山西省垣曲县时沟铁矿地质特征及矿床成因

高钦贤

（山西省地质勘查局214地质队，山西 运城 044000）

垣曲县时沟铁矿区大地构造位于华北地台南缘中条山块隆中段。矿区内地层由老至新为下元古界中条群龙峪组（Pt1l）、余元下组（Pt1y）、篦子沟组（Pt1b）余家山组（Pt1yj）和新生界第四系全新统（Q4）地层。铁矿产于下元古界中条群篦子沟组地层中，受层位控制，属泥质原岩经区域变质和后期热液作用，形成的变质超贫磁铁矿床。

1 地质特征

1.1 矿区地质

1.1.1 地层

区内地层由老至新为下元古界中条群龙峪组（Pt1l）、余元下组（Pt1y）、篦子沟组（Pt1b）余家山组（Pt1yj）和新生界第四系全新统（Q4）地层。

下元古界中条群龙峪组（Pt1l）。

出露于矿区北西部，厚度150m~300m，其岩性以透闪大理岩、白云石大理岩、黑云变粒岩为主，夹二云片岩、绢英片岩及石英岩。

下元古界中条群余元下组（Pt1y）。

出露于矿区北西部，主要为白云石大理岩。岩石呈灰白色，中细粒变晶结构，薄层-中厚层块状构造。主要矿物成份为白云石、方解石。本组地层矿区内出露最大厚度为400m左右。

下元古界中条群篦子沟组（Pt1b）。

出露于矿区中部，岩层走向北东-南西，倾向南东，倾角40°~60°，总厚度550m。铁矿体主要赋存于该组地层中。根据岩性特征由上而下分为四段，主要岩性分述如下。

一段（Pt1b1）：以黑云绿泥石英片岩为主，顶部为黑云石英片岩类斜长角闪岩，底部为花斑状斜长角闪岩。

二段（Pt1b2）：以绢云片岩、绢英片岩、斜长角闪岩为主，夹绿泥石英岩。

三段（Pt1b3）：以绢英片岩夹大理岩为主。

四段（Pt1b4）：上部为黑色绢云片岩夹大理岩，大理岩夹黑云片岩；下部为含铁锰质黑色绢英片岩。

下元古界中条群余家山组（Pt1yj）。

出露于矿区东南部，岩性以厚层状白云石大理岩为主，时夹薄层不纯白云石大理岩和炭质片（板）岩，岩石呈灰白色、中细粒变晶结构，厚层块状构造，主要矿物成份为白云石、方解石和少量绢云母等。矿区内出露最大厚度约350m。

第四系全新统（Q4）。

第四系分布于矿区的河谷及其阶地上，主要为洪、冲积形成的黄色亚粘土和现代的河床砂砾沉积。

1.1.2 构造

由于受区域构造影响，在矿区内形成倒转单斜地层，地层总体走向呈北东向，倾向120°-150°，倾角40°-60°。区内未见明显的断裂构造。

1.1.3 岩浆岩

区内未见岩浆岩体和脉岩出露。

1.2 矿带特征

区内共发现五条矿体，铁矿体呈似层状NE—SW向展布。铁矿体赋存于下元古界中条群篦子沟组含磁铁绢云片岩中，其产状与围岩产状基本一致。

Ⅰ号矿体：分布于矿区西部，赋存标高925m~1079m，高差154m。地表由TC1-1、TC1-2、TC1-3、TC1-4、TC1-5揭露，地下由PD1控制，工程控制长420m，厚3.00m~7.50m，平均厚度4.95m。平均品位TFe13.11%、mFe10.37%，为一贫铁矿体。矿体呈似层状，赋存于元古界篦子沟组一段中，其顶板岩性为石榴绢云片岩，底板为斜长角闪片岩。

Ⅱ号矿体：分布于矿区中部，赋存标高930m~980m，高差50m。地表由TC2-1、TC2-2两个探槽揭露，工程控制长150m，矿厚4.2m~4.5m，平均厚4.35m。平均品位TFe11.72%、mFe9.51%。矿体赋存于元古界篦子沟组二段中，其顶底板岩性为角闪片岩。

Ⅲ号矿体：分布于矿区南部，赋存标高1020m~1060m，高差40m。地表由TC3-1、TC3-2两个探槽控制，工程控制长85m，矿厚3.2m~3.5m，平均厚3.35m。平均品位TFe13.17%、mFe10.69%。矿体赋存于元古界篦子沟组二段中，其顶底板岩性为绢云母石英片岩。

