河北武安管仲铁矿

邯邢式铁矿是分布于华北地台的一种重要的接触交代铁矿类型,是指产于燕山期中(基性)侵入岩与中奥陶统碳酸盐岩接触带的铁矿床。由于该类铁矿集中在河北省邯郸-邢台地区,其地质特征与大冶、闽南地区的接触交代型铁矿床不同,故称邯邢式铁矿床。管仲铁矿是邯邢地区重要而有代表性的铁矿床。

(1)成矿区地质背景

该区位于山西地台的东缘,是太行隆起带和华北沉降带的结合部,属于隆起带附近的二级构造单元“武安凹陷”。

区域构造以NE向和NS向断层和褶皱发育为特征。此外,根据航磁资料分析,在埋藏的前寒武纪基底上有古东西向褶皱,该区位于一个东西向的凹陷中。可能是这种隐伏基底构造与上述燕山期盖层构造体系的复合区共同控制了深部岩浆的上涌活动。

该地区的地层自上而下、自西向东如下。

寒武系:下统为紫砂页岩,中上统以灰岩为主,厚553m

下奥陶统为厚76m的白云岩。

中奥陶统马家沟组:是本区分布最广的地层,岩性以厚层灰岩为主,夹白云石灰岩和少量泥灰岩,还夹有三层含石膏(石盐)假晶的灰岩,总厚度600 ~ 700米,岩石化学成分横向变化是MgO含量自东向西大幅度增加,汉兴地区平均仅为2.7%,而山西临汾地区平均含量高达65438+。这一规律决定了汉兴地区见到的矽卡岩主要是钙矽卡岩,也有部分是镁矽卡岩。临汾地区的矽卡岩主要是镁矽卡岩。中奥陶统三层含石膏(盐)角砾岩层的存在,在构造变动中易形成软弱带,其溶解性和可塑性为岩浆侵入形成层状岩体提供了有利空间。

石炭系:由砂质页岩、砂岩、页岩夹灰岩组成,厚度140m。

二叠纪:砂岩、页岩、砂质页岩、下部煤层,厚约1080米。

与矿化有关的侵入岩主要是闪长岩-二长岩系列,包括一些基性岩。它们是岩浆长期演化和多次侵入的产物。根据野外观察和同位素年龄资料,侵入岩的时代为侏罗纪-白垩纪(177 ~ 89 Ma),可分为早、中、晚三个阶段。

燕山早期(177 ~ 152 Ma):以角闪闪长岩为主,其次是角闪辉长岩和橄榄辉长岩,后两者形成相对较早。其中,角闪闪长岩与铁矿关系密切,主要分布在浮山岩体中。

燕山中期(132 ~ 121ma):闪长岩、正长岩、角闪石二长岩和辉石二长岩为本区主要的成矿母岩,主要包括浮山、固镇、匡村和齐村(图14

燕山晚期(111 ~ 89ma):目前红山岩体中主要发现正长岩和角闪石正长岩,尚未发现有工业价值的铁矿床。

闪长岩和二长岩侵入体一般呈层状,一般呈层状分布于中奥陶世碳酸盐岩地层中。现有资料表明,该区铁矿床大多集中在似层状侵入体等轴上穹窿周围的碳酸盐围岩接触带附近。准等轴上穹的形成机制可能与岩浆准层状侵入过程中的局部“气旋”运动有关。从岩体的垂直方向看,侵入体似层状分叉,形成锯齿状接触带,常位于围岩突入侵入体的部位,形成多层矿体。

图14-3邯邢地区接触交代铁矿区域地质示意图(据华北地质研究所铁矿队,1974)

(2)成矿系列

根据对区域矿床地质特征的分析,至少有四种相互联系的铁矿类型,即镁矽卡岩型、钙矽卡岩型、钙镁矽卡岩型和高温热液交代铁矿。前三种一般直接产于闪长岩侵入体与碳酸盐岩围岩的接触带,呈层状或透镜状产出。根据围岩中MgO的含量,相应形成镁夕卡岩、钙夕卡岩或钙镁夕卡岩过渡型铁矿床。高温热液交代铁矿床大多产于接触带附近的碳酸盐岩围岩中,主要受围岩层间裂隙控制,部分呈斜层状,呈透镜状、脉状。它们的规模相对较小,并且总是与接触带中的矽卡岩铁矿床密切相关。

