迁西板桥东沟铁矿矿床地质特征及成矿模式研究

赵鹏飞，张振国，冷春鹏，李 坤，李宗峰，蒋正军

（1.华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063009；2.河北省地矿局第五地质大队，河北唐山063004）

迁西板桥东沟铁矿矿床地质特征及成矿模式研究

赵鹏飞*1,2，张振国1，冷春鹏1，李 坤1，李宗峰1，蒋正军1

（1.华北理工大学矿业工程学院，河北唐山063009；2.河北省地矿局第五地质大队，河北唐山063004）

依据矿床勘查，通过详细而系统的野外地质调查和岩石地球化学特征、矿物的同位素地球化学特征及成矿物理化学条件等方面的研究，厘定并深化了对铁矿床成因类型、成矿条件的认识，认为板桥东沟铁矿矿体围岩以黑云角闪斜长片麻岩为主、混合岩化角闪斜长片麻岩次之，矿体的主要矿石为磁铁石英岩，矿石结构主要以粒状变晶结构、条纹状构造、条带状构造和片麻状构造为主，矿石金属矿物以磁铁矿为主、含少量黄铁矿和极少量黄铜矿，矿石元素以Fe、Si、O为主，少量Al、Mg、Ca，矿体夹石主要由混合岩化黑云角闪斜长片麻岩组成，少量角闪斜长片麻岩、含铁片麻岩。认为板桥东沟铁矿铁矿床为碱长片麻岩—麻粒岩—磁铁石英岩含矿建造，属于区域变质的麻粒岩相，岩石多数是中-基性火山岩等变质的产物，板桥东沟铁矿铁矿床类型属于鞍山式沉积变质铁矿。为今后类似铁矿的勘查及矿床开发提供技术依据与支持。

迁西；板桥东沟铁矿；矿床地质；成矿模式

迁西地区铁矿为冀东地区铁矿主要产地之一。由于矿体埋藏浅，开采条件较好，易采选，有害质硫、磷含量低，加之地处我国重要经济中心——京津冀地区，条件十分有利。迁西地区目前已成为唐钢等钢铁厂铁矿原料的供应户，是我国重要的钢铁原料基地。

虽然很多地质单位曾对河北省迁西县板桥东沟铁矿做了地质调查工作，但仍存在一些问题。诸如，施工的钻孔因施工条件限制，部分钻孔布置不甚合理，个别地段对矿体工程控制略显不够；矿区中低品位矿资源储量较高，以后开采过程中应尽量开采，以防造成资源浪费；未划分板桥东沟铁矿的矿床成因类型及探讨其成矿模式等。

我国铁矿床类型完整，包括各个成矿时期，许英霞[1]以司家营铁矿为例探究沉积变质型铁矿床的地质特征，肖凡[2]研究华东地区沉积变质型铁矿的成矿规律；王晓地[3]指出新疆天山铁矿床中火山岩型铁矿资源储量约占铁矿产总资源量的五分之二以上，并且海相沉积型铁矿床中含有滨海古砂矿沉积钒钛磁铁矿床；郑建民[4]论述邯郸-邢台地区矽卡岩铁矿的地质特征；唐菊兴[5]以青藏高原为例探讨热液铁矿床成矿亚系列及找矿指导；李良旭[6]认为和平铁矿为沉积型铁矿床类型；孙启帧[7]阐述了风化淋滤型铁矿的成因因素；李延河[8]以马兰庄铁矿为例探讨造成中国缺失与BIF有关的风化壳型铁矿之间关系。

陈毓川和朱裕生将铁矿床成矿模式分为接触交代成矿模式、火山—沉积作用模式和模型3大类[9]。左国朝[10]以新疆铁矿为例，建立了磁海铁矿床的矿体模型和成矿演化构造模式；许东[11]阐述了澜沧江铁矿带惠民式-疆峰式铁矿床特征与含铁建造的关系；王智琳[12]发表海南岛主要铁矿床类型的成矿规律与成矿模式研究中认为海南岛铁矿床主要有石碌沉积变质型铁矿床；康丛轩[13]初步建立福建省马坑矽卡岩型磁铁矿成矿模型。