Ⅳ号矿体：分布于矿区西南部，赋存标高1040m~1090m，高差50m。地表有TC4-1、TC4-2两个探槽揭露含矿层，矿体出露长150m，矿厚4.10m~4.50m，平均厚4.3m，平均品位Tfe11.97%、mFe9.65%。走向北东-南西，倾向南东，倾角55°左右。矿体产于中条群篦子沟组三段中，顶底板岩性为含磁铁矿的角闪片岩，矿体产状与围岩一致。

Ⅴ号矿体：分布于矿区东部，赋存标高950m~1060m，高差110m。地 表 由TC5-1、TC5-2、TC5-3、TC5-4、TC5-5、TC5-6揭露，地下由PD5控制，工程控制长450m，矿厚6.14m~6.51m，平均厚6.22m。平均品位TFe11.65%、mFe6.68%。矿体赋存于元古界篦子沟组三段中，其顶底板岩性为绢云母石英片岩。

1.3 矿石特征

1.3.1 矿石矿物成分及结构构造

矿石呈褐黄色、灰褐色，细粒结构，片状构造，片理发育，矿物成分由绢云母、绿泥石、石英、磁铁矿等组成。

矿石矿物：主要为磁铁矿，氧化后形成少量赤铁矿。

磁铁矿一般多呈自形-半自形细粒状分布，粒径0.5mm~2mm。磁铁矿在矿石中相对集中形成条带状构造；在岩石中多沿片理面分布。

脉石矿物：石英30%左右，绢云母40%左右，少量石榴石、黑云母。

1.3.2 矿石有益有害组分

矿区铁矿石均为低品位贫铁矿石，经对89个样品分析，其中31个样品TFe大于10%，圈为矿体。TFe品位最高为13.24%，最低10.30%，TFe平均品位12.32%。mFe含量最低5.82%,最高8.12%，全矿平均为6.68%，mFe/TFe=0.57，为弱磁性铁矿石。有害元素硫含量较低，为0.06%~0.14%，平均含量0.083%，磷含量0.036%~0.083%，平均含量0.059%。根据贫铁矿工业指标要求，硫、磷允许含量≤0.2%。该矿石经选矿后其硫、磷含量将更低。

1.3.3 矿石类型

矿石自然类型：据矿区铁矿石的矿物组成矿物主要为绢云母、石英等，有用矿物为磁铁矿，自然类型为石英绢云母磁铁矿和角闪石云母磁铁矿。矿石自然类型为星散状中细粒状磁铁矿石。

矿石工业类型：矿石工业类型为需选的弱磁性铁矿石。

1.3.4 矿体围岩及夹石

铁矿体主要分布在含磁铁绢英片岩和角闪片岩中，铁矿体直接接触的围岩多为石榴绢云片岩、斜长角闪岩、围岩岩石较完整，裂隙不发育，无破碎带出现。夹石主要为石榴绢云片岩，夹石最大厚度一般小于2m。

2 矿床成因及找矿标志

2.1 矿床成因

区内铁矿体主要赋存于下元古界中条群篦子沟组地层中，铁矿体呈层状、似层状产出，产状与地层一致，受层位控制。篦子沟组为一套以泥质、泥砂质为主和少量碳酸盐类沉积的变质岩层，岩性黑色绢云片岩、绢英片岩为主，其内常夹石榴绢云片岩、透镜状石英岩、薄层钙绢片岩、不纯大理岩和白云石大理岩。篦子沟组含磁铁绢英片岩和角闪片岩为主要含矿母岩，在区域变质作用中改造富集，矿脉在含矿母岩中富集。故矿床成因类型属泥质原岩经区域变质和后期热液作用，形成的变质超贫磁铁矿床。

2.2 找矿标志

地层标志：工作区内含矿地层为下元古界中条群篦子沟组黑色绢云片岩、绢英片岩类，该地层为铁矿重要含矿层位。矿体的产出受地层的控制，呈层状、似层状产出，受后期热液作用，矿体在局部地段容易富集。故此套含矿地层是寻找铁矿的主要标志。

磁异常：磁铁矿为主要矿石矿物，稍具规模的铁矿体即能形成磁异常，因此航磁异常、高精度磁异常均为直接找矿标志。