资源勘查专业毕业论文教材

1、河北省青龙满族自治县千马铁矿床成因研究Genesis of Qianma iron ore deposit in Qinglong ManchuAutonomous County of Hebei Province论文题目 ：河北省青龙满族自治县千马铁矿床 成因研究学生姓名 ： 张嫔 学院名称 ：专业名称 ：资源勘查工程班级名称 ： 学 号 ：指导教师 ：教师职称 ：2013年07月7日摘要千马铁矿位于河北省青龙满族自治县境内。出露底层有单塔子群、元古界地层、 古生界地层和第四纪地层。其中单塔子群由一套中浅变质岩系组成，元古界地层为 一套浅海相沉积岩，古生界地层的岩性为白云质灰岩、泥质灰岩、砂

2、质页岩夹煤层。 在构造方面，本区位于山海关台拱西南，经历五台、吕梁、燕山等多次构造运动，地 层褶皱强烈，形成一系列近南北向褶皱及东西向、北西向、北东向三组断裂。该区已 经进行过详查工作，并证实千马铁矿为沉积变质铁矿。本文通过描述不同地质时期的 地壳演化，以及构造作用、变质作用、混合岩化作用和原岩建造对沉积变质铁矿的影 响，对沉积变质铁矿的成因进行的探讨，其中探讨方向包括铁质的物质来源、运移形 式和沉淀等，通过上述过程进而得出结论。关键词千马铁矿 沉积变质铁矿 矿床Abstract：Qianma iron ore deposit is located in Qinglong Manchu Aut

3、onomous County of Hebei Province. Exposed strata consist of Dantazi subgroup and the strata of the Proterozoic, Paleozoic, and Quaternary. Dantazi subgroup is formed by a series of lower metamorphosed stratum and the Proterozoic is a series of neritic sediments, while the Paleozoic includes dolomiti

4、c limestone, argillaceous limestone and sandy shale with the inclusion of seam. The construction of this area belongs to the southwest of Shanhaiguan tectonic belt, going with several times of tectonic movement of Wutai,Luliang and Yanshan. While the deformation of stratum is very intensive, then fo

5、rming a series of south-north fold and three fracturation from east-west,north-west and north-east. This area has been conducted with detailed investigation, confirming that the iron ore type of this area is sedimentary-metamorphic.The discussion of the causes of the sedimentary-metamorphic iron ore

6、 is coming through by the description of the different geological periods of crustal evolution, while ,the direction of the discussion includes the quality of the material source, the form of transport and precipitation, and thus concluded that the above process etc.Than it comes into a conclution.K

7、eywords:Qianma iron ore deposit, sedimentarym- etamorphic, deposit s cause of formationin6、目录1.1问题的提出及依据 11.2研究目的和意义 . 11.3地理位置与交通 . 11.4自然地理、经济概况 . 21.5以往地质工作评述 . 2区域地质概况 22.1地层 32.2构造 32.3岩浆活动 . 42.4区域矿产分布 . 4矿区地质 43.1地层 43.2矿区构造 . 53.3岩浆岩 53.4混合岩化作用 . 63.5磁异常特征 . 7矿床地质 74.1矿体特征 . 74.2矿石质量 . 94.3矿

8、石的化学成分及其变化 11矿床成因 125.1成因分析 . 125.2成矿规律 . 145.3找矿方向 . 2112、3、4、5、结论221、 前言2324参考文献致谢1、前言1.1 问题的提出及依据通过对成因的分析总结，对把握矿床成矿机制，以及时空上的产出和分布特征有指导意义， 并在此基础上总结矿床成矿规律，进而利用成矿规律指导预测、找矿工作是十分重要的。为下一 步地质找矿工作提供线索和依据。河北省青龙满族自治县千马铁矿地质特征，如地层，构造、岩 浆活动、区域地球物理化学因素、变质因素、岩性等，可作为矿床成因研究的主要依据。1.2 研究目的和意义在河北青龙满族自治县千马铁矿地质背景和矿床地质

9、特征的基础上， 系统地分析研究结矿区 内的成矿物质来源、控矿构造、地壳的演变过程、成矿规律和矿体的形成过程，为矿山下一步的 生产勘探工作提供详实的地质资料，促进矿山的可持续发展。1.3 地理位置与交通3.7km，隶属青龙县青龙镇。千马铁矿位于河北省秦青龙满族自治县拉马沟村，北距县城约矿区有简易公路通往青龙县城，交通便利，见图1。图1 交通位置图1.4 自然地理、经济概况1.4.1 自然地理矿区地处燕山东麓，为中低山区地貌，海拔高度270474m ，山峦起伏，沟谷纵横，地形坡度较陡，山谷呈 “V型”，山顶呈圆锥形，地貌类型单一。山上有荒草、灌木等，植被发育。本区四季分明，春季风沙较大，夏季炎热多

10、雨，秋季凉爽多风，冬季寒冷干燥，属大陆半干 旱季风气候，年平均降雨量 744mm，（最小 475mm ，最大 1128.8mm ），降雨量集中在 79 月 份，约占全年降雨量的 75%。年平均蒸发量达 1528mm 。无霜期约 171 天。年平均气温 8.9， 月平均气温以一月最低，八月最高。极端最高气温38.7，极端最低气温 -29.2，最大冻土深度1.09m 。封冰期为 10月下旬至翌年 3 月下旬。1.4.2 经济条件区内经济以农业为主，主要有玉米、谷类、豆类，经济作物有苹果、梨、板栗、核桃等。区 内矿产以铁矿为主，次为金矿，采矿业已成为当地经济发展的重要产业。矿业的发展也带动了运 输业

