内蒙古合教铁矿床地质特征及成因分析

刘俊青，王文才

（1.内蒙古科技大学，内蒙古 包头014010；2.包头市国土资源局，内蒙古 包头014000）

内蒙古固阳地区区域变质成矿作用普遍，是内蒙古自治区重要矿产集中地之一，铜、铁、铅、锌、稀有金属、稀土金属矿产丰富，显示出该区具有较大的勘查潜力。内蒙古自治区矿业开发总公司在该地区进行了多年的铁矿普查、详查工作，本文在深入研究前人成果基础上，结合多年勘查工作经历，阐述了合教铁矿床的地质特征和矿床特征，分析了矿床成因，以期对指导矿山深部找矿和区域矿产勘查起到一定指导作用，并供同行参考借鉴。

1 矿区地质特征

合教铁矿床大地构造位置处于阴山－天山纬向构造带北缘内蒙古褶皱区石崩－合教大断裂北侧多金属勘查区内［1，2］。

研究区内出露的地层为早元古界色尔腾群 （Pt1s）混合质斜长角闪岩和第四系砂砾石，色尔腾群呈捕虏体分布于元古代混合花岗岩中，该地层与铁矿成矿关系密切，主要分布于研究区北部和南部。岩浆岩主要有分布在混合质斜长角闪岩四周的混合花岗岩、闪长岩脉、石英岩脉等，侵入于元古界地层之中。构造复杂，在北部基本为向北倾斜的单斜地层，倾角在40～70°，向北变缓；在南部单斜背景上局部为紧密小褶曲及断裂构造，产状变化大，以向北倾为主，倾角60～90°，具牵引、拖曳等旋扭构造等。

研究区内大面积的磁场强度值均为平稳的200～400nT，依据异常划分原则，将大于600nT的磁场等值线划分为3处磁异常，小于600nT的划分为下常背景场。经钻孔验证，磁异常为含磁铁矿的混合质斜长角闪岩引起，均为铁矿异常；磁铁矿石英岩的磁化率K值为340～27 200×10－6CGSM，平均值为14 000×10－6CGSM，比其它岩性的磁化率高出数十至数百倍以上，当矿体有一定规模且埋藏不深时，均可引起明显的高值磁异常。

2 矿床地质特征

合教铁矿西矿区分为南、北2个矿段，呈东西向断续分布，矿体赋存于早元古界色尔腾山群 （Pt1s）混合质斜长角闪岩中［3］，其分布长度约1 000m，宽度约200～300m，共赋存27条矿体 （表1），矿体与顶底板围岩均呈整合接触关系，界线清楚，呈似层状、扁豆状、透镜状及囊状产出，全区平均品位TFe 28.79%，mFe 18.38%。其中北矿段由18个矿体组成，厚度2.27～14.20m，走向60～86°，TFe 24.53%～39.00%，mFe 6.37%～30.59%，矿段平均品位TFe 28.91%，mFe 20.96%，主要矿体为N1、N2、N10号矿体 （图1）；南矿段由9个矿体组成，厚度1.11～19.93m，走向75～90°，TFe 24.90%～31.34%，mFe 12.40%～27.89%，矿段平均品位TFe 28.6%，mFe 17.5%，主要矿体为S1、S3、S7号矿体。全区共探明铁资源量181.19万t，南矿段100.20万t，北矿段80.99万t。

表1 合教铁矿体特征表

图1 2.4.1－14号勘探线剖面图

矿石结构为中细粒花岗变晶结构，构造为条带状、块状构造。矿石自然类型可分为两类，即角闪石石英型磁铁矿和假象半假象磁铁矿。

矿石矿物成份较简单，金属矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿；脉石矿物有石英、角闪石及少量黑云母、绿泥石及辉石。主要有用组份为铁，有害组份为磷与硫。铁元素组成主要有磁铁矿与赤铁矿，少量黄铁矿出现在矿石中，仅有微量以类质同象形式存于角闪石、黑云母等矿物的晶格内。