1 区域地质概况

研究区位于迁西县城区东北方向约30km，隶属迁西县东荒峪镇板桥村管辖。区内有简易公路与唐山—金厂峪公路相连，丰（润）—董（家口）公路在矿区西侧通过，交通便利。

区域主要出露的地层为太古界迁西群上川组和三屯营组地层，其中研究区以上川组为主要地层，在五重安、罗家屯以北地区均有分布，代表岩石为辉石麻粒岩，其中角闪斜长二辉麻粒岩最为发育。上覆地层为中上元古界长城系、蓟县系、青白口系地层、古生界寒武系地层、中生界侏罗系地层、古近系及第四系地层（图1）。

图1 研究区综合柱状图

2 矿区地质

2.1 矿区地质特征

地层走向为北东—南西向，倾向南东，倾角65°～85°。基本构造形态为一单斜构造，矿体受其控制，矿层产状与围岩一致。局部出现小型挠曲，未见大的断层破碎带等。区内岩浆岩出露很少，仅局部略见闪长岩脉，长度较短，宽0.1～0.5m，多斜切片麻理，规模较小。

2.2 矿区水文地质

区内主要为太古界迁西群组上川组变质岩类裂隙水及第四系松散岩类孔隙潜水。根据岩层的富水性及含水介质，将区内分为低山丘陵水文地质区及第四系水文地质区。地表水体距矿体较远，与矿体没有直接水力联系，对矿体直接充水无关系，无大的构造破碎带沟通矿体顶、底板，主要充水因表为大气降水及太古界迁西群变质岩类基岩裂隙水，其富水性弱，地下水补给条件较差，第四系覆盖面积小且薄，水文地质边界条件较简单。因此，综合评定该矿区属地下水文地质条件简单的矿床。

2.3 矿区工程地质

2.3.1 工程地质特征

（1）工程地质岩组特征。研究区岩性除第四系外，岩性主要为太古界迁西群上川组黑云角闪斜长片麻岩、磁铁石英岩及少量角闪斜长片麻岩及含磁铁石英岩等。根据岩体的工程地质特征可分为：第四系地层、风化带、太古界迁西群上川组变质岩和磁铁石英岩（矿体）。其中磁铁石英岩为主要矿石类型，灰黑色，中细粒结构，条纹状、条带状构造，主要成分为石英、磁铁矿，少量角闪石、辉石，RQD值为77%～100%，平均91%，岩石质量极好，岩体中等完整。

（2）结构面特征。研究区内没有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级结构面，主要为Ⅳ、Ⅴ级结构面，主要为岩层的层理及不同岩性发育的节理裂隙及各种片理和劈理等结构面，影响岩体的力学性质，破坏岩体的完整性和稳定性。

2.3.2 工程地质评价

根据勘查资料，该矿区基岩可分为风化带、矿体、矿体顶板、矿体底板等4个岩组，综合评价见表1。

表1 岩体质量评价表

3 矿床成因类型及成矿模式

3.1 矿床成因类型

3.1.1 矿体特征

研究区共赋存6条矿体，依次为M1、M1-1、M1-2、M2、M3、M4。其中M1号矿体为研究区内主矿体，其资源储量占研究区总资源储量的81.47%。矿体均赋存于太古界迁西群上川组变质岩地层中。矿体围岩以黑云角闪斜长片麻岩为主。

3.1.2 矿石类型

构成本矿床矿体的主要矿石为磁铁石英岩。按组成矿石的主要铁矿物分为磁铁矿石；按矿石中主要脉石矿物的种类分为石英型铁矿石；按结构构造分为条纹-条带状铁矿石；铁矿石中的铁元素主要以磁铁矿中的铁为主，即以磁性铁为主。

