河南许昌泉店-灵井铁矿床地质特征及找矿前景

巴安民，殷建锋，刘荣慧，郎岩峰，张 坤，丁守良

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，河南 许昌 461000)

泉店-灵井铁矿位于豫西成矿带东端的山前冲、洪积平原深覆盖区，和北部已探明的武庄大小型铁矿同属一个成矿地质背景。泉店-灵井铁矿是近年来在许昌铁矿成矿区发现的又一个大型铁矿向对高磁异常区进行了深部钻探工程查证和控制，初步圈定磁铁矿体26个、赤(混)铁矿体6个。2012年6月提交的普查报告，共探获(333)+(334)?矿石量2.66亿t。通过对已有地质成果的研究、分析和与其它矿床类比，确定本区矿床类型为“火山-沉积变质铁矿床”。本文在总结矿床特征的同时，提出了进一步勘查方向，对今后在该区开展深部找矿工作具有重要意义。

1 区域成矿背景

该区位于华北地台南部嵩箕隆起带东部凹陷区的登封-许昌-鄢陵前寒武纪沉积变质铁矿成矿带的东段。区域上被大面积新生界覆盖，盖层厚一般260～580m，局部大于800m。本区具典型的地台式二元结构：基底为太古界登封岩群含铁变质岩系及古元古界嵩山群浅变质碎屑岩；盖层由中元古界五佛山群马鞍山组海陆交互相碎屑岩、古生界海相碎屑岩-碳酸岩、河湖相的沉积岩及新生界松散堆积层组成。

区内岩浆活动不甚强烈，主要有侵入于太古界登封岩群的变质超基性岩、基性岩及侵入元古界的花岗岩脉。

受嵩箕隆起的影响，区内构造活动频繁、变形强烈，不同期次形成的构造形迹相互叠加、改造，形成了较复杂的构造格局。主体构造线呈北西西向，次为北西向和北东向。

成矿物质的来源与岩浆活动和构造运动关系不大。磁铁矿体主要赋存于登封岩群武庄岩组二段地层中，属“火山-沉积变质铁矿床”。受多期次构造活动的影响，区内褶皱、断裂构造十分发育。褶皱构造影响着含矿层位的产状及埋深，断裂构造对含矿地层起破坏和局部控制作用，使含矿地层多层断块产出。

2 矿区地质概况

矿区位于登封-许昌-鄢陵前寒武纪沉积变质铁矿成矿带东段的泉店-许昌磁异常带上，由泉店-灵井铁矿区基岩地质简图(图1)可知：下伏地层主要由寒武系(∈)和太古界登封岩群武庄岩组(Ar2w)组成，另有少量中元古界五佛山群马鞍山组(Pt2m)产出。北西西向的许昌背斜轴部在矿区中北部通过，并派生3条和轴向平行的许昌断层、小宫-郭店断层和黄庄断层，尚有数条北西向断层切截北西西向断层，使区内地层多呈断块产出。受许昌背斜的影响，区内地层相悖产出，北翼倾向北东，南翼倾向南西，倾角20～40°。南翼受小宫-郭店断层的影响，地层呈推覆状，使多数老地层盖于新地层之上。矿体赋存于武庄岩组二段(Ar2w2)，该段为区内含矿岩系。

登封岩群武庄岩组二段(Ar2w2)主要隐伏于许昌断层以北地区，东西断续长约17.20km，南北宽0.30～1.80km，平均宽1.21km，面积约20.8km2。1∶1万D9、D10、D17和D29等4个高磁异常自西向东布控全区，由小宫、灵井、大洪寨3条北北西向断层将其自然分割成4个高磁异常区(图1)，其中D10异常强度大、分布范围广，为区内主要异常。特征如下：D10异常位于郭店-岗王一带，西被小宫断层切截，东被灵井断层分割。异常极大值450nT，沿走向西端梯度变化均匀，东端变化稍缓且不均匀，350 nT到400 nT等值线梯度最缓，异常极大值两侧近于对称，稍远处北侧变缓且出现负值，南侧无负值。南侧等值线呈条带状、有规律排列，北侧等值线向外突出呈弧状，两侧异常明显不对称。跨灵井断层向东和D17号异常被200nT的等值线粘连在一起，实为一个整体异常，亦说明灵井断层垂向断距较小(80m)。两异常沿走向长5000m，宽1500m，面积约7.5km2。D10和D17号异构成了矿区的中矿段，下伏中3～中9等7个矿体。

