摘要
我国矿产资源丰富,其中河南舞阳铁矿就是我国目前最大的铁矿区之一,拥有丰富的铁矿矿产资源,储量相当大,河南省工业生产能够是实现快速发展离不开河南舞阳铁矿起到的关键性作用。河南舞阳铁山铁矿床属于新太古代铁矿床,并且处于大型鞍山式铁矿床,震旦系和古近系组成了凹陷和背斜北翼地层分布。矿体主要产生于太古界地层单元中的盲矿体,其特征就是深变质以及超基性矿物组合,其产出与周围岩具有密切的联系,河南舞阳铁矿属于火山沉积变质成因类型铁矿床。太古时期的地壳非常的不稳定,比较活跃,经常会发生海底火山喷发的事情,因此发育上具有很强的海相火山-沉积作用,并且还伴随有超基性岩浆的大量侵犯,岩体的中下层部分是磁铁矿形成矿的地区。在铁矿形成以后,又经历了一系列变质的过程,受到区域热变质混合岩化作用以及动力变质作用的影响,逐步改变成了混合岩和片麻岩,最终形成了超基性岩中晚期岩浆。然而受到了目前科学技术的限制,在勘探铁矿的活动中,受到技术水平的限制而带了一定的阻碍作用,因此在对矿产开采的过程中就出现了很多地质方面的问题,给国家带来了不必要的人财物力的耗损。所以,分析舞阳铁矿山的地质特征和成因,对于今后开采铁矿起到了一定的科学指导作用,并且高效率的完成对铁矿的开采任务具有积极的意义。
关键词:河南舞阳铁矿;地质特征;成因分析
一、引言
在河南省中部地区有一个舞钢市,舞阳铁矿就在舞钢市地区,如果单从地质构造上来看的话,舞阳铁矿属于带状建造带,并且作为华北十六大铁矿床集中区之一的舞阳铁矿也是华北陆块前寒武纪条带状建造带。上世纪五十年代中期的时候才开始对矿田的勘探任务[1],铁山铁矿首次被发现是在1995年的时候,由中南地质局某队对群众报矿进行检查的时候。之后,铁山铁矿被地质有关部门着手对地表进行揭发,为了探究该区域磁异常的情况,在揭发的同时配合磁法、电法和重力开展勘查工作,并探明B+C+D级储量2.43361×108t,TFe29.15%,因此舞阳铁矿成为了河南省最大的一个铁矿床区。到了2010年的时候,河南有色矿矿局也针对此区域开展了一系列的勘探任务,在深部区域发现了存在的矿体,并且显示出找矿拥有一个非常好的远景,到2011年12底为止,共从铁山矿床中探察明白有2,47×108t资源储存量。
作为我国重要的铁矿资源的华北陆块前寒武纪条带状铁矿,很多研究者从地质特征、时空上的分布、演化特点、矿床形成的原因等对前寒武纪条带状铁矿床进行了深入的研究。国内很多著名研究者们都认为前寒武纪就是华北陆块前寒武纪条带状铁建造,尤其是那些特定地质产物,形成与太古宙沉积成岩、演化过程中,是对那个时代地质环境和地壳演化特点的真实反映,同时还对同种类铁矿床的资源前景以及找矿方法等进行了一系列进一步的探究活动。然而,对于位于华北陆块南部地区的鲁山-登封-许昌矿集区就没有进行同样的研究,程度上远远达不到和舞阳铁矿一样的水平上,相比之下逊色很多。在露头上,该地区鲁山区的确是不错,所以引来了很多专家学者的关注度,并在鲁山区的地质进行了非常系统化的研究和实地勘查。研究的内容主要包括年代学、元素地球化学等方面,从而将太华群变质岩系的位置进行了整理。在舞阳地区,很多地方被第四系覆盖住,第四系的特点就是非常厚,可以达到几十米的厚度,最深的地方可以高达几百米;震旦纪地层主要覆盖的区域是西南部地区,也是非常厚,这些客观因素对于研究舞阳铁矿田是非常不利的,给研究工作起到了一定的阻碍作用,并致使其不能正常进行。