华北陆块前寒武纪铁矿床地质特征及成矿意义——以内蒙古红召乡铁矿为例

刘 磊，柳长峰，周志广，

（1．中国地质大学 （北京）地球科学与资源学院，北京100083；2．中国地质大学 （北京）地质调查研究院，北京100083）

华北陆块前寒武纪铁矿床地质特征及成矿意义
——以内蒙古红召乡铁矿为例

刘 磊1，柳长峰2，周志广1，2

（1．中国地质大学 （北京）地球科学与资源学院，北京100083；2．中国地质大学 （北京）地质调查研究院，北京100083）

本区的地质矿产调查研究工作，70余年来积累了丰富的地质矿产资料，取得了一大批区域性研究成果。系统的1∶100万、1∶20万区调，及1∶5万大同营幅区调工作，极大地提高了本区的地质研究程度。然而，以往的报告均认为本区铁矿规模普遍较小，品位较低，开发价值不大。本次野外观测及室内归纳研究后认为，本区的铁矿石类型主要为磁铁石英岩，其矿床成因类型属喷流沉积－变质改造－岩浆热液叠加富集型多成因复合铁矿床。随着近年进口铁矿石价格的持续攀升，目前品位在10%～30%的浅层铁矿变成了经济可采的储量，加上内蒙古大青山地区又是包钢的铁矿石重要供应地，本地区此类型铁矿床的勘探查明有着重大意义，其开采利用应该受到国家和地方的重视。

内蒙古；红召乡；前寒武纪；铁矿

过去，我国绝大部分铁矿勘探深度都在地下500m以浅，深部勘探程度极低。2004年以来，全国很多地方以多年铁矿勘查建立的铁矿成矿理论、成矿模型、成矿规律的认识为依据，进行深部和外围找矿预测。结合航磁异常的分析，结果表明，我国已发现的大中型铁矿山，尚有近千亿吨的铁矿资源潜力。具体表明，找矿潜力最大的工业类型是 “鞍山式［1］”沉积变质型铁矿，其次是 “攀枝花式”岩浆型钒钛磁铁矿、 “大冶式”和 “邯邢式”接触交代型铁矿、“梅山式”玢岩型铁矿等。

其中，沉积变质改造型铁矿床，顾名思义是指经历了沉积、变质、改造三个阶段。而一种重要的矿床类型，为形成于前寒武纪的铁矿床，其矿石组成由硅质 （碧玉、燧石、石英）和铁质（赤铁矿、磁铁矿）薄层呈互层组成，又称铁－硅建造、条带状铁建造 （简称BIF）。普遍认为，热水沉积成矿 （BIF）是海底 （湖底）深部高密度的硅质热卤水，通过同沉积断裂上涌，携带大量的Fe、Cu、Pb、Zn等成矿物质，喷出海底表面与冷水混合，在喷口附近形成沉积成矿作用。我国学者姚凤良等研究后指出，主要是海底热水喷流为成矿提供了铁质来源。

但是，我国是铁矿资源相对贫乏的国家之一。我国大部分待开发的铁矿资源品位较低，尤其是高品位铁矿资源严重匮乏［2］。最近几年来，国际国内铁矿石价格跌宕起伏。2008年受金融风暴的影响，铁精矿价格持续低迷而矿山企业步人亏损状态。现在国际铁精矿价格重新上涨，给我国钢铁工业和国民经济带来恶劣影响。铁矿价格总体上呈逐年攀升态势，这点间接带动了国内铁矿资源的勘探开发，所以我国低品位铁矿资源勘探应该受到更大的重视。这种情况下，必须进一步加强低品位铁矿资源类型主要是沉积变质型铁矿的勘探。正因如此，展开了本铁矿的深入研究。

以往研究皆认为，本区铁矿储量规模偏小，品位偏低，开采价值不大。随着铁矿石价格高涨而低品位铁矿开采利润的逐渐提高，加上大青山地区又是包钢铁矿石的重要供应地，而红召乡山区铁矿成矿条件良好，开采和运输条件得天独厚，其勘探开发亟需加强。

