迁西县汉儿庄铁矿矿床成因分析

迁西县汉儿庄铁矿矿床成因分析

李金旺

中冶一局（河北）地质科技有限公司

摘要：迁西县汉儿庄铁矿矿层产于迁西群马兰峪组底层，主要岩性为角闪透辉斜长片麻岩、混合岩化角闪斜长片麻岩、混合岩化斜长角闪二辉麻粒岩、少量斜长角闪岩及磁铁石英岩扁豆体。铁矿层与火山沉积旋回性有密切关系，是火山沉积旋回的一个组成部分。因此矿山有火山、沉积和变质的多重性特点，属于海底火山～沉积～变质铁矿床。

关键词：迁西县汉儿庄铁矿 矿床成因 沉积变质

1、矿区地质

1.1地层

本区位于中朝准地台（Ⅰ2）燕山台褶带（Ⅱ22）马兰峪复背斜（Ⅲ27）中段遵化穹褶束（Ⅳ225）中部。

矿区出露的地层为太古界迁西群马兰峪组一段地层。该段地层为一套中深度程度的变质岩系，变质程度达到高级角闪岩相～麻粒岩相。地层总体走向50°，倾向320°，倾角60°～80°。主要岩性为黑云角闪斜长片麻岩、混合岩化黑云角闪斜长片麻岩夹斜长角闪岩夹斜长角闪岩、磁铁石英岩透镜体。上述岩性除磁铁石英岩外均不同程度混合岩化。主要岩性特征如下：

1.1.1 黑云角闪斜长片麻岩

是矿区主要岩石，岩石呈灰色，中粗粒花岗变晶结构，片麻状构造。矿物成分主要有斜长石（50～55%）、角闪石（30～35%）、石英5%左右，副矿物有磷灰石、磁铁矿等，次生矿物有纤闪石、绢云母等。矿物粒度一般0.3～2mm，少数＞2mm，具片麻状定向。

1.1.2 混合岩化黑云角闪斜长片麻岩

是矿区主要岩石，岩石呈灰色，中粗粒花岗变晶结构，片麻状构造。矿物成分主要有斜长石45%左右、角闪石30%、微斜长石10%左右、石英10%左右，副矿物有磷灰石、磁铁矿等，次生矿物有纤闪石、绢云母等。矿物粒度一般0.3～2mm，少数＞2mm，定向排列。

1.1.3 斜长角闪岩

矿区内分布较少，岩石呈灰色，中细粒变晶结构，块状状构造。主要矿物成分为斜长石40%左右、角闪石45%左右、透辉石10%，少量紫苏辉石、石英、黑云母，副矿物磷灰石，次生矿物有绢云母、次闪石、滑石等。

1.1.4 磁铁石英岩

矿区内可见到多层，层状、扁豆状产出。

1.2 构造

1.2.1 地层产状

矿区内底层片麻理走向呈舒缓波状，其变化范围为NE50°~ NE90°，矿区地层总体走向50°，倾向320°，倾角60°～80°，产状基本稳定。

1.2.2 褶皱及断裂构造

矿区内未见大的断裂与褶皱构造，仅见一些节理及裂隙。根据地表基岩露头和钻孔岩心地质编录统计，节理裂隙构造可大致分为三组。

    ①平行片麻理的压扭性节理。该组节理较发育，节理面平滑，并有绿泥石化现象，岩心多沿此面自然断开。

  ②片麻理倾向相反的张剪性节理。解理面平直，倾角30～50°，与前一组节理呈X形状，常将前一组节理切割，并将其位移数厘米。形成一组对剪切节理。该组为矿区主要裂隙。

③近南北向（与矿体走向近平行）高角度劈理。该组裂隙虽不甚发育但全矿区所有钻孔均能见到。劈理面与岩心轴夹角0°～15°，倾角75°～90°走向与矿体走向近于平行。劈理面不平整，呈齿牙状或阶梯状开裂，多有碳酸盐、高岭土化，局部见有溶孔、溶沟。

1.3 岩浆岩

区内岩浆活动微弱，只有少量岩脉分布。主要的脉岩有伟晶岩和石英脉，一般规模较小，厚度几厘米到数十厘米。

2 矿床地质

2.1 矿体的空间分布、规模、形态及产状

通过钻探与槽探工程揭露，矿区内分布有七个矿体，编号为Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，其中Ⅱ-1、Ⅳ、Ⅴ号矿体为主要矿体，七个矿体分布范围西起24线西60m，东至7线东75m，东西长940m，南北宽约100m，Ⅰ、Ⅱ-1、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ矿体均呈上下盘平行产出，空间分布紧密，分布标高140～470m，矿体总体走向北东40°左右，倾向北西，倾角60～75°。

Ⅰ号矿体：规模较小，而且为低品位矿，分布在矿区的东北部，5线～9线间，Ⅱ-1号矿体的上盘，矿体走向推长100m。矿体厚度：1.09～1.31m，平均1.20m。矿体赋存标高258～393m，地表有TC7-1工程控制，深部有Zk3钻孔控制，垂直高差135m，矿体延深141m。矿体呈扁豆状，产状较稳定，走向47°，倾向317°，倾角71°。

