【摘 要】西石门铁矿是河北省南部邯郸-邢台地区最大的邯邢式铁矿，该矿床产于中奥陶统碳酸盐岩与燕山期二长岩-闪长岩杂岩体的接触带上。矿区以北北东向挤压带构造为主要特征，发育一系列北北东向的褶皱和断裂构造。在已有的前人资料的基础上，通过对该区的系统研究，认为该区邯邢式铁矿成矿铁质直接来源于深源成矿流体的可能性不大，成矿物质中的铁主要来源于矿体周围岩体钠长石化析出的铁质，深源铁质以及结晶基底老变质岩中的富铁岩层中铁质，对岩浆中铁质含量的增加起了一定的作用，但不是铁矿中铁的主要来源，这将为今后邯邢地区深部找矿提供一定的地质依据。

【关键词】西石门；邯邢式铁矿；地质特征；铁的来源

A Tentative Discussion on the Source of Ferrite-taking Xishimen Iron Ore in Wuan City for Example

KONG Yuan SONG Kai HAO Xiao-yuan

（Shijiazhuang University of Economics，Shijiazhuang Hebei 050031，China）

【Abstract】Xishimen iron ore is the largest handan-xingtai type iron ore of handan-xingtai region in the southern of hebei province ， and the ore deposits are found in the contact zone of ordovician carbonate rocks and yanshanian monzonite-diorite complex rock body. The NNE trending compressed zone structure is the main features，and the NNE trending a series of folds and fractures deveploped in Mining area. On the basis of the available data of the predecessors，by the systematic study we get the conclusion the metallogenic iron of handan-xingtai type iron ore directly from the depth originating mineralizing liquid is unlikely. Fe in the ore-forming material is mainly derived from the sedimentary accretion which albitization of around rock mass. Besides，the depth originating ferrite and the rich iron strata in the old metamorphic rocks of crystalline basement also generate dcertain amount of ferrite. They play a role in the increased ferrite content within the magma， but they are not the main source of ferrite. This study will provide geological basis for deep prospecting of handan-xingtai area in the future.

【Key words】Xishimen；Handan-xingtai type iron ore；Geological features；The source of ferrite

0 引言

邯邢式铁矿床中成矿物质铁的来源问题，长期以来一直人们关注的热点问题。目前对邯邢式铁矿成矿物质铁的来源，主要有如下几种观点：刘英俊等（1982）认为岩浆分异形成的岩浆期后热液、围岩中的富铁富矿层位以及浅部岩浆中的暗色矿物都可能提供成矿物质[1]；牛树银等（1994）认为铁质主要来自深部，包括了岩浆作用带上来的深源铁质和老的变质基底中原有的含矿层[2]；真允庆等（1984）提出变质基底是物质的来源，燕山期岩浆岩只起到了运载作用[3]；多数研究者（华北地质科学研究所，河北地质学院，1976；沈宝丰等，1977，1981；许晓峰，1987；郑建民，2007）认为铁质主要来源于矿体周围的岩体[4-8]。本文在系统研究邯邢地区区域地质背景、典型矿床地质特征的基础上，总结归纳了西石门铁矿的主要地质特征，探讨邯邢式铁矿的成矿物质铁的来源。

1 矿区地质概况

1-中石炭统碎屑岩；2-中奥陶统碳酸盐岩；3-中生代二长岩类；4-中生代闪长岩类；5-露天铁矿体；6-铁矿；7-断层；小图中黑色正方形为西石门矿区

图1 西石门铁矿地质略图（据章百明等，1996）[9]

1.1 主要地层

矿区位于山西断隆武安拗陷区，矿床产于赞皇变质核杂岩构造的盖层单元，是矿山村矿田的一部分。

区内出露的地层简单，主要为下古生界寒武—奥陶系滨浅海相碳酸盐岩和上古生界石炭—二叠系海陆交互相含煤碎屑岩。中奥陶统尤其磁县组含膏碳酸盐是主要成矿围岩。（如图1）

1.2 构造

多层段的石膏沉积及其角砾状构造是成矿围岩的显著特点，这些含膏角砾岩层是成矿岩体似层状侵位的主要场所。

矿区构造为一隆起构造，北西侧为寒武系下统灰岩，北东走向，向南东倾斜；南东侧为石炭—二叠系碎屑岩类，北东—北西走向，向南东—北东倾斜，呈弧形分布，中部为奥陶系中统地层，并有闪长岩、二长岩类侵入。隆起构造总体呈马蹄形。其内NNE向紧闭或倒转褶曲及断裂发育。褶曲受岩体顶面隆凹控制，即背、向斜分别与上隆下凹部位相对，属协调褶皱。

