李小龍，方同明，張曉亮，孫永華

（1.北京市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，北京100195；2.北京市地質(zhì)調(diào)查研究院，北京100195；3.中國礦業(yè)大學（北京），北京100083）

四道溝鐵礦位于北京東北部懷柔北Fe－Au－螢石成礦帶（Ⅲ－57－2－1）［1］，主要為沉積變質(zhì)型鐵礦。自20世紀60年代以來，北京市地質(zhì)局101隊、首鋼地質(zhì)勘探公司隊等多家單位先后在區(qū)內(nèi)開展普查、礦產(chǎn)勘查等地質(zhì)工作［2－3］，探求了鐵礦資源儲量。區(qū)域經(jīng)歷了多期次變質(zhì)作用和后期改造疊加作用，含礦地層為太古宙密云巖群［4］。巖漿巖以燕山晚期花崗巖及各種中酸性脈巖。斷裂構(gòu)造發(fā)育，早期受云蒙山巖體推覆，晚期疊加崎峰茶脆性斷裂。區(qū)域上北部以變質(zhì)型鐵礦為主，成礦地質(zhì)條件較好［5］。為進一步擴大后備資源儲量，本次物探工作在前人工作基礎(chǔ)上，進行地面高精度磁法測量，結(jié)果表明高精度磁測在礦區(qū)深部和西北段取得較好效果。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征概況

1.1 地層

區(qū)域出露有太古界及中元古界地層。太古界密云巖群分布最為廣泛。含礦巖性主要是中太古代［6］黑云角閃斜長片麻巖、黑云變粒巖夾斜長角閃巖［7］。地層產(chǎn)狀傾向北東（20°～50°），傾角26°～60°左右。太古界地層中賦存有磁鐵石英巖及磁鐵片麻巖型礦體，主要分布于馬圈子變質(zhì)鐵礦帶四道溝－龍泉峪成礦段［8］。

中元古界地層呈角度不整合蓋在基底地層之上，呈帶狀分布在區(qū)域西南部，出露有長城系常州溝、串嶺溝及團山子組地層，巖性主要有石英質(zhì)礫巖、長石石英巖及石英巖。

該地區(qū)條帶狀變質(zhì)鐵礦按一定規(guī)律（旋回特點）出現(xiàn)于上述建造中，含礦層穩(wěn)定［9］。

1.2 構(gòu)造

四道溝鐵礦床（區(qū)）位于云蒙山隆起的北西翼部，崎峰茶斷裂之南東盤（下盤），受崎峰茶斷裂早期（古斷裂活動期）逆沖推擠和云蒙山巖體強力侵位的側(cè)向壓力作用下，礦區(qū)內(nèi)含礦變質(zhì)地層總體程現(xiàn)出向北西側(cè)傾斜的單斜構(gòu)造，呈北北東走向條帶狀展布。并在區(qū)內(nèi)發(fā)育多條北北東向（傾向北西）近于平行的韌性逆斷層，對鐵礦層有斜切、改造破壞作用。近南北向青石嶺韌性平推斷裂從礦區(qū)東側(cè)穿越，截切了含礦地層和鐵礦帶向東的延伸，構(gòu)成了四道溝鐵礦區(qū)和四合堂鐵礦區(qū)的邊界。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿侵入活動強烈，對變質(zhì)鐵礦有影響的侵入巖有3個形成時代：

1）中、新太古代古老侵入巖都已變形變質(zhì)，形成片麻巖體，其巖性為英云閃長質(zhì)、輝長閃長質(zhì)和花崗質(zhì)片麻巖，其中沙廠英云閃長質(zhì)片麻巖具有重熔性質(zhì)，巖體分布廣泛，其內(nèi)保存有大量密云巖群含鐵建造殘體。其余片麻巖體對變質(zhì)鐵礦有明顯的破壞作用。

2）中元古代侵入巖受近東西向深斷裂控制，形成基性－中酸性巖石組合的長條狀巖帶，分布于密懷穹隆南北兩側(cè)，其北段作用破壞了四道溝－龍泉峪和四合堂－山神廟兩礦帶變質(zhì)鐵礦連續(xù)性。

3）中生代侵入巖體主要為燕山期侵入于，呈巖珠、巖基狀復合巖體，侵位于密懷穹隆中，主要有云蒙山巖體，并有多期巖脈穿插于變質(zhì)巖中。中生代侵入巖大面積破壞了密云巖群含鐵建造的完整性，其侵位側(cè)向擠壓也造成了控礦褶皺、含礦帶空間展布的方向變?yōu)楹托巫儭?/p>