11、和服务业的发展。劳动力相对富余。电力较充足。1.5 以往地质工作评述本区地质工作开展较早，尤其是 1958 年以来，先后有地质队、地质院校及科研单位在区内 进行过工作，获得了较系统的地质矿产资料。1、19701974 年河北区测大队开展了 120 万山海关幅区域地质测量， 对区内地层、 构造和 岩浆岩进行了系统地质调查、区域化探工作，取得了较完整的资料，为一份具有重要参考价值的 地质资料。2、1973 年冶金部物探公司航测一队进行过含本区在内的冀东地区航空磁测，并编写了相关 报告和 15 万航磁异常图。3、1989 年青龙县地矿局对包括本区在内的青龙县矿产资源进行了系统汇编。2、区域地质概况本

12、区大地构造位于燕山台褶带之次级构造的山海关台拱西南边缘。 出露主要地层为太古迁西 群、单塔子群。迁西群划分上川组、三屯营组、马兰峪组，位于迁西迁安县西北部。单塔子群位于本区及迁安县以南广大地区，两群地层是冀东沉积变质铁矿主要含矿层位。2.1 地层2.1.1 迁西群： 是一套麻粒岩相变质的上壳岩系，由于构造变动、重熔和岩浆侵入活动的影响，在许多场合 下这套地层被搞得支离破碎。2.1.2 单塔子群： 是本区基底地层，由一套中浅变质岩系组成。岩性以黑云变质岩、角闪变质岩、黑云斜长 片麻岩、混合花岗岩为主，夹少量钾长石变粒岩、绿泥片岩、碎裂状石英岩夹磁铁石英岩、角闪 磁铁石英岩。2.1.3 元古界地层

13、： 是本区盖层，分布矿区北、西北地区，与铁矿无成因联系，构成本区丘陵地貌。岩性为一套 浅海相沉积岩，即石英岩状砂岩，含燧石条带白云岩、泥质页岩，粉砂质页岩等。2.1.4 古生界地层： 分布于矿区北公里的武山及以西地区，形成低山地貌。岩性有白云质灰岩、泥质灰岩、砂 质页岩夹煤层。2.1.5 第四纪地层：分布本区及以南广大地区，厚度 10-120m 不等。上部为粉质细砂层。中部为粗砂砾石层，夹 砂质粘土层，底部有粘土层，常见与白庙子组地层直接接触。2.2 构造 本区位于山海关台拱西南，经历五台、吕梁、燕山等多次构造运动，地层褶皱强烈，形成一 系列近南北向褶皱及东西向、北西向、北东向三组断裂。2.2

14、.1 褶皱构造： 由于早期构造运动使北东太古界地层发生褶皱，轴向近南北，轴面向西倾的紧密同斜倒转褶 皱。晚期构造运动使褶皱轴向呈东西、 西北倾的开阔褶皱， 出露岩性为混合片麻岩、 混合花岗岩， 保留有原岩（变质岩类）残留体。2.2.2 断裂构造：区域上的东西向断裂， 以压性为主， 分布于迁西 -卢龙县以北地区。 昌黎至长凝北北东向张扭 性断裂，分布矿区南，对铁矿有较大的破坏作用。青龙至滦县北东向扭性断裂，在千马铁矿西邻 通过。2.3 岩浆活动 区域上的岩浆活动主要表现在燕山期，呈岩基状、脉状侵入于老地层之中，岩性有中粗粒斑 状花岗岩（昌黎岩体）、辉绿岩、正长斑岩等中基性岩脉，受晚期断裂侵入，规

15、模较小。2.4 区域矿产分布 本区矿产主要有沉积变质铁矿及非金属矿，铁矿产于基底变质岩中。由于褶皱构造呈南北向 分布。前千马铁矿位于马城 朱各庄紧密向斜的北端。铁矿有阎庄、马城、坎上、大贾庄、 司 家营等中大型铁矿。非金属矿有武山水泥灰岩矿、雷庄玻璃石英矿、开平盆地煤矿、粘土矿等。3、矿区地质3.1 地层矿区含矿地层为太古界单塔子群下部的白庙子组（Arb ），岩性下部为黑云变粒岩，上部为角闪黑云变粒岩，经受较强的混合岩化作用，其岩性特征如下：3.1.1 变粒岩： 以黑云变粒岩为主，次为角闪（透闪）变粒岩、钾长变粒岩，浅灰色，细粒鳞片变晶结构， 弱片麻状构造，矿物粒度均匀， 0.20.3mm ，

