浅析山西省岚县草城铁矿区矿床地质特征及矿床成因_赵宁.pdf

2020年第10期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-05-15修回日期 2020-05-15 作者简介 赵宁 （1989-） ， 男 （汉族） ， 山西长治人， 助理工程师， 现从事地质矿产勘查技术工作。 浅析山西省岚县草城铁矿区矿床地质特征及矿床成因 赵宁* （山西省地质勘查局二一二地质队， 山西 长治 046000） 摘要 通过对山西省岚县草城铁矿床的区域地质背景、 矿区地质特征及矿床地质特征等的综合分 析研究， 铁矿体主要赋存于上太古界吕梁群的袁家村组地层中， 矿床成因类型为沉积变质型铁矿床。 关键词 草城铁矿； 矿床地质特征； 矿床成因 中图分类号 P618.1 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202010-0127-03 1区域地质背景 1.1地层 区域内主要出露的地层有新太古界吕梁群、 古元 古界岚河群、 下古生界寒武系和奥陶系、 上古生界石炭 系和二叠系、 新生界新近系和第四系。 1.2构造 本区位于袁家村吕梁群构造主褶皱的倒转东翼 （正常翼） 部分， 该褶皱轴向呈北北东向。强烈的褶皱 变形， 产生了一系列小型构造及韧性剪切带。 线状同斜倒转褶皱 （五台运动第二幕） 及逆冲推覆 型韧性断层、 韧性剪切带 （五台运动第三幕） 是区域内 的主要控矿构造。在线状同斜倒转褶皱的控制下， 袁 家村铁矿、 田野铁矿、 草城矿区及曲井矿区内矿体形态 整体表现为倾向北东的高角度倾斜矿体。 1.3岩浆岩 区域内出露的岩浆岩主要为五台早期斜长角闪 岩、 绿帘绿泥阳起片岩、 钠长绿帘绿泥片岩； 五台中期 变质石英斑岩、 片麻状花岗岩； 五台晚期变质基性岩 席、 变质花斑岩； 早元古代变质辉绿岩、 岗纹辉绿岩； 中 生代石英斑岩脉。 2矿区地质特征 2.1地层 矿区80面积为第四系黄土覆盖， 在碾沟、 草城村 西袁家村东、 袁家村北有新太古界吕梁群袁家村组 变质岩出露， 在矿区中南部山顶、 沟底见下古生界沉积 盖层小范围出露。 2.1.1新太古界吕梁群袁家村组 袁家村组在区内出露面积较小， 仅在本区西部袁 家村及西南部碾沟村一带出露。地层走向为北东13， 倾角为75。 （1） 石英岩类。岩石呈灰白、 淡红、 浅黑色， 致密块 状， 有时呈条带构造或碎屑构造， 少数呈砂状构造， 显花 岗变晶或鳞片变晶结构。填图中仅在花岗岩捕掳体中 可见。岩芯中所见为其过渡性岩性含铁石英岩。 （2） 绢云片岩类。出露在草城村西， 为片麻状花岗 岩捕掳体， 岩性为绢云片岩。岩芯中所见为过渡性岩 性含磁铁矿绢英片岩。 （3） 绿泥片岩类。多呈似层状、 透镜状夹层产出， 为矿体顶底板或透镜状夹层。岩性除绿泥片岩外， 还 包括多种过渡性岩性， 如绿泥石英片岩、 钠长绿泥片 岩、 绿帘黝帘绿泥片岩及含铁绿泥片岩。岩石常具气 孔、 杏仁构造。杏仁体由石英构成。鳞片片状变晶 结构， 片状构造。 （4） 角闪片岩类。仅见于钻孔中， 多呈似层状产 出， 为辉绿岩变质形成， 于矿区东部矿体的顶板、 底 板。岩性为细粒角闪片岩和斜长角闪片岩， 也可见其 过渡性岩性， 如含磁铁矿角闪片岩。 （5） 铁矿层 （Mt） 。铁矿层仅见于钻孔， 呈似层状、 透镜状产出， 岩性为绿泥石英假象赤铁矿、 绿泥石英磁 铁矿、 石英绿泥磁铁矿、 砾岩型铁矿。铁矿层倾向北 东， 倾角 70～80， 矿层较多且多数矿体上部均被剥 蚀。矿层局部有夹石发育。 2.1.2下古生界寒武系、 奥陶系 区内沉积盖层出露面积不大， 分布于矿区东南部、 东北部、 西北部山坡阳面或山顶， 多被第四系松散层覆 盖， 角度不整合于下伏变质岩基底之上。主要出露岩 127 2020年第10期西部探矿工程 性为霍山组紫红色含砾石英岩状砂岩、 馒头组紫红色 夹灰绿色泥页岩、 张夏组灰岩、 崮山组薄层状竹叶状白 云岩、 三山子组白云岩、 马家沟组灰岩。 