3.1.3 矿石结构构造

矿石结构主要为粒状变晶结构，以条纹状构造、条带状构造和片麻状构造为主，少量块状构造。矿体中矿石均不是单一构造，多重叠出现，过渡相变，没有截然的界线。

3.1.4 矿石矿物成分

矿石矿物成分较为简单。金属矿物以磁铁矿为主，含少量黄铁矿和极少量黄铜矿。脉石矿物以石英等透明矿物为主，另外见有少量辉石或角闪石、斜长石等，蚀变矿物有绿泥石、方解石等。

3.1.5 岩石化学成分

矿石化学成分简单，矿石所含有用元素为Fe，通过组合分析结果得知其它成份以Si、O为主，少量Al、Mg、Ca。不含可供综合利用的伴生元素，有害元素含量低微，对工业利用无影响。

3.1.6 矿体围岩和夹石

矿体近矿围岩以黑云角闪斜长片麻岩为主，混合岩化角闪斜长片麻岩次之。矿体夹石主要混合岩化黑云角闪斜长片麻岩组成，少量角闪斜长片麻岩、含铁片麻岩。夹层厚度不大。

3.2 矿床成矿模式 研究区铁矿床为碱长片麻岩—麻粒岩—磁铁石英岩含矿建造，属于区域变质的麻粒岩相，岩石多数是中—基性火山岩等变质的产物，在工区范围内存在小透镜状的辉石及角闪石的集合体，辉石磁铁石英岩形成时的铁质来源，应与火山活动有关。综上所述，认为详查区铁矿床类型属于鞍山式沉积变质铁矿。

4 结论

（1）板桥东沟铁矿矿体围岩以黑云角闪斜长片麻岩为主、混合岩化角闪斜长片麻岩次之；矿体的主要矿石为磁铁石英岩；矿石元素以Fe、Si、O为主，少量Al、Mg、Ca，矿体夹石主要由混合岩化黑云角闪斜长片麻岩组成，少量角闪斜长片麻岩、含铁片麻岩。

（2）板桥东沟铁矿铁矿床为碱长片麻岩—麻粒岩—磁铁石英岩含矿建造，属于区域变质的麻粒岩相铁矿铁矿床类型属于鞍山式沉积变质铁矿。

[1]许英霞,张龙飞,李厚民,等.冀东司家营沉积变质型铁矿床找矿模型[J].地质与勘探,2015,51(1):23-35.

[2]肖凡,班宜忠,孙建东,等.华东地区沉积变质型铁矿成矿规律[J].资源调查与环境,2015,36(3):179-189.

[3]王晓地,刘德权,唐延龄.新疆天山铁矿成矿系列类型的成矿地质特征[J].新疆地质,2013,31(2):156-160.

[4]郑建民,毛景文,陈懋弘,等.冀南邯郸-邢台地区矽卡岩铁矿的地质特征及成矿模式[J].地质通报,2007,26(2):150-154.

[5]唐菊兴,王勤,杨超,等.青藏高原两个斑岩—浅成低温热液矿床成矿亚系列及其“缺位找矿”之实践[J].矿床地质, 2014,33(6):1151-1170.

[6]李良旭,包又先.云南香格里拉县和平铁矿地质特征及成因[J].云南地质,2015,34(1):109-113.

[7]孙启帧.论我国铁矿边缘成矿[J].地质与勘探,1993（8）:13-18.

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[9]陈毓川,朱裕生.中国矿床成矿模式[M].北京:地质出版社, 1993.

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[12]王智琳,许德如,傅杨荣,等.海南岛主要铁矿床类型的成矿规律与成矿模式研究[J].矿物学报,2011(S1):869-870.

[13]康丛轩,宗雯,刘晓文.福建马坑矽卡岩型铁矿床成矿模式[J].有色金属,2013,65(2):44-49.

TD12

A

1004-5716(2016)12-0142-04

2016-01-21

2016-01-21

赵鹏飞（1980-），男（满族），河北遵化人，华北理工大学矿业工程学院在职工程硕士研究生，研究方向：地质找矿。