16、成分更长石占 33%，石英 2025%，黑云母 15 20%，副矿物有磷灰岩、锆英石、磁铁矿。3.1.2 绿片岩： 见于铁矿层夹层或顶底板地壳演化围岩中，厚度几厘米至数米，与矿层产状一致，岩石呈黑 绿色，鳞片柱粒状变晶结构，成分由黑云母，普通角闪石、绿泥石、阳起石、石英组成，副矿 物为磷灰石、磁铁矿、锆英石，榍石等。3.1.3 石英岩：呈薄层夹于矿层中，见于 ZK182 和 ZK161钻孔中，见碎裂状砂状特征，石英含量95%，少量 斜长石、黑云母，副矿物有磷灰岩、石榴石、电气石，磁铁矿等。3.1.4 第四系地层：分布矿区及南部， 为大面积沉积覆盖于太古界地层之上， 厚度 35 58m 。从北向

17、南逐渐增厚。 下部为亚粘土或粘土层，厚 1015m，中部为含砾粗细砂层，厚 15 30m，地表为粉砂粘土层， 厚 7 15m。3.2 矿区构造 矿区构造以褶皱为主，次级褶皱与断裂都具有多次活动迭加的特点。矿区为东西向断裂与本 区褶皱构造紧密伴生，改变早期褶皱所形成的构造层理和褶皱轴走向。矿区内近南北向断裂以张 性为主，由燕山早期的闪长玢岩、辉绿岩脉充填，对铁矿层亦有破坏作用。3.2.1 断层：有北东向的青龙滦南扭性断裂，从矿区西通过，矿区内断裂见340方向压扭性逆断层，与复式褶皱呈平行分布 ,倾向南西 ,倾角 70 80，见有闪长岩脉沿断裂侵入。3.2.2 褶皱： 矿区内褶皱构造有两期，马城朱

18、各庄复式向斜，是形态复杂的同斜紧密倒转褶皱，枢纽近 南北，轴面西倾。由于后期断裂和第二期褶皱的影响，使早期褶皱形态产状发生变化，使轴面由 340 350转向 3040，而在坎上铁矿以南地区变化不大。晚期可能受南北作用力影响，使本区复式向斜枢纽呈波状起伏，前千马南北两段铁矿本应同 一层位的矿体，由于隆起剥蚀而形成两段单独小矿体群。前千马铁矿轴向位于一个北东 3237紧密向斜中，倾向北西，倾角上部24 35，下部3544，轴面位于南段号矿体中心，矿层属于倒转翼，上下层位基本对称，钻孔岩矿 心中见许多紧密挤压褶曲， 其特征与总体褶皱相一致。 北段矿体轴面定为 B号矿体， B号 为倒转翼，与 B号矿体

19、对应。3.3 岩浆岩3.3.1 岩浆活动区内岩浆活动不发育，仅见有燕山中晚期的中基性脉岩侵入，其规模小，常切穿矿体。另有 远离矿区的中酸性花岗岩脉，与矿床无成因联系，矿区东 23Km 外有九龙山花岗岩体，呈岩株状 产出。3.3.2 辉绿岩：呈脉状，在矿南段见有两条，走向近东西至40方向，倾向南东，倾角 70 80，厚度 130m，岩石呈灰绿色，辉绿结构，由基性斜长石、普通辉石、角闪石及少量磁铁矿、石英组成， 两侧见有破碎带，伴有硅化作用。3.3.3 闪长岩脉：见于矿区东部 1Km 的南北向逆断层破碎带中，长 3Km，厚 1 30m ，倾向西，倾角 70，岩 石呈灰绿色、斑状结构，斑晶为中性斜长

20、石、角闪石，基质由长石，角闪石、黑云母组成，少量 石英、黄铁矿。3.4 混合岩化作用 区内混合岩化作用由矿体底板到顶板逐渐增强。混合岩化作用使部分磁铁矿二次富集，同时 因新生脉体穿插，破坏矿体完整性，使矿体夹层增多，铁品位变贫。其混合岩类型为：3.4.1 混合质黑云变粒岩： 多出现于矿体顶底板。矿物组分和结构构造与黑云变粒岩基本一致，表现少量白色脉体沿片 理注入交代， 呈条痕状斑点状， 暗色矿物走向明显， 镜下见净边， 蠕英结构， 矿物颗粒均匀变粗， 呈片麻状构造。3.4.2 混合片麻岩： 分布于矿层底板或远离矿体，由变粒岩经较强的混合岩化作用产物。矿物成分结构、构造发 生很大变化，岩石呈浅灰

21、绿色，粗粒片麻状构造，石英含量35 45%，角闪石与黑云母具绿泥石化。原岩残体保留少。3.4.3 混合花岗岩： 多分布复式背斜轴部或围绕变粒岩周边，有的进入磁铁石英岩夹层中，可分红、白两类型。 红色脉体以微斜长石为主， 次为斜长石， 少量条纹长石， 交代结构明显。 白色脉体成分是斜长石、石英，有时为单一石英，少量微斜长石。3.5 磁异常特征 勘查区磁异常在区域航测成果图上编号为M34 ，位于马城 朱各庄复式褶皱带北部仰起端。本次经 1/2000 地面磁测划分南北两个磁异常。南段异常：以 1000 T圈定长轴走向 290，长 450m ，宽 260m ，中心极大值位于东部 6218 T，南北两侧