1 地理位置与地形地貌

本矿区位于内蒙古自治区乌兰察布盟中北部，矿区中心坐标东经112°2′，北纬41°8′，西至呼和浩特市120km，东距乌兰察布盟行署所在地集宁市65km。区域内东南部有呼和浩特市－察哈尔右翼中旗柏油马路通过，旗下营－大同营－大滩南北向土质公路纵贯测区，矿区通往外界及区内交通运输条件良好，宽阔沟谷旱季能通行小型越野汽车。部分土质公路路况欠佳，到雨季行车稍有不便。

地处内蒙古高原阴山山脉南麓，是个多山、多丘陵、少平川地区。地形特点西北部高，东南部低。平均海拔高度1750m。山丘属阴山山脉的东延部分，大青山部分。矿区内深切沟谷两壁及山体的阳坡、尖棱状山脊露头良好，而山体阴坡和开阔山脊由于植被发育，覆盖严重，缓坡与沟谷地带已辟为农田。

2 矿区岩石地层特征

本区岩石大部分是火山岩之变质岩，一小部分是副变质岩［3］，变质岩系构成结晶基底。变质岩区具有地层叠置关系不明，关键性地质界线不清晰，加上深成侵入体的强变质和构造岩片的存在，严格划分地层界线比较困难［4］。经野外和室内研究对比后，矿区见矿地层，从晚到新大致划分为以下三个时代地层：

（1）中太古界乌拉山岩群哈德门沟岩组及桃儿湾岩组麻粒岩、片麻岩、条带状磁铁石英岩系等，受高角闪岩相－麻粒岩相的变形变质改造，局部可见变余层理构造，但是顶底标志已消失，二者未接触，上下关系不清。地层层序无法恢复，所以乌拉山岩群为一套层状无序的构造－岩层地层单位，被青贝沟片麻杂岩侵入。乌拉山岩群成岩年龄应在3000Ma以前，时代很可能为中太古代。

本矿区中太古代岩石变质程度较深，划分为三个单元，其中，青贝沟片麻杂岩类型为含紫苏黑云 （角闪）斜长片麻岩，青贝沟基性岩墙岩性为透辉斜长角闪岩，东灯炉素混合花岗岩岩性是含紫苏 （黑云）（角闪）钾长混合花岗岩。

（2）古元古界二道洼岩群红山沟岩组浅变质碎屑岩系。岩石组成以灰白色、浅灰色石英岩为主，夹少量的黑云斜长变粒岩、角闪斜长变粒岩、斜长绢云片岩、绿泥绢云片岩，下部层位局部夹灰白色石英质砾岩。岩石变余层理清晰＊，被乌拉山岩群逆掩，古元古代片麻状二长花岗岩侵入其中。岩石组合特征明显区别于乌拉山岩群及渣尔太山群［5］，相对层位关系清楚，对比研究分析认为，时代应该属古元古代。

古元古代有红召岩套和北沟基性岩墙两个单元。红召岩套整体为中酸性岩类，有的长石含量较高，甚至达到闪长岩类型。其中，有前营子组片麻状闪长岩，窑子组片麻状石英闪长岩，北沟组为片麻状角闪二长花岗岩。北沟地区还发现有基性岩墙群，岩石类型为辉绿辉长岩。

（3）中元古界渣尔太山群增隆昌组变质碎屑岩，为深灰色绢云母泥质、粉砂质板岩、千枚岩夹变质石英杂砂岩、变质中粒砂岩及变质砂砾岩透镜体组成沉积盖层，被古元古代片麻状闪长岩逆掩，被早白垩世糜棱岩化花岗岩侵入。据内蒙古第一区域地质调查队 （1988）报告记述，区内有U－Pb年龄为1929Ma的辉绿岩脉，本次野外观测它并没有侵到入该套地层。

中元古代四义永单元岩性为中细粒二长花岗岩。

上述变质岩系构成本区域的结晶基底。

3 构造特征与矿石特征

本区位于华北陆块北缘隆起带中段，晋蒙弧形拼合带北部［6］，矿区处大地构造位置一级构造单元为华北板块，二级构造单元为华北陆块，三级构造单元为华北陆块北缘隆起带。受燕山期大型推覆构造改造，区域上中元古代及更早地质体，均呈构造岩片叠置于古生界或中生界地层之上［7］。