3 矿床成因

3.1 成矿层位

据区域资料对比，研究区出露的古老变质岩系，为早元古界地层，岩性主要由斜长角闪岩类岩层夹绢云母绿泥石片岩薄层组成。根据矿点分布图和利用现状图可知，该地区内与色尔腾山群地层有关的大中型铁矿有7个，正在开采利用的有6个［4］。斜长角闪岩类岩层，在空间上被混合岩、混合花岗岩包围、切割、吞蚀。总观全貌，仍是呈层状产出，层位较稳定，呈定向分布，局部层理较清楚。矿物成份除角闪石、斜长石外，更重要的是镜下普遍见有辉石被纤闪石、绿泥石等交代的剩余残骸。所见大部分绿泥石，可视为角闪石的演变产物，由此可见，它不是一般正常的沉积变质岩。矿石化学成份中富Si、Fe，少Ca、Mg、Al，贫Mn，局部含S较高，达0.86%，微量Co、Ni及Cr，仍可说明不同于沉积成因，又不具一般岩浆成因铁矿的特点。斜长角闪岩类岩层是火山沉积变质而成，其中含S量少，与火山沉积成因有矛盾，推测可能在火山喷发、沉积过程中，S元素为气态，较活泼易扩散而从中逸出；另一方面，在长期的变质作用及混合岩化作用中，S元素迁移、离去，与Fe元素形成新的矿物，而集中堆积于其它岩石之中。因此，在混合花岗岩、斜长角闪混合岩及混合质斜长角闪岩中，常见有黄铁矿、磁黄铁矿等矿物集中出现。夹于斜长角闪岩类岩层中的绢云母绿泥石片岩薄层，属于典型粘土质沉积变质岩，它标志着火山沉积过程中有间歇性。

3.2 成矿物质来源

区域上色尔腾山群地层与铁矿关系密切。合教铁矿体赋存于色尔腾山群斜长角闪岩层内，一般呈层状，似层状，很少为透镜状，在空间上严格受层位控制，它既不同于一般沉积矿床和沉积变质矿床，也不同于沿层交代的热液矿床，属于广义的层控多金属矿床。矿体顶底板围岩为斜长角闪岩类岩层时，多呈渐变过渡的整合关系，局部矿体具明显的层理构造，显示沉积成因特点，与围岩同时生成，铁质来源于火山物质。

3.3 成矿构造

区域构造简单，主要为石崩－合教大断裂，断裂两侧形成宽达1km的糜棱岩化带，次级构造，铁、铜矿点和航磁异常，均受断裂控制而大体呈斜列式平行排布。合教铁矿体多赋存在向斜构造核部或背斜构造翼部。矿体有厚度加大，集中现象，并有微型褶曲花纹，说明矿体生成过程中或以后均受基底褶皱构造控制明显。矿体被混合花岗岩穿插、贯入、切割较甚，局部矿石破碎呈角砾状构造，矿石中的石英颗粒具破裂、压偏、拉长现象，呈现波状消光，表明矿体受后期构造变动、变质作用及混合岩化作用强烈。

4 结 论

合教铁矿区共发现27条铁矿体，矿体赋存于早元古界色尔腾山群混合质斜长角闪岩中，长度约1 000m，宽度约200～300m，矿体受地层、构造、岩浆岩等控制，矿床不是单一成因的。该矿床成因类型为前寒武纪沉积变质铁矿床，属鞍山式铁矿床大类，形成过程可以认为矿床不是单一成因的，而是经多阶段火山沉积，在一定层位控制下经多期构造变动、变质作用及混合岩化作用，将上太古界色尔腾山群中与基性火山活动有关的硅铁建造经改造形成现今的沉积变质铁矿。该类铁矿床是一种不可忽视的成因类型，在该地区具有一定代表性。通过勘查可以发现地面高精度磁测，通过观测和分析岩矿石的磁性差异和磁声特征来研究地质构造及其分布形态，并以此寻找矿产，特别是在覆盖区，能有效地推断出隐伏岩（矿）体的分布及空间展布。

［1］内蒙古自治区地质矿产局.内蒙古自治区区域地质志［M］.北京：地质出版社，1991：1－60

［2］内蒙古自治区地质矿产局.全国地层多重划分对比研究：内蒙古自治区岩石地层［M］.武汉：中国地质大学出版社，1996：20－85.

［3］樊建廷，张芳峰，贾晓芳.内蒙古自治区固阳县合教西矿区铁矿详查报告［R］.内蒙古自治区矿业开发总公司，2004.

［4］王海庆，陈玲.内蒙古包头地区铁矿资源远景预测［J］.地质与勘探，2011，47（03）：400－406.