3 矿床地质特征

3.1 含矿岩系特征

武庄岩组二段(Ar2w2)为区内含矿岩系。依矿体赋存特征自下而上划分五个岩性带(图2)，内赋10层矿。

图1 泉店-灵井铁矿区基岩地质简图(来源于《河南省许昌市泉店-灵井铁矿普查报告》(巴安民、殷建锋等编写，2012))1.二叠系上统石千峰组；2.二叠系上统上石盒子组；3.二叠系下统下石盒子组；4.二叠系下统山西组；5.石炭系本溪+太原组；6.奥陶系中统马家沟组；7.寒武系；8.中元古界马鞍山组；9.太古界登封岩群武庄岩组二段；10.地磁异常编号；11.地磁异常等值线；12.推测地层分界线；13.推测角度不整合线；14.正断层；15.逆断层；16.推测正断层；17.推测断层；18.见矿钻孔；19.未见矿钻孔；20.勘探线及编号

图2 泉店-灵井铁矿区48勘探线剖面图(数据来源：《河南省许昌市泉店-灵井铁矿普查报告》(巴安民、殷建锋等编写，2012))1.新生界；2.寒武系；3.二叠系下统下石盒子组；4.中元古界马鞍山组；5.太古界登封岩群武庄岩组二段顶部变粒岩带；6.太古界登封岩群武庄岩组二段上矿带；7.太古界登封岩群武庄岩组二段中部变粒岩带；8.太古界登封岩群武庄岩组二段下矿带；9.太古界登封岩群武庄岩组二段底部变粒岩带；10.角度不整合线；11.地层分界线；12.正断层；13.推测正断层；14.逆掩断层；15.钻孔位置及编号；16.矿体

1)底部变粒岩带(Ar2w2-1)：以斜长角闪岩为主，夹黑云斜长变粒岩、角闪斜长变粒岩。局部夹斜长角闪片岩或薄层磁铁矿化角闪石英岩。偶见绿泥角闪片岩、浅粒岩、混合岩等。厚35.45～259.72m，平均80.72m。

2)下矿带(Ar2w2-2)：由2～5层角闪石英型磁铁矿组成，内夹黑云斜长变粒岩、角闪斜长变粒岩、斜长角闪岩或斜长角闪片岩。岩石多具磁矿化。矿带一般厚80～140m,最厚220m。单工程见矿厚2.15～18.16m,一般厚4.02～10.13m。平均厚6.73m。

3)中部变粒岩带(Ar2w2-3)：以黑云斜长变粒岩、角闪斜长变粒岩和斜长角闪岩为主，内夹斜长角闪片岩、浅粒岩、二云斜长变粒岩；局部见有石榴斜长角闪岩、混合岩及磁铁矿薄层。该层厚40.91～275.99m，平均139.84m。

4)上矿带(Ar2w2-4)：由1～5层角闪石英型磁铁矿组成。围岩以斜长变粒岩、斜长角闪岩、斜长角闪片岩为主，局部夹混合岩。岩石多具磁铁矿化。厚22.95～164.76m，平均77.98m。

5)顶部变粒岩带(Ar2w2-5)：以黑云斜长变粒岩、角闪斜长变粒岩为主，内夹斜长角闪片岩、绢云斜长变粒岩、混合岩、浅粒岩等，局部见有薄层磁铁矿。厚30.95～232m。

3.2 矿体特征

区内铁矿赋存于武庄岩组二段内，通过勘查，共圈定32个矿体，矿体呈矿体呈层状、似层状单斜产出，沿被北北西向的小宫、灵井、大洪寨断层错断，形成中、东、西三个矿段；矿体埋深在128～1356m间，其中以中6、中7、中8和西4、中4矿体规模大，厚度较稳定，为区内主要矿体，其他为次要矿体。主矿体中尤以中7矿体规模最大。

中7矿体:隐伏于矿区中部(中矿段)横28～72勘探线间(图1)，西起小宫断层，东夸灵井断层，由10个见矿钻孔控制。矿体东西长5500m，南北宽240～1250m，平均790m，面积约4.35km2，面含矿系数为1。矿体呈层状、似层状单斜产出，总体走向305°，倾向35°，倾角20～30°，平均25°；矿厚1.10～8.56m，平均4.06m。TFe品位26.28%～34.22%，平均29.55%；mFe品位16.64%～23.68%，平均21.62%。矿体内局部有一夹石，东端有一条高角度正断层(灵井断层)错断，断距(垂距)80m(图2)。

该矿体隐伏于D10和D17高磁异常区，最大埋深1220m，最小埋深318m。探获(333)+(334)？资源量6850.74万t，占全区磁铁矿资源总量的27%。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石矿物成分

矿石类型主要为角闪石英型。矿石矿物以磁铁矿为主；次为磁赤铁矿、赤铁矿及黄铁矿；微量矿物有黄铜矿、磁黄铁矿等。脉石矿物主要为石英和角闪石；次为绿泥石、方解石、透闪石等；另有微量的磷灰石、屑石及锆石等。

