河北省隆化县张三营铌铁矿地质特征及矿体成因分析

第72卷第4期!色#属（矿山部分）2020年7月Doi：10.3969/j.iisn.1671-4172.2020.04.018
河北省隆化县张三营锐铁矿地质特征及矿体成因分析
王鹏，梁景利，杨瑞
（华北地质勘查局五一四地质大队，河北承德067000）
摘要：张三营锭铁矿位于隆化县通事营子碱长花岗杂岩体内部，区内构造发育，岩浆活动频繁，成分多样，持续时间长，丰富的构造活动及多期次的热液活动为区内稀有元素的富集提供非常有利的条件$通过深入研究区内锭铁矿成矿地质条件、矿体地质特征，总结了区内锭铁矿的找矿标志及成因机制，为区内下一步勘查工作的部署提供重要的参考和借鉴。

关键词：锭铁矿；地质特征；碱长花岗岩；找矿标志；矿体成因
中图分类号：P622+.6文献标志码:A文章编号：1671-4172（2020）04-0099-06
Geological characteristics and ore genesis of Zhangsanying
niobium-iron mine in Longhua county?Hebei province
WANG Peng,LIANG JinglYANG Rul
(514Brigade of North China Geological Exploration Bureau#Chengde Hebei067000#China)
Abstract:Zhangsanying niobium-iron mine is located in the al'ali feldspar complex granite of Tongshiyingzi, Longhuacounty#wherethestructureisdeveloped#the magmaticactivityisfrequent#thecompositionisdiverse#the lastingtimeislong#theabundanttectonicactivityandthe multi-stagehydrothermalactivityprovideveryfavorable conditionsfortheenrichmentofrareelementsinthearea.Basedonthein-depthstudyoftheore-forminggeological conditionsandorebodygeologicalcharacteristicsofniobium-iron mineinthearea#thispapersummarizedtheore prospectingindicatorsandgenetic mechanism of niobium-iron mine#whichcanprovideimportantreferenceforthe nextexplorationwor'.
Key words：niobium-iron mine；geological characteristics；al'ali feldspar granite；prospecting criteria；genesis of orebody
张三营锭铁矿区早元古代早期就有岩浆活动,一直持续到燕山期达到顶峰，形成了一系列的侵入岩、喷出岩等$区内丰富的岩浆活动为成矿提供了丰富的热源及物源，而频繁的构造活动则为含矿热液的运移和储存提供了运输通道和储存场所，为本区稀有矿产的形成提供了丰富条件。

以往地勘工作主要针对铁、金、铅、锌等矿种进行，而对锭等稀有元素矿产的投入和研究工作较少[14],本次依托“张三营锭铁矿预查”项目，在前人研究的基础上，总结本次工作成果，为本区稀有矿产的找矿实践工作起到一定的指导意义$
基金项目：河北地质勘査专项资金项目（冀国土资勘字：2017]017号）作者筒介：王鹏（1982-），男，工程师，资源勘査工程专业，主要研究方向为地质勘探与找矿$1区域地质背景
研究区位于中朝准地台（I"）、内蒙地轴（&21）、围场拱断束（皿23）之上黄旗岩浆岩亚带（（Q东支。

是地壳长期相对挤压、升降活动地带，地层发育，岩浆活动强烈$区域地层主要由元古界红旗营子群姜营子组（Pt"）角闪斜长片麻岩、中生界白垩系张家口组（K12）火山碎屑岩、白垩系大北沟组（K14）凝灰岩、白垩系西瓜园组（K z）安山岩、新生界新近系汉诺坝组（N M）玄武岩及第四系上更新统及全新统组成$研究区地处北东向围场拱断束的隆起带与张三营凹陷带的接触部位，靠近隆起带一侧，北东向展布的八达营一蓝旗卡伦张性断裂带自区域东南部经过，该断裂带具有多次活动的特点，
100!色金属（矿山部分）第72卷
尤以燕山期最为剧烈，对区内成矿具有重要意义$
受区域影响，岩浆活动频繁，该区自早元古代早
期就有岩浆活动,—直持续到燕山期达到，其中
通事长花岗杂岩体，该碱性花
岗岩体与本区規等稀有矿关系口
（图1）
117'30。