2.1.3新生界 区内中上更新统大面积出露， 结合钻探成果， 出露 岩性为土黄色亚砂土、 棕红浅红色亚粘土。全新统 主要岩性为河漫滩冲积物、 冲洪积物、 人工堆积物。 2.2构造 本区位于袁家村吕梁群构造主褶皱的倒转东翼部 分， 盖家庄岩体沿倒转褶皱核部底辟侵位。于本区表 现为 以草城村西部片麻状花岗岩体为倒转褶皱核部， 袁家村组地层向东表现为产状近陡立的单斜构造。构 造复杂程度属于简单。 矿区内发育有4条断层， 地面出露3条， 钻探揭露1 条。 F1（草城正断层次级正断层） 位于草城村北西部， 断裂走向135， 断层面倾向SW， 断面倾角31。地面延 伸长约190m， 两盘均为寒武系地层，北东盘上升，南西 盘下降。 F2（草城正断层） 位于草城村北西部， 断裂走向 36， 断层面倾向 NW， 断面倾角 41。地面延伸长约 403m， 向南西被第四系松散层掩盖。断层切割片状花 岗岩和寒武系地层，东盘上升，西盘下降。 F3（袁家村正断层） 位于袁家村北山梁， 断裂走向 18， 断层面倾向 NW， 断面倾角 45。地面延伸长约 91m， 向南西、 北东均被第四系松散层掩盖， 断层切割片 状花岗岩和寒武系地层， 北西盘下降， 南东盘上升， 属 压扭性断层。 F4（芦苇塔逆断层） 位于草城村北西部， 推测断裂 走向20～30， 断层面倾向NW， 断面倾角70～75。断 层切割袁家村组地层和寒武系地层， 东盘上升，西盘下 降。对矿体有破坏作用。 2.3岩浆岩 区内出露的岩浆岩为片麻状花岗岩， 呈肉红色， 粒 状变晶结构， 片麻状构造。主要矿物成分为钾长石、 石 英。属盖家庄岩体。 3矿床地质特征 3.1矿体特征 矿区铁矿体为袁家村勘查区划分的Ⅳ号矿带的延 伸矿体。区内矿体共23层， 其中主要工业矿体为Ⅳ6、 Ⅳ8、 Ⅳ9。本文仅对这三层矿体进行叙述 Ⅳ6 号矿体 由 XIV11、 ZK3801、 ZK3803、 ZK3805 控制， 呈似层状产出。矿体走向延长 450m， 控制长 95m， 倾向延深 348～370m， 控制延深 223～359m。矿 体厚1.17～39.04m， 平均厚度16.47m。矿体平均品位 TFe32.71， mFe14.20。矿头埋深99～131m， 矿体赋 存标高为958～1290m， 顶底板围岩均为绿泥片岩。 Ⅳ8 号矿体 由钻孔 ZK3801、 ZK3803、 XIV11、 ZK4201、 ZK4203 控制， 呈似层状产出。矿体走向长 812m， 控制长 400m， 倾向延深 299～376m， 控制延深 286～339m。矿体厚0.12～10.52m， 平均5.84m。矿体 平均品位 TFe28.47， mFe14.23。矿头埋深 88～ 130m， 矿体赋存标高为957～1330m， 顶底围岩为绿泥 片岩、 斜长角闪片岩。 Ⅳ9 号矿体 由钻孔 ZK3801、 ZK3803、 ZK3805、 XIV10、 XIV41、 ZK4201、 ZK4203 控制， 呈似层状产 出。矿体走向延长 810m， 控制长 400m， 沿倾向延深 488～657m， 控 制 延 深 330～409m。 矿 体 厚 8.39～ 29.12m， 平均 17.67m。矿体平均品位 TFe30.01， mFe17.26。矿头埋深 80～138m， 矿体赋存标高为 653～1337m， 顶底板围岩为绿泥片岩、 斜长角闪片岩。 3.2矿石质量 3.2.1矿石矿物成分 区内矿石矿物以磁铁矿、 假象赤铁矿为主， 次为赤 铁矿， 含少量磁黄铁矿、 黄铁矿、 半假象赤铁矿、 镜铁矿。 脉石矿物以石英、 绿泥石、 角闪石为主， 其次为绢 云母、 斜长石、 黝帘石、 绿帘石， 另外还含有少量红帘 石、 电气石、 磷灰石、 方解石等。 3.2.2矿石结构构造。 磁铁矿呈自形半自形晶粒状结构， 磁铁矿呈粒 状或 （弯曲） 条带状散布在石英、 绿泥石、 绢云母等矿物 中， 磁铁矿晶体大小多为0.03～0.50mm。