河北易县于城铁矿地质特征、成矿规律及成因分析

26
10
21
180 30
24
100 60
如 表 1 所 示，区 内 花 岗 闪 长 岩 SiO2，平 均 69.53%，K2O 平
均 4.71%，Na2O 4.09%，其化学成分以富碱 K2O+ Na2O=8.8%，
K2O> Na2O 为 特 征。其 碱 度 指 数 AR=2.85 ～ 4.12，平 均 3.27，
YWL2 1507 3.3 31.3 0.7 11.1 5.0 10 200 13 11.2 27.2
26
100
<10
10 10
21
20 200
40
40 40
24
14 25
<10
10 10
样号 Rb Sc Sr Ta Th Ti U V Zn Zr K2O % YWL2 80 5.4 582 0.8 10.1 2815 1.68 54 49 148 3.99
在赖特的碱硅关系图上投影于碱性岩区，相当于皮科克的钙碱
性岩 ；里特曼指数 δ=2.46 ～ 3.65 ＜４（亦属钙碱性岩），戈蒂尼
指数 τ= 21.10 ～ 41.7，在 lgδ － lgτ 图上投影于造山带火山岩区，
与区域岩浆岩特征一致。
与 中 国 岩 浆 岩 类 平 均 化 学 成 分 中 花 岗 闪 长 岩 相 比，区 内
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河北易县于城铁矿地质特征、成矿规律及成因分析
邢东雪，张 胜，王 齐，王凯垒，辛志伟
摘要 ：于城铁矿区位于河北省易县与涞源县两县接壤地带， 燕山期王安镇杂岩体北接触带，属岩体侵位于中元古界白云岩 地层形成的矽卡岩型铁矿床，矿体规模中型。含矿地层为中元古 界蓟县系雾迷山组二段，受乌龙沟—上黄旗深大断裂及次级构 造、接触带构造、褶皱构造控制及影响，共圈定矿体 1 条。燕山 期花岗闪长岩为铁矿成矿母岩，提供了重要成矿物质来源和热 液活动，区内接触带构造、褶皱构造为铁矿的形成提供了良好的 赋矿空间。矿区内赋矿地层单一、构造控矿明显，成矿物质来源 单一，主要控矿因素为构造、岩浆岩及地层围岩，矿床成因为早 期矽卡岩型磁铁矿床。
21 59.23 0.93 15.6 2.60 4.12 0.09 3.29 4.92 4.15 3.25
24 62.4 0.62 15.41 3.16 2.26 0.01 3.54 1.87 3.60 4.15
表 2 花岗闪长岩微量元素含量表
样号
化学成分含量（%）
Ba Co Cr Cs Cu Hf Li Mn Nb Ni Pb
（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。由于岩浆岩侵入体在局部呈岩枝、岩
舌或岩凸状侵入围岩中，使其形态更趋复杂。岩体的隆起凹入，
造成底接触带形状起伏高低不平，由数个岩凸、岩凹组成的构造
特点，其对矿体形成据供了有利条件。
断裂构造 ：区内断裂构造表现为一系列北北东向大致平行 的高角度正、逆断层，主要为成矿前的断裂，在主干断裂的次一 级断裂中控制了矿体形成和脉岩的侵入 ；次为成矿后断裂，不 太发育，沿早期断裂再次活动，它破坏了矿体的完整性。在褶皱 形成的同时，伴有层间裂隙的产生，区内较为多见。
侵入接触带构造 ：白云岩顶垂体与花岗闪长岩或石英二长 闪长岩直接接触，形成区内广泛而复杂的构造接触带。其限定了 白云岩顶垂体的范围，以及其与花岗闪长岩的接触界线在不同 部位的形态、产状，同时也控制了矽卡岩带、矿体的空间分布规 律。因此，接触带构造即是岩浆晚期和期后热液运移的通道，又 是热液活动与成矿物质沉淀的有利空间。
