河北省涞源县～易县于城铁矿一带地质特征及找矿方向

张仲辉 王志敏

摘 要：通过对于城接触交代型铁矿进行野外地质踏勘及对相关资料进行收集整理，阐述了该区域的地质特征，区域地质构造对矿床的控矿作用及该矿床的成矿模式，并提出找矿远景。

关键词：于城铁矿 交代类型铁矿 接触带 找矿远景

中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（a）-0077-02

1 区域地质

于城铁矿位于涞源县县城东南，行政区划分属涞源县杨家庄镇支家庄村和易县桥家河乡大岭沟村。矿区属中朝准地台山西断隆与燕山台褶带接合部位，位于乌龙沟～上黄旗深断裂带南东侧。

区域地层可分为基底与盖层两部分。基底由中太古界陈庄岩群、上太古界石咀岩群组成，盖层由中上元古界长城系、蓟县系、青白口系及古生界的寒武系、奥陶系之碳酸盐建造，中生界侏罗系陆相火山碎屑岩建造，新生界第三系、第四系沉积建造组成，并且以角度不整合覆盖于基底之上。

区域构造显著特点是北北东向断裂与褶皱发育，乌龙沟～上黄旗、灵山～紫荆关两组北北东向深断裂构成区域构造的主体，它们具有漫长的发育演变过程，控制着区内沉积作用、岩浆活动、矿产分布等基本地质特征，是重要的导岩控矿构造。

区域岩浆岩属涞源杂岩体，产于北北东与北东东两组构造交汇部位，沿乌龙沟～上黄旗深断裂展布，明显受区域深断裂构造控制。北部王安镇岩体呈菱形，南部司格庄岩体呈三角形，两者在附图峪一带相连，总体为不对称哑铃状。岩浆活动主要为燕山期，亦有少量五台～吕梁期。岩石以中酸性～酸性为主，包括一部分基性岩，它们是岩浆长期演化和多次侵入的产物。根据同位素年龄资料，岩浆岩形成时代为白垩纪，分燕山早、晚两期侵入活动，岩性岩相复杂。

区域矿产主要有铁、铜、钼、铅锌等金属矿床，受乌龙沟～上黄旗深断裂带控制，矿床类型以矽卡岩型和斑岩型为主，矿床规模多为小型，少数为中～大型。典型矿床有大湾锌钼矿、木吉村铜钼矿、浮图峪铜矿、支家庄铁矿。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区内出露的地层主要为新太古代阜平期阜平片麻岩套坊里片麻岩，中元古界蓟县系雾迷山组白云岩，两者呈断层接触。在沟谷和山坡有第四系松散沉积物分布。

2.1.1 中太古界陈庄岩群（Ar2C）

分布于矿区白云岩顶垂体东部牛头峪矿段附近，岩性由条带状混合岩化黑云斜长片麻岩、角闪黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩、角闪岩组成。

2.1.2 蓟县系雾迷山组（Jxw）

由雾迷山组一段（Jxw1）、二段（Jxw2）白云岩组成。区内大面积分布呈顶垂体产出，岩性及岩性组合较为简单，纵横向变化不大。由于受岩浆岩侵入影响，普遍遭受了接触热变质和交代蚀变作用，并形成大理岩或大理岩化、矽卡岩化等蚀变及铁、铜、锌矿化。

地层整体走向呈北北东（16°）向，出露长度约2 000m，宽约1 350m。由于构造和岩体侵入的影响，地层产状变化较大，总体产状西北部（背斜倒转翼）走向北东，倾向南东，倾角35°～60°；东北部地层总体走向北北东，倾向南东，倾角45°，局部倾向变化在127°～225°之间，倾角变化在45°～87°之间；东南部变化也较大，走向由北东转为南东东，倾向变化在160°～205°之间，倾角变化在60°～76°之间。主要岩性有大理岩化白云岩、大理岩，水镁石化方镁石大理岩，蛇纹石大理岩、蛇纹石化白云岩等。

2.1.3 第四系（Q4）

主要为卵石、砾石、亚粘土等组成，厚度小于10m。

2.2 岩浆岩

矿区内岩浆岩广泛分布，于北、西和南部包围白云岩顶垂体，使白云岩呈“半岛状”顶垂体，仅东部为黑云斜长片麻岩呈高角度逆断层与白云岩接触。主要有燕山早期中细粒黑云母闪长岩（δ53（1-1））、石英二长岩（ηο53（1-1））、斑状二长花岗岩（πηγ53（1-2））和燕山晚期的中粗粒钾长花岗岩（Kγ53（3-3））、中细粒花岗岩（γс53（3-3））及各种脉岩。空间上成矿作用与石英二长岩关系密切。其它岩体除中细粒花岗岩和成矿作用有关外，其余均与成矿关系不大。