3.3.2 矿石化学成分

区内含矿围岩主要为中-中酸性火山熔岩。组成矿石的基本硅酸盐成分为TFe 、SiO2、Al2O3、CaO、MgO、Ti 、Mn、Ba 、S等，占矿石化学成分总量的92.73%。区内成矿元素以Fe为主，其中TFe含量占20.15%～39.80%，平均28.96%，TFe中mFe含量占15.00%～30.98%，平均20.43%。

3.4 矿石结构构造

区内矿石类型简单，矿石结构以柱粒状变晶结构、半自形粒状结构为主，次为鳞片变晶结构，少量交代结构；矿石构造：以片麻状构造、条带状构造为主，次为浸染状构造、块状构造。

3.5 围岩蚀变

区内矿体围岩蚀变有黑云母化、钠化、硅化、碳酸岩化及磁铁矿化、赤铁矿化、黄铁矿化等。其中：磁铁矿化多见于矿体的直接顶底板围岩中，矿层间的夹石中也较常见，含量一般低于10%；黄铁矿化多见于矿体围岩中，常有少量的黄铜矿、班铜矿及磁黄铁矿与之共生，常做为见矿标志；钠化在含矿带内普遍存在，表现为浅色矿物斜长石交代更长石，呈肉红色，多见暗色矿物钠闪石交代铁闪石；硅化在矿带内普遍存在，以条带状、团块状在矿他及近矿围岩中表现最为明显。

4 找矿标志

4.1 地层标志

由以往研究成果可知：区内矿床为火山-沉积变质铁矿床，矿体均隐伏产出，俗称“盲矿体”。矿体呈较稳定的层状产于晚太古界登封岩群武庄岩组二段的火山岩沉积变粒岩带内，地层控矿特征明显。因此，寻找与之相对应的钙碱系列火山岩沉积变质岩地层是寻找该类矿床的先决条件。

4.2 矿化蚀变标志

硅化、黑云母化、碳酸岩化及赤铁矿化、黄铁矿化与磁铁矿有密切关系，是本区重要的围岩蚀变标志。其中：侵入于登封岩群武庄岩组内的条带状石英细脉是本区找磁铁矿的直接标志。

4.3 磁异常标志

矿区自西向东被D9、D10、D17和D29等4个地磁异常控制，岩、矿石单位磁参数有很大差异。其中磁铁矿是斜长角闪片岩类的14～60倍，是变粒岩类的41～214倍。因此，深覆盖区的地磁异常分布区及近围是寻找磁铁矿的有效间接标志。

5 找矿前景分析

1)区内铁矿产于晚太古界登封岩群武庄岩组二段(Ar2w2)内，受古断隆构造的影响，主要分布在许昌断层以北和黄庄断层以南地区(图1)。许昌断层以南、黄庄断层以北两侧由于受断裂构造的影响含矿地层深覆盖产出(图2)，磁异常显示具有一定的找矿前景。断裂构造控制了该区铁矿赋存地层的分布范围及埋深。

2)矿体主要呈层状单斜北倾，产状与地层一致，具有规律性的带状集中分布特征，说明矿质来源与火山喷发旋回的期次及地表作用关系密切，矿体沿走向、倾向均有较大的延伸(图2)。从含矿地层的分布和已有工程的控制情况看，目前尚有较大的找矿空间。

3)从D9、D10和D17高磁异常形态及分布范围看，已有工程控制的矿体主要分布于磁异常北侧，矿体沿走向、倾向多未封闭；南侧部分区域应进行少量钻探验证(图1)。

综上所述：①在中、西矿段的北部，黄庄断层以南地区尚有一定的空间，特别是大洪寨断层西侧的水道杨-湾鲁一带找矿前景较大，应进行钻探验证。②D9、D10高磁异常南侧覆盖区可进行2～3个钻探工程验证，有望找到新的矿体，扩大矿床规模。

6 结论

1)泉店-灵井铁矿床与区域上(许昌南)的舞阳铁山庙铁矿床类型一样，含矿岩系均位于晚太古界沉积变质岩系，属同一成矿环境。目前铁山庙铁矿勘查深度已达2000m，矿床规模为特大型；泉店-灵井铁矿床如加大勘查、研究力度，有望实现新突破。

2)矿床受北西西向和北北西向断裂构造的影响多呈断块产出，空间赋存位置有所差异。位于地垒位置的矿体埋藏较浅，位于地堑位置的矿体埋藏较深。

3)该矿区在进一步勘查中应加强矿床特征和高精度磁测资料的综合研究，准确掌握矿体赋存的空间位置，以较少的投入取得较大的找矿效果。

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