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有关岚县袁家村铁矿区矿床成因与岩石特征的研究

2020-04-28 881 上传者：管理员

摘要：岚县袁家村铁矿区是山西省的一个重要成矿区带，矿区内出露的地层有上太古界吕梁山群裴家庄组和袁家村组，古生界寒武系和奥陶系，新生界第三系和第四系。袁家村组的铁矿体储存量较大，按含铁岩石组合由下而上可分为3个含铁岩段。本文研究了岚县袁家村铁矿区矿床成因与岩石特征，以期能够为矿山开发提供可靠的参考。

关键词：
地层
岩石特征
矿床成因
铁矿
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1、引言

岚县袁家村铁矿区位于岚县县城梁家庄乡一带，该区是山西省的一个重要成矿区带，矿区内出露的地层有上太古界吕梁山群裴家庄组和袁家村组，古生界寒武系和奥陶系，新生界第三系和第四系。铁矿体主要赋存于袁家村组，按含铁岩石组合由下而上可分为3个含铁岩段，第一含铁岩段分布有1、2、5号矿体；第二含铁岩段分布有6、7、8、9、10、11号矿体；第三含铁岩段分布有15号矿体。

2、岩石特征

2.1石英岩类

分石英岩和含铁石英岩2类，产于袁家村组各沉积旋回的底部，呈层状和透镜状与绢云石英片岩和石英型铁矿层呈相变关系。

2.1.1 石英岩（Aq）

灰白色，致密块状、碎屑状构造，具变余砂状结构、不等粒花岗变晶结构。矿物成分以石英为主（＞85%），具明显的波状消光和颗粒拉长现象。粒度相差悬殊，粗粒1-2mm，细粒0.03-0.01mm，局部见有少量大于2mm的砾石及铁矿物。胶结物以硅质为主，少量泥质，后者变为鳞片状绢云母，有时出现黑云母及绿泥石。副矿物中有滚圆度较好的锆石、电气石及磷灰石。

2.1.2 含铁石英岩（Afq）

淡红色，条带状构造，具显微花岗变晶结构。矿物成分以石英为主，含量在70%以下，粒径在1mm左右；铁矿物有磁铁矿、假象赤铁矿及镜铁矿，含量在5%-10%，常呈完好的自形晶；局部还含有5%-10%的镁铁闪石。

2.2 片岩类

本类岩石主要由绢云片岩、绿泥片岩、镁铁闪石片岩组成，并与铁矿层、石英岩等常呈相变或互层出现。如绢云片岩类（多分布于含铁岩段的下部）与石英岩类或镜铁型、石英型铁矿层呈相变或夹层出现；镁铁闪石片岩和绿泥片岩则与闪石型铁矿层相伴生；黑云片岩类似乎与绿泥片岩或镁铁闪石片岩较密切，分布在含铁岩铁岩段的上部；碳质绢云片岩则主要分布在岩组和岩段的顶部或10号矿体的上部。岩石受动力变质作用的现象十分普遍，表现在岩石中的片状矿物显定向排列，多种矿物出现解理扭曲、波状消光，同时见到一些显微褶曲及伴生出现一些应力矿物—多硅白云母、铁黑硬绿泥石等。

2.2.1 绢云片岩类（As）

该岩类包括绢云片岩、绢云石英片岩、绿泥绢云片岩及炭质绢云片岩等。绢云片岩：呈银白—灰白色，片状构造，具鳞片花岗变晶结构；主要由绢云母（50%-70%）、石英（15%-45%）及少量的铁矿物或绿泥石组成。绢云石英片岩：呈灰白色，鳞片花岗变晶结构；由石英（40%-80%）、绢云母（25%-60%）组成，并有少量的锆石、榍石和铁矿物组成。有的见有变余斑状结构，斑晶由石英（见有熔蚀成港湾状及六方双锥的高温石英）或斜长石组成。基质多为绢云母、石英。这种变火山岩类主要分布在10号矿体的上部或夹层中。绿泥绢云片岩：呈淡灰至暗绿色，片状构造，鳞片变晶结构；主要由石英绢云母组成，并含有10%-25%的绿泥石。岚县袁家村铁矿区岩石特征及矿床成因浅析炭质绢云片岩：在区内分布广泛，可作为特征标志的一种岩石。呈灰黑至黑色，片状构造，鳞片花岗变晶结构。主要由石英（30%-55%）、绢云母（20%-60%）、碳质（5%-15%）组成，有的含少量绿泥石（5%-15%）。碳质多呈细小的尘点状和绢云母混杂在一起，绢云母呈细小鳞片状（片径0.01-0.02mm），石英呈它形粒状（粒径0.03-0.07mm）常嵌布于绢云母集合体中。