石英二长岩（ηο53（1-1））：分布于普查区的西南部、西北部、东北部，普查区北部、西部零星分布。与顶垂体接触形成南接触带、西接触带。岩石呈灰～浅肉红色，自形～半自形中细粒结构、二长结构或花岗结构，岩体边缘为细粒花岗结构，粒度一般0.5～3mm，岩体内部可>5mm，主要矿物成分为钾长石（条纹长石、微纹长石、微斜长石）25%～30%，个别>35%，斜长石35%～50%，石英10%～15%，当石英>20%时向二长花岗岩过渡，当钾长石含量增加，石英>20%时向花岗闪长岩过渡，角闪石3%～10%，副矿物为磁铁矿（1%～2%）、榍石（<1%，）和少量磷灰石，且常呈包裹体分布在长石和暗色矿物中。

中细粒花岗岩（γс53（3-3））：分布于普查区的西北部、北部，与顶垂体接触形成北接触带、西北接触带。肉红色，细粒花岗结构，粒度在0.2～2mm，成分主要为钾长石（条纹长石）40%～60%、斜长石（更长石）10%～20%、石英25%～30%，次要矿物为黑云母1%～5%、角闪石<5%，副矿物主要为磁铁矿<1%，少量榍石、磷灰石，偶见锆石、金红石。

脉岩从酸性-中基性各种成分的均有分布，它们是本区岩浆活动最后阶段产物。呈北北东和南北向分布在区内各阶段岩体和不同时代地层中，倾向南东，倾角65°～80°，多沿早期构造裂隙充填侵入，常成群平行排列，从形成时间以酸性脉岩为早，中基性脉岩最晚，但均为成矿后形成，对矿体起破坏作用，根据脉岩的穿插关系可确定其形成先后顺序。花岗斑岩（γπ5）-二长花岗斑岩（ηγπ5）和石英二长斑岩（οηπ5）-正长斑岩（ξπ5）-正长闪长斑岩（ξδπ5）、正长闪长岩（ξδ5）与闪长玢岩（δμ5）-煌斑岩、云斜煌斑岩（χ5、χφ5）。规模最大的是石英二长斑岩脉，纵贯矿区南北，长约3 000m，宽13～50m。

2.3 构造

该区雾迷山组白云岩呈顶垂体状残存在燕山早期岩浆岩之上，除东南部与太古界阜平群片麻岩呈断层接触外，其余三面均被燕山早期岩浆岩所包围，形成典型的顶垂体构造。

2.3.1 褶皱构造

碳酸盐岩顶垂体为一倒转背斜，向南西倾没，背斜轴向为北东向，向北变为北北东向，沿倒转背斜轴部有石英二长斑岩侵入，倒转背斜两翼地层走向均为北北东，向南东倾斜，由于受F4逆断层影响，岩层倾角西缓东陡，一般为45°～80°，东南部地层产状变化较大，倒转背斜倾没端靠近南接触带西缘，倾角变陡，可达50°～75°，在倒转背斜正常翼有一系列复式背向斜形成，但规模较小，其方向与主体褶皱方向一致，彼此平行排列。

2.3.2 断裂构造

区内断裂构造主要为北北东向大致平行的高角度正、逆断层，主要为成矿前断裂，主干断裂旁侧的次一级断裂控制了矿体形成和脉岩的侵入。为成矿后断裂，属早期断裂继承性活动，成矿后断裂破坏了矿体的完整性。

断层多为右旋平移正断层，走向北东--北北东，倾向南东--南东东，沿断裂有较大规模的石英二长斑岩脉、煌斑岩侵入，与围岩接触部位常形成磁铁矿化。伴生有次一级断裂和破碎带与逆断层一起构成断层带，沿断层带有断续分布的磁铁矿，对成矿有一定的控制作用。

2.3.3 接触带构造

白云岩顶垂体与石英二长岩或中细粒花岗岩接触，形成区内广泛而复杂的接触带构造，为区内主要控矿构造。根据接触带不同部位，将矿区划分为北接触带、西接触带、南接触带、东接触带与底部接触带。

北接触带：分布于矿区北地段，大部为顶垂体与中细粒花岗岩接触，仅在局部与石英二长岩接触，接触面总体向南倾斜，倾角10°～54°，分布标高为950m以上。接触带局部有零星黄铜矿磁铁矿、黄铜矿、含铜磁铁矿体出露，形成规模较小的五回岭矿体。

东接触带：南半部为断层控制，向北东沿接触带有中细粒花岗岩侵入，并形成牛头峪零散分布的磁铁矿，构成牛头峪矿段。

底接触带：是岩浆岩侵入体与白云岩顶垂体底面接触（兜底）部分，分布面积广，产状形态变化大。总体呈北西高、南东低的不规则波状分布，以20°～40°的角度向南东倾斜，南东部边缘变陡，甚至反向；矿区南部，接触带垂深112～306m，矿区西南部接触带逐步变浅，至于城出露于地表，矿区东地段接触带垂深达400余米，向北接触带逐渐变浅，至五回岭出露于地表。该区底接触带由于岩浆岩侵入体在局部呈岩枝、岩舌或岩凸使其形态更趋复杂。底接触带围岩被岩体呈岩枝、岩舌状穿插侵入，形成了较为厚大的铁铜矿体，或是形成岩凹，对形成矿体提供了有利条件。

