河北陈家窑磁铁矿成因探讨.pdf

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1、第4卷第5期矿产勘查Vo1．4No．52013年9月MINERALEXPL0RAT10NSeptember，2013,7~：llz陈家窑磁铁矿成因探讨刘成维，杨云，谷振飞，马海波，梁永生，缪建普(河北省地矿局第三地质大队，张家口075000)摘要河北省赤城县陈家窑一带宣龙式赤铁矿受深部及周边燕山期花岗岩侵入体热力影响，在缺氧还原环境下，赋矿围岩中的有机碳将其还原为磁铁矿。含矿岩系上部团山子组中的硅质白云岩、硅质灰岩局部因受热变质，形成透辉石和硅灰石，其中硅灰石在常压下的形成温度为400℃，再加上燕山期花岗岩为深成相的特点，据此，作者

2、推测赤铁矿变质还原成磁性铁的环境温度应在400～600~C之间。关键词宣龙式铁矿床花岗岩有机碳还原作用磁铁矿河北中图分类号：P618．31文献标识码：A文章编号：1674—7801(2013)O5一O519—06华北地区中元古代长城系中部产出我国重要的1．2构造海相沉积赤铁矿矿床——“宣龙式”铁矿床。矿石矿物以赤铁矿为主，含铁量稳定，品位中等至富。典矿区位于华北准地台燕山台褶带西北部宣龙凹型矿床分布于河北省宣化、龙关、庞家堡、赤城一带。陷内，地层以单斜构造为主，发育北东向和北北西向在宣化庞家堡、赤城陈家窑、怀来麻峪口等地分布矿两组断

3、层(断裂构造)。石矿物以磁铁矿为主的宣龙式铁矿床。1-3岩浆岩陈家窑矿区位于河北省赤城县西南约35km，目前探明资源储量4800万t，矿床平均品位mFe区内与磁铁矿床有关的岩浆岩为燕山期钾长花41．97％。由于磁铁矿较赤铁矿具有易选和工艺流岗岩深部侵人体。地表及钻孔偶见伟晶岩脉、花岗程简单的特点，因此该区将磁铁矿型宣龙式铁矿床闪长岩脉，岩脉受构造控制，与断层走向一致。作为勘探重点。研究分析该类矿床成因，对矿床的寻找及勘查工作具有一定指导意义。表1陈家窑铁矿矿层厚度变化特征1矿区地质1．1地层区内出露地层分结晶基底和盖层两部分。其中据

4、文献[7]。基底为太古宇桑干群水地庄组；盖层主要为元古宇2矿床地质特征长城系常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组和高于庄组，蓟县系雾迷山组、杨庄组，中生界侏罗系2．1矿体特征下花园组、九龙山组、髫髻山组、后城组、白旗组和张家口组及新生界第四系覆盖物(图1)。含矿层位于长城系串岭沟组页岩内，走向近东西，单斜南倾。矿层分布稳定(表1)，由I～Ⅳ号矿[收稿日期]2013一Ol一11[第一作者简介]刘成维，男，1962年生，工程师，从事矿产勘查工作。519第4卷第5期刘成维等：河北陈家窑磁铁矿成因探讨状结构为主，块状构造。矿石化学成分分析

5、结果见赤铁矿中c有机含量，见表3。表2。另外，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平均含量表3串岭沟组c含量统计0．14％，根据∞(CaO+MgO)／(

6、)(SiO2+A12O3)=0．12，可知矿石属酸性。3矿床成因及成矿模式3．1岩浆气水热液作用由于区内有燕山期花岗岩活动，以往研究认为赤铁矿受岩浆气水热液还原作用形成磁铁矿，由此据文献[5]。可推测在铁矿层上下地层中应发育蚀变岩体。实际近年来，随着生物成矿作用的研究，普遍认为宣钻探资料显示，铁矿下伏砂岩、页岩及石英砂岩，无龙式铁矿是生物菌

7、藻直接参与的结果。尽管经过后蚀变现象。赋矿层串岭组页岩沿节理面及裂隙面发期氧化降解，现在测出的C有机含量并非是原始C有机育黄铁矿及绿泥石细脉，矿体局部见浸染状细粒黄的真实反映，但表3中的数据一方面反映含矿层中铁矿，经系统采样和化验分析，并未发现Au、Ag等C有含量的变化程度，另一方面反映在后期成岩过其他金属元素现象。上覆地层为团山子组砂质页岩．程中C有的消耗程度，上述特征从另一方面表明，和白云岩，岩石同样未发生蚀变。后期赤铁矿还原变质过程中C有机起到一定作用。岩浆气水热液中常含有丰富的H：S、HC1、HF、即受深部及周边燕山期钾长花

8、岗岩侵入体热力的影SO：、CO、CO、H：、N等挥发性组分，有很强的形成响，在缺氧还原的条件下，C有机还原赤铁矿而生成磁金属络合物并使其迁移活动的能力，岩浆气水热液性铁矿，在化学反应过程中，c有机失去电子被氧化，不可能在大范围内仅对特定层位的赤铁矿进行还原FeO得到电子被还原。这一过程可用下列反应式反应，而对围岩无影响。可以推测区内磁性铁矿不表示：应为岩浆气水热液还原变质的结果。2Fe2O3+C有机=CO2+4FeO(1)3．2有机碳(C有栅)还原作用也即：6Fe2O3+C有机=CO2+4Fe3O4(2)根据磁铁矿各个矿层物相分析表

9、明(表4)，其近年来，随着对宣龙铁矿成矿作用的深入研究，中mFe／TFe均大于85％，属磁性铁，这一方面说明刘敏等提出宣龙铁矿中的菱铁矿是c有对赤铁矿原赤铁矿大部分转换为磁性铁矿，说明还原反应过还原的结果，可以推测该区内串岭沟组赤铁矿