马蹄形隆起构造是矿田的基本控矿构造，西石门及王窑、云驾岭、玉石洼等大型铁矿分布于隆起周围倾伏区，马甲脑、五家子等小型铁矿产于隆起区中部，规律性明显。

闪长岩与奥陶系中统碳酸岩的侵入接触构造是矿床的基本控矿构造，覆盖性接触带，尤其呈钟状上拱者是最主要的控矿构造型式。此外，与接触带邻接的断裂及层间裂隙构造也是控矿构造之一，褶皱构造对矿床也有一定的控制作用。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩受矿田构造控制，呈岩株状侵位于马蹄形隆起构造中部奥陶统地层中，岩株近等轴状，向南东倾伏，面积80平方公里，岩体由闪长岩（闪长玢岩）—二长岩两次侵位组成，闪长岩是成矿母岩，也是岩体主体，闪长玢岩是其边缘相。侵位时代钾氩年龄为110-296Ma（马吉群等，1986），铷锶年龄为136Ma（王季亮等，1990），应属燕山早期。岩体顶部及倾伏部位是成矿主要部位。

闪长岩一般为细粒—斑状构造，主要矿物为斜长石、角闪石、石英、钾长石，黑云母少量（局部含量较高），副矿物有榍石及磁铁矿、磷灰石、锆石等。磁铁矿副矿物含量居邯邢岩区之冠。

闪长岩化学成分以富含碱质和铁为特征，属钠质碱性岩类，岩体微量元素分析表明V、Ti、Mn、Cr、Co、Ni等铁族含量较高，Mo、Cu、Pb、Zn等亲硫元素含量偏低。

2 矿床地质特征

西石门铁矿为大型隐伏矿床，位于矿田构造内部的北北东向挤压带，东与王窑大型铁矿相邻，周围有矿山村等中小型铁矿产出。

2.1 矿体形态、规模

矿床由28个矿体组成。矿体受接触带控制，呈似层状、透镜状、囊状、不规则状等形态。主矿体受上拱的平缓的接触带控制，呈完整的似层状，矿体长5020m，厚度最大为103.42m，一般1.2-32.0m，平均15.13m，储量占矿床总量的95%以上。

2.2矿石结构构造及物质组分

矿石以原生矿为主，氧化矿少量，多为半自形、它形粒状结构，块状、浸染状构造，部分为条带状、蜂巢状、土状、斑杂状。金属矿物主要为磁铁矿、假象赤铁矿及黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、辉铜矿、铜兰等少量硫化物。脉石矿物主要为透辉石、蛇纹石、金云母、透闪石、阳起石、白云石、方解石、绿泥石及少量硅镁石、石榴石、绿帘石、滑石、磷灰石、石英、玉髓、长石、方柱石等。

磁铁矿：含量20-90%，一般50%。磁铁矿与透辉石关系最为密切，常见磁铁矿交代透辉石、碳酸盐矿物形成的交代残余结构。该区磁铁矿有三个形成期次，早期者与透辉石、透闪石共生，中期者主要交代透辉石等矽卡岩矿物生成，晚期者呈脉状产出。中期磁铁矿最发育，磁铁矿常被赤铁矿交代或氧化成褐铁矿。

全矿田磁铁矿化学成分分析表明，Fe2O3+FeO=93-95%，平均为93.7%。其它杂质为硅、铝、钙、钾、钠等，钛含量较高，TiO2=0.04-0.16%，平均0.076%。（见表1）

矿床主要有用组分为铁，主要伴生有用组分为钴。铁主要赋存于磁铁矿中，钴主要赋存于黄铁矿中。TFe=20.10-68.26%，一般35-58%，平均43.26%。矿石CaO+MgO/Al2O3+SiO2=0.5-1.3，大部分属碱性矿石。

2.3 围岩蚀变及分带

闪长玢岩与围岩接触带发生广泛而强烈的接触交代变质作用，形成一套镁质交代岩。自岩体向围岩交代岩分带为：

2.3.1 内蚀变带（蚀变闪长岩）

角闪石化，钠长石化闪长岩带，宽数一数十米。角闪石呈黑色，长柱状，集合体呈十字形、米字形，交代斜长石及原生角闪石生成，含量可达30%。钠长石化有早晚两期，主要呈板状交代斜长石生成，含量可达20-80%。早期者呈面型分布，有的沿裂隙发育，晚期者呈脉状，是矿后蚀变。钠长石化是褪色蚀变，与成矿关系密切。

透辉石化方柱石化闪长岩带，宽度可达数十米。透辉石主要呈颗粒状集合体交代角闪石生成；方柱石化也是一种褪色蚀变，发育较广。一般呈直柱状集合体，按化学成分属富钠的针柱石类。

透辉石方柱石矽卡岩或黑云母方柱石矽卡岩带，主要呈脉状沿接触带附近的裂隙产出。

2.3.2 外蚀变带

金云母透辉石矽卡岩带，局部为透辉石、石榴石、阳起石矽卡岩，紧靠接触带产出，一般构成铁矿体的底板（近矿围岩）。金云母呈团脉状，集合体呈菊花状，早期者与磁铁矿共生，晚期者呈细脉状产出。