1.4 成礦地質(zhì)特征及礦化蝕變特征

鐵礦主要是變質(zhì)作用過程中，鐵礦、斜長石、石英等都受到強烈的改造作用發(fā)生重熔、遷移，使磁鐵礦發(fā)生富集或貧化。

鐵礦體呈似層狀、透鏡狀、串珠狀順含礦層位延長方向，大多相互近平行排列。成礦帶延長4～5km，已發(fā)現(xiàn)鐵礦體達15條以上，礦體長10～150m、厚0.5～2m，最長可達數(shù)百米，最厚達40～50m，產(chǎn)狀 NW320°～340°，傾角46°～50°，TFe平均25.83%～27.50%［10］。

圍巖蝕變片麻巖中主要可見黃鐵礦化。

礦石主要是磁鐵石英巖，礦石礦物為磁鐵礦。脈石礦物為石英、角閃石、綠泥石、黑云母等礦物顆粒多為自形－半自形，顆粒大小不等，為中粗粒變晶結(jié)構(gòu)。

2 地球物理特征

為了解本區(qū)主要巖（礦）石磁性特征（表1），采集372塊標本對區(qū)內(nèi)主要巖（礦）石磁參數(shù)測定統(tǒng)計。結(jié)果表明，太古宙密云群地層中黑云母斜長片麻巖（Aγ2M）、斜長角閃巖，磁性普遍稍強，是本區(qū)主要磁性地層但磁性不均勻，與圍巖有明顯磁性差異。區(qū)內(nèi)燕山期侵入巖正長巖（ξK1）、花崗巖（ξγK1）、石英砂巖、細晶巖等一般磁性較弱，個別有微弱的剩磁。

磁鐵片麻巖和磁鐵石英巖表現(xiàn)磁異常高，為找礦提供了有利的前提條件。區(qū)內(nèi)閃片麻巖、黑云母斜長片麻巖等巖石磁性中等，在埋深淺或近地表時顯示出較強磁異常，對尋找鐵礦有一定的干擾。

表1 區(qū)內(nèi)巖石及礦石磁性參數(shù)

3 磁異常特征與解釋

本區(qū)磁異常（ΔT）總體呈NNE向帶狀展布，區(qū)內(nèi)總長大于24km，主體磁異常寬達3km（圖1）。其東側(cè)尚有平行出現(xiàn)的強度稍遜的磁異常帶。帶內(nèi)局部異常串珠狀斷續(xù)出現(xiàn)，總體又呈多條狹窄條帶狀平行展布。多正、負異常緊密伴生。

圖1 ΔT磁異常等值線平面圖

地磁主體異常帶與本區(qū)含礦地層相對應，局部高值異常多與已出露含礦層對應。

Csd－1：該異常區(qū)（帶）南北總長 4km，東西寬3km。局部磁異常呈兩條平行排列的磁異常帶。帶內(nèi)異常又呈串珠狀斷續(xù)出現(xiàn)（共7個異常中心）。單個異常極值3000～5000nT，北側(cè)多有不規(guī)則的負異常伴生。經(jīng)與地質(zhì)對照，主異常對應本區(qū)主要含礦地層，局部異常直接對應磁性含礦體。推測應有兩個含礦層平行出現(xiàn)，但沿走向礦層又串珠狀斷續(xù)分布。

Csd2：該異常區(qū)（帶）分布范圍南北長1.5km，東西寬1.6km，主要有兩條近平行的磁異常帶，共8個異常中心，單個異常極值3 000nT左右，其周邊均有不規(guī)則的負異常伴生。推測應是兩個磁鐵石英巖含礦層平行出現(xiàn)，但磁性礦體并不連續(xù)，所以局部異常形成串珠狀斷續(xù)排列的。

為了解深部磁性礦體，垂直礦體走向布置Ⅱ號磁法剖面，由圖2可以看出，東西3個磁異常反映了三條含礦帶，從剖面磁異常的上延50m、100m、200m、400m結(jié)果看，在50m深度上，ΔT快速衰減，100m內(nèi)磁場衰減相對較慢，而200～400m磁場變化不甚明顯，表明異常異常源埋藏深度不大。在中部兩個尖銳異常中間地帶依據(jù)地質(zhì)圖推測可能是下伏的向斜軸部，磁異常為平緩漸近線型，未有明顯的疊加異常場顯示，所以在400m以下更大深部是否存在含礦地層，尚不能斷言。