多年以来,只有个别的研究是关于舞阳铁矿田地质的,尤其是地质特点上就少之甚少,其中有一部分研究者只是对舞阳铁矿田太华群岩系开展了相关性的研究,研究的内容也只是地层特征和构造上的演变过程,并没有其他方面的研究,因此具有一定的局限性。对于什么是围岩的特点,什么是矿石地球化特征,什么是流体性质,这些方面的研究到目前为止还没有开始;除此之外,造成矿床的空矿因素是什么以及怎么形成的地质条件等方面均少有研究,甚至在矿床形成的原因上都仍然存在很大的争论,意见尚不统一。随着科学技术的迅猛发展,在高科技技术的运用下,可以进行大规模的勘查业务,还可以进行露天铁矿的开采,这些都为进一步研究舞阳铁矿床提供了有利的现实条件。
二、成矿地质条件分析
图2-1河南舞阳铁矿地质及矿床分布图(据李俊平等,2012修改)
舞阳铁矿大部分地区主要是第四系覆盖,只有南部和北西部露出了大片的震旦系和寒武系,另外零零散散漏出来的还有前震旦系变质岩系和古近系两个地方(图2-1)。而新太古界太华群赵案庄组和铁山庙组最有代表性的结构就是台地型双层地壳,这一结构是一套比较特殊的角闪岩相变质岩系。河南省平顶山舞钢市内主要分布的铁矿就是舞阳铁矿,此外,河南铁矿是由六大矿区组合而成,它们分别是铁山矿区、经山寺矿区、赵案庄矿区、下曹余庄矿区,岗庙刘铁矿区和尚庙矿区[1]。
(一)区域地质
1、地层分布
(1)赵案庄组:此次研究区域还没有漏出赵案庄组,已经被第四系、铁山庙组和中元古界的地层所遮盖,并将其分为了上段、中段和下段三个层次。
(2)铁山庙组:铁矿床漏出来的区域主要分布在铁古坑、铁山庙和经山寺地带,铁山庙组与赵案庄矿分开的界线就是底部的浅粒岩,并且也将岩性主要分成了上段、中段和下段三个主要层次。
(3)杨树湾组:此次研究的区域中,位于北西部地区的叶县的辛店杨树湾矿区,在这个区域有矿体漏了出来,但是没有引起研究者对于本地区的注意力,因而,致使划分上没有把本组划分到钻孔控制范围里面,这也是研究者们预测在杨树湾南部地区有符合改组的底层结构。
2、地质构造
地层从整体上来看,产状呈现出向SW倾向。从相关勘查的记录显示这个一个现象就是不同的地段就会在地质构造上千差万变,各有各的特点,存在极大的不同。EW基本上呈现的方向是背部倾斜以及向斜这么一个连续复式的构造,而最具有代表性的一组就是赵案庄矿区的底层,其就属于这一类底层结构。并且,除此之外,褶曲在对称性具有非常明显的不一样的特征,其中褶曲两边有两个背斜,属于北边陡峭,南边地势平缓这么一种现象,而中间的背斜和向斜正好与之相反,属于北边地势平缓,南边地势陡峭这个一个现象,并且倾角在20~45度区间。赵案庄矿区属于比较复杂的断裂结构,不仅存在F6断层,而且还有程度大小不一的六条段裂地带。
(二)舞阳铁矿矿床的地质形成背景
舞阳铁矿处于马超营———拐河———确山这条断裂带的东部,是非常典型的台地型地壳结构,也孕育了储藏量丰富的沉积铁矿。在经历了很多次的板块运动后,形成了如今的舞阳铁矿田地质构造的大体轮廓。其中,前震旦纪运动对地层造成的剧烈的褶皱,岩石变质和燕山运动对岩层造成的巨大背斜构造以及严重的断裂在舞阳铁矿山的铁矿的空间分布和储量状况上起到了至关重要的作用[1]。
图2-2研究区地质图
(三)舞阳铁山铁矿矿山地质特征
矿产区的地质特征主要是由矿区的地层,矿区构造、岩浆岩以及矿体本身特征等方面构成的。对这些构成要求进行探究与分析,有助于更加充分的了解矿区最优的采矿点和矿区科学使用的最长年限等。因此,以下内容会依次介绍河南省舞阳铁矿田矿床的地质特征[2]。
