河北杨营铁矿地质特征及深部找矿远景

赵红瑞

(华北地质勘查局五一四地质大队，河北 承德 067000)

杨营铁矿位于河北省丰宁满族自治县杨营村，属燕山山脉中段低山区地貌。本区铁矿床在20世纪初60年代被发现，多年来一直由数家矿山企业开掘，乱采乱挖现象较重，对区域铁矿资源没有统一认知，地表资源也开采殆尽，面临着资源枯竭的处境。本阶段工作由国土部门主导，矿山企业投资对区域内铁矿资源进行了整体勘查，经过投入大量地质、物探及钻探工程等工作，最终发掘了深部矿床资源，从小型矿床升级到中型规模，使得濒临枯竭的矿山再次焕发勃勃生机。

本文通过收集区内以往地质资料，综合研究区内铁矿床地质特征及成矿规律，总结了矿床成因，并结合物探异常和钻探成果，评价了铁矿找矿远景，对区域内沉积变质和超基性岩型两种类型铁矿找矿方面起指导作用。

1 成矿地质条件分析

1.1 地层与成矿时空关系

工作区地层主要属上太古界红旗营子群姜营组(Arj)和红旗营子组(Arh)变质岩系和第四系松散堆积层，见“插图1 工作区地质简图”。变质岩岩性由一套中基性海相火山岩-沉积岩经变质而成的各种片麻岩、变粒岩和片岩构成，主要岩性有黑云角闪斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及磁铁石英岩等，本区沉积变质岩型铁矿床主要赋存在磁铁石英岩中。

图1 工作区地质简图Fig.1 Geological map of working area

1.2 构造与成矿条件分析

工作区构造复杂，构造以褶皱构造为主，断裂构造不甚发育。晚期的断裂构造比较明显，早期的断裂被后期多次构造运动所掩盖，有的被脉岩充填。

褶皱构造：发育于太古界变质岩中，以线型紧密挤压同斜褶皱为主，轴线呈北东—北北东向。受后期多次构造变动、变质作用，混合岩化作用破坏而不易辨认，混合岩和混合花岗岩构成其核部岩石。杨营复式背斜规模发育于姜营组内，控制了本区铁矿带分布。

断裂构造：区内断裂构造不甚发育，且规模较小，对矿体的破坏作用不大，对部分矿体沿走向有略微错断。

1.3 岩浆活动与超贫磁铁矿分布关系

超贫磁铁矿CPFe1号矿体赋存于西北部的辉石角闪石岩岩体内，呈脉状出露长814 m，平均宽45 m，走向北东60°，近直立；超贫磁铁矿CPFe2号矿体赋存于东南部的辉石角闪石岩岩体内，呈脉状出露长400 m，平均宽27 m，走向北东48°，北西倾，倾角81°。

辉石角闪石岩呈灰绿色—灰黑色，主要矿物成分见表1。

表1 杨营铁矿辉石角闪石岩主要矿物成分表

2 矿体地质特征

本区磁铁矿床有两种成因类型：沉积变质铁矿床，即沉积变质铁矿和岩浆晚期结晶分异型铁矿床，即超基性岩型超贫磁铁矿。

沉积变质铁矿体赋存于姜营组(Arj)的黑云角闪斜长片麻岩(Arjh)和角闪斜长片麻岩(Ar3jj)中，矿体多呈似层状、透镜状产出。矿体产状与黑云角闪斜长片麻岩及角闪斜长片麻岩的片麻理产状一致，矿体与围岩界线清晰，矿区内共有沉积变质铁矿体27条。

超贫磁铁矿体赋存于中元古代含磁铁矿辉石角闪石岩岩体内，共有2条。岩体与片麻岩界线清晰，长轴展布方向与姜营组片麻理一致。

2.1 矿体与磁异常吻合性分析

工作区内出露的岩石类型多为黑云角闪斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、绿泥石英片岩及长英质片岩。黑云角闪斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩和斜长角闪岩等含暗色矿物较多的岩石普遍含有磁铁矿颗粒，岩石磁物性测试，磁性偏高，达1 000～2 000 nT；而绿泥石英片岩和长英质片岩等浅色岩石磁性偏低，一般在200～800 nT，有的只有数拾nT；越靠近矿体的围岩磁场强度越高。根据岩石磁物性测试统计分析并与地质背景相结合，1 000 nT以下为正常背景场，2 000 nT以上确定为磁异常。1∶10 000比例尺磁法扫面圈定了磁异常16个，编号为M—1至M—16。基本上包括了工作区内的矿体、超基性岩体的分布范围。

