赤城县陈家窑磁铁矿成因探讨

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1、赤城县陈家窑磁铁矿成因探讨杨云谷振飞马海波燕云生缪建普（河北省地矿局第三地质大队，075000）摘要：本文通过对陈家窑磁铁矿的分布和产状，化学成分，组构特征及C有机含量变化的分析，对区内磁铁矿成因进行了较细致的研究，进而提出陈家窑磁铁矿的形成是受深部燕山期花岗岩侵入体影响，在低温缺氧富含C有机的还原环境中赤铁矿被还原成磁铁矿。关键词：拆离滑脱构造磁铁矿有机碳还原反应1矿区地质矿区位于华北准地台燕山台褶带西北部的宣龙坳陷内，距张家口市赤城县西南约35km。该区铁矿原为宣龙式赤铁矿，后受岩浆作用变质

2、成磁铁矿；以下主要对磁铁矿成因及成矿模式进行初步探讨，其它方面简要论述。1.1地层区内出露地层分结晶基底和盖层两部分。其中基底为太古界桑干群水地庄组；盖层主要为元古界长城系常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组，产状:N20°W～N50°W,倾向南西，倾角∠4°～27°；新生界第四系冲洪积物、洪坡积物和风积物。1.2岩浆岩区内与磁铁矿有关的岩浆岩为燕山期岩花岗岩深部侵入体；地表及钻孔内偶见伟晶岩脉，岩脉受构造控制，与断层走向一致。1.3构造矿区位于张宣幔枝拆离滑脱带内，地层以单斜构造为

3、主；发育北东向和北北西向两组断层，区域内分别呈环状和放射状相互切割分布。2矿床地质特征2.1矿体特征矿床受宣龙复向斜构造控制，含矿岩系位于串岭沟组页岩中，属沉积变质磁铁矿；主要发育4层矿，实际钻探显示矿体呈层状、似层状及透镜状产出，厚度变化较大，产状与地层产状基本一致，见表1。表1矿层厚度变化特征表矿层厚度（m）平均厚度（m）厚度变化系数（%）平均产状Ⅰ0.48～4.881.8653.68147°∠16°-5-Ⅱ0.26～3.171.1456.30147°∠16°Ⅲ0.35～2.231.5863

4、.70147°∠16°Ⅳ0.28～2.601.2976.91147°∠16°2.2矿石特征金属矿物主要为磁铁矿，次之为赤铁矿及菱铁矿；脉石矿物以石英为主。矿石以他形粒状结构为主，另有自形或半自形结构，构造有鲕状、肾状和块状。矿石元素分析结果见表2。表2矿石化学分析结果表序号矿层化学分析结果（%）TFeSiO2Al2O3CaOMgOSPCuPbZnSnAsF1Ⅰ55.3612.181.980.410.510.040.080.120.010.060.010.020.802Ⅱ51.5313.352.5

5、70.361.260.150.190.080.040.030.000.030.913Ⅲ42.3916.133.920.571.740.290.160.060.030.090.000.010.524Ⅳ45.1215.943.960.612.630.330.140.070.080.130.010.030.76由表2计算分析可得，脉石矿物石英平均含量14.40%，S平均含量0.20%，P平均含量0.14%，w（CaO+MgO）/w（SiO2+Al2O3）=0.12，矿石显酸性。3矿床成因及成矿模式3.

6、1岩浆气水热液作用区内磁铁矿普遍认为是宣龙式赤铁矿变质的结果，原赤铁矿矿体受深部燕山期花岗岩侵入体影响，在岩浆气液作用下，在缺氧还原条件下变质成磁铁矿。由于岩浆气水热液中常含有丰富的H2S、HCl、HF、SO2、CO、CO2、H2、N2等挥发性组分，有很强的形成金属络合物并使其迁移活动的能力；因此可推测，在含矿带沉淀金属成矿物，上下地层中发育围岩蚀变。而实际钻探资料显示，下伏地层常州沟组石英砂岩经热变质重结晶为石英岩，岩石未发生蚀变；赋矿层为串岭沟组，沿节理面及裂隙面发育黄铁矿及绿泥石细脉，矿体

7、局部见浸染状细粒黄铁矿，经系统采样和化验分析，并未发现Au、Ag等其它金属元素富集现象；上覆地层为团山子组砂质页岩和白云岩，岩石同样未发生蚀变。根据钻探资料可以确定，区内磁铁矿不应为岩浆气水热液还原变质的结果。近年来，随着对宣龙铁矿成矿作用的深入研究，刘敏等[2]提出宣龙铁矿中的菱铁矿是C有机对赤铁矿还原的结果；可以推测本区内C有机对赤铁矿还原变质成磁铁矿。-5-3.1有机碳还原作用铁矿产于一套相碎屑岩向泥质岩过渡的海侵岩系中，通过分析原赤铁矿岩系中的C有机分布背景可以发现，含铁岩系中C有机含量

8、很低，品均为0.12%；矿层顶板黑色粉砂质页岩中C有机含量最高，品均为1.89%；矿层底板最高可达0.13%，品均含量约为0.082%；矿层夹层泥质粉砂岩及石英砂岩含量相对较少，在0.03%～0.12%，品均为0.068%；赤铁矿中有机含量最低，约为0.04%～0.05%之间。含矿岩系中C有机与Fe含量明显呈相反关系，即矿层顶板、夹层和底板中C有机含量明显高于赤铁矿中C有机含量。表3。表3串岭沟组C有机含量统计表类型C有机含量范围（%）C有机含量平均值（%）资料来源黑色粉砂质页岩1.89刘敏等赤