关键词 ：铁矿 ；成矿地质条件 ；成矿规律 ；矿床成因 河北省铁矿资源丰富，按矿床成因主要分为沉积变质型、矽 卡岩型、晚期岩浆岩型。沉积变质型铁矿主要与太古宙和古元古 界的含铁硅酸盐建造及区域变质作用和后期混合岩化作用中的去 硅作用有关 ；矽卡岩型铁矿主要受燕山期中酸性岩体和新元古界 及早古生界浅海沉积碳酸盐岩间的接触带控制 ；晚期岩浆岩型铁 矿主要受吕梁期的超基性岩体控制，为岩浆晚期熔融作用所形成。 于城铁矿区位于河北省易县与涞源县两县接壤地带，燕山 期王安镇杂岩体北接触带，属岩体侵位于中元古界白云岩地层 形成的矽卡岩型铁矿床，矿体规模属中型。矿区中心地理坐标 ： 东经 114° 53′ 09″、北纬 39° 16′ 42″。累计查明控制及推 断铁矿石资源量 1500 万吨，是河北省内铁矿资源重要产出地之 一。本文通过该区找矿工作经验和已有成果资料，对该区成矿地 质条件进行分析研究，总结成矿规律、并对矿床成因、控矿因素 及找矿标志进行探讨。
（1）矿石物质组成。矿石物质组成主要由矿石矿物和脉石矿 物组成，矿石矿物主要为磁铁矿，并含少量闪锌矿、黄铜矿、黄 铁矿和磁黄铁矿等，脉石矿物以透辉石、蛇纹石、金云母为主， 石榴子石、透闪石、滑石等次之。
图 1 磁铁矿（Mag）呈半自形 - 它形 - 自形晶粒状分布在脉石矿物间 （2）矿石化学成分。根据样品分析结果，矿石的主要有用组
闪长岩与雾迷山组二段地层接触带为矿体赋存地段，花岗闪长 接触，向下逐渐转向北东倾斜。在岩体由南向北，由陡变缓的转
岩为矿区内矿体底板，顶板主要为雾迷山组二段白云岩。矿体内 折部位，形成岩凹，是成矿有利部位，厚大铁矿体多赋存于此。
不存在夹石。
此带继续延伸过渡为底接触带。
（2）底接触带 ：是岩浆岩侵入体与白云岩顶垂体底面接触
（3）矿石结构、构造。矿石结构以自形 - 半自形粒状结构为 主。矿石构造以致密块状、浸染状构造为主，次为条带状、角砾
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状和斑杂状构造。
根据接触带不同部位和形成方式，矿区内分成南接触带与
（4）矿石类型。矿床为接触交代型矽卡岩铁矿，地表无矿体 底部接触带。
褶皱构造 ：整个顶垂体为一倒转复背斜，枢纽向南西倾没， 轴面走向为北东向，向北变为北北东向，沿轴部有花岗闪长岩 侵入。背斜两翼地层整体产状均为走向 NNE，倾向 SE，由于受 F1 逆断层影响，岩层倾角一般为 45°～ 85°。在倒转背斜内部， 特别是正常翼产生了一系列复式背向斜，但规模较小，其方向与 主体褶皱方向一致，彼此平行排列。
矿区大地构造位置位于中朝准地台山西断隆五台台拱蔚县 凹褶束与燕山台褶带军都山岩浆岩带大河南抬斜断块的接合部 位，涞源杂岩体中腰东缘，乌龙沟—上黄旗深断裂带南缘。
矿区雾迷山组白云岩呈不规则状顶垂体赋存在燕山早期岩 浆岩上部，除东南部与新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，其内部 及与岩浆岩接触部位发育明显的褶皱构造及接触带构造，它们 的赋存部位和空间展布特点与区域构造线方向具一致性。
分为铁。样品组合分析结果显示伴生有用组分为钴，伴生有害组 分为硫，造渣组分为钙、镁、硅、铝、钾、钠的氧化物。
铁 主 要 赋 存 于 磁 性 铁 中，少 量 赋 存 于 硫 铁 矿、赤 铁 矿、菱 铁矿、硅酸铁中。伴生有用组分只有钴元素达到伴生组分评价 指 标 要 求，品 位 0.021 ～ 0.023%，平 均 品 位 0.022%。伴 生 有 害 组 分 为 硫，主 要 赋 存 于 黄 铁 矿 中，含 量 为 1.66 ～ 2.53%，平 均 含 量 2.02%。造 渣 组 分 主 要 为 CaO、MgO 、SiO2、Al2O3、K2O、 Na2O，根据化学全分析结果，CaO 含量为 7.95 ～ 8.28%，平均含 量 8.11%。MgO 含量 26.62 ～ 27.89%，平均含量 27.26%。SiO2 含 量 24.65 ～ 25.81%，平均含量 25.23%。Al2O3 含量 0.81 ～ 0.92%， 平 均 含 量 0.86%。K2O 含 量 0.205 ～ 0.319%，平 均 含 量 0.262%。 Na2O 含 量 0.113 ～ 0.242%， 平 均 含 量 0.177%。CaO+MgO/ SiO2+Al2O3 比值为 1.36，属碱性矿石。
出露，属隐伏矿，因此矿石自然类型属原生磁铁矿石。
（1）南接触带 ：是矿区内主要成矿接触带，形态复杂，近地
