曲沃县鹿顶山铁矿地质特征及成因类型

郑大伟

（山西省地质勘查局二一一地质队，山西忻州034000）

1 概述

曲沃县鹿顶山铁矿位于曲沃县城北东20°方向、直距18km处的鹿顶山南部，行政隶属于曲沃县里村镇张家湾村。工作区至义合庄村约有8km 简易公路，义合庄村至杨谈乡约有6km 柏油路，距南同—蒲铁路柴庄站约4km。交通比较便利。该区在区域构造上位于华北地台山西台背斜汾河断陷的东侧，北面是霍山台穹，南面是中条台穹，处于两者之间的挠褶地带。通过对此区进行的工作，基本查明了该区铁矿的地质特征。

2 矿区地质特征

奥陶系及石炭系主要出露于矿区东部和中北部，总体走向NE，倾向NW，倾角15°左右。地层因受岩浆岩侵入作用而产生褶曲和断裂，节理也较发育。

2.1 地层

该区出露地层由老到新为：早古生界奥陶系中统下马家沟组、上马家沟组和峰峰组，晚古生界石炭系中统本溪组、上统太原组，新生界第四系。

（1）早古生界奥陶系中统（O2）。在矿区东部以及中北部大面积出露，见表1。

（2）晚古生界石炭系（C）。石炭系地层在矿区北部出露。石炭系中统本溪组（C2b）：呈灰色、灰白色、浅黄色粘土岩，因所含成分不同使得颜色差异较大，矿物成分主要为高岭石，次为蒙脱石。分布于鹿顶山南坡。地表偶见蜂窝状山西式铁矿，局部夹有黄褐色的铁铝岩层，风化强烈，岩石较疏松。石炭系上统太原组（C3t）：灰色、灰黑色砂页岩、粉砂岩。岩石易碎成颗粒状，颗粒成份一般以石英为主，硅质胶结。主要出露于鹿顶山顶部。

表1 塔儿山张家湾—鹿顶山矿区中奥陶统地层一览表

（3）新生界第四系（Q）。在矿区南部大面积出露，在矿区北部和东部呈不同规模出露于山坡及沟谷中，岩性以黄土和残坡积物为主。

2.2 构造

矿区内共发现两条正断层（F1和F2），正断层F1位于矿区北部，近东西走向横切矿区，使奥陶系和石炭系地层呈断层接触，该断层倾向南，倾角较陡（52°～73°），断层宽度约2～9m，断层长度约1km，上盘岩性为石炭系太原组砂页岩，下盘岩性为奥陶系灰岩。正断层F2为推测断层，位于矿区的东北部，近NNE走向，该断层倾向SEE，倾角32°～45°，断层宽度约1.5m，断层长度约300m，上盘岩性为泥质白云岩，下盘岩性白云质灰岩。断层F1和F2距离工作区内矿体较远，对矿体无影响。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩的种类简单，主要出露于矿区的中部及西部，岩体呈复杂的岩盖状，地面出露呈椭圆形。

岩浆岩主要岩性为闪长岩（δ5）：灰白色，半自形粒状结构，块状构造，岩石组成矿物主要为斜长石（70%）和普通角闪石（20%），次为石英（4%），副矿物为磷灰石（2%）、榍石（2%）及金属矿物（2%），蚀变类型为高岭石化及绿泥石化。

另外，在灰岩与岩浆岩接触带有零星的矽卡岩出露，呈灰绿色，主要成份为透辉石、石榴子石、绿帘石等。

2.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变比较发育，从内到外接触带广泛分布着各类型的围岩蚀变。由早期的矽卡岩化作用到晚期的热液蚀变作用，构成复杂的蚀变带，矿体的形成及空间分布与围岩蚀变密切相关。