117'45。

叵1叵2国3国4国5區6屈7血8阪9
曰10冋1回12
1—新生界第四系全新统&—新生界第四系上更新统;3—中生界白垩系西瓜园组;4—中生界白垩系大北沟组;5—中生界白垩系张家口组;6—中生代早白垩世钾长花岗岩;7—中生代早白垩花岗岩8—晚石炭世花岗闪长岩；9—中生代石英正长斑岩; 10—实测正断层;11—研究区范围;12—規异常等值线（X10-6）
图1区域综合地质简图
Fig.1Regional comprehensive geological map
研究区位于1：20万水系沉积物测量圈定的AS-41-乙3Nb、Y、U、Th、Be、La综合化探异常内，异常整体位于北展布的早白垩世钾长花岗岩岩体内部，呈南北分布#100km2#组合为Nb、Y、U、Th、Be、La，Nb、Y
为主，伴有U、Th、Be、La元素，其中Y、U、Th、Be、La叠合于Nb范围内部；Nb元素呈二级浓度分带，浓度分带;Nb、Y、U、Th、Be、La峰值分别为：47X10一6、26X10一6、2.8X10g6、24X10一6、3.3X10-6、6.8X10-6；区域浓集比值为Nb 1.88、Y 1.21、U 2.23,Th 2.05、Be1.08,La2.14$该异常强度高、面积较大，规模大，有较明显的浓集，异常区后期的大面积性花岗杂岩体为本区寻找碱性花岗岩型規铁矿或伟晶岩性規铁矿床提供良好的地质条件（图2）$
Qp|1I K产刃3I K?|4K©|5卜加|6I c2y8|7[-^]8Q|9
□内带
■中带
□外带
1—新生界第四系&—中生界白垩系西瓜园组粉砂岩；3—中生界白垩系大北沟组安山岩；4—早白垩系张家口组晶屑凝灰岩5—早白垩世钾长花岗岩；6—早白垩世石英正长斑岩; 7—晚石炭世花岗闪长岩;8—断裂构造;9—综合异常范围
图21:20万AS41综合异常剖析图Fig.21:200000AS41comprehensive anomaly profile 2矿区地质特征
2.1地层
研究区出露的地层为中生界白垩系张家口组二段（K i>），分布于研究区中部，出露面积约1.51km2;呈顶垂体状赋存于晚侏罗世中一粗粒碱长花岗岩与中一粗长花岗岩动接触带附近$体的主要动力为后期周围通事性杂岩体的岩浆侵位，地层主要岩性为晶屑凝灰岩$
新生界第四系晚更新统马兰组（Qp3m）及新生界第四系全新统（Q^+況"主要分布于研究区河床及沟谷的两侧（图3）$
2.2
区内构造较为发育，研究区内北东向展布的主北东、北的共同区的
$研究区南部—长花岗岩岩体内见性断裂（F1），为区域北主的
，断裂总体北，倾向北东，倾较陡，内可见1〜5m宽的破碎带。

另在研究区北部—粗长花岗岩粗
长花岗岩内发育北性（F"），体北，南，较，内可见后期的花岗伟晶岩脉，此伟晶岩即为区内发现的K 矿体，为本区的控矿及容矿$
第4期王鹏等：河北省隆化县张三营規铁矿地质特征及矿体成因分析101
2.3岩浆岩
研究区位于通事营子碱长花岗杂岩体内部，区内岩浆活动频繁强烈成分多样，持长,尤以中生代岩浆活动最为强烈。

区内出露的岩浆岩按岩相分主要为早白垩世中一细粒碱长花岗岩（K b B）、早白垩世中一粗粒碱长花岗岩（K b G）、早白垩世中一粗粒晶洞碱长花岗岩（K1Y）及早白垩世石英正长斑岩（K c S）。

