代县聂营—石湖一带铁矿矿床成因及找矿标志

袁宝勇

（山西中晋冶金地质环境科技有限公司，山西 忻州 034000）

代县聂营——石湖一带铁矿区位于山西省代县县城78°方向，直距16km处，行政隶属代县聂营镇管辖，面积为9.50km2。矿区距京原铁路枣林火车站直距5.5km，距108国道直距3km，矿区与108国道、京原铁路有公路相通，交通方便[1，2]。

1 矿区地质概况

矿区所处大地构造位置在山西台背斜五台山块隆（Ⅳ）的恒山五台山穹状隆起（Ⅴ）之五台期云中山-五台山断褶带北部，与滹沱河新裂陷之代县凹陷靠近。区域内构造以断裂为主，岩浆活动较为频繁，以五台期岩浆岩最为发育。构造线方向呈近东西向，地层展布方向与构造线方向一致。

矿区位于五台山隆起之中偏东部位，区内见一较大规模的韧性断层F1，分布于勘查区中部，贯穿勘查区。区内岩浆岩主要为五台期早期片麻状花岗闪长岩、片麻状花岗闪长岩。区内出露基岩为新太古界五台超群石咀群金岗库组斜长角闪岩和黑云斜长变粒岩，呈单斜产出，走向近东西向，倾角50°-87°。铁矿层赋存于新太古界五台超群石咀群金岗库组的硅铁建造中，为鞍山式沉积变质铁矿床。

2 矿体（层）地质

2.1 矿体（层）特征

（1）含铁矿带地质特征。本区含铁矿带主要产于新太古界五台超群石咀群金岗库组地层中。

勘查区内主要赋存三条含铁矿带，由南向北编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号。其中Ⅱ号矿带为勘查区主矿带。

Ⅰ号主含矿带分布于勘查区中南部，地表断续出露长1850m，向东延伸出工作区外，出露宽度5—20m，总体走向近东西，总体产状345—10°∠34—54°。

Ⅱ号矿带分布于勘查区中部，近东西走向展布，平行于Ⅰ号矿带，地表连续出露长5650m，出露宽度10—50m，总体走向近东西，总体产状335—12°∠45-85°，一般倾角55—70°。

Ⅲ号矿带分布于勘查区东北部，地表连续出露长400m，出露宽度5—80m，总体走向NE50—70°，总体产状148—151°∠50-86°。

（2）矿体（层）地质特征。勘查区由南到北分成十三条矿体，编号为Fe1、Fe2-1、Fe2-2、Fe2-3、Fe2-4、Fe2-5、Fe3、Fe4、Fe5、Fe6-1、Fe6-2、Fe7-1、Fe7-2，其中Fe2-1号矿体为主矿体，Fe2-2、Fe2-3、Fe2-5号矿体为次要矿体，其他矿体为从属小矿体。地表出露12条矿体，隐伏矿体为1条。西侧至矿区中部偏东矿体产状300°-10°∠33°-82°；矿区东部地层产状120°-150°∠53°-87°。

Fe2-1号矿体位于矿区中西侧，呈层状产出。总体走向近EW，倾向NW—NE，倾角42°—70°，矿体长1340m，地表控制长度1250m；浅部由两个民采矿硐控制；深部由九个钻孔控制，控制最大延深405m，矿体真厚度1.03—4.46m，平均真厚度2.06m, 矿体厚度变化系数46%。TFe品位34.90 %，mFe平均品位25.89%，TFe品位变化系数9%, mFe品位变化系数20%。矿体赋存标高1122—1695m，矿体埋深0—424m。

Fe2-2号矿体位于矿区中南部，矿体呈层状产出。总体走向100°，倾向北东，倾角37°—60°，矿体长950m，地表控制总长度约872m；深部由五个钻孔控制，控制最大延深226m，矿体厚1.15—8.47m，平均厚2.45m，矿体厚度变化系数80%。该矿体夹石为黑云斜长变粒岩，呈透镜状，厚2.82m。TFe平均品位33.77 %，mFe平均品位24.33%，TFe品位变化系数6%, mFe品位变化系数8%。矿体赋存标高1306—1780m，矿体埋深0—312m。

2.2 矿石质量

（1）矿石物质组成

A、矿石矿物。以磁铁矿为主，磁铁矿呈自形、半自形、它形粒状嵌布于岩石中，含量24.59%，其次为赤铁矿、褐铁矿等。磁铁矿呈半自形—自形等轴粒状，以单个颗粒产出为主，多数边界整齐，呈多边形状，有沿片理拉长现象。