22、出现 -100T 至-400T 低值区，经钻探证实异常由薄层多层磁铁矿引起。北段异常：以 500T 圈定长轴走向 30，长 300m ，宽 240m ，中心极大值 4717 T，异常 呈椭圆形，西北侧出现 -100 至-500T 负值区，经钻孔证实，异常由薄层多层磁铁引起。从本区磁参数测定结果分析，磁场强度混合花岗岩为100T 以下，黑云变粒岩因含少量磁铁矿而引起在 100600T 间，中基性岩脉可达 5002000T，后者地面表现呈带状。 经钻探验 证已证实。4、矿床地质本区铁矿体分为南北两段，相距 1000m ，南段由六层矿体组成，北段由五层矿体组成，分布 于混合花岗岩或混合片麻岩中，矿层

23、顶底板围岩及夹层为黑云变粒岩、角闪黑云变粒岩、少量混 合花岗岩， 各矿体间隔 10 20m，最大为 40m，具平行排列特点。 走向长 25130m，厚度 2.01 31.17m，产状走向 32 37，倾向北西，倾角 2544。4.1 矿体特征 该区矿体形态比较复杂，磁铁石英岩是一种沉积变质铁矿，其原始沉积的矿体基本形态显为 简单的层状。但是，由于后来的变质作用、混合岩化作用，特别是多次构造作用的改造和破坏， 致使规则的层状矿体发生褶皱、 断裂、 塑性流动等， 从而使该区矿体形成了多种多样的复杂形态。 单个矿体一般呈似层状、透镜状、紧密褶曲状，并在厚度上变化较大。4.1.1 南段矿体 矿体分布在

24、 1418勘探线之间，赋存标高 -31至-278m 间，走向长 25130m，厚度 2.0131.17m，倾斜延深 50 320m。共见 6 层矿体，其中、号为主矿体，呈薄层状，厚度变 化稳定。其他矿体规模小，呈薄层状、透镜状。总体走向37，北西倾，倾角浅部 2535，深部 36 44，并向西侧伏。现将主矿体分述如下：表 4.1 前千马铁矿矿体规模、品位统计表矿体号矿体长（m）矿体厚度（ m）赋存标高（ m）倾斜延深（m）磁性铁品位（ %）全铁品位（%）自至平均最低最高平均254.56-120-1475018.8121.7920.4328.39-34.34-1243.55-31 -605815

25、.4933.5029.9832.30-37.97-2252.97-148-1755029.3239.48-1722.367.956.00-32 -10114221.4231.4226.3733.88-36.61-2253.56-159-1855019.5128.8524.4037.38-38.921152.0111.816.04-77 -20521821.1134.3726.6224.28-37.751306.6231.1718.50-77 -25332015.2138.8127.0820.89-42.171103.7017.1810.87-98 -27832016.3139.0126.791

26、5.98-40.97B258.93-19 -444035.7937.3936.4137.08-38.62B256.55-35 -685015.5034.1424.3233.17-40.48B844.378.746.56-54 -1108716.3332.4525.1723.90-36.39B1003.2610.656.67-22 -15420515.8736.9925.9922.14-40.26B1002.689.775.50-28 -16221818.4835.7328.5726.73-41.024.1.1.1 号矿体：走向 3540，倾向北西，倾角 3944。走向长 115m ，薄层状，厚

27、度 2.0111.81m ，平 均 6.04m，赋存标高 -77 至 -205m，倾斜延深 218m。磁性铁品位 21.11 34.37%，全铁品位 24.28 37.75%。4.1.1.2 号矿体：为本区主矿体，矿体走向 30 35，倾向北西，中间向上（外）弯曲，倾角上部34 35，下部 3544。走向长 130m，倾斜延深 320m ，与号矿体间隔 713m，呈层状，厚度变化较 稳定，厚度 6.6231.17m，平均 18.52m 。赋存标高 -77 至-253m，（未控制到矿体深部边界）。 磁性铁品位 15.2138.81%，全铁品位 20.8942.17%。在 ZK142孔见 0.84

28、 的混合花岗岩夹石。 ZK162 孔见 3 层黑云变粒岩夹石，厚度小于剔除厚度，磁性铁品位0.35 7.08%。4.1.1.3 号矿体：位于号矿体下部与其平行分布， 间距 215m。走向 3038，倾向北西， 倾角 31 41。 矿体走向长 110m，厚 3.7017.18m，平均 10.87m 。赋存标高 -98 至-278m，倾斜延深 320m（未 控制到矿体深部边界）。磁性铁品位16.31 39.01%，全铁品位 15.9840.97%。4.1.2 北段矿体矿体分布在 2426勘探线上，共见 5层矿体，赋存标高 -19至-162m，长25100m，厚 2.6810.65m，倾斜延深 40

29、 218m。其中 B、 B、 B为主矿体。矿体呈薄层状、透镜状。厚度变 化稳定。余者规模小，总体产状走向32，倾向北西，倾角 38 40。主要矿体分述如下：4.1.2.1 B号矿体：与下层间隔 5 30m ，走向 32，倾向北西，倾角 40。走向长 84m，厚 4.37 8.74m，平 均 6.56m。赋存标高 -54 至 -110m。倾斜延深 87m，磁性铁品位 16.3332.45%，平均 25.17%，全 铁品位 23.90 36.39%。 ZK241 中见 0.86m 的黑云变粒岩夹石。4.1.2.2 B号矿体：矿体走向由北向南由北北东转为北东东， 倾向北西，倾角 40。走向长 100

