王俊，王乾，伍翔，祝樂江

（成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院， 四川成都 610059）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)域位于太行山脈的南段，大地構(gòu)造主要位于武安陷落區(qū)。西邊是西柏峪深大斷裂，東邊是大興安嶺—太行山深大斷裂，與華北陷落區(qū)相接［1］。

1.1 地層

區(qū)域內(nèi)第四系分布較為廣泛，基巖露頭較差，僅在西北和東南部見零星出露。剩余地方均被堆積物所覆掩。該區(qū)域主要由以下地層組成：

（1）寒武系地層大部分位于武安，涉縣地區(qū)的岳莊、高莊地區(qū)，于東北向分布。

（2）奧陶系地層主要在武安盆地西部山區(qū)產(chǎn)出。

（3）二疊系地層很難見到僅在東南部有零星分布。

（4）白堊系地層大部分位于永年和武安兩縣交界的婁里村一帶。

（5）第四系地層大多分布于該地區(qū)的東部盆地以及西部河谷、丘陵等地區(qū)。

1.2 構(gòu)造

通過收集大量有關(guān)該區(qū)域地層沉積建造、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、礦床特征及成礦地質(zhì)年代等各方面的資料進(jìn)行詳細(xì)的分析研究，得出該區(qū)域的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)大體上可以劃分為三個(gè)主要的構(gòu)造時(shí)期。首先是前長城紀(jì)構(gòu)造期，該時(shí)期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要為褶皺造山運(yùn)動(dòng)，伴有少量的斷裂構(gòu)造產(chǎn)生，在此期間巖漿活動(dòng)頻繁出現(xiàn)，區(qū)域變質(zhì)以及混合巖化作用廣泛發(fā)育，前長城系的地層由于強(qiáng)烈的變質(zhì)和褶皺作用從而產(chǎn)生結(jié)晶基底。資料顯示自元古代中期開始一直到二疊紀(jì)為止，期間共出現(xiàn)三次比較明顯的沉積間斷，這體現(xiàn)了這一段時(shí)期在該地區(qū)曾有過明顯的多次的地殼升降運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生在地表近東西向、北東向的明顯的隆升帶和陷落帶。其次在燕山運(yùn)動(dòng)期間大致構(gòu)成了該區(qū)域的構(gòu)造形態(tài)，這期間主要是以斷裂構(gòu)造為主，褶皺構(gòu)造次之，與此同時(shí)該時(shí)期曾出現(xiàn)大規(guī)模的巖漿侵入運(yùn)動(dòng)以及頻繁的火山噴發(fā)現(xiàn)象，該地區(qū)的主要礦產(chǎn)大多是在燕山運(yùn)動(dòng)時(shí)期形成的。喜山期構(gòu)造活動(dòng)在該地區(qū)趨于平緩，大致延續(xù)了先期構(gòu)造，僅在個(gè)別區(qū)域存在少量火山噴發(fā)現(xiàn)象［1］。

1.3 巖漿巖

前人對(duì)邗邢地區(qū)巖漿巖時(shí)代的巖體地質(zhì)特征和巖石地球化學(xué)特征進(jìn)行了大量研究。經(jīng)過對(duì)以往資料的研究，發(fā)現(xiàn)大部分巖體的同位素年齡在180～90 Ma之間，屬于燕山期的侵入巖。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

西石門鐵礦床位于武安斷陷構(gòu)造帶西北的礦山村鐵礦的正北方向，礦床往西是鎖會(huì)一、二號(hào)鐵礦體，往南是礦山鐵礦，往東緊鄰?fù)醺G鐵礦。區(qū)域內(nèi)地層出露較差，巖漿巖將礦區(qū)周圍基本覆蓋［2］。有關(guān)該礦區(qū)的詳細(xì)地質(zhì)情況可見圖1。