圖2 剖面Ⅱ反演成果圖

對剖面Ⅱ?qū)嵤┝朔囱輸M合定量解釋計算，采用參數(shù)：地磁偏角I＝－6.7°；地磁傾角I＝58.82°；地磁總場T＝54644.7nT；總磁化強度J＝43000×10－3A／m；測線方位角為290°。

反演結(jié)果說明，剖面上的突變磁場主要由相對獨立、平行排列、深淺不一的傾斜板狀鐵礦體引起。主礦體埋藏較淺，深度＜5m或者更淺，呈多層狀產(chǎn)出，厚度20～50m不等，其中南部礦體規(guī)模較大，據(jù)等效體擬合推測下延深度360m，北部礦體下延深度200m，礦體產(chǎn)狀均北西傾，傾角20°～30°。

南部尚有幾個隱伏的平行孤立礦體，埋深80～190m不等，產(chǎn)狀較平穩(wěn)，一般20°～30°，個別礦體近陡立產(chǎn)出。

Csd－3：該異常區(qū)（帶）南北長2.2km，東西寬2.2km，主要有兩條近平行出現(xiàn)異常帶組成，有7個主要異常中心，單個異常極大值2000～4000nT，均伴有強度不等不規(guī)則的負異常。

推測應是由兩個含礦層中磁鐵石英巖引起。其西群異常北段與航磁異常對比，地磁異常向北延伸較大，磁鐵礦層未出露地表，但覆蓋層較薄。

4 結(jié)論和建議

1）大比例尺地面高精度磁法精度高、探測磁異常特征清晰與鐵礦吻合較好，在勘查中作取得較好效果。

2）本次1∶10000地面高精度磁法成果為礦區(qū)找礦及遠景區(qū)圈定提供了重要數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上優(yōu)選靶區(qū)開展專項地質(zhì)調(diào)查查證了多個礦體，取得了地質(zhì)找礦的突破。在四道溝－龍泉峪向斜核部礦體富集，預測區(qū)內(nèi)變質(zhì)型鐵礦遠景資源量可達到中型。

3）全區(qū)共圈定3個異常區(qū)（帶）22個異常中心，根據(jù)異常特征和現(xiàn)場踏勘結(jié)果，認為四道溝區(qū)Csd－3異常北部異常規(guī)模大，磁場幅值高，礦致異常明顯，地質(zhì)成礦條件有利，應為本區(qū)重要的找礦靶區(qū)，建議部署勘查工作，提高后備資源儲量。

［1］方同明，孫永華，尤世娜，等.北京市重要礦產(chǎn)成礦規(guī)律初步研究［J］.地質(zhì)找礦論叢，2012，27（3）：261－270.

［2］北京地質(zhì)局101普查大隊.北京市懷柔縣四道溝鐵礦初步勘探設計［R］.1958.

［3］首鋼地質(zhì)勘探公司地質(zhì)研究所.北京市懷柔縣琉璃廟鄉(xiāng)老公營鐵礦床地質(zhì)普查報告［R］.1994.

［4］北京市地質(zhì)調(diào)查研究院.北京市礦產(chǎn)資源潛力評價成礦地質(zhì)背景研究課題設計（內(nèi)部資料）［R］.2007.

［5］北京市地質(zhì)調(diào)查研究院.北京市鐵礦資源潛力評價預測成果報告（內(nèi)部資料）［R］.2009.

［6］金文山，李雙保，管愛蓮.北京地區(qū)早前寒武紀結(jié)晶基底［M］.北京：地質(zhì)出版社，2000.

［7］周紹林，陳東明，李致瑞，等.北京早前寒武紀地質(zhì)及鐵礦［M］.北京：地質(zhì)出版社，1993.

［8］北京市地質(zhì)礦產(chǎn)局.北京市區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1992.

［9］北京市地質(zhì)局101地質(zhì)隊.北京密云懷柔地區(qū)變質(zhì)鐵礦分布圖（說明）［R］.1977.

［10］北京市地質(zhì)調(diào)查研究院.北京密云－懷柔地區(qū)深部鐵礦資源潛力評估地質(zhì)填圖野外小結(jié)［R］.2010.