岩体特征见表1。

12
B0
b|
B3
TCB3-1
^TCB5^1
TCB7-1AS3KfG
KfG
K：B
Y7T
K：G
Fl TCA11-1
AS1
|Qh"+pl1
Qp3/W QpB司2
1 \L__—
W3
用4
K：G
AS2
TCA3-2TCAO-l
TCA4-1
肿49肿50All A7
TCA7-1
TCA3-1
A3
那551
K©6
I t—15
「0TGA12-1-Qh“+pi
A4/]
.AS/
■■
A16Qp3m
K'G
肿52395553
Y 匚0兀大毛头沟「
Y
go生
5
1）新生界第四系新生界第四系马兰组3—白垩系张家口组晶屑凝灰岩；4—早白垩世晚期石英正长斑岩；5—早白垩世晚期中-粗粒晶洞碱长花岗岩（一早白垩世晚期中-粗粒碱长花岗岩；7—早白垩世晚期中-细粒碱长花岗岩；8—细粒花岗岩脉；9—斑状花岗岩脉；10—石英正长斑岩脉；11.規铁矿矿体；12—正断层位置及编号；13—1:5万水系沉积物测量综合异常范围及编号14—1:5000综合剖面测量位置及编号；15—槽探位置及编号
图3研究区综合地质图
F#g.3Comprehens#vegeolog#calmapofthestudyarea
表1研究区内侵入岩特征一览表
Table1Characteristics of intrusive rocks in the study area
时代
期次符号主要岩
产状主要岩石类型侵入时代
接触
矿化蚀变
纪世体名称系
第四次K f S山湾岩舌石英正长斑岩侵入念丫、K b G
超动
脉动
脉动钾长石化、高岭土化
早白白垩纪垩世-第三次K b Y玉皇庙岩
—粗粒晶洞碱长
花岗岩
侵入K3B、K b G
长石化、高岭土化、绿
石
第二次K b G顾家岩—粗长
花岗岩
侵入K3B
长石、岭土、绿
石
第K b B宝山岩—长
花岗岩
矿区南部晚石
世花岗闪长岩
长石化、高岭土化、褐
矿
102
! 色 # 属（矿山部分）
第72卷
1） 石英正长斑岩（K c S ）
主要分布于研究区东北部，出露面积约1 78 km 2,
呈北西向展布，为本区晚侏罗世第四次侵入的产
物，超动侵入研究区内以前的侵入岩，总体呈脉 状，呈肉红色，斑状结构，块状构造。

斑晶含量
15%〜20%，成分为钾长石，粒度4〜5 mm,基质
为微晶结构，粒度0.01〜0.05 mm 。

钾长石为正 长石：含量为70%〜75%，其中斑晶15%〜20%，
其余为基质；斑晶为自形一半自形板状，可见卡式 双晶；基质呈他形粒状，主要由斜长石、石英、钾长
石、黑云母组成$斜长石含量8%，晶形他形粒状。

石英含量10%〜15%，以细小粒状分布于长石粒
间，部分与钾长石呈文象状相互交生，构成显微文
象结构$黑云母含量5%，呈鳞片状。

偶见角闪石
和辉石$
2） 中一粗粒晶洞碱长花岗岩（K b Y ）
主要侵入研究区西部，出露面积约5. 62 km 2, 为本区第三期侵入的产物，与早期侵入的中一粗粒
碱长花岗岩呈脉动接触，总体呈岩株状，风化面灰白 色，新鲜面黄绿色，岩石以发育晶洞构造为特征，晶
0.4cmi0.8cm
，
4cmi12cm
，
晶洞内发育石英晶簇，石英六方锥体清晰可见$岩 石似斑状结构，块状构造，粒度2〜5 mm,钾长石为
正条纹长石，晶形为半自形板状一他形粒状,粒度多 在2〜5 mm ；条纹为钠质，呈似脉状、树枝状分布于
主晶内，具高岭土化$长石晶形半自形板条状，粒度 0.3 mm ,分布于正条纹长石边缘$石英他形粒状，
呈单晶或集合体状分布于长石空隙间，局部粒内轻
度波状消光。