石英为他形 粒状， 晶体大小多为0.007～0.08mm， 局部呈团块状结 合体， 结合体大小0.12～0.53mm。绿泥石为他形粒状 片状结构， 绢云母呈细小鳞片状。磁黄铁矿呈不规则 粒状， 黄铁矿呈粒状。 假象赤铁矿呈交代假象结构、 交代半假象结构、 纤 柱状结构， 假象赤铁矿保留磁铁矿晶型， 构成交代假象 结构。呈粒状或 （弯曲） 条带状散布在石英、 绿泥石、 绢 云母等矿物中， 假象赤铁矿晶体大小多为 0.03～ 0.30mm。石英为他形粒状， 晶体大小多为 0.007～ 0.015mm， 局 部 呈 团 块 状 结 合 体 ， 结 合 体 大 小 0.03mm。绿泥石为他形粒状片状结构， 绢云母呈细 小鳞片状。 128 2020年第10期西部探矿工程 3.3矿石化学成分 矿石经过基本分析、 光谱全分析、 化学全分析、 组 合分析结果表明， 矿石中有用组分主要为铁。大部分 赋存在各种铁矿石之中， 少量赋存于镁铁闪石、 绿泥石 等铁硅酸盐矿物和黄铁矿、 磁黄铁矿等硫化物中。 铁矿石全区平均品位TFe 30.28， mFe 14.08； 低品位矿石全区平均品位TFe 22.13， mFe 4.80。 氧化带中FeO含量为0.33～14.60， 个别样品含量 高达20.14， 原生带中FeO含量为11.56～29.27。 矿石中化学成分， 除Fe元素外， 尚有Si、 Ca、 Mg、 Ti、 Mn、 K、 Na、 S、 P等元素， 组成了相应的氧化物、 硫化物 及硅酸盐。 3.4矿石类型 矿区内矿石自然类型主要为石英型假象赤铁矿、 石英型磁铁矿、 砾岩型铁矿。石英型磁铁矿又分为绿 泥石英磁铁矿和绿泥石英磁铁矿。 矿区铁矿石全铁 （TFe） 小于50， 属于需选铁矿石 工业类型。从选矿工艺要求出发， 根据磁性铁 （mFe） 对全铁 （TFe） 的占有率， 将其划分为磁性铁矿石和弱 磁性铁矿石， 由于区内矿石矿物成分复杂， 且矿石中硅 酸铁 （siFe） 、 硫化铁 （sfFe） 和碳酸铁 （cFe） 的质量分数 大于3， 或者三者之和大于3， ω （mFe） ／ω （TFe- siFeωsfFeωcFe） 比值为1.32～85， 个别矿体局部比 值可达为92.61， 故本矿区内矿石工业类型为需选弱 磁性铁矿石。 3.5矿体围岩和夹石 矿体的顶、 底板围岩主要为绿泥片岩、（斜长） 角闪 片岩， 其次为绢云绿泥片岩、 绿泥石英片岩、 钠长绿泥 片岩， 少量石英脉。矿体与围岩产状一致， 界线基本清 楚， 少量围岩含有含量小于10的含磁铁绿泥石英片 岩、 含磁铁绿泥片岩。另有以石英脉为主的脉体穿插 破坏矿体。 矿体内夹石岩性主要为绿泥片岩、 含铁绿泥片岩 及石英脉。主要分布于矿体顶部或底部， 矿体内夹石 层数多为1层， 个别矿体3层。多数夹石真厚度大于 1m， 可以剔除， 延伸较短， 对矿体完整性影响较小。 4矿床成因类型浅析 根据矿床的地质特征， 认为矿床成因类型为沉积 变质铁硅建造铁矿床。袁家村组变质原岩下部以含炭 质泥岩为主， 中间夹有数层分选性较好的席状砂体； 上 部为含铁建造。变质岩石组合为绢云绿泥片岩、 石英 片岩、 角闪片岩夹磁铁石英岩。由于区域中低温变质 作用， 岩石中片、 粒状矿物具有定向排列和拉长重结晶 作用， 加上后期混合岩化作用较为普遍， 造成的物质渗 透、 交代、 矿物重结晶等对矿体铁质的富集而使矿石相 对富化。因此， 进一步对原岩的岩相、 变质岩的变质 相、 混合岩化作用等研究， 对深入了解该区磁铁矿床赋 存规律大有益处。 参考文献 [1]山西省岚县草城铁矿普查地质报告[R].2015. （上接第126页） （2） 注浆效果明显， 整体堵水率达到98， 达到预 期效果， 降低了排水费用且保护了水资源； 同时建议陕 北浅埋煤层薄基岩地区巷道掘进时， 在保障施工安全 的前提下， 支护方式尽量避免选择锚索支护， 以免风化 基岩水通过锚索孔进入巷道。 参考文献 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