2.1 礦區(qū)構(gòu)造

研究區(qū)的大部分地質(zhì)構(gòu)造都是由復(fù)雜褶皺的褶皺、高角度斷層和次級(jí)褶皺構(gòu)造組成，見圖1。擠出區(qū)主要由三個(gè)扭轉(zhuǎn)斷層、五個(gè)大褶皺和一組二次褶皺組成。斷裂構(gòu)造分布在擠壓帶兩側(cè)，另外，研究區(qū)礦體的構(gòu)造主要是巖漿侵入巖與灰?guī)r之間的接觸帶構(gòu)造［3］。

圖1 西石門礦區(qū)地質(zhì)圖

2.2 礦區(qū)巖漿巖

火成巖是研究區(qū)巖體的重要組成部分，大部分是屬于中性閃長巖類，是該區(qū)鐵礦的最主要成礦母巖［4］。該地區(qū)巖漿巖的特征概況在下方列出：①閃長巖在礦區(qū)周圍廣泛發(fā)育和出露。東西向接觸帶均向東及南東傾斜，見圖1,閃長巖頂部凹凸不平。②礦區(qū)東北部的底部閃長巖隆起呈NE型剪刀狀，上部為火成巖，第三段中段為“八”型，上不和下部的閃長巖都集中在剪刀和叉子的南部，礦區(qū)中部和南部的上、下兩層閃長巖也是NE剪刀形，并整合到礦區(qū)南部。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

研究區(qū)的鐵礦床是一個(gè)較為隱蔽的大規(guī)模礦體。主礦體大多分布在閃長巖和二長巖與中奧陶世灰?guī)r接觸帶中?；?guī)r大部分賦存在礦體頂板，礦體底板大部分是透輝石板巖或硅質(zhì)閃長巖。礦體形態(tài)較為簡單，在空間上主要是因?yàn)橛猩戏貙玉薨櫂?gòu)造的影響，導(dǎo)致主礦體在外觀上主要是以背斜形態(tài)產(chǎn)出，礦體的西翼略微隆起，向北東方向延伸，而礦體的西北翼傾伏較短，核部逐漸變厚。該礦體中間部份受圍巖的作用力，順著巖層走向方向起伏不定。自礦體的中偏北部位起因收到強(qiáng)力風(fēng)化作用導(dǎo)致礦體的背斜軸部基本被破壞，僅有下部的少許巖漿巖出露于地表，從而使礦體在整體上呈“八字型”分布于東西兩側(cè)，東側(cè)礦體自中部開始出現(xiàn)尖滅。西側(cè)礦體向南過渡為背斜狀，和中部、南部的礦體連接到一起，見圖2。

圖2 研究區(qū)礦體平面垂直投影圖

3.2 礦石特征

礦石的結(jié)構(gòu)大多為半自形、它形粒狀結(jié)構(gòu)，剩下的多為交代殘余結(jié)構(gòu)。礦石的構(gòu)造相對(duì)較為單一，大部分呈現(xiàn)塊狀以及條帶狀構(gòu)造。

礦體的礦石礦物是以磁鐵礦為主的，并有小部分赤鐵礦組成，稀有礦物包括鏡鐵礦和褐鐵礦，同時(shí)產(chǎn)生的金屬硫化物大多是黃鐵礦，其次是黃銅礦，稀有礦物包括斑銅礦、磁黃鐵礦、銅藍(lán)等。脈石礦物大多是透輝石、方解石、綠泥石等。

3.3 圍巖蝕變特征

研究區(qū)鐵礦床周圍巖層蝕變現(xiàn)象比較顯著，常發(fā)生在碳酸鹽巖接觸帶附近和礦體附近的巖體附近。從圍巖到巖體內(nèi)部，可分為大理石化碳酸鹽巖帶、磁鐵礦帶、矽卡巖帶、鈉長石巖帶以及鈉長石化巖帶共五個(gè)主要的蝕變帶，見圖3。以上所列的五個(gè)不同的蝕變帶在其垂直方向上大量重復(fù)出現(xiàn)，成礦巖體長期鈉化現(xiàn)象十分普遍，為西石門礦區(qū)圍巖蝕變的重要標(biāo)志。