2.2.2 绿泥片岩类（Ac）

这类岩石主要为绿泥片岩，并包括有镁铁闪石片岩。经鉴定认为有部分绿泥片岩可划为黑云片岩，由于两者岩性相似，野外难于分出。绿泥片岩：呈灰绿至暗绿色，片状构造，具花岗鳞片变晶结构，矿物主要为绿泥石（40%-90%）、石英（10%-45%，有时达90%）呈定向排列，局部有黑云母、斜长石，微量矿物有铁矿物、榍石、金红石、绢云母、电气石、磷灰石等。在绿泥石片间可以见到一些细小的榍石和钛铁矿，有的认为是黑云母变成绿泥石，同时析出铁、钛的产物。镁铁闪片岩：灰绿色，风化后变为棕黄色，条带条纹状构造，纤维变晶结构，以朽木状外观为特征。矿物组合有：镁铁闪石（40%-60%）、铁矿物（5%-20%）、石英（10%-35%）、铁黑硬绿泥石（0%-20%），另有少量绿泥石、铁白云石、金属硫化物等。当铁矿物含量增高时，可变为闪石型铁矿。铁黑硬绿泥石明显交代镁铁闪石，它的出现与碳酸盐化（白云石化）关系较密切。黑云片岩：黑绿色，具片状构造，花岗鳞片变晶结构。矿物成分以黑云母（30%-65%）、石英（30%-60%）为主，有的含绿泥石(＜20%)、绢云母(＜10%)和少量纤闪石、碳酸盐矿物。

2.3 岩浆岩类

2.3.1 花岗斑岩（γπ）

灰白至浅灰色，也有肉红色。具斑状结构，斑晶为碱性长石（微斜长石和微条纹长石）、斜长石和石英，粒度1-4mm，含量10%-25%。斑晶有明显的熔蚀和碎斑结构，如石英斑晶呈浑圆状、港湾状熔蚀边，且有完好的双锥体高温石英。基质由石英、长石、绢云母和少量黑云母组成，粒度十分细小，粒径在0.03mm左右，似有流动构造。另外有的还含有少量的磁铁矿、磷灰石、电气石、黄铁矿等。岩石呈脉状产出，宽数米至10m。

2.3.2 变辉绿岩（βμ）

区内分布广泛，呈脉状、岩墙状，岩体贯入于变质岩系中。其与围岩呈整合接触，微斜交、斜交贯入，有的则吞蚀包容围岩。在与铁矿层接触带上，常见有薄条贫化蚀变带，也见有使铁矿中磁铁矿重结晶或重新分配而形成条带。岩石呈灰绿色、褐绿色，块状构造。岩体边部及小的岩脉片理发育。多具变余辉绿结构，也有呈鳞片状花岗变晶结构。岩石矿物含量变化较大，暗色矿物（角闪石、黑云母、绿泥石）含量在30%-60%，斜长石包括更钠长石、黝帘石、绢云母等35%-55%，石英小于10%，有少量榍石、钛铁矿、白钛石、方解石、磷灰石等。石英有的呈脉状或不规则状交代更钠长石，共结成微文象结构。变辉绿岩的形态，在南部多呈脉状，走向北北西，倾向北东东，脉宽由数米至几十米不等；往北呈近南北向和北东向，并汇合成岩墙或岩体产出，宽度可达100-450m。由于岩体的肢解、包容、吞蚀，使矿体形态变得较复杂，有的呈岛状及半岛状（1号矿体）、豆荚状（9线北）及手指状（15号矿体）。岩体沿倾向也有明显的汇合膨大现象，浅部多呈众多的小岩体，在300-500m延伸处，常汇成较大的岩墙。在岩体薄弱部位见有晚期碳酸盐岩脉穿插，并伴有黄铁矿化及绿泥石化蚀变带。