30、m ，倾斜延深 205m， 矿体中间向下弯曲。厚度 3.26 10.65m ，平均 6.67m。厚度变化较稳定，矿体赋存标高 -22m 至 -154m ，磁性铁品位 15.8736.99%，平均 25.99%，全铁品位 20.1440.26%。4.1.2.3 B号矿体：矿体产状 2532，倾向北西，倾角 3840。矿体走向长 100m，倾斜延深 210m ，厚度2.68 9.77m ，平均 5.50m 。矿体赋存标高 -28 至-162m。磁性铁品位 18.48 35.73%，平均 28.57%， 全铁品位 26.73 40.02%。4.2 矿石质量4.2.1 矿石的矿物成分矿石矿物主要为磁铁

31、矿，少量赤铁矿(近地表)，磁性铁占有率平均为80.30%，属弱磁性铁矿石，按 mFe/( TFe-SiFe-sfFe-cFe)计算，大于 85%，属于磁性铁矿石。非金属矿物矿物以石英 为主，其次为黑云母、透闪石、阳起石、角闪石，偶见绿帘石、黄铁矿、磷灰石、碳酸岩等矿物。4.2.2 矿石的结构、构造4.2.2.1 矿石结构 矿石为粒状变晶结构，磁铁矿以半自形粒状为主，其次为他形，少部分为条带状、细纹状构 造。粒度 0.05 0.2mm ，占总量 70%，少量小于 0.05mm 。脉石主要成分石英呈他形粒状，粒度 与磁铁矿近似。闪石类矿物粒度0.10.5mm 之间。见图 4-1 。沉积变质铁矿矿石

32、图 4-14.2.2.2 矿石构造矿石构造以条纹条带状为主，其次有少量的片麻状和矿状构造，条纹条带状矿石构造是前寒 武纪硅铁建造沉积变质铁矿的突出特征，是由磁铁矿和石英、闪石等硅酸盐矿物集中定向排列构 成黑白相间的条纹、条带状，其实质是沉积微韵律层。该矿床成因类型属于变质铁硅质建造沉积变质铁矿床。矿石工业类型为贫铁矿，需经选矿10 处理，按 mFe/（ TFe-SiFe-sfFe-cFe）值计算属于磁性铁矿石，根据自然类型按矿物成分划分，可 列三种矿石：需要指出的是： 通过矿层顶底板黑云变粒岩取样化验， 全铁含量比其他地区 （司家营） 要高， 其中 ZK202孔中的含铁变粒岩，全铁品位达 20

33、30%，平均 26.67%，磁性铁品位 2.67 26.85%， 平均 9.47%。4.3 矿石的化学成分及其变化 依矿石化学成分分析，矿石主要是由SiO2 Fe2O3、 Al2O3、MgO、 CuO 及少量 TiO2、MnO、K2O、 NaO 等组成。矿石全铁品位在 20.9842.17%，平均 33.27%，磁性铁品位 15.20 37.97%，平均 26.79 %， 全铁与磁性铁之差 4.15 6.96%，个别达 21.71%，平均 6.48%，含铁黑云变粒岩两种铁差值 9.48 19.87%。经铁物相分析，主要铁矿物为磁铁矿、菱铁矿、赤褐铁矿、硫化铁、硅酸铁组成 。 铁物相分析矿石中含

34、铁矿物以磁铁矿（28.75%）为主，占含铁矿物的 80%，其它铁是由硅酸铁（ 4.78%）、硫铁矿（ 0.09%）、碳酸铁（ 1.03%）、赤铁矿（ 0.75%）等组成（见表 4-2）。表 4-2 单位（ %）铁物相分析结果表项目磁铁矿菱铁矿赤褐铁矿硫化铁硅酸铁全铁矿石28.751.030.750.0944.7835.49含铁变粒岩7.302.152.720.2416.7629.69通过样品组合分析 （详见表 4-3）。有害杂质 SiO2 平均含量 44.3647.26%，P、S含量 0.1%， Cu、Pb、Zn 小于 0.02%，无综合利用价值。黄铁矿在辉绿岩脉边部的矿体局部可见。磷灰石含量

35、 极少，因此说矿石属于低硫磷铁矿。磁铁矿与SiO2之间互为消长关系，即磁性铁含量高， SiO2 降低。其他组分延走向、倾斜无明显变化。矿体出露于基岩表面， 上覆 35 58m 厚度的第四系砂砾层。 经钻孔了解， 矿体氧化深度基岩 面下近 20m ，其氧化率 3.4（3.5为氧化矿），属于混合矿石。 20m 以下属于原生矿（ TFe：FeO 比值小于 2.7）。由于混合矿石氧化深度小未单独圈定。11矿体号组合样号分析结果（）PSSiO2CuPbZnB10.0310.04947.260.0040.0080.05420.0510.08946.300.0040.0110.03830.0450.0454

36、4.360.0040.0110.086表 4-3组合分析结果表5、矿床成因 沉积变质铁矿是目前国内外分布最广，经济意义最大的铁矿类型。矿床成因的争论自本世纪 初迄今已达数十年之久。就铁质来源而言，主要有陆源说和火山说，从铁质富集作用上又分内生 成因说（花岗岩化、混合岩化和热液交代等）和外生成因说（主要有原生沉积作用和氧化淋滤作 用等）。沉积变质铁矿与其它矿产一样，是地壳长期演化的必然产物，是地壳不可分割的组成部 分。只有在阐明地壳演化的从础上，才能真正理解沉积变质谈矿形成和富染的规津，进而达到科 学的预测。随生产和科学技术的不断发展，人类已逐步由地表和浅部找矿时期转向深部找矿时期，沉积 变质铁

