郭静粉,张立剑
(河北省地质矿产勘查开发局 第四地质大队,河北 承德 067000)
承德地区铁矿类型及其地质特征
郭静粉,张立剑
(河北省地质矿产勘查开发局 第四地质大队,河北 承德 067000)
在分析了承德地区铁矿资源总体特征的基础上,对承德地区铁矿按成因类型进行了分类,包括岩浆型、沉积变质型、接触交代型、火山热液型和沉积型五类。对不同成因类型矿床的成矿地质背景、控矿条件进行了分析,叙述了典型矿床的矿体特征、矿石质量、矿石类型等,并总结了各类型铁矿的特点。
承德;铁矿;成因类型;成矿地质背景;矿体特征
承德市地处河北省东北部,处于华北和东北两个地区的连接过渡地带,蕴藏有丰富的铁矿资源,是河北省重要的铁矿矿集区,其中大庙式铁矿最为著名,不仅作为典型矿床写进教科书中,更有众多学者对成岩、成矿时代、岩石特征、矿床成因等进行了研究,而其它类型铁矿床则少有学者关注。
承德地区铁矿资源丰富,截止2013年底,据《河北省矿产资源储量表》[1]统计,承德地区已查明的资源储量9.18亿t,占河北省总查明资源储量的8.49%,保有资源储量7.08亿t,占河北省保有资源储量的7.84%。
承德地区铁矿资源具有以下特征:上表矿产地中,除围场和平泉外,其他县区均有铁矿分布,但储量相对集中,主要分布于承德、隆化、滦平和宽城4县,矿产地占全市的51.39%,保有资源储量占全市的75.63%;矿床规模以中小型为主,大型较少;矿石类型以钒钛磁铁矿和磁铁矿为主,少数为赤铁矿;矿石品位低,均为贫矿,属需选铁矿石。
按照矿床成因分类,承德地区铁矿主要分为五种类型,即岩浆型、沉积变质型、接触交代型、火山热液型和沉积型。成矿时代从太古代至中生代均有铁矿形成,其中太古代以沉积变质型铁矿为主;元古代主要有与基性岩有关的钒钛磁铁矿;古生代有与超基性岩体有关的钒钛磁铁矿;中生代除与中酸性岩有关的接触交代型铁矿外,还有火山热液型铁矿。
2.1 岩浆型
岩浆型铁矿是承德地区最主要的铁矿类型,常是铁、钛、钒、磷共生的综合矿床。截止2013年底,岩浆型铁矿已查明资源储量5.72亿t[1],占承德地区铁矿已查明资源储量的62.31%。
2.1.1 与基性岩有关的铁矿
此类矿产集中产于大庙斜长岩杂岩体中,又称大庙式铁矿,按照成矿方式分为两类:贯入式和分异式。
1)贯入式铁矿
主要受斜长岩杂岩体和岩体内的压扭性断裂带控制,在红石砬—大庙深断裂和北东向压扭性构造交汇部位,常是铁矿田或矿床产出部位,典型矿床有黑山铁矿。
矿体形态多呈脉状、透镜状、囊状等,常见分支复合现象,上部多矿囊,矿体长一般几百米,厚度数米至数十米,矿体延深大于延长,延深是延长的2~5倍。矿体品位相对较富,TFe一般>30%,伴生钒、钛,TiO2一般大于8%,高者可大于12%,V2O5一般在0.3%左右。矿石构造以致密块状构造为主。矿石矿物主要为钛磁铁矿、磁铁矿、钛铁矿,钒以类质同象主要赋存钛磁铁矿和磁铁矿中;脉石矿物主要以斜长石、绿泥石为主。
2)分异式铁矿
分异式铁矿受压扭性构造带和杂岩体内接触带双重构造控制,含矿的橄榄苏长岩浆沿较大规模断裂带侵入后就地分异凝固成为分异式矿体。此类型矿床以大乌苏南沟铁矿为代表。
矿体多为似层状、层状,产于橄榄苏长岩体的中下部和下部,以脉动式多期侵入形成斜列式矿体,矿体形态较复杂,具分枝、复合,厚数十米至上百米,延长及延深达千米以上。矿体品位较贯入式矿体略低,TFe含量在20%~40%,伴生钒、钛。矿石构造以浸染状构造为主。矿石主要金属矿物由含钒磁铁矿、钛磁铁矿、钛铁矿组成;脉石矿物由橄榄石、紫苏辉石、单斜辉石、拉长石组成。
2.1.2 与超基性岩有关的铁矿
超基性岩体主要沿红石砬—大庙深断裂两侧分布,有规模不等的超基性岩体几十个,为海西期产物,岩性以辉石角闪石岩、角闪石岩为主,赋存的铁矿为岩浆晚期分异式铁矿,典型矿床有铁马吐沟铁矿。