此外,如果从板块上来看的话,舞阳铁矿区地处于推覆构造上板块位置,并且整个舞阳含有铁矿的体系都是位于这个位置上。整体铁矿床构造被划分为不一样的部分,是因为中生代的退覆构造导致的结果,此外,矿体遭受严重的破坏主要是因为在后期形成的过程中有断层的存在。F断裂与柳沟—陈厂断裂之间的岩石层中是大多数矿床分布的区域,还有一部分矿体分布于柳沟—陈场断裂以南的岩石层中。
1、舞阳铁山铁矿矿床的地层
新太古界铁山庙组、中元古界云梦山组和第四系属于舞阳铁矿山铁矿矿床主地层成分。麻岩和铁矿石属于新太古界主要组成部分,这也是铁山庙主要组成成分。混合岩层处于地层最底下,在岩性上面,条形带属于非常简单的一种,而能够占到非常大比例的却是混合岩。矿岩层主要分布在中间位置上,岩层被占去很大部位的是片麻岩,而磁铁矿却分布在这层,含量极其丰富,在高度上可以到达250米左右。分层如果是依据矿体种类划分的话,那么不同种类的岩体混杂在一起的混合岩层就位于底层的最上部位,就好比人的头顶位置,这一层的岩体的特征就是比其他部位具有更加简单的言行,这是与其他岩体进行比较得出的结果。次位层上主要属于中元古界云梦山一组,页岩段属于次层的特征,上面有页岩段,中部有火山岩段,下面有砾岩段。其中在厚度上最后的一层要数页岩段了,因为这一层主要分布的是石英砂岩;块状和流体状属于中部火山岩段的主要分布情况;石英砂岩也属于底部砾岩段主要分布情况,这一层还有一个特征就是石英砂岩不完整,出现了断裂情况。第四系内部主要是黏土,黄土和部分砾石,厚度不具有稳定性[3]。
2、舞阳铁山铁矿矿床的构造
体型比较大的倒转紧闭背斜组成了舞阳铁山矿矿床的基本构造,大约向东方向倾斜了直角一般的度数,比中元古代要早一些时候是它形成的大致时间[3]。本地区在地层运动上大致经历了五种运动,分别是叶舞、少林、加里东、海西和燕山运动,构造作用主要是以塑性变性为主要,这也是发生在古元古代时期的时候,大型倾伏倒转紧闭背斜也在这个时期逐步形成,在同一时期内,地层逐步向地表方向移动了大约有2.9千米的太华群铁山庙组也致使铁矿层逐步被露了出来,在风雨的作用下,逐步被风化掉。此外,由于受到来自中生代时期的板块运动作用下,使该区域逐步由南向北完成了推覆运动,更大的逆掩断层形成了,最终使铁山庙又发生了进一步的改变,而原来是后面改变的基础所在。
由东北向西南延伸的背斜层属于舞阳铁矿的特点。后来形成的地垒是因为在外部强大外力的作用下导致了该区域被切开。所以,最后矿床就被强行分成了三个部分,分别是东部、中部和西部地区。矿体相对而言比较整齐的地方就是中西部区域,这也是原生磁铁矿的主要分布区域;中部地区后来主要以赤铁矿为主,主要是因为该区域受到了外界风化侵蚀的影响下形成的;另外还有一个影响因素就是古侵蚀面已经分割开的构成造成的。岩浆岩在舞阳铁矿区的发育尚处于不成熟状态,在形态特征上主要以岩墙为主,并且占据很大部分的却是闪长玢岩,这也是矿区的主要组成部位,另外,能够对矿体起到巨大作用的因素就在于矿体在分布上主要以斜向交叉为主的原因。矿体内部被大量的岩墙所覆盖,矿体很难实现整体性。
3、舞阳铁山铁矿山的矿体自身特征
(1)矿体特征