磁铁矿带，位于透辉石金云母矽卡岩带外侧，厚1米至百余米，连续分布。

透辉石化、磁铁矿化大理岩带，分布于磁铁矿带外侧，厚度数倍于磁铁矿带。

大理岩或大理岩化灰岩带，重结晶作用为主，交代作用较弱，局部有蛇纹石化，属热变质带。

综上所述，矿床蚀变分带，内带以碱质交代为主，褪色蚀变发育，去铁、镁、钾，聚钠、铝作用显著；外蚀变带以透辉石化磁铁矿化为主，聚铁去钙作用明显，透辉石化与磁铁矿化关系最为密切。

3 成矿物质—铁的来源探讨

3.1 铁质来源铁质来源于深部成矿流体的可能性分析

作为热液型矿床，成矿物质的来源与成矿热液的来源息息相关，因为热液是成矿物质的载体。大量的研究资料表明，邯邢地区与成矿有关的中性岩类主要为壳幔混融作用形成的岩浆经结晶分异作用形成的。壳幔混溶过程中，深源铁质进入岩浆，那么该区邯邢式铁矿是不是由深源岩浆，在上侵过程中经结晶分异作用形成的成矿流体对围岩交代形成的呢？对该地区大中型铁矿的成矿地质特征研究结果来看，由来自深部的成矿流体交代围岩成矿的可能性不大。主要依据有如下两点。首先，从成矿物质铁的迁移来看，铁只有和成矿流体中的氟、氯和钠形成铁铝酸钠络合物，才能在成矿流体中长距离被搬运。显然，如果是地幔成矿流体成矿，必然会使大量的钠质进入成矿流体，从而消耗掉岩浆中的大量钠和氟、氯。但从该区成矿中性岩类的大量化学成分分析数据来看，该区成矿岩体普遍为富钠质的中性岩；其次，从铁矿体的赋存位置来看，该区的铁矿体主要赋存在岩体与中奥陶统碳酸盐岩的接触带的上部，即岩体的上接触带，岩体的下接触带几乎不成矿，如果成矿流体为深源成矿流体，那么成矿流体在沿接触带或断裂带运移过程中，对接触带两侧的围岩进行交代作用，铁质沉淀富集不应只出现在岩体的上部接触带附近，岩体下接触带附近也应有矿体存在。但我们从前人对邯邢式铁矿的研究结果来看，邯邢地区在岩体下接触带成矿的很少。由此可见，该地区成矿铁质主要来源于深源成矿流体的可能性不大，但是不排除少量成矿铁质来源于深部的可能。

3.2 变质基底富铁岩层与成矿铁质的关系

邯邢地区结晶基底主要为主要为太古界赞皇群，该套地层中富含磁铁石英岩，是主要的富铁岩层。长期以来，老结晶基底中富铁岩层与邯邢式铁矿成矿铁质的关系问题，一直是人们关注的问题。本次研究过程中，我们在西石门铁矿成矿岩体中发现了大量的磁铁石英岩捕虏体。另外，根据前人对白涧矿区ZK0614-705钻孔成矿蚀变闪长岩的锆石测年结果中发现，其锆石U-Pb锆石年龄值有两个，分别为2450±18Ma（MSWD=1.4）和1800Ma左右。这些锆石的年龄值与该区老结晶基底的变质岩年龄相当，显然是变质锆石的年龄，这说明本区岩浆在上侵过程中，同化了变质基底的物质或岩浆本身就是变质基底部分熔融的产物，这些锆石的年龄应为继承老变质岩的锆石年龄。上述事实说明，变质结晶基底中磁铁石英岩，可能为白涧铁矿提供了部分铁质。

4 结论

综上所述，该区邯邢式铁矿成矿铁质直接来源于深源成矿流体的可能性不大，深源铁质主要是在壳幔混溶的过程进入岩浆，在岩浆上侵过程中可能又同化了太古代赞皇群中的部分磁铁石英岩，使岩浆中的铁质含量进一步增加，在岩浆结晶作用过程，大部分铁质进入了含铁矿物如角闪石的晶格或形成磁铁矿副矿物，在岩浆结晶期后形成的富钠、氟、氯气成热液的作用下，岩石发生钠长石化，磁铁矿被溶解，角闪石被交代析出铁质，这些铁质进入气成热液形成成矿热液，经迁移富集成矿。由此可见，成矿物质的来源既有深源铁质，又有变质结晶基底中的含铁岩层，但这些深源铁质和变质结晶基底中的铁质，通常是在岩浆结晶过程中形成含铁矿物或磁铁矿，并不直接进入成矿热液，真正形成铁矿的铁质应为矿体周围岩体钠长石化析出的铁质。

【参考文献】

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[责任编辑：王迎迎]