37、矿也不例外。所以，深人研究沉积变质铁矿成矿理论，应用新技术、新方法进行深部找矿 实践，就显得更加重要，也就是所谓新技术、新方法在先进成矿理论指导下的应用。沉积变质铁 矿成矿规律的研究，是进行科学预测的首要基础。5.1 成因分析追溯本区铁矿形成过程的原始概貌，大体情况是：在太古代，地壳处于一种可塑状态向比较 稳定的地槽发展过渡时期，全区处于原始水圈淹没的广阔大海。由于地壳较薄，塑性较强，海底 火山活动频繁强烈，基性岩、中基性岩、中酸性的熔岩和凝灰岩大面积的多旋回地溢出和喷发， 形成了大量的火山岩，并伴随一些基性和超基性的次火山岩和小侵入体。而沉积岩较少，主要是 一些细粒的凝灰质粘土岩和粉砂岩。火

38、山活动带来了丰富的铁质，在火山喷发的间歇宁静时期， 沉积了众多的铁矿层。到了元古代，地槽进一步发展，地壳从塑性状态逐渐趋于硬化，火山活动12 减弱，沉积岩增多，并伴随铁矿的沉积。在此整个期间，构造作用、变质作用和溉合岩化作用多 次发生，对岩层和矿层进行了强烈的改造。到了震旦亚代，本区转化为稳定的地块。5.1.1 铁质来源 铁质的来源有两种形式，一是火山喷溢过程中，大且的火山喷气、火山热水、火山灰粒可同 时携带硅铁质，由于海底条件致冷效应大，并有一定的上覆海水压力，矿质不易散失，溶解于海 水中，造成富集，沉积成矿。二是由于火山活动在其周围形成热的酸性水，对其下的基性火山岩 发生作用，能从中溶滤汲

39、取出铁质组分，溶解于海水中，集中起来，沉积成矿。5.1.2 铁质运移形式可能主要是低铁形式的 FeCl2 和 Fe(HCO3)2，它们可以溶解于水，在底流的作用下进行运移， 或者因氧化而形成细小的颗粒(氧化物或氢氧化物)呈悬浮状态被底流携带搬运。5.1.3 铁质的沉淀 在酸性水中溶解迁移的铁质，当水介质的环境改变或遇大陆水的加入，使其变为中性或弱碱 性条件的时候，即发生沉淀作用形成铁矿层。铁质的沉淀形式可能是磁铁矿和菱铁矿，因为在地 壳发展早期，无生物的光合作用，大气圈和水圈缺少游离氧，基本上处于一种还原环垅，不具备 赤铁矿大规模形成的条件，因而磁铁矿应为主要原生沉积铁矿物，其次为菱铁矿。5.

40、1.4 条纹条带状构造的成因 条纹条带状矿石构造是前寒武纪铁矿的一个突出特征，其成因多年来提出了许多观点。最为 流行的是季节韵律说，认为在每年干旱季节PH7时，大陆风化带走氧化硅，而在潮湿季节pHK）中酸性火山 岩（辉绿岩、细碧岩、斑 岩、钠长斑岩或角斑岩、 正长斑岩、含石英斑岩、 凝灰质岩等），并多变为 各种浅粒岩主要为大陆棚环境形成的 石英岩、白云岩、黑色和 红色铁质页岩和泥质板岩 组合，还有火山岩以灰色或墨绿色的铁质燧 石与赤铁矿、磁铁矿呈窄 条状或薄层状互层产出， 主要发育在晚太古代绿岩 带（枕状安山岩、凝灰岩、 火成碎屑岩、流纹岩、杂 砂岩、交绿色石板片岩和 黑色碳酸质页岩组成） 中

41、， 并经受绿片岩相和角闪岩 相的变质作用铁矿产出 特征磁铁矿、赤铁矿呈层状产 于成分稍有不同的浅粒岩 接触带，即火山活动的间 歇期，有大型富铁矿各沉积相（氧化相、硅酸 盐相和碳酸盐相）的富铁 矿呈薄条带状燧石岩产 出，并在后期多形成特大 型古风壳富铁矿铁矿产于酸性火山岩之 上，本身又被安山质火山 岩覆盖，铁矿与杂闪岩型 沉积物共生。矿体呈透镜 状或似层状产出我国相当 的矿区和 矿床东西鞍山、晋北吕梁、冀东司家营鞍山弓长岭、晋北五台、冀东迁安5.2 成矿规律才能进行科学地预测。沉积变质铁矿和其它矿产一样，产于地表或浅部的矿产已大多被发现和开 采利用，关键是对较深部沉积变质铁矿的预测问题。实际资料