新太古带铁山庙组是舞阳铁矿区整个矿体的发源地,层位对各个矿区的分布起到了制约的作用。还有在后面对矿体带来巨大破坏力的就是因为断裂构造和岩墙的断断续续导致,在众多因素的作用力下,矿床在舞阳铁矿区主要形成了三个主要矿区,分别是东部矿区、西部矿区和中部矿区。岩浆岩主要在东部矿体中占多数,并且流入量上也是巨大的,所以造就东部矿体结构比较简单。就当前来看,不能对其完完全权掌控的位置就是矿体的东部位置和南部位置。简单的矿体结构也分布在中心矿体位置,因为这一部位被很多岩浆岩渗了进来。不仅如此,北部位置的矿体也是受到了一定侵蚀,已经被第四系完全遮盖住。矿体东部也是被断层给切割开来,并且还有不受控制的西南部地区。矿体连续性得不到提升,反而是降低都是因为西部矿体的东边部分被断层给切割断造成的,矿体被很多闪长玢岩入侵[4]。
(2)矿石特征
(1)矿物组成。矿石的自然类型较为简单,根据矿物共生关系和构造特征可分为5种类型(表2)。
(2)矿石化学组成。矿石化学组织其实一点都不复杂,与矿产中主要有用成分相伴生或者无益成分是非常低的。高酸性就是其最显著的一个特点(原生矿0.312;氧化矿0.154),但是硅酸铁在原生矿石中含有极高的含量,达到了20%以上的一个水平,其中氧化矿TFe和SFe达到了5,12%的平均品位,二者非常相似(表3)。
表1铁矿床矿石类型
矿石类型 | 结构 | 结构 | 金属矿物 主要 | 次要 | 非金属矿物 主要 | 次要 |
辉石磁铁矿 | 花岗变质 | 块状、浸染 状 | 磁铁矿 | 赤铁矿、黄铁 矿、磁黄铁矿 | 次透辉石 | 铁 铝 榴 石、纤 闪 石、兰闪 石、石英 铁 铝 榴 |
条带状石英辉 石磁铁矿 | 花岗变质 | 条带状 | 磁铁矿 | 赤铁矿、黄铁 矿、磁黄铁矿 | 紫苏辉石 | 石、方 解 石、纤闪 石 |
块状赤铁矿 条带状碧玉赤 铁矿 粉末状赤铁矿 | 粒状变晶、交代 假像、压碎 粒状变晶、交代 假像、压碎 | 块状、浸染 状 条带状 粉未状、疏 松多孔状 | 假像赤铁矿 假像赤铁矿 主要有赤铁矿、 矿、水赤铁矿 | 赤铁矿、针铁 矿、水赤铁矿 赤铁矿、针铁 矿、水赤铁矿 针铁 | 次透辉石、紫 苏 辉石、石英 碧玉 | 玉髓、碧玉 玉髓、碧玉 |
矿石类型 | 矿块位置 | TFe | SFe | FeO | S | P | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | TiO2 | V2O5 |
原生矿石 | 西部 | 26.18 | 20.07 | 21.02 | 0.123 | 0.019 | 42.29 | 2.65 | 5.37 | 3.91 | ||
原生矿石 | 东部 | 26.10 | 20.12 | 21.25 | 0.088 | 0.055 | 51.42 | 0.62 | 1.39 | 3.75 | ||
氧化矿石 | 中部 | 37.14 | 36.91 | 0.95 | 0.037 | 0.165 | 33.05 | 1.66 | 1.66 | 0.42 | 0.1895 | 0.014 |
表2铁矿床矿石化学组分
(3)矿石的氧化特性