2.3.3 片麻状花岗岩（γ）

2分布于矿区北部袁家村东侧，面积约1km，呈岩株状侵入于含铁岩系中。岩体中有片岩及变辉绿岩的包体，并与围岩呈平整或微波状接触，分支很少，局部见有花岗岩斜穿含铁石英岩的现象。围岩蚀变微弱，见有硅化及重结晶现象。岩石呈灰白—浅红色，中粗粒它形粒状或花岗结构，边部微见似片麻状构造。岩石由微斜长石（40%-60%）、更长石（20%-30%）、石英（20%-30%）及少量黑云母（5%）组成。

3、矿床成因

本区铁矿床是产于吕梁山群一套酸—基性火山岩、火山沉积岩夹正常沉积的含铁岩组中。其成矿时期，无疑是在太古代区域大规模火山作用的间歇阶段。含铁岩系在剖面、平面上，呈现有规律性的岩性更替：即由下而上、自西向东，都是从碎屑岩（石英岩）开始，经铁质岩，变为粘土质岩（绢云片岩、绿泥片岩、闪石片岩）。在铁质岩中不同类型矿石的分布也显示出一定的规律性，其中以Ⅱ矿带较为明显。在矿体膨大部位的下部为石2+英镜（赤）铁矿，主要为赤铁矿，Fe几乎消失，全部被3+Fe所代替，矿体中基本上不含无矿夹层，往上为石英磁（赤）铁矿。主要矿物为磁铁矿，或假象赤铁矿，少含或基本不含无矿夹层。上部和两端为闪石石英磁（赤）铁矿，局部有绿泥石，其全铁中Fe的含量相对增高，有时含碳质和粘土质，常有片岩夹层，并相互过渡。

上述事实表明，矿床的形成是位于滨海至浅海条件下的一个盆地中，每一沉积旋回是一个海浸系列，海水由浅变深，但这并不意味着铁矿物质主要来源于古陆的风化。根据本区铁矿矿石中含有锗，Ti/V值非常大，Sr/Ba比值小于1，矿体储量集中，并呈区域性带状分布，在矿层顶底板和夹层中有含钠长岩晶屑及气孔—杏仁状构造的酸性到基性火山岩。因此，我们初步认为，本区铁矿的形成是与火山沉积建造具有一定关系。从矿体分布的特征来看，矿区中部为一盆地，富集厚大的石英磁铁矿，在其底部紧邻碎屑岩（石英岩）。由于区内火山活动频繁，因而易于富集热水，在热水作用下，使磁铁矿氧化为假象赤铁矿，碳酸盐矿物被溶蚀，铁质相对变富，并发育有晶洞构造，洞内生长有镜铁矿晶簇，形成石英镜（赤）铁矿。因而该类型的矿石可为受热液改造的结果。砾岩铁矿是分布在寒武系底部的一种砾状构造的矿石，并受基底变质铁矿所控制。在基底变质铁矿厚大集中区，砾岩铁矿也厚，远离则变薄，砾石变小，矿层逐渐尖灭。铁矿砾石在紧邻基底变质铁矿附近，大小悬殊，分选性差，大者一般呈棱角状，不具搬运痕迹，表明铁矿遭受强烈物理风化使其破碎、崩塌、原地堆积而成。小的一般滚圆度较好，主要是由于海水冲击，使砾石沿垂直海岸方向往复运动的结果。可见砾岩铁矿的形成，是基底变质铁矿经过破碎、堆积、胶结再沉积形成的一种铁矿床。

参考文献：

[1]张铁林,等.山西省岚县袁家村矿区铁矿详细勘探地质报告[R].山西省地质局岚铁会战指挥部,1981:32-37.

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白东升,陈国芳.岚县袁家村铁矿区岩石特征及矿床成因浅析[J].华北自然资源,2020(1):29-31.