量。区域经历了多期次变质作用和后期改造叠加作用，含矿地层为太古宙密云岩群［4］。岩浆岩以燕山晚期花岗岩及各种中酸性脉岩。断裂构造发育，早期受云蒙山岩体推覆，晚期叠加崎峰茶脆性断裂。区域上北部以变质型铁矿为主，成矿地质条件较好［5］。为进一步扩大后备资源储量，本次物探工作在前人工作基础上，进行地面高精度磁法测量，结果表明高精度磁测在矿区深部和西北段取得较好效果。

1 矿区地质特征概况

1.1 地层

区域出露有太古界及中元古界地层。太古界密云岩群分布最为广泛。含矿岩性主要是中太古代［6］黑云角闪斜长片麻岩、黑云变粒岩夹斜长角闪岩［7］。地层产状倾向北东（20°～50°），倾角26°～60°左右。太古界地层中赋存有磁铁石英岩及磁铁片麻岩型矿体，主要分布于马圈子变质铁矿带四道沟－龙泉峪成矿段［8］。

中元古界地层呈角度不整合盖在基底地层之上，呈带状分布在区域西南部，出露有长城系常州沟、串岭沟及团山子组地层，岩性主要有石英质砾岩、长石石英岩及石英岩。

该地区条带状变质铁矿按一定规律（旋回特点）出现于上述建造中，含矿层稳定［9］。

1.2 构造

四道沟铁矿床（区）位于云蒙山隆起的北西翼部，崎峰茶断裂之南东盘（下盘），受崎峰茶断裂早期（古断裂活动期）逆冲推挤和云蒙山岩体强力侵位的侧向压力作用下，矿区内含矿变质地层总体程现出向北西侧倾斜的单斜构造，呈北北东走向条带状展布。并在区内发育多条北北东向（倾向北西）近于平行的韧性逆断层，对铁矿层有斜切、改造破坏作用。近南北向青石岭韧性平推断裂从矿区东侧穿越，截切了含矿地层和铁矿带向东的延伸，构成了四道沟铁矿区和四合堂铁矿区的边界。

1.3 岩浆岩

区内岩浆侵入活动强烈，对变质铁矿有影响的侵入岩有3个形成时代：

1）中、新太古代古老侵入岩都已变形变质，形成片麻岩体，其岩性为英云闪长质、辉长闪长质和花岗质片麻岩，其中沙厂英云闪长质片麻岩具有重熔性质，岩体分布广泛，其内保存有大量密云岩群含铁建造残体。其余片麻岩体对变质铁矿有明显的破坏作用。

2）中元古代侵入岩受近东西向深断裂控制，形成基性－中酸性岩石组合的长条状岩带，分布于密怀穹隆南北两侧，其北段作用破坏了四道沟－龙泉峪和四合堂－山神庙两矿带变质铁矿连续性。

3）中生代侵入岩体主要为燕山期侵入于，呈岩珠、岩基状复合岩体，侵位于密怀穹隆中，主要有云蒙山岩体，并有多期岩脉穿插于变质岩中。中生代侵入岩大面积破坏了密云岩群含铁建造的完整性，其侵位侧向挤压也造成了控矿褶皱、含矿带空间展布的方向变为和形变。

1.4 成矿地质特征及矿化蚀变特征

铁矿主要是变质作用过程中，铁矿、斜长石、石英等都受到强烈的改造作用发生重熔、迁移，使磁铁矿发生富集或贫化。

铁矿体呈似层状、透镜状、串珠状顺含矿层位延长方向，大多相互近平行排列。成矿带延长4～5km，已发现铁矿体达15条以上，矿体长10～150m、厚0.5～2m，最长可达数百米，最厚达40～50m，产状 NW320°～340°，倾角46°～50°，TFe平均25.83%～27.50%［10］。

围岩蚀变片麻岩中主要可见黄铁矿化。

矿石主要是磁铁石英岩，矿石矿物为磁铁矿。脉石矿物为石英、角闪石、绿泥石、黑云母等矿物颗粒多为自形－半自形，颗粒大小不等，为中粗粒变晶结构。

2 地球物理特征

为了解本区主要岩（矿）石磁性特征（表1），采集372块标本对区内主要岩（矿）石磁参数测定统计。结果表明，太古宙密云群地层中黑云母斜长片麻岩（Aγ2M）、斜长角闪岩，磁性普遍稍强，是本区主要磁性地层但磁性不均匀，与围岩有明显磁性差异。区内燕山期侵入岩正长岩（ξK1）、花岗岩（ξγK1）、石英砂岩、细晶岩等一般磁性较弱，个别有微弱的剩磁。

磁铁片麻岩和磁铁石英岩表现磁异常高，为找矿提供了有利的前提条件。区内闪片麻岩、黑云母斜长片麻岩等岩石磁性中等，在埋深浅或近地表时显示出较强磁异常，对寻找铁矿有一定的干扰。

表1 区内岩石及矿石磁性参数

3 磁异常特征与解释

本区磁异常（ΔT）总体呈NNE向带状展布，区内总长大于24km，主体磁异常宽达3km（图1）。其东侧尚有平行出现的强度稍逊的磁异常带。带内局部异常串珠状断续出现，总体又呈多条狭窄条带状平行展布。多正、负异常紧密伴生。

图1 ΔT磁异常等值线平面图

地磁主体异常带与本区含矿地层相对应，局部高值异常多与已出露含矿层对应。

Csd－1：该异常区（带）南北总长 4km，东西宽3km。局部磁异常呈两条平行排列的磁异常带。带内异常又呈串珠状断续出现（共7个异常中心）。单个异常极值3000～5000nT，北侧多有不规则的负异常伴生。经与地质对照，主异常对应本区主要含矿地层，局部异常直接对应磁性含矿体。推测应有两个含矿层平行出现，但沿走向矿层又串珠状断续分布。

Csd2：该异常区（带）分布范围南北长1.5km，东西宽1.6km，主要有两条近平行的磁异常带，共8个异常中心，单个异常极值3 000nT左右，其周边均有不规则的负异常伴生。推测应是两个磁铁石英岩含矿层平行出现，但磁性矿体并不连续，所以局部异常形成串珠状断续排列的。

为了解深部磁性矿体，垂直矿体走向布置Ⅱ号磁法剖面，由图2可以看出，东西3个磁异常反映了三条含矿带，从剖面磁异常的上延50m、100m、200m、400m结果看，在50m深度上，ΔT快速衰减，100m内磁场衰减相对较慢，而200～400m磁场变化不甚明显，表明异常异常源埋藏深度不大。在中部两个尖锐异常中间地带依据地质图推测可能是下伏的向斜轴部，磁异常为平缓渐近线型，未有明显的叠加异常场显示，所以在400m以下更大深部是否存在含矿地层，尚不能断言。