中矿段主要分布着大量的氯化矿。并且这些矿石因为经过长期的风化和侵蚀,颜色主要呈现的是红棕色、紫红色、暗红色等,在组成矿物质上主要是赤铁矿、褐铁矿和水针铁矿等。除此之外,无论是从石英矿石的颜色上来看,还是从内部构造和成分上来看都非常的清楚,并且仍然是条带状。而含辉石的磁铁矿因为长期受到风化的侵蚀,慢慢的都变成了粉末状,或者砂砾状,还有的是像蜂窝一样的形状。因此,无论是从原矿石的构造上还是结构和物质组成上均难以识别。此外,在分带上面也是没多大区别之处,矿石在上氧化带地带比较贫,矿石在下氧化带比较富足。在磁性上,矿石呈现出弱性,剩余的磁性也比感应要大,除此之外,还有少于的磁铁矿残余。在磁性能上,氧化矿占比率是40.04%,原生矿占比率是2.01%。氧化矿石在与原生矿石作比较的时候,氯化矿石在品位上更胜一筹,CaO、MgO明显降低,SiO2也相应降低,浸出效果仅达到富硅铝化早期阶段。氧化带垂直深度约为80m。
(4)矿石类型和品级
矿石品位较低,属于贫铁矿床,部分铁的品位提升得益于氧化作用。按照成因不同以及工业上的要求不一样,可以分为两种,分别是原生矿石和氧化矿石。资源贮备量在矿区铁矿表上为223.435×113t,其中原矿储量是98.124×98t,在矿石总量上,原矿储量占比是54.12%,磁铁矿在整个原矿储量中占据主要成分,品位是W(TFE)=26.17%;在矿石总储量上氧化铁石为121.102t,所占比例是54.75%,成分上面主要以赤铁矿(73%)、磁铁矿(9%)和褐铁矿(18%)为主,品位W(TFE)=34.43%。矿石依据成渣成分的性质上可以分为两种,分别是原生矿石和氧化矿石两类。其中(CaO+MgO+Al203)所占比例是0.267,SiO2所占比例是0.079,性质属于酸性矿石[5]。
4、矿体夹石和近矿围岩
矿体的蕴藏和储存量产生于新太古代铁山庙组时期。如果跟周围的铁山庙和景山寺矿区相比较的话,厚层大理岩几乎没有在矿体和周围围岩中发现其存在,主要以石榴石居多。此外,在规模上,矿体也比较小,容易变化,及其不稳定。在矿床与围岩二者之间的边界线也没有显著的区分,关系属于慢慢变化的状态。
矿体围岩是一套含有石榴石片的麻岩,主要有石榴石斜长石片麻岩、石榴石磁铁矿辉石岩和石榴石辉石岩等。含有石榴石的磁铁矿辉石岩和磁铁矿角闪石是矿体顶底板的主要成分,并且与矿体之间没有非常显著的界限。其中有一部分矿体的顶底板属于混合岩。但是有一部分顶板在氧化矿中并不是很清楚,并且其中大部分触及第四世纪的黄土和砂石,并且石英片麻岩和红铁石英岩在底板中是最常见的两种矿石。矿体主要属于多种包裹体,其中最常见的有石榴石的磁铁矿辉石岩和角闪片麻岩等。并且与矿体之间的界限不显著,其中氧化矿体中的包裹体大多数基本已经风化和破碎。
(四)舞阳赵案庄型铁矿地质特征
赵案庄型铁矿包括了众多矿床,其中有王道兴、梁岗、王楼等。矿区北部地区和东北部地区是赵案庄型铁矿主要分布区域。赵案庄型铁矿区地处新太古代太华群,这一带最早的时候属于火山喷发区域。中细粒半晶和自晶变晶属于这个矿区矿石的基本结构,并且矿石在构造上主要以条形状和块形状为主。我们将按照自然类型将矿石分为了带状石英磁铁矿和带状石英辉石铁矿;然后就是带状石英二长辉石,这些类型主要依据矿石的结构和脉石矿物类型进行划分的[6]。
(五)舞阳铁山庙型铁矿地质特征
舞阳铁山庙型铁矿矿床主要由石门郭、小韩庄和铁山庙等组成。矿区南部地区和西南部地区是舞阳铁山庙型矿床地层主要分布区域。如果从矿物组成上面来看,磁铁矿和赤铁矿是金属矿物主要组成成分,然后就是黄铁矿、黄铜矿以及极少的褐铁矿构成了金属矿物。那么非金属矿物就主要指的是石英和单斜辉石,然后就是方解石、白云石和透闪石等组成了非金属矿物,这些非金属矿物中还有一点黑云母、红柱石以及磷灰石等。