本区中太古代乌拉山岩群中的主要构造样式，是紧闭同斜褶皱，褶皱枢纽向北东向倾斜，倾角陡立。塑性流变褶曲规模小，局部可见野外露头，遭受后期构造改造，其产状变化很大，无区域性规律可循。

古元古代第一期变形表现为，以岩层或片（麻）理为运动面，形成一系列总体轴向北东展布的线性对称褶皱，是测区主要褶皱类型。第二期变形表现为，第一期褶皱轴和构造线发生弯曲，形成轴向南北展布的宽缓褶皱。构造应力反映了近东西向挤压作用。

中元古代构造变形特征，构造层为渣尔太山群，变形表现为新生面理，为透入性板理或千枚理，由绢云母、黑云母雏晶定向排列而成。原始层理基本保留，岩层近东西向展布［8］。

区内铁矿体较多，野外现已查明，区内磁性铁矿体较多，主要赋存于乌拉山岩群中，而该组多呈捕虏体形式赋存于前寒武纪变质侵入岩中。铁质辉绿岩、弱磁性黑云斜长角闪岩和磁铁石英岩是此类型铁矿的主要铁矿石［9］。研究认为，本区铁矿石类型跟这个结论一致。

本地区铁矿石测试分析后发现，矿物组成复杂，以磁铁矿和赤铁矿为主，为铁多金属共生矿床。同时，铁品位平均较低，普遍在20%～12%左右，低者不足10%，高者能达到50%，并含有较高氟、磷、硫等有害杂质，过去属于难选冶矿石，现在已经可以加工冶炼。

但是，由于铁矿石价格受到国际垄断控制，国际铁矿石价格随中国强大的市场需求而持续攀升，随铁矿石价格的飙升，品位10%～30%的浅层铁矿，由过去的无法选用变为目前经济可采的储量，矿石本身未变，但经济战略意义却有了质的提升。加上内蒙古大青山地区又是包钢铁矿石的重要供应地，因此本矿区铁矿的勘探查明有着重大意义，其开采利用应该受到国家和地方的重视。

4 大地构造演化

内蒙5万区调结果表明，本区位于华北陆块北缘隆起带中段，将本区域的地质发展史分为4个阶段：即太古宙－古元古代陆块基底形成阶段、中元古代台缘裂陷发展阶段、新元古代－早石炭世稳定上隆阶段、晚石炭世－中新生代活化阶段［10］。其中，前三个阶段与本矿区的铁矿形成密切关系。

太古宙末期基性火山岩的分布、地球化学特征、基性火山岩与其他岩石的关系和组合特征表明，华北克拉通在新太古代时期，小陆块拼合到一起，基性火山岩的喷溢同样造成地壳的增生［11］。区内中太古宙乌拉山岩群以及密切伴生的变质深成岩，是结晶基底的主体，出露于先期形成的兴和－集宁古陆之北，显示一种侧向的陆壳增生方式。经过乌拉山旋回的建造和改造作用，地台基底已初具规模。新太古代早期伸展体制下顺层韧性剪切，形成条带状构造和糜棱片麻状构造，并造成普遍的低角闪岩相－高绿片岩相退变质。晚期的挤压造山阶段，本区大规模隆升，造就了华北陆块的基底轮廊。

古元古早期，在拉伸体制下形成陆内裂陷槽，沉积了一套陆源碎屑岩系，伴随变质作用发生顺层韧性剪切；中晚期，在挤压体制下发生褶皱作用，相伴形成逆冲式韧性剪切带，使裂陷海槽闭合。末期，在伸展构造体制下抬升造山，伴随陡立的辉绿岩脉群 （北沟基性岩墙）侵位斜切先期面理。至此，以韧性变形和中高级区域变质为特征的基底岩系形成，并铸就独具特色的华北陆块北缘隆起带。

中元古代台缘裂陷发展阶段。早期，在华北陆块北缘隆起带中西段逐渐裂开，形成东西向陆内坳裂槽，本区处于该坳裂槽的东端。晚期，在强烈的挤压应力作用下，褶皱、逆冲造山、大量硬绿泥石的出现，表明挤压应力很强，逆冲断层断面北倾预示着主动力来自北方。