B、脉石矿物。脉石矿物主要有石英、角闪石，其次是碳酸盐类矿物（及少量绿泥石、黑云母。微量矿物以磷灰石较普遍。

（2）矿石结构、构造

区内矿石多为中-细粒变晶结构，条纹条带状构造、块状构造。由磁铁矿与石英、碳酸盐等脉石矿物组成黑白相间的条纹条带状构造，组成条纹条带最常见的矿石矿物主要为钢灰色、灰黑色的磁铁矿及赤铁矿，与呈灰白色、白色的脉石矿物石英等条带相间分布，界线十分明显。

（3） 矿石的化学成分及主要有用、有害元素

A、矿石的化学成分。化学全分析统计，SiO2平均44.03%；Al2O3平均1.70%；TiO2平均0.098%；Fe2O3平均42.60%；FeO平均21.82%；MnO平均0.14%；CaO平均1.57%；MgO平均2.34%；K2O平均0.14%；Na2O平均0.12%；SO3平均0.06%；P2O5平均0.14%；V2O5平均0.04%；Cr2O3平均0.07%；烧失量-0.48%。

B、有用、有害元素。组合分析统计SiO2平均含量46.80%；FeO平均含量21.30%；S平均含量0.071%；P平均含量0.059%，Au平均含量＜0.07；Ag平均含量0.77%；Al2O3平均含量1.35%；CaO平均含量2.36%；MgO平均含量2.18%；Mn平均含量0.099%。有用组分只有铁，其它组分及元素均无利用价值。有害组分为S、P、SiO2。

（4）物相分析

根据物相分析结果统计，矿石中碳酸铁、硅酸铁、硫化铁、赤（褐）铁含量较低，个别工程由于地表氧化而导致赤、褐铁含量较高。

表1 铁物相分析结果

2.3 矿石类型

（1） 矿石自然类型。闪石型磁铁矿为本区主要矿石类型。原生矿呈深灰色，地表风化后呈褐灰色，细纹状至条纹状构造。磁铁矿一般含量在20—30%之间，赤铁矿含量一般不超过2%。镁铁闪石含量＞7%，石英含量30—60%。方解石、铁白云石、石榴石、黑云母、绿泥石分布不均匀。微量矿物以磷灰石较普遍，黄铁矿在地表矿石中偶见，深部含量增加。

（2）矿石工业类型。本区铁矿石平均品位TFe平均品位33.92%，mFe平均品位24.45%，mFe占有率mFe／TFe=72.08%，因此本区铁矿石为弱磁性铁矿石，需经磁选加工方可利用。

2.4 矿体(层)围岩和夹石

矿体顶板为斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩，底板为黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩、斜长角闪岩，矿体与围岩界线明显。矿体沿倾向厚度变化较大。矿体与围岩的接触关系为顺层接触。

矿体内夹石的种类有两种，一种为斜长角闪岩，另一种为黑云斜长变粒岩。夹石对矿体的完整性影响程度不大。

2.5 矿床成因及找矿标志

2.5.1 矿床成因

本区赋矿地层主要为新太古界五台超群石咀群金岗库组，太古界五台超群石咀群金岗库组含矿岩系及围岩为斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、黑云斜长变粒岩等，矿体受地层控制，呈层状、似层状，产状与围岩一致。原岩为海底火山喷发的中酸性凝灰岩和中基性海相拉斑玄武岩，中基性火山岩为铁矿层的形成提供了丰富的物质来源，特别是火山活动间歇期的富铁硅质气液大大的提高了海水中硅铁的浓度，形成了硅酸和铁质胶体，在适当的物理化学条件下，形成硅质条带，后经变质作用铁质结晶凝结形成较粗颗粒的磁铁矿，再经构造变动使磁铁矿聚集形成铁矿层； 根据上述特征，以及恒山—五台山地区同类矿床相比，该矿床属沉积变质铁矿床。其原始沉积为陆源物质夹火山物质交替沉积，铁质来源于火山物质。

2.5.2 找矿标志

（1）本区主要含矿带属变质硅铁建造，是成矿的基本条件。含矿岩系为新太古界五台超群石咀群金岗库组的角闪片岩、斜长角闪岩类。

（2）含矿岩系中矿体与围岩具明显的磁性差异，所以物探是寻找磁铁矿体的最有效手段。

（3）本区地表为氧化矿，褐铁矿化较强，形成“铁帽”，因此“铁帽”为本区的又一找矿标志。