(六)舞阳岗庙刘铁铁矿地质特征
1、矿床地质特征
(1)地层
矿区主要地层为新太古界铁山庙组、中元古界汝阳群云梦山组和第四系。
首先,新太古代铁山庙组(ar3t)。片麻岩和铁矿石是铁山庙组主要的组成部分,并且可以分为三个岩性段,划分的依据是由下向上的规律。①下部混合岩段。次岩段主要以带状混合岩为主,其中夹杂着均质混合岩,有个别部位含有斜长石角闪片麻岩。岩性上面相对而言不复杂,属于简单性,赤红、桃色以及烟灰色,这是其主要颜色的分布。在矿物含量上主要以钾长石、微斜长石和石英为主;②中部的矿岩系。主要以麻岩占据主要位置,石榴石是其主要含量,特征上呈现磁铁矿产状,总厚度在130到240m区间。象征层的矿体也可以分为三个部分,分别是上、中、下部。其中石墨的黑云母斜长石片麻岩是下部主要矿体成分,并且在矿体中东部地区比较显著,但是在矿体西部地区就不厚,非常薄,大约有7到11米区间的厚度。大部分地区主要以大理岩为主,其成分大多是石墨黑云母斜长石片麻岩,石墨和黑云母的占比不多,只有少量,并且与铁铝石榴石角闪石斜长石片麻岩成为夹层,大约有32到51米的厚度。中部呈现的特征就是磁铁矿,磁铁矿辉石与辉石角闪岩属于地底部特征,5到7米的厚度,条带状磁铁矿辉石和辉石磁铁矿是矿体的主要成分,形状上呈现出多层状态。矿体的厚度在12.30到29.45米区间,平均厚度为19.03米。③上部混合岩剖面。条带状混合岩和均质混合岩是其主要组成部分,混合化角闪片麻岩或混合化角闪片麻岩只是穿插到局部地区,在厚度上共有257米[7]。
其次,中元古界汝阳群–云蒙山组。在岩性上,主要以玄武岩、石英砂岩、页岩和为主,铁砾岩是紧挨着铁矿石的底部;其中赤铁矿薄层主要是中石英砂岩、页岩夹层和石英砂岩的分布;裂缝和波痕是上部石英砂岩的表现。因此本地区的矿物质主要以残渣的形式产生。
最后,在该地区分布最多的就是第四系(Q),一般情况下厚度在55米左右,并且以黄土、砂土和粘土作为其重要的组成部分,无论是上面还是下面均有砂石层的分布。
(2)构造
首先是断层构造。含矿岩系倾向于SE,倾角平缓。它通常是一个从NE-SW向延伸的单斜层。地层被F1、F2正断层切割形成地垒构造,矿区划分为东、中、西三个天然矿段。中部矿段剥蚀,但矿体相对完整,矿石为氧化赤铁矿褐铁矿;东、西矿段矿体完整,为原生磁铁矿。F1断层位于CK1、CK2和CK10之间,靠近CK11孔,横切矿体,走向为NE-SW,倾角为75°,断层距离约80m;F2断层位于ZK706和CK5之间,走向30°,NW倾角,倾角75°,断层距离约200m。
其次是不整合的古侵蚀面构造。据有关与铁山庙矿床周围的一些资料显示,根据特征的不同,主要将矿床划分成了两个单元,分别是基岩地层单元和产状单元,但是从特征上划分的话,又划分为了两大地层系统,这两个系统分别是覆盖层系统和基底含矿变质岩系统。其中从倾角上来看,覆盖层是195度,基底含矿变质岩系统是235度。古侵蚀面存在与两个系统中,并且与代表性的角度具有不整合触摸的关系。矿床因为古侵蚀面不整合结构的原因,受到了非常直接化的影响,就是铁矿层古氧化作用和古氧化带空间之间是一种相关赋存状态,当前埋藏条件不能控制铁矿层氧化带分布[8]
2、矿体地质特征
(1)矿体特征
所有铁矿体均产于新太古代铁山庙组,严格受层位控制,呈多层产出。后期的断裂构造和岩墙对矿体有一定的破坏作用。自西向东分为三个完整矿体:西部矿段、中部矿段和东部矿段。其特点见表3。