新元古代－早石炭世陆块，这一阶段既无沉积，又无岩浆活动，也没有明显的构造变形形迹，是本区地质发展中最稳定的阶段，处于长期上隆状态。

5 结论

经过野外研究，本文查明矿区内铁矿主要赋存于乌拉山岩群中。铁质辉绿岩、弱磁性黑云角闪斜长片麻岩和磁铁石英岩是主要铁矿石。

本区域的铁矿形成史，即前寒武地质发展史分为3个阶段，即太古宙－古元古代陆块基底形成阶段、中元古代台缘裂陷发展阶段、新元古代－早石炭世稳定上隆阶段。

综合地层特征，以及本区构造演化和变质过程，对本铁矿区分析研究后一致认为，本区铁矿有复合成因，一是辉绿岩型铁矿，二是沉积变质型体铁矿（又名鞍山式铁矿），后期热液改造强烈。后者成矿面积和规模较大，为本区主要成矿类型。

［1］李鸿业，赵秀德．鞍本地区鞍山式铁矿区地质构造 ［J］．前寒武纪研究进展，1999，（3）．

［2］松权衡，刘 忠，杨复顶，等．国内外铁矿资源简介 ［J］．吉林地质，2008，（3）．

［3］周世泰．我国太古宙条带状铁矿研究进展及展望 ［J］．地质与勘探，1997，（3）．

［4］武铁山．华北早前寒武纪 （太古宙－古元古代）岩石地层单位划分、对比及地质年代属性讨论 ［J］．中国区域地质，2001 （2）．

［5］刘晓华，张 福，刘 星．内蒙古渣尔太山地区渣尔太群沉积环境及有关矿产分布规律的初步探讨 ［J］．内蒙古科技与经济，2009 （24）．

［6］吴昌华．华北克拉通的变质沉积岩及其克拉通的构造划分［J］．高校地质学报，2007 （3）．

［7］万天丰．中国大地构造学纲要 ［M］．北京：地质出版社，2003．

［8］张宝华，屈奋雄．华北地台北缘东段多期褶皱及构造置换对鞍山群铁矿床的控制作用 ［J］．地质与勘探，1996（6）．

［9］沈保丰，翟安民，苗培森，等．华北陆块铁矿床地质特征和资源潜力展望 ［J］．地质调查与研究，2006（4）．

［10］钱祥麟，李江海，程素华．前寒武纪大陆地壳地质构造演化研究进展与问题 ［J］．高校地质学报，2005（2）．

［11］耿元生，万渝生，沈其韩．华北克拉通早前寒武纪基性火山作用与地壳增生 ［J］．地质学报，2002（2）．

The geologic characteristics and ore－forming significations of the precambrian iron deposit in North China block：Examplified by Hong－zhao iron deposit，Inner Mongolia

LIU lei1，LIU Chang－feng2，ZHOU Zhi－guang1，2
（1．School of Earth Science and Resources，China University of Geosciences （Beijing），Beijing 100083，China；2．Geological Survey Institute，China University of Geosciences（Beijing），Beijing 100083，China）

Much geologic work and mineralogical research have been done on the Hong－zhao iron deposit．Accumulating regional geologic achievements and material have improved the geological research degree greatly．The previous reports suggest that the iron bed has little mining value because of its smaller scale and lower grade．We declare that the main type of this iron ore is sedimentary metamorphic－type magnetitequartzite．The genetic type belongs to the polygenetic and compound iron deposit formed by the exhalation sediment，metamorphic reconstruction and magmatic hydrothermal superposition enrichment in this region．With the price of imported iron ore has been continuing to climb up in recent years，the shallow，iron ore with low grade（10%～30%）were turning into the economic，minable reserves at present．Another，the Da－Qing shan Mountains，Inner Mongolia，is an important iron ore suppliers for Bao－tou iron and steel company．Therefore，the exploration of this type iron deposit will be of great significance，and the exploitation should be taken seriously by our country and local goverment．

Inner Mongolia；Hong zhao town；precambrian；iron deposit

P611．3

B

1004－4051（2010）zk－0147－03

2010－11－21

刘 磊 （1977－），男，在读博士研究生，研究方向：构造地质与区域成矿。