黑云母片状，棕色，星散分布。

3） 中一粗粒碱长花岗岩（K b G ）
主要侵入于研究区中部及东南大部，出露面积
约15.44 km 2,呈岩株状，为本区第二期次侵入产
物，与前期侵入的中一细粒碱长花岗岩呈脉动接触$
岩体 体 北
$ 岩石 肉 红 ， 粗 结
构，块状构造。

钾长石为微纹长石、条纹长石，条纹
表2
AS3综合异常地球化学参数特征统计表
为钠质条纹；晶形呈半自形一他形，半自形为宽板
状，粒度2〜7. 75 mm,并以2〜5 mm 者居多，大于
5 mm 者次之，小于2 mm 者极少；次生变化强烈，为
长石 、 岭土、 母 $ 石英
， 具
波状消光和裂纹。

黑云母呈片状，暗绿褐色。

偶见
角闪石。

本中一粗粒碱长花岗岩为本区锭铁矿化体 的 矿母岩$
4） 中一细粒碱长花岗岩（KbB ）
呈岩株状侵入于研究区中南深部，出露面积约
2. 43 km 2,总体呈北东向展布，为研究区内第一期
的花岗岩岩体，
褐 ，新 灰白 ，
细粒状结构，块状构造。

矿物粒度较均一 $岩石由
钾长石、斜长石、石英、黑云母组成。

钾长石为条纹 长石，含量55%〜60%，晶形半自形一他形粒状，粒
度0. 48〜0. 80 mm $斜长石为钠长石，含量＜5% ,
晶形半自形一他形粒状，粒度0. 12 mm $石英他形 粒状，粒度0.48〜0.96 mm,含量35 % $黑云母少
量，鳞片状$岩石致密坚硬，轻度发育高岭土化、绿 泥石化等蚀变$
5） 岩
区内脉岩发育，成分多样，主要为细粒花岗岩
脉、石英正长斑岩脉、石英脉及花岗伟晶岩脉$岩 脉规模大小不一，小者仅为数米至数十米，大者长
达数百至千余米$研究区内发现的锭铁矿体就赋
存花岗伟晶岩脉内，岩石新鲜面呈肉红色，伟晶结
构，块状构造，主要矿物有：钾长石：半自形粒状，
浅肉红色，大小3〜6 mm ；石英：灰一灰黑色，玻璃
光泽，断口油脂光泽，多呈他形粒状，少量晶簇，粒
径2〜7 mm,最大可达3 cm ；黑云母:他形片状分布
在长石之间，粒度一般在0. 1〜0. 2 mm ；少量的错
石、磷灰石、萤石及独居石等$
2.4地球化学特征
本区通过1 : 5万水系沉积物测量，共圈定综合
异常3处，编号分别为AS1〜AS3$与矿化有直接 关系的异常为AS-3号综合异常（表2） $
Table 2 Geochemical parameters characteristics of AS3 comprehensive anomaly
元素
面积/km 2
形状极大值/10 6
均值/10 6
衬度
规模
浓度分级
Ta
0.486不规则 6.70
5.01
1.110.5401Nb
0.199不规则107.50
93.13
1.160.2301U 0.181不规则 5.10 4.38
1.180.2101Th 0.125不规则29.24
27.80 1.380.1701Be
0.105不规则12.3012.30
1.00
0.105
1Rb
0.101
不规则342.00
337.00 1.050.1061Sr
0.042不规则98.00
92.50
1.160.0491Y 0.001
不规则
36.0036.00
1.00
0.001
1
第4期王鹏等：河北省隆化县张三营铤铁矿地质特征及矿体成因分析
103
AS-3综合异常:此综合异常位于工作区西北部，
异常区内岩性主要为中一粗
长花岗岩与中一粗粒碱长花岗岩，沟谷部被第四系覆盖，异常范
围内存在一沿F1张性
北 的花岗伟晶岩
脉(图4)。

异常总体呈不规则形状，面积0.86 km 2, 元素组合为Nb 、Ta 、Rb 、Be 、Th 、U 、Sr 、Y,异常以 Ta *Nb *Rb *U Sr *Be 为主， Ta *Nb *Rb 合
较好,Ta 元素异常范围较大,
叠合于
Ti
范围内。