42、表明，沉积变质铁矿主要受成矿时 代、含铁建造和构造条件等控制。这也是预测的主要依据。5.2.1 地壳演化对沉积变质铁矿形成的影响 推动地壳发展的主要矛盾是地球内的核转变能与地球外太阳能的斗争。 地球内核转变能主要 引起内生地质作用（如岩浆侵人、火山喷发、变质作用、地震作用和地壳运动等），并形成岩浆 岩、变质岩和各种内生矿产。地球外太阳能主要引起外生地质作用（如风化、剥蚀、搬运、沉积 和硬结成岩等） ,并形成沉积岩和各种外生矿产。 地壳发展史中主要矛盾的主要方面是逐步转化的。 地壳发展前期（早太古代以前）以地球内核转变能为主，以后，逐渐转为地壳发展后期（元古代 以后）以地球外太阳能为主。在早太占

43、代以后至元古代期间为地球内核转变能与地球外太阳能相 互斗争的过渡时期，也是沉积变质铁矿形成时期。5.2.1.1 早太古代（ 35 亿年前）地壳较薄，地热高。因地球内核转变能的广泛积累，火山发育，地壳活动性强，褶皱形态夏 杂。本期以地球内核转变能为主要矛盾的主要方面，主要表现为火山活动广泛而强烈。这时沉 积变质铁矿主要为与基性变质火山岩共生的条带状磁铁矿，是最古老的铁矿。铁质主要来源于 地壳深处，通过火山作用而达到地壳表部。但因当时为酸性水圈，不利铁质沉积，同时地壳活动 性强，也不利于物理化学分选作用的进行，故铁质不能大规模富集。5.2.1.2 晚太古代（ 35 到 2725 亿年前） 绿岩带及

44、与其毗连的花岗岩体广泛发育。典型的绿岩带主要由玄武岩一安山岩一英安岩、流 纹岩的岩流和火山碎屑组成。在火山岩及其杂岩中间有与杂砂岩共生的条带状磁铁矿产出。地壳 开始分化为所谓稳定的地台和活动的地槽。 具明显的线性构造， 深大断裂发育， 随水圈、气圈（ CO2 型为主）的形成，太阳能引起的外生地质作用（主要是沉积作用）逐渐加强，而内生地质作用却 逐渐减弱（主要表现为火山活动逐渐变弱）。开始生成原核生物（即能释放氧的光自养生物）。 本期属地球内核转变能与地球外太阳能相互斗争的前期阶段，地球内核转变能仍占重要地位，这 时沉积变质铁矿主要与海底火山活动的绿岩带共生，产于铁镁质一与长英质火山岩层的间断处

45、， 通常呈透镜状，长几米到几公里。铁质来源除主要来自火山作用外还部分来自地表风化作用。本 类沉积变质铁布又称阿尔果马型。155.2.1.3 早元古代（ 2725 至 1918 亿年前）地壳分化为所谓稳定的地台和活动的地槽。水圈和气圈（主要由原始植物的光合作用产生游 离氧使大气氧含量增多）逐渐接近现代情况，原核生物发育。这时地球外太阳能引起的外生地质 作用显共加强，形成巨厚沉积地层。相反地球内核转变能引起的内生地质作用却明显减弱（主要 表现为火山活动变弱，地壳活动性变小），属地球内核转变能与地球外太阳能相互斗争的后期阶 段。地球外太阳能逐渐占有重要地位。本期形成当前规模最大的沉积变质铁矿，并多产

46、于下部为 火山岩、上部为厚而广的最老的碳酸盐相顶部，其上通常发育最老的红层。本期铁质主要来自地壳浅部（包括陆壳、洋底和深层海水等）。地壳浅部的铁质由于氧、水 和有机质的共同作用，而使铁原子发生转移。铁也可呈碳酸盐腐植质化合物，胶体溶液，特别是 含铁矿物呈机械悬浮物状态转移，在有利的地质条件下（长期相对稳定的地质环境），使铁质经 过充分的物理化学分选后，在长期不断缓慢下沉的古海盆中得以人规模沉积。引起铁质沉积的作 用是多种多样的。如由于当时氧的浓度低，二氧化碳浓度高，不利于纯化学氧化的进行，而这种 条件正适于铁细菌的生存。在漫长地质年代铁细菌摄取铁质和硅酸等无机物，把大量的氢氧化亚 铁变为不溶性

47、的二碱化二铁，而形成铁硅建造。近代新生铁矿的研究表明，铁矿多半是生话在沼 泽湖泊中铁细菌生物化学沉积作用的产物。此外如京含溶解铁的潜水进人水盆地而发生的铁质 沉。热液的形成，以及它们对海底深达儿公里含铁质岩石的相互作用（主要是淋滤作用）产生铁 质而沉积。深部富含钙、铁、镁的海水循环到表层，由于氧含量的增加而发生的铁质沉积，由于 当时水圈逐渐由酸性变为弱碱性，而开始有胶体以外的可溶性重碳酸铁的迁移，形成具碳酸盐条 带的铁质沉积等等。正是由于这个时期铁质来源丰富，并可在多种沉积作用（特别是铁细菌的参 予）下富集，这些原生含铁沉积经区域变质作用后形成大规模沉积变质铁矿。如哈默斯利、克里 沃罗格、库尔