Ⅱ-1号矿体：位于矿区中部，为矿区内规模最大的一条矿体，分布于Ⅰ号矿体的东侧下盘，相距3～5m，基本呈平行状产出。矿体在地表由TC12～TC9-1共12条探槽工程控制，矿体连续性较好，矿体地表控制长度为555.17m；矿体深部由Zk1、Zk2、Sk01、Zk4、Zk3共5个钻孔控制，控制长度为405.17m。矿体呈层状，矿体厚度：8线1.12m、0线2.22 m、3线1.42m、7线1.132m，单层最大厚度2.81m（0线地表），单层最小厚度1.02m（7线），平均厚度1.55m。矿体延深：最小80m（3线），最大152m（7线），平均123.5m。矿体赋存标高：250m（7线）～350m（7线），平均垂直高差100m。矿体产状：走向52°， 倾向322°，倾角65～71°。

Ⅲ号矿体：分布在7线西25m至9线东25m，Ⅱ-1矿体的下盘，水平距2.5～4m；Ⅳ矿体的上盘，水平距2～3m。矿体推长100m，矿体延深159m，厚度1.07～1.14m。矿体赋存标高：246～420m。矿体倾向NW318°，倾角71°。

Ⅳ号矿体：为区内主要矿体，分布在矿区的东北部6线～9线间，Ⅲ号矿体的下盘，与之平行产出，水平距2～3m。矿体在地表有8条探槽控制，矿体连续。矿体深部由Zk2、Sk01、Zk4、Zk3孔控制。矿体长395m，延深118～175m，赋存标高140～446m。矿体呈层状，厚度1.06～3.14m （Zk4），矿体倾向NW318°，倾角66～71°。

Ⅴ号矿体：分布在矿区的东北部0线～9线间，Ⅳ号矿体的下盘，与之平行产出，水平距24m。矿体在地表有4条探槽控制，矿体深部由Zk3、Zk4孔控制。矿体长187.5m，延深218m，延深大于延长。赋存标高210～440m。矿体呈层状，厚度1.01～1.96m，矿体倾向NW316°，倾角70～71°。

Ⅵ号矿体：分布在矿区的东北部7线，Ⅴ号矿体的下盘，与之平行产出，水平距17m。矿体在地表只有TC7-2探槽控制，矿体长50m，延深50m，厚度1.05m，呈小扁豆体，矿体赋存标高在421～352m。矿体产状：倾向NW322°，倾角73°。该矿体不但为低品位矿，而且是远离主矿体的零星矿体，利用价值较低。

Ⅱ-2矿体：位于矿区的西南角，是Ⅱ-1矿体尖灭再现的西延（西南）部分，为隐伏的小矿体。矿体只有PD1平硐工程控制，矿体推长100m，延深60m，厚度1.26m，呈小扁豆体。

2.2 矿石质量

2.2.1 矿石矿物成分

矿石自然类型为透辉磁铁石英岩，矿物成分较简单，矿石矿物主要为磁铁矿，含量一般为25～30%，最高可达35%，少量赤铁矿、镜铁矿、黄铁矿；脉石矿物主要为石英一般含量50～55%，其次为透辉石10～15%。副矿物有磷灰石。次生矿物有滑石、次闪石。

2.2.2 矿石结构构造

矿石主要为中粗粒变晶结构。磁铁矿多呈半自形～它形粒状，可见少量完好的自形晶体，粒度分布较均匀，磁铁矿粒径一般1～3mm，部分0.1～1 mm。集合体呈条纹状分布。磁铁矿常与辉石相伴，构成2～5mm的暗色条纹，或呈分散状、浸染状分布在石英条纹中。磁铁矿和脉石矿物石英、辉石类矿物的嵌布关系较为简单，一般呈平直接触。少数磁铁矿呈星点状分布于石英条带中。这种嵌布关系易于矿物的分离。

脉石矿物石英呈他形不规则粒状集合体，粒度大小不等，一般0.2～1mm，透辉石呈半自形柱状，粒径0.1～2mm，透辉石已被滑石、次闪石交代，它们彼此紧密相嵌，矿物长轴稍具定向排列，呈似层纹状分布，构成矿石的浅色条纹。磁铁矿、黄铁矿等形成暗色条纹，与石英浅色矿物形成黑白相间的平行条纹、条带状构造。部分矿石呈似片麻状构造，矿物具定向排列。

2.3 矿体围岩及夹石

2.3.1 矿体围岩

主要为混合岩化角闪透辉斜长片麻岩,混合岩化斜长角闪二辉麻粒岩，少量片麻状混合岩。

2.3.2 矿体夹石

本区均为薄层矿，而且每一层矿均单独划分为一个单独矿体，所以全区矿体内均无夹石。

2.4 矿床成因分析

汉儿庄铁矿为鞍山式铁矿，铁矿层产于迁西群马兰峪组底层，该组地层为一套中深程度的变质岩系，变质程度达到高级角闪岩相～麻粒岩相。主要岩性为角闪透辉斜长片麻岩、混合岩化角闪斜长片麻岩、混合岩化斜长角闪二辉麻粒岩、少量斜长角闪岩及磁铁石英岩扁豆体。铁矿层具一定层位，与火山沉积旋回性有密切关系，是火山沉积旋回的一个组成部分。从岩性上和矿体规模及mFe品位上分析该成矿区距火山口较远，原岩为中酸性火山碎屑岩类，含铁建造形成后，经历了变质和构造变形，特别是混合岩化作用，使矿石品位贫化，磁铁石英岩呈残留体存在。因此，他们兼有火山、沉积和变质的多重性特点，属于海底火山～沉积～变质铁矿床。