为 浓度分带。

模
较大，异常浓集 较明显，峰值为Ti 6.7X10_6、
Nb 107. 50 X 10一6、U 5. 1 X 10一6、Th 29. 24 X 10一6、 Be12. 3X10一6、Rb 342 X 10一6、Sr 98 X 10一6、
Y 36乂10一6 $
河1丙273內4帀5离6
Nb
9 O
U 7
Th Be.
(7
o
Rb
P
Sr q
Y
■内带
■中带 □外带
1—中一粗粒碱长花岗岩；2—中一粗粒晶洞碱长花岗
岩；3—细粒花岗岩脉；4—正断层位置及编号；5—K 铁
矿体位置及编号；6—槽探位置及编号
图4 AS3综合异常剖析图
Fig.4 AS3comprehen+iveanomalyprofile
3 矿体地质特征
3. 1矿体地质特征
矿区共圈定K 铁矿体一条，编号I 。

矿体位于
矿区西北部的AS3号综合 范围内部，沿F1张 性 —粗 长花岗岩的花岗 伟 岩
为矿体，矿体两盘岩石均为中一粗粒碱长花岗岩，矿 体与围岩
明显。

矿体总体 岀，地表断
续出露长度约640 m,真厚度1. 33〜1. 51 m,矿体 倾向112。

〜121。

，倾角66。

〜67。

Nb z O 5最高品位
为0.092%，力
品位0.081%。

另经组合分析
发现，矿体内RbO 品位在0. 057%〜0. 589%，达 到伴生工业 要求，具有综合利用价值。

3.2 矿 质
区内K 铁矿矿石的矿物成分简单，脉石矿物
以钾长石、石英、钠长石为主，次为黑云母、萤石，还
有 的错石、磷灰石、萤石及独居石等。

金属矿物
以黄铁矿、磁铁矿、K 铁矿、褐'K 矿及镜铁矿为主。

矿石 K 矿 分较为复杂，矿物颗粒较小。

主
要含K 矿物为K 铁矿、烧绿石、金红石、楣石等。

含
K 矿 充填 石矿物颗 或
分布于
花岗 伟 岩内 部。

区K 矿矿石的结构以花岗伟晶结构为主，次
为文象结构，粒状结构，片状、鳞片状结构。

矿石构
类型主要为块
、碎裂结构，另外
在 ：
充填构造、 团块 。

3.3围岩蚀变特征
本区K 铁矿赋存于花岗伟晶岩内部，与围岩界
限明显，近矿围岩蚀变主要为钠长石化、褐铁矿化、
矿化、绿泥石化、 母 。

4矿体成因分析
研究区地处北东向围场拱断束的隆起带与张三
营凹陷带的接触部位，长期处于强应变状态，复杂构
力场的叠加、复合
变 ，使 事件相
继发生，为成矿物质的聚集、迁移、沉淀及再
提
供了 条件。

区域 动的演化，控制着本区
性花岗岩岩体的展布, 、裂隙为矿体的形
提供了良好的运移通道和储矿场所。

同时长期的
力及岩浆活动，为成矿
的 提供了 条
件。

先期
的碱性花岗岩岩体为岩浆提供了良好
的屏障，岩浆在相对密闭的环境内，发生液体分离,
集了 、含有稀有金 挥发组分的伟 岩
浆，此岩浆即为K 铁矿岩浆。

随着分离岀的花岗质
岩浆侵位，地质应力
使得高度演化的伟晶岩
岩浆岩 隙贯入，发生结 交 ，这些地
质 的发生、发展、叠加及改造，使得Nb 、Rb 等稀
有
，能够充分富集、 沉淀，从而形成具有
经济意义的伟晶岩型K 铁矿床。

5 找矿标志
本区K 铁矿体赋存于沿构造侵入的花岗伟晶岩
内部，矿体 类型为花岗伟晶岩型K 铁矿床。

本
区的主要找矿标志有：
1))
志：研究区地处构造环境为活动大陆
边缘，区内发现的K 铁矿体赋存于沿北东向
的花岗伟晶岩内部，矿体受北
明显，在 的交汇处、沿 的花岗伟晶
岩
区重要的找矿标志。