48、斯克、苏必利尔等特大型沉积变质铁矿。5.2.1.4 中晚元古代（ 19 一 18 至 6 亿年前）地壳更趋于稳定。局部与深断裂有关的火山作用及地堑中的碎屑沉积发生。褶皱作用后沉积 了巨厚砂砾岩和火山杂岩。生物大量繁殖，大气中游离氧增多。地球外太阳能在地壳发展中愈益 占有重要位置。本期形成了陆源沉积为主的大规模沉积型铁矿。而以前形成的沉积变质铁矿，特 别在早元古代形成的许多特大型沉积变质铁矿在适当地质条件下， 经氧化淋滤作用而形成占风化16 壳型富铁矿。还有的沉积变质铁矿经后期热液（岩浆热液、变质水和混合宕化热液等）作用也可 形成富铁矿。5.2.2 原岩建造对铁矿的控制该矿区属于的火山 -沉积岩

49、系 -硅铁建造，此建造为一套含不等量暗色矿物（辉石、闪石、黑 云母）的斜长片麻岩类为主并夹有麻粒岩、斜长辉闪岩类的变质岩石组合。此建造的岩性岩相在 时间上空间上变化也比较大，具有明显的韵律，表明火山活动的多旋回喷发，每个旋回差不多都 有铁矿的沉积，多个旋回往往具有多层矿体，主矿层多位于从基性 酸性演化的一个较大旋回之 末，或者说两个旋回之，表明铁矿沉积于火山活动的间歇期内。一个完整的旋回，其基本顺序规 律是：基性 -中性 -酸性 -凝灰质、粘土岩 -硅铁建造，有的矿区旋回发育比较完整，有的矿区旋 回发育不完整。5.2.3 构造对铁矿的控制 本区前震旦硅铁岩层沉积以后，经历了长期多次的构造作用，

50、从而使原始简单层状的岩层和 矿层遭受了褶皱、断裂、透镜体化、塑性变形等改造作用，形成了复杂多样的矿体形态和矿带分 布格局，构造对矿体的改造作用是有一定规律的。5.2.3.1 隆起与凹陷对区域性矿带分布的控制作用隆起的地区由于长期受剥蚀矿体保存不好，分布比较零星。凹陷地区矿层保存完好，但往 往盖层厚、埋深大，情况不明，找矿的现实意义不大，隆起和凹陷的交接地区，盖层薄，矿层埋 藏浅或出露地表，剥蚀程度较低，矿层保存较好，是找矿的最有利部位。5.2.3.2 褶皱对铁矿的控制作用强烈褶皱是本区基底构造的突出特点，这对铁矿体的形态和分布有明显的控制作用。区域性 的复式向斜构造控制着矿带的空间展布，与此相

51、对应的复式背斜部位由于剥蚀作用强，矿体保存 不好，往往零星残存，构不成密集的矿带。全区铁矿层由于受到同一次东西向强烈挤压作用，褶 皱轴的方向基本上为南北向，轴面向西倾，由于后期构造的迭加作用，局部偏转呈北东向或北西 向或呈弯曲的弧形褶皱。褶皱的枢纽具有一定的波状起伏变化，但总的趋势是向南倾伏，而向北 抬起。这一特点对矿床的预测是很重要的。向斜部位保存矿体，背斜部位矿体剥蚀，是全区普遍17 的现象这些矿区中矿层的向斜构造形态是多种多样的。5.2.3.3 断裂对铁矿的控制作用 断裂对铁矿的控制作用有两重性，即破坏矿层完整性的一面和保护矿层免遭剥蚀的一面。 本区在太古代阶段，特别是早期和中期，以强烈

52、的塑性褶皱变形为主，刚性断裂不明显。到 了太古代末期， 地壳固结硬化， 发育了脆性构造， 断裂开始出现， 进入元古代， 断裂与褶皱伴生， 大量发育。以后经过吕梁运动、加里东运动、海西运动，特别是燕山运动作用的多次迭加，形成 了复杂的断裂系统，其中以北东东向断裂系、北北东向断裂系、北北西向断裂系最为发育。显然，这些复杂的断裂系统对铁矿层首先表现为破坏作用，使完整连续的层状矿体被错断而 形成许多断块，断裂强度愈大，次数愈多，这种破坏性愈大。如滦县安各庄矿区、张庄矿区，兴 隆烂石沟矿区等，由子多组多次断裂的作用，矿体支离破碎，给勘探工作造成了很大困难。在某些情况下，断裂构造对矿层也表现为保护作用。如

53、滦县地区，其西部由于北北东向青龙 河断裂而上升，矿层遭受剥蚀，保存较少，北部由于北东东向断裂而上升，矿层遭受剥蚀，保存 也较少，而东南部司马长地区位于下降盘，铁矿保存较好，成为冀东地区的最大铁矿产地之一。5.2.4 变质作用对铁矿的控制 整个冀东地区的变质岩系属中深变质带， 即基本上为角闪岩相和麻粒岩相。 变质程度较深。 除因风化作用而形成的表生赤铁矿石外，我们所见到的变质矿石，其矿物共生组合基本有两 类。石英磁铁矿石英硅酸盐磁铁矿。5.2.4.1 石英 铁氧化物矿石相的变质作用根据加拿大拉布拉多、美国上湖、澳大利亚哈默斯利、巴西米纳斯吉拉斯等矿区的研究文献 报道，未变质的原生沉积氧化物相矿石主要是由燧石、碧玉或石英、磁铁矿或赤铁矿所组成的。 据 JR.C.Klein的研究，这些矿物在变质作用时，主要表现为重结晶作