详见“图2物探磁异常与各铁矿体分布示意图” 。

M-1磁异常位于曹营沟-二合沟东岔一带，以1 000 nT等值线封闭，呈狭长带状，长2 150 m，宽50～260 m，走向77°。△Z异常值2 000～4 000 nT，极值6 000 nT。该异常东部与CPFe1号矿体对应，由CPFe1号矿体引起，该异常西部与老的民采坑对应。异常规模较大，但强度较弱。

M-2磁异常位于后沟南侧，以1 000 nT等值线封闭，呈狭长带状，长1 300 m，宽20～145 m，走向60°。△Z异常值2 000～6 000 nT，极大值6 000 nT，极小值-2 000 nT。该异常与Ⅱ-1、Ⅱ-2和Ⅱ-3号矿体对应，由以上矿体引起。

M-3磁异常位于头道沟沟脑，以1 000 nT等值线封闭，呈长带状，长580 m，宽18～11 m，走向55°。△Z异常值2 000～6 000 nT，极大值8 000 nT。该异常与ⅩⅤ号矿体对应，由ⅩⅤ号矿体引起。

M-4磁异常位于头道沟--洞沟沟脑一带，以1 000 nT等值线封闭，呈长带状，长1 600 m，宽50～166 m，走向近东西。△Z异常值2 000～6 000 nT，极大值8 000 nT，极小值小于-6 000 nT。该异常西部与Ⅹ和Ⅺ号矿体对应，由Ⅹ和Ⅺ号矿体引起。该异常东部与ⅩⅢ和ⅩⅣ号矿体对应，由ⅩⅢ和ⅩⅣ号矿体引起。负异常位于M—4磁异常的东部南侧，判断矿体倾向北。

M-5磁异常位于大梨树沟—小后沟东岔一带，以1 000 nT等值线封闭，呈长带状，长1 800 m，宽30～180 m，走向55°。△Z异常值2 000～6 000 nT，极大值8 000 nT，极小值小于-5 000 nT。该异常与Fe5和Fe5-1矿体对应，由Fe5和Fe5-1号矿体引起。负异常位于M—5磁异常的东部南侧，判断矿体倾向北。

其他磁异常特征见表2。

综合分析：工作区范围内开展的磁法测量工作取得了很好的找矿效果，工作区磁铁矿体和磁异常非常吻合。

2.2 主矿体特征

Fe5号矿体：是最主要的沉积变质磁铁矿体。控制长度1 700 m，矿体地表出露标高781～643 m，工程控制最低见矿标高-180 m，赋存标高781～-180 m，最大延深931 m。矿体呈似层状产出于上太古界红旗营子群姜营组(Arj)角闪斜长片麻岩和黑云角闪斜长片麻岩中，矿体产状沿走向和倾向呈舒缓波状变化，矿体产状310°～34°∠69°～89°。矿体厚度1.00～20.97 m，矿石品位TFe 20.18%～39.46%，mFe 15.1%～36.89%。

表2 杨营铁矿△Z磁异常特征表

图2 物探磁异常与各铁矿体分布示意图Fig.2 Distribution of geophysical magnetic anomaly and iron ore bodies

Fe5号矿体剖面示意图见“图3 Fe5号磁铁矿体剖面图”。

CPFe1号矿体：是最主要的超基性岩型超贫磁铁矿体。矿体赋存于辉石角闪石岩体中，围岩为角闪斜长片麻岩，矿体与围岩界线清晰。控制长度808 m，矿体出露标高724～652 m，赋存标高724～633 m，矿体走向北东，呈长透镜状产出。矿体厚度27.89～67.52 m，矿石品位TFe 20.13%～18.87%，mFe 10.72%～8.73%。