104!色#属（矿山部分）第72卷
2）矿化标志：本区锭铁矿体赋存于花岗伟晶岩岩脉内部,研究区内伟晶岩类型较简单，交代作用较普遍，岩石钠长石化、硅化、绢云岩化较强烈,并表现出与锭铁矿化正相关的关系，因此寻找与矿化有关的各类矿化蚀变是寻找锭铁矿的直接找矿标志$ 3）地球化学标志1:5万水系沉积物测量圈定的Nb.Ta.Rb等综合异常，以及1：5000土壤剖面测量中Nb元素的高值区域是矿区间接的找矿标志。

6结论
张三营矿区内锭铁矿体赋存于区内沿构造裂隙侵入的花岗伟晶岩脉内部，受控于区域主构造的次一级断裂、裂隙等构造，矿体走向北东，形态呈透镜状，伟晶岩类型单一，岩石钠长石化、绢云岩化明显，矿化均匀，品位较高$从目前发现的矿脉规模和异常来看，矿体控制程度不足，走向上和倾向上尚有较大的找矿空间，且伟晶岩脉往往成群成带集中分布，如若加大勘查投入，有望实现本区锭铁矿找矿上的突破$
参考文献
+1］王汾连，赵太平，陈伟.Kg矿研究进展和攀西地区Kg矿成因初探+］矿床地质，2012,31（2）293-308.
WANG Fenlian#ZHAO Taiping#CHEN Wei Advances in study of Nb-Ta ore deposits in Panxi area and tentative
discussion on genesis of these ore deposits［J］.Mineral Deposits201231（2）：293-308
+］张培善，陶克捷，杨主明，等.白云鄂博稀土、Kg矿物及其成因探讨［］•中国稀土学报，2001，9!）：97-102.
ZHANG Peishan,TAO Kejie,YANG Zhuming,et al.Genesis
of rare earths，niobium and tantalum mineralsin Bayan Obo ore deposit of China[J].Journal of the Chinese Rare Earth Society，2001，19(2)：97-102
+]王小涛，梁新辉，常嘉毅，等•河南栾川县白土铅矿床地质特征及成因+]•有色金属(矿山部分),019,1(3):39-44.
WANG Xiaotao,LIANG Xinhui,CHANG Jiayi,et al.Analysis ongeologicalcharacteristicsandgenesisofBaituleaddepositin Luanchuan County,Henan province[J].Nonferrous Metals (MiningSection)，2019，71(3)：39-44
[]包民伟，王守敬，韩天成，等.豫西花岗伟晶岩型锂Kgk锡矿成矿期次:J].四川地质学报,018(3):52-54.
BAO Minwei#WANG Shoujing#HAN Tiancheng#et al
Meta l ogeneticstagesofgraniticpegmatitetype Li-Nb-Ta-Be-Sn deposits in West Henan[J].Acta Geologica Sichuan,2018(3): 52-54
[]南怀方.东风山金矿床地质特征及成因探讨:J].有色金属工20188(1):93-97
NAN Huaifang Investigationofgeologicfeaturesandgenesis in Dongfengshan gold deposits[J].Nonferrous Metals Engineering20188(1):93-97
[]聂凤军，王丰翔，赵宇安，等.内蒙古赵井沟大型Kg矿床地质特征及成因[]•矿床地质2013,32(4):730-743.
NIE Fengjun,WANG Fengxiang,ZHAO Yu'an,et al.
GeologicalfeaturesandoriginofZhaojinggouNb-Tadepositin Wuchuan County,Inner Mongolia[J].Mineral Deposits,2013, 32(4):730-743
[]赵亮亮，郑崔勇，袁波，等.陕西勉县俞家坪铅锌多金属矿地质特征及成因分析:J].有色金属(矿山部分)，2019,71(1)：
44-47
ZHAO Liangliang#ZHENG Cuiyong#YUAN Bo#et al
Geologicalcharacteristics and genetic analysis of mianxian Yujiaping lead-zinc polymetallic ore deposit in Shaanxi province^].
Nonferrous Metals(MiningSection)201971(1):44-47。