（5）矿体围岩与夹石。矿体位于矽卡岩带内。在空间上花岗 表处花岗闪长岩超覆于白云岩之上，使接触界面向 196°方向倾
闪长岩与成矿关系密切，花岗闪长岩局部蚀变为緑帘石化，花岗 斜，倾角 30°～ 70°，地层产状近于垂直接触面，表现为侵入
分布来看，矿体均与花岗闪长岩紧密相关，不但为成矿提供了物
质来源，而且岩浆岩的交代作用，对铁矿的形成创造了有利条件。
表 1 花岗闪长岩主量元素含量表
样号
化学成分含量（%）
SiO2 Ti2O Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO Na2O K2O 26 75.83 0.14 11.22 1.28 0.68 0.08 0.07 0.3 3.1 4.5
区域位于王安镇岩体北部，岩浆活动频繁，分布广泛，岩浆 活动主要为燕山期，为早白垩世侵入岩、中侏罗世侵入岩，以中
酸性岩为主，侵入岩呈岩株和岩墙产出，少量为脉岩。
2 矿体地质 2.1 矿体特征
矿区内铁矿体赋存于褶皱构造带接触部位，围岩主要为燕 山期中细粒花岗闪长岩和蓟县系雾迷山组白云岩。区内共圈定 矿体 1 条，分布于 2-18 线之间，总体走向北西—南东，呈不规 则的倒置“喇叭”状隐伏产出。赋存标高 1078m-260m，深部受 1000m、958m、930m、878m、830m、780m、760m、720m 共 8 个水 平 中 段 和 ZK803、ZK738、ZK1003、ZK1402、ZK4118 共 5 个 钻 孔控制，最大倾斜延伸约 1100m，铁矿体平均品位 TFe38.43%， 矿体规模属中型。 2.2 矿石质量
3 成矿地质条件分析 3.1 成矿地质条件
矿区出露地层主要为中元古界蓟县系雾迷山组、新太古界 元坊岩组。
矿体主要赋存于中元古界蓟县系雾迷山组地层中，该地层 为一套浅海相碳酸盐建造，其南部及西部被燕山期侵入岩包围， 地层产状变化较大，整体倾向 SE，倾角 45°～ 85° ；局部倾向 SW，倾角 30°～ 50°。该地层自下而上分为 2 个岩性段。一段 为灰白 - 白色厚层状燧石条带白云岩，含有较多的燧石条带与燧 石结核和团块，局部夹有粉红色厚层状白云岩、含砂砾白云岩。 二段为灰白色厚层 - 巨厚层状、燧石条带状白云岩，中部夹有两 层深灰色沥青质白云岩，岩石多具蛇纹石化、大理岩化。 3.2 构造控制作用
3.3 岩浆岩为成矿提供重要物质来源
矿区内岩浆岩广泛分布于西、南部呈“半岛状”包围白云岩
顶垂体，属涞源杂岩体的一部分。主要为燕山早期侵入岩，岩石
类型主要为中细粒花岗闪长岩，中细粒状半自形花岗结构，块状
构造，岩石主要矿物成分为斜长石、钾长石、石英、黑云母、角闪
石等。其岩石化学特征属钙碱性系列，钠质、铁质含量高，从空间
花 岗 闪 长 岩 SiO2 稍 偏 低，CaO、Na2O、K2O 基 本 相 近，Fe2O3、 FeO、MgO 大大高于花岗岩类平均化学成分 , 显示出矽卡岩型
Fe、Cu 矿的有利成矿条件。
1示，花岗闪长岩与维氏酸性岩类中花岗岩比较， Cu、Pb、Zn 元素与之相一致 ；Cr、Ni 含量高达 4 倍 ；V 高于维 氏花岗岩 2.5-4.5 倍 ；Co 元素高于花岗岩而与中性闪长岩相近。 显示了花岗闪长岩与区内铁及多金属矿床的密切关系。
1 区域地质背景 区域地层自新太古界至新生界均有分布，由老到新为 ：新
太古界元坊岩组、板峪口岩组、金刚库岩组 ；中 - 新元古界长城 系高于庄组、蓟县系雾迷山组、铁岭组 ；古生界寒武系馒头组、 张夏组、崮山组，晚寒武－早奥陶系炒米店组、冶里组、亮甲山 组 ；中生界髫髻山组、新生界古近系灵山组，第四系马兰组、松 散堆积物。其中蓟县系雾迷山组为本区赋矿地层。
区域构造主要为断裂构造，次为褶皱构造。断裂构造受区域 中北部上黄旗—乌龙沟深断裂影响，构造轴线以北北东向为主， 以脆性变形为主，具多期次、多方位、长期性活动。褶皱构造以 支家庄—大湾褶皱为主，该褶皱由两个向斜、一个背斜组成，轴 面走向 10°～ 20°，岩浆侵位于高于庄组和雾迷山组形成拆离 滑脱构造形成褶皱构造。