3 矿石质量评价

3.1 沉积变质铁矿石

依据采样化学全分析成果，矿石中含SiO2平均47.5%、Al2O3平均5.5%、CaO平均2.31%、Fe2O3平均24.07%、P2O5平均0.14%、FeO平均13.6%、TiO2平均0.3%、MgO平均2.03%、MnO2平均0.09%、K2O平均1.18%、Na2O平均0.89%、SO3平均0.55%。

通过造渣组分比值计算ω(CaO+MgO)/ω(SiO2+Al2O3)=0.08<0.5，说明本区沉积变质铁矿石属酸性矿石。

图3 Fe5号磁铁矿体剖面图Fig.3 Section of Fe5 magnet ore body

样品编号分析结果/%SiO2Al2O3CaOFe2O3P2O5FeOTiO2MgOMnO2K2ONa2OSO3LolQ0147.824.722.4324.000.1314.580.262.010.0870.940.740.641.37Q0246.745.652.5922.810.1414.800.282.040.0921.080.850.711.55Q0347.946.141.9025.390.1511.420.352.030.0921.521.090.311.34平均47.505.502.3124.070.1413.600.302.030.0901.180.890.551.42

3.2 超贫磁铁矿矿石

根据采样化学全分析成果，超贫磁铁矿矿石中含SiO237.3%、Al2O36.54%、CaO 14.02%、Fe2O313.44%、P2O50.24%、FeO 11.18%、TiO21.62%、MgO 9.06%、MnO20.23%、K2O 0.8%、Na2O平均0.89%、SO30.4%。

通过造渣组分比值计算ω(CaO+MgO)/ω(SiO2+Al2O3)=0.53>0.5而小于0.8，说明本区磁铁矿辉石角闪石岩型矿石属半自熔性矿石。

表4 超贫磁铁矿矿石化学全分析表

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

本区主要铁矿床为典型的鞍山式沉积变质型矿床，以往对其成因有多种理论见解，争论主要集中于控制含铁建造形成的因素。本文观点认为矿床成因是：受太古代一个时期动力或微生物的作用，Fe元素大量富集，与陆源碎屑交互沉积于洋壳，受后期地质构造运动影响发生区域变质作用而重结晶变质形成磁铁矿床。

4.2 找矿标志

1)太古界单塔子群、红旗营子群地层中沉积型铁矿床较为普遍，特别是白庙组、姜营组地层更为多见，含磁铁沉积变质岩为主要赋矿岩石。

2)区域航磁异常和地表高值磁异常可指导本区磁铁矿床找矿方向。

5 找矿远景评价

5.1 矿床现状认知

本区铁矿床均赋存于下元古界红旗营子群姜营组内，该组地层分布较广，工作区周边小型矿山林立，整体勘查、整体认知性低。阶段性工作主要为矿山深部找矿，由于矿体规模较大，延深延长都有一定的规模，前期对矿体深部进行了稀疏的控制，因而部分地段工程网度较大，对矿体深部形态变化了解还不是很充分。另外，对其他未采矿体、深部盲矿体等远景资源还不甚了解。

5.2 找矿远景评价

本区有很好的成矿条件，除大面积出露的赋矿地层之外，大面积沿矿体走向延展的磁异常深部有可能存在较大规模隐伏矿体，这些矿体受紧闭褶皱等构造影响，在地表无露头，但在褶皱转折叠加部位形成厚大矿体。此外，浅部尖灭的小型矿体，其深部受构造断层错断或褶皱揉断作用影响可能出现尖灭再现、侧现。

从本区磁异常分布来看，磁异常基本沿北东向展布，从北至南大致可分为三个带，前期工作验证了M5、M6、M7处于南部磁异常带内，其余异常带尚有待验证。目前本区尚有M1、M2、M3、M17、M18等异常未经验证。

因此，本区具有较好的成矿远景，进一步投入系统性找矿工作，有望使本区达到大型规模的铁矿资源地。同时在今后开采过程中采用边采边探的方法，随时注意矿体变化情况，不断修正矿床保有资源储量，提高资源储量类别，提高矿山经济效益。