钙镁矽卡岩型铁矿床是根据我国一些矽卡岩型铁矿床的具体情况,介于钙矽卡岩型和镁矽卡岩型之间的一种过渡类型。考虑到华北地台许多铁矿床中夕卡岩矿物组成的特殊性,它不具有典型的镁夕卡岩矿物组合(镁橄榄石、尖晶石、硅线石、蛇纹石等。).也没有典型的钙-矽卡岩矿物组合(钙铁榴石、透辉石-钙铁辉石系列、浮山石、硅灰石等)。),但主要由透辉石或低铁透辉石、金云母或含铁金云母、阳起石透闪石和一些石榴石组成。这些矿床中的原生碳酸盐岩一般为白云质灰岩,MgO含量范围为2% ~ 12%。

管仲铁矿主要有两种类型,即镁接触交代型(镁矽卡岩型)和高温热液交代型,还可能有钙镁矽卡岩型铁矿。

(3)矿床地质特征

管仲铁矿是一个隐伏矿床,地表完全被第四纪黄土和松散沉积物覆盖。这个矿床是冶金518地质队根据原地质部航测队圈定的低慢磁异常发现的。

矿区地层为单斜,倾角5° ~ 65438°+05°。矿床位于中央背斜的东北倾端。主矿体产于燕山期斑状闪长岩与中奥陶统灰岩的接触带,呈不规则透镜体。矿体形态在相邻区段变化很大,有的呈层状,有的呈帽状、透镜状。一般矿体两端厚度迅速变薄或分叉,最后尖灭(图14-4)。有些小矿体呈小透镜状,出现在接触带附近的石灰岩层间裂隙中。

图14-4河北省管仲铁矿不同地段矿体形态变化(根据河北省地质局第二地质队,1975)

一般来说,矿体的形态受多种因素控制,如成矿构造、闪长岩顶部接触面的形态、灰岩岩性等。

矿山附近的闪长岩受到不同强度的蚀变。外接触带形成透辉石夕卡岩、透辉石夕卡岩和金云母夕卡岩,热液蚀变阶段叠加绿泥石化和蛇纹石化。内接触带主要以红柱石、钠长石、透辉石和金云母为特征。交代作用弱时形成红柱石、透辉石、钠长石闪长岩,交代作用强时形成红柱石矽卡岩、透辉石钠长石交代岩、钠长石交代岩。一般交代分带剖面为闪长岩→透辉石化钠长石闪长岩→透辉石钠长石或钠长石交代岩→透辉石矽卡岩、叠加磁铁矿→大理岩。

钠长石化是区分含矿带和无矿带的重要蚀变标志。无矿部分内接触带基本无钠长石化。当矿体较大时,钠长石化的强度和分布范围也较大。从闪长岩体到铁矿体,钠长石化由弱变强。

矿石中的金属矿物主要是磁铁矿,其次是黄铁矿和假赤铁矿,还有少量镜铁矿、黄铜矿、白铁矿、磁黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿和闪锌矿。非金属矿物包括透辉石、透闪石、阳起石、金云母、蛇纹石、白云石和方解石,其次是绿泥石、石榴石、应时、含铁白云石、菱铁矿、重晶石、水镁石和滑石。

透辉石后形成大量的磁铁矿晶体,磁铁矿交代透辉石是常见的。与透闪石、阳起石、金云母大致相同。磁铁矿通常被黄铁矿和其他硫化物所取代。

磁铁矿矿石结构为块状、浸染状和条带状,其次为筛孔状、杂色、条带状、细脉状、斑点状和交代残留结构。

矿体中常有大理岩的交代残留物,其产状与围岩基本一致。磁化和黄铁矿也见于大理石残余物中。

根据矿物成分的不同,矿石大致可分为四种类型:①黄铁矿-磁铁矿矿石;②绿色云母(绿泥石)-磁铁矿;③蛇纹石磁铁矿;④水镁石磁铁矿。矿石中TFe平均品位为45.14%。