2.4 蚀变作用及矿化

2.4.1 蚀变作用及分带

矿区内蚀变作用有两类：一为岩浆上升侵位过程中，以自身热能对围岩雾迷山组白云岩顶垂体发生的热接触变质作用；另一类是岩浆侵位后，岩浆晚期高温气化～热液和岩浆期后残余热液先后沿接触带发生的气化～热液经交代作用而产生内、外蚀变带并伴随成矿作用。

在内、外矽卡岩带中或蛇纹石大理岩化白云岩中均可见到绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化等，这些成矿后期或成矿期后中低温热液蚀变矿物，多呈细脉状沿裂隙充填或交代矽卡岩及早期形成的磁铁矿、黄铜矿、闪锌矿等。

2.4.2 矿化类型

围绕白云岩顶垂体形成的各接触带，由于成矿母岩的不同、构造部位不同，成矿的其它地质条件亦有所差异，在不同接触带的各矿段，矿体规模、产状、形态、产出条件和矿物共生组合各有特点。

于城岭南矿段：位于南接触带白云岩顶垂体倒转背斜的倾没端，岩凹控制了厚大矿体，主矿体隐伏于地下，产于石英二长岩与白云岩形成的外矽卡岩带，以铁为主的铜、锌共生组合，达中型规模。

于城矿段：产于西接触带，经1959年钻探控制，矿体薄，延伸不大，主要产于石英二长岩与白云岩形成的外矽卡岩带，小部分产于中细粒花岗岩与白云岩形成的外矽卡岩带，为小型的含铜磁铁矿，北段在镁矽卡岩中有白钨矿化。

五回岭矿段：产于矿区北部中细粒花岗岩与白云岩形成的外矽卡岩带，只见零星出露的含铜磁铁矿小矿体。

牛头峪矿段：南段受石英二长岩控制，在镁矽卡岩带中形成零散含铜磁铁矿体；中段受F4断层和中细粒花岗岩控制，出露零星磁铁矿体；在北部受中细粒花岗岩三面包围，在矽卡岩化白云岩中形成透镜状磁铁矿体。

3 磁异常特征

1978～1979年，河北省地矿局第六地质队在于城测区进行了磁法普查工作，并于1984年提交了《河北省涞源县于城测区一九七八、一九七九年磁法普查工作报告》。其成果显示，白云岩顶垂体中北部有低缓异常分布，南北长约1 500m，东西宽700～1 000m，磁场强度约500nT。据C75-28航测异常推测磁性体的深部有向南及东南延伸的迹象。

4 接触交代型矿床特征

该矿床成矿主要与超单元岩浆岩上升侵入过程中和周围岩层发生接触交待变质作用关系密切。同位素年龄在175Ma～110Ma之间。侏罗世、白垩世为主要成矿阶段

矿体主要受接触带构造控制，大体呈透镜状。矿物成分主要为磁铁矿，含少量闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿等硫化物，次生矿物主要有褐铁矿、铜兰、孔雀石。当晚期闪锌矿、黄铜矿等大量出现并与磁铁矿共生时，其矿物成分和组合由简单变为复杂。所以，不同矿石类型，矿物成分和共生组合也不尽相同。脉石矿物以透辉石、橄榄石、蛇纹石为主，石榴子石、透闪石、阳起石、金云母、绿帘石、方解石、绿泥石等次之。

矿石主元素为Fe，TFe最高品位可达54.85%，一般23%～40%。

共生组分有Cu、Zn、Mo，它们均可富集成工业矿体，有用伴生元素以Cu为主，S是铁矿石中主要有害元素。矿石中的硫含于黄铁矿和其他金属硫化物中，由组合分析结果可知，S含量在0.022%～1.980%。

5 矿床成因及找矿方向

该区磁铁矿主要产于岩浆岩与白云岩接触带上或其附近镁矽卡岩中，属典型的早期接触交代（矽卡岩）型磁铁矿被晚期黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿等金属硫化物叠加，最终形成复合式中、中高温热液铁、铜、锌共生矿床。石英二长岩、中细粒花岗岩成矿母岩和围岩岩性及构造条件，构成矿床主要控矿因素。

石英二长岩、花岗岩与围岩白云岩形成复杂的接触带构造。内蚀变形成“钾化带”、“钠化带”，外蚀变形成透辉石、墨绿色蛇纹石、橄榄石矽卡岩带。以上为该类型矿床的找矿方向。

参考文献

[1] 河北省区域地质矿产调查研究所.河北省太行山中北段1/5万区调片区总结报告，2000.

[2] 地质矿产部.河北省、北京市，天津市区域地质志[M].1982.

[3] 河北省保定地质工程勘查院.王春天等.太行山北段接触交代性铁矿地质特征及找矿勘查方向[M].2014.

[4] 河北省地质矿产局第六地质大队.河北省涞源县于城测区一九七八、一九七九年磁法普查工作报告，1984.