矿石类型 | 矿块位置 | TFe | SFe | FeO | S | P | SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | TiO2 | V2O5 |
原生矿石 | 西部 | 26.18 | 20.07 | 21.02 | 0.123 | 0.019 | 42.29 | 2.65 | 5.37 | 3.91 | ||
原生矿石 | 东部 | 26.10 | 20.12 | 21.25 | 0.088 | 0.055 | 51.42 | 0.62 | 1.39 | 3.75 | ||
氧化矿石 | 中部 | 37.14 | 36.91 | 0.95 | 0.037 | 0.165 | 33.05 | 1.66 | 1.66 | 0.42 | 0.1895 | 0.014 |
表3岗庙刘铁矿床矿石化学组分
首先,矿体位于大柴庄南部西侧,矿体为小规模、多层矿体,矿体为一斜多级矿体,矿体东部被断裂切断,矿体北侧和西侧矿体尖部消失,而南部矿体还没有得到充分的控制。矿体中存在着闪长的泥岩型,但未见明显的断层。矿区控制厚度为14m,19.59m,含低级矿层,控制厚度21.66m,42.41m。矿体的平均质量W(TFe)为26.26%,而在较差的矿种中,则为22.56%。该矿区的矿床含矿量为53.51%~77.78%.在此基础上,再结合低品位的矿石,其含矿比例为87.14%~85.03%,矿物是一种磁性矿物[9]。
其次,该矿区位于小刘庄南部西侧,为一小块、多层的小盲矿,其北部为尖峰,而在东边和南边还没有得到充分的控制。在矿区的西部,有一条闪长的泥岩岩。岩浆岩不能进入矿区,构造较为简陋。矿区控制的岩体只有14.06米和20.67米的岩体,再加低级矿层,控制厚度可达21.00米,26.36米。矿石的平均质量等级W(TFe)为26.10%,而在较差的矿石中,则为23.62%。该矿区的矿床含矿量为63.73%~80.77%.该矿区的矿石含矿比例为74.83%~84.56%,其中包括了较低的矿床。矿物是一种磁性矿物。
三、矿的模式、机理及过程
(一)成矿模式
在一定范围内,地形在对于火山喷出物质几乎无法影响到火山喷出物质在地面上均匀撒落的范围,另外,火山喷出物质以熔岩的形式沉积在火山周围的地方。火山喷出物质比较松散,那么借助于水的力量就会将这些物质运输到其他的地方去,并且分选也是同时进行和完成的。那些非常轻便的矿物质就会在水动力的作用下被运输到很远的地方去,而那些比较重的矿物质就会被水动力搬运到在附近一些地方落下。从矿体以及围岩的成分上得出,本课题所研究的矿区矿体属于浅海环境。
(二)成矿机理
赵案庄组或者铁山庙组主要是生产舞阳铁矿区变质铁矿的主要地方,并且来自底层的控制非常显著。舞阳铁矿区地层的成矿控制上,有两个地方是其主要体现的方面,一方面就是为成矿提供必要的空间要求;另一个方面就是为成矿提供物质需求。此外,在含矿层位、成因以及成分相似的特征上,无论是赵案庄型矿区还是铁山庙矿区,它们在这些方面上是一样的,有着共同的特点。
(三)成矿过程
该区铁矿床主要分为火山沉积变质、风化淋滤和风化壳残余三种类型。不同类型的矿床具有不同的成矿作用。
1、火山沉积变质型铁矿在火山沉积建造上面,原岩就属于此类型,并且原岩的下部分地区属于中基性火山喷发建造。太华群赵案庄组是与成矿有一定