有石榴子石、透辉石、绿帘石化、绿泥石化等蚀变，近接触带处围岩有受热液蚀变显示重结晶及大理岩化，岩浆岩多具褪色或烘烤现象。

围岩蚀变和成矿是成矿作用过程中相依相伴的统一体。矿区矽卡岩的形成大体可分为两个阶段：

（1）早期无水矽卡岩。形成矿物主要有符山石、方柱石、磷灰石、镁橄榄石、粒硅镁石、石榴子石及透辉石等。为一系列的含磷、氟、钠等岛状、架状、带状硅酸盐矿物。

（2）晚期含水矽卡岩。形成的主要矿物有金云母、绿帘石、透闪石及阳起石等含水的环状、链状及层状硅酸盐矿物。

矿区磁铁矿的形成主要在无水矽卡岩矿物形成之后、含水矽卡岩矿物形成之前这一时段，与金云母形成的时间相接近（但在大量的金云母结晶之后），所以金云母与磁铁矿常常紧密共生，磁铁矿常交代早期的透辉石、粒硅镁石等矽卡岩矿物。

空间分布上磁铁矿主要赋存在透辉石矽卡岩、金云母矽卡岩、粒硅镁石—镁橄榄石—蛇纹石矽卡岩之中。可作为直接找矿标志。

热液蚀变比较强烈和岩体钠长石化比较发育的地段是间接找矿标志。

3 矿体地质

3.1 矿体特征

通过钻孔、老硐揭露，在矿区的东部圈定出一条矿体，定为Ⅰ号矿体，该矿体为隐伏矿体，位于闪长岩与灰岩的接触带附近的灰岩中，由Ⅰ号老硐、钻孔控制，矿体呈透镜体状，矿体的总体走向为北东，倾向北西。埋深13.92～67.15m，推断矿体走向延伸约180m，延深100m。最大厚度4.50m，最小厚度1.20m，平均厚度2.50m。

3.2 矿石质量

（1）矿石矿物成份。矿石成分较简单，金属矿物主要为磁铁矿，含极少量黄铁矿，局部有少量褐铁矿。非金属矿物以碳酸盐类、透辉石、透闪石为主，其次为少量金云母、绿泥石、石英和粘土。

（2）矿石的化学成份。根据矿石化学分析结果，矿石化学成分为：TFe的含量在20.04%～51.98%之间，平均38.77%；mFe 的含量在17.65%～49.54%之间，平均34.01%；CaO 的含量在3.26%～48.63%之间，平均29.38%；SiO2的含量在1.02%～56.24%之间，平均18.58%；MgO 含量在0.78%～19.40%之间，平均9.21%；Al2O3含量在0.52%～15.12%之间，平均3.15%；TiO2含量在0.013%～0.38%之间，平均0.11%；S含量在0.0076%～0.10%之间，平均0.04%；P 含量在0.016%～0.075%之间，平均0.04%；Cu 含量在0.0003%～0.017%之间，平均0.003%；Co含量在0.0003%～0.0082%之间，平均0.002%。

（3）矿石结构、构造。矿石结构为交代残余结构，团块状构造，呈自形—半自形晶粒，粒径0.05～2.00mm，一般0.2mm左右。

3.3 矿石类型和品级

（1）矿石自然类型。矿石自然类型以铁矿石中磁性铁含量对全铁的占有率进行划分，其标准为：mFe/TFe≥85%：原生矿石；

mFe/TFe 85%～15%：混合矿石；

mFe/TFe≤15%：氧化矿石。

矿体mFe/TFe＞85%，矿石自然类型为原生磁铁矿石。

（2）矿石工业类型。铁矿石TFe 平均品位35.63%，mFe 平均品位31.03%，矿石工业类型属需选贫铁矿石。

3.4 矿体围岩

矿体产出层位位于中奥陶统下马家沟组三段与燕山期中偏酸性岩浆岩接触带附近。围岩蚀变有矽卡岩化（石榴子石、透辉石、透闪石、绿帘石化、绿泥石化）、黄铁矿化及碳酸盐化等蚀变。近接触带之围岩均受热液蚀变显重结晶及大理岩化。其岩浆岩多具褪色或烘烤现象。

3.5 矿床成因及找矿标志

矿区属于燕山期中偏酸性岩浆岩与中奥陶统灰岩接触交代作用形成的矽卡岩型铁矿床。矿体主要产于燕山期闪长岩与中奥陶灰岩的接触带中。矿体顶底板为泥质灰岩、大理岩，岩性单一。

综上所述，本区矿床的成因类型为接触交代作用形成的矽卡岩型铁矿床。