通過對(duì)礦區(qū)內(nèi)蝕變礦物有關(guān)交代作用的研究表明，西石門礦區(qū)圍巖蝕變過程總體上應(yīng)該先經(jīng)歷了堿質(zhì)交代作用階段，然后是矽卡巖化階段，最后為熱液蝕變階段。

圖3 西石門鐵礦床圍巖蝕變分帶簡圖

4 控礦因素

4.1 構(gòu)造因素

巖漿侵入后與該地區(qū)石灰?guī)r大規(guī)模接觸，成為接觸和交代的必要條件。巖漿順層侵入接觸帶后，接觸帶的構(gòu)造包括由上拱形成的背斜構(gòu)造、夾層滑動(dòng)擠壓構(gòu)造和塌陷構(gòu)造，由此產(chǎn)生的構(gòu)造為成礦熱液流體的遷移提供了一條途徑，也為成礦物質(zhì)的沉淀富集提供了空間。在控礦礦石結(jié)構(gòu)中占有非常重要的地位。

4.2 圍巖因素

中奧陶統(tǒng)磁縣組碳酸鹽巖是西石門礦區(qū)形成的鐵礦體主要圍巖。從下而上，它逐漸變?yōu)榉浇馐?，白云質(zhì)灰?guī)r被稱為其主要巖性，其次是灰質(zhì)白云巖。它們均屬于鈣鎂碳酸鹽巖。通過對(duì)研究區(qū)和白澗地區(qū)石灰?guī)r的化學(xué)組成比較表明，磁縣組化學(xué)組成對(duì)成礦并無重要影響。此外，通過對(duì)各種信息的研究分析可以發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)地層含有多個(gè)膏鹽層，當(dāng)巖漿侵入時(shí)，使巖漿中的氟離子氯離子等揮發(fā)物質(zhì)的含量增多，從而為礦化創(chuàng)造了條件，有利于成礦物質(zhì)的遷移和萃取。

5 礦床成因分析

西石門礦區(qū)成礦作用發(fā)生時(shí)，侵入閃長巖向上隆起，然后在侵入體背斜的接觸帶或部分接觸帶向上抬升。在與磁縣組的碳酸鹽巖接觸帶附近形成一個(gè)較大的層狀礦體［5］。礦體的形態(tài)在很大程度上受到接觸帶構(gòu)造的影響，同時(shí)也是控制成礦的主要因素，這種接觸形態(tài)是矽卡巖礦床中十分典型的控制成礦接觸構(gòu)造樣式。

通過對(duì)該區(qū)域產(chǎn)出巖石的研究發(fā)現(xiàn)，在礦區(qū)中產(chǎn)出有許多矽卡巖或具有矽卡巖化特征的其他巖石，這些巖石的發(fā)現(xiàn)足以證明該礦床的形成過程中確實(shí)存在明顯的接觸交代作用。矽卡巖型礦床主要以兩種類型產(chǎn)出，即為鈣矽卡巖型礦床和鎂矽卡巖型礦床。但是經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)西石門鐵礦并不完全屬于鈣矽卡巖型礦床，其原因是礦床周圍巖體中含有富鎂礦物而形成的，因此可以認(rèn)為西石門鐵礦應(yīng)該是介于兩者之間的過渡型。該地區(qū)的礦石有帶狀、塊狀等多種類型，交代作用廣泛。充填和交代形成的主要礦物為金云母，磁鐵礦，蛇紋石等。以上特征來看西石門鐵礦主要是由于接觸交代礦化作用形成的［6］。

6 結(jié)論

通過研究西石門鐵礦的成礦地質(zhì)特征、成礦條件、以及礦床成因，得出強(qiáng)烈的燕山期巖漿活動(dòng)以及區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育是礦區(qū)鐵礦形成最主要的構(gòu)造環(huán)境。該礦床的主要成礦圍巖是中奧陶統(tǒng)磁縣組的碳酸鹽巖，且該區(qū)域碳酸巖鹽蝕變發(fā)育并具有明顯的蝕變分帶現(xiàn)象，西石門鐵礦主要是由于接觸交代礦化作用形成的。

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