矿体呈脉状或囊状主要赋存在辉石角闪石岩体中,与围岩呈渐变关系。矿体走向近东西,倾向南,倾角76(°)~80(°),品位略低,TFe在18%左右。矿石中伴生钒可综合回收。
近年,在中生代地层掩埋下的超基性岩体中发现张营子大型含钒磁铁矿床,岩体的侵入和矿体的生成亦受红石砬—大庙深断裂的控制。矿体主要赋存在橄榄岩、辉石岩中,次为角闪石岩中。矿体总体呈多层似层状产出,具分枝复合、膨胀狭缩现象,形态变化较复杂。矿体Fe平均含量在16.5%左右。矿石矿物以含钒磁铁矿、钛磁铁矿为主,另有少量钛铁矿;脉石矿物以单斜辉石为主,次为橄榄石(蛇纹石)和角闪石。矿石中有益组分有Fe、V2O5、Cu及Sc、TiO2等,有害组分硫、磷分别以黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿单矿物和氟磷灰石单矿物形式产出,不影响选矿。
2.2 沉积变质型
沉积变质型铁矿是承德地区主要的铁矿类型,主要分布于兴隆沙坡峪—烂石沟一带和宽城豆子沟—北大岭一带,矿床规模多为中型,滦平和丰宁县亦有分布,但以小型矿床居多。变质铁矿的重要成矿期是太古代,主要含矿层位有早—中太古界迁西群上亚群跑马场组,次为晚太古界单塔子群白庙组。
迁西群上亚群跑马场组岩石组合为角闪斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩夹麻粒岩、黑云变粒岩等,变质程度为高角闪岩—麻粒岩相。上亚群的铁矿规模一般较大,具有多处中型矿产地,如:宽城县豆子沟铁矿和北大岭铁矿。矿体常呈层状,似层状产出,单个矿体延长一般数百米至几公里,厚度薄,延深一般在200~500 m间。矿石金属矿物主要为磁铁矿;脉石矿物主要为石英、单斜辉石、紫苏辉石、黑云母、石榴石。矿石为半自形—他形晶粒状结构,条纹状或条带状构造。矿石TFe含量一般为30%左右,Fe含量一般为25%,具磁性铁占有率高的特点。
单塔子群白庙组岩石组合为黑云(或角闪)变粒岩、浅粒岩、黑云石榴二长片麻岩,夹多层磁铁石英岩,变质程度为角闪岩相。铁矿规模一般为小型,目前仅在滦平县发现一处中型矿床—周台子铁矿。矿体多呈似层状、扁豆状产出,与围岩界限清楚,产状与片麻理方向一致。矿石TFe含量介于30%~35%,极少数在40%以上。
2.3 接触交代型
承德地区接触交代型铁矿主要是由燕山旋回中酸性岩类(包括石英二长岩、石英闪长岩、花岗闪长岩、花岗斑岩、石英斑岩等)与碳酸盐岩接触交代形成的矿体,矿石矿物组合和有用组分较复杂,铁多为铜、锌、钼等矿床的伴生矿。含矿围岩以长城系高于庄组和蓟县系雾迷山组最为重要,常赋存具有工业价值的矿床,如寿王坟铜铁矿和蘑菇峪铜铁矿。绝大多数矿体赋存于接触带,矿体形态复杂,有似层状、透镜状、囊状、不规则脉状等。矿体规模大小悬殊,多数为小矿体。矿石金属矿物组合复杂,一般以磁铁矿为主,黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿和辉钼矿均较常见。矿石TFe含量一般为25%~35%,常伴生Cu、Mo、Zn,含量一般够工业品位,可以综合利用。
2.4 火山热液型
我省铁矿中火山热液型铁矿较少,目前全省仅发现十八台铁矿床1处[2],位于承德市丰宁县。
十八台铁矿床的形成与中生代火山作用密切相关,矿体赋存在火山角砾岩与次火山岩接触部位,矿体顶板围岩为火山角砾岩,底板围岩为霏细斑岩和次石英粗面岩。矿体形态、产状与接触带形态、产状相一致,受火山角砾岩带形态制约。TFe含量在25.10%~67.76%。矿石矿物主要是赤铁矿,少量褐铁矿、磁铁矿;脉石矿物主要是石英、方解石、绿泥石、高岭土等。矿石结构主要为自形—半自形和他形—半自形结构,其次为交代残余结构;矿石构造有块状、角砾状构造,局部可见小流层构造、旋涡状构造及蜂窝状构造,表明矿浆具侵位流动及气体溢出的特征。
2.5 沉积型
沉积型铁矿主要发育于元古代滨海相环境,分布于滦平、隆化、承德、平泉和兴隆等县,矿产地共17处,仅滦平县大熊沟铁矿一处为小型[3],其余为矿点和矿化点,不具工业价值。
大熊沟铁矿赋存于长城系串岭沟组一段底部含铁砂岩中,矿体形态呈豆荚状,一层矿,长1 965 m,宽150~200 m,厚0.29~4.02 m,品位TFe 45.61%,矿石类型为赤铁矿。
承德地区铁矿矿床成因类型较多,其中岩浆型铁矿累计探明储量位居第一,分布集中,矿石相对较富,还伴生钒、钛,承德地区也因此成为我国北方最大的钒钛磁铁矿矿集区,亦为承德建设钒钛资源综合利用产业基地提供资源保障;沉积变质型铁矿,点多面广,以中小型矿床居多,矿石常被称为“单一磁矿石”,此两种类型铁矿占据承德地区铁矿开发利用的主导地位;其它类型矿床虽然目前发现具工业价值的矿产地较少,但也是承德地区乃至河北省的典型矿床,如十八台铁矿。
[1] 河北省矿产资源储量表. 河北省国土资源厅, 2014.
[2] 秦振宇, 袁海波, 潘洪儒, 等. 河北省铁矿类型及勘查开发现状[J]. 矿产与地质, 2015, 29(3): 277-282.
[3] 河北省北京市天津市区域矿产总结(比例尺1:500000)[R]. 河北省地质矿产局, 1986: 140.
Types and Geological Characteristics of the Iron Deposits in Chengde
GUO Jingfen, ZHANG Lijian
(TheForthGeologicalTeam,HebeiGeologyandMiningBureau,Chengde,Hebei067000,China)
Based on the analysis of the characteristics of Iron resources in Chengde,iron deposits are classified into 5 genetic types: magmatic type, metamorphosed sedimentary type, skarn type, volcanic hydrothermal type and sedimentary type. This paper analyzed the metallogenic geological setting and controlling conditions of different genetic types of ore deposits. It described the characteristics of ore bodies, ore quality and types of ore deposits. At last, it summarized the characteristics of each type of iron deposits in Chengde.
Chengde; Iron deposit; Genetic type; Metallogenic geological setting; Characteristics of ore bodies
2016-11-04
郭静粉(1984-),女,河北邯郸人,矿产地质工程师,研究方向:固体矿产勘查,手机:15097810789,E-mail:guojingfen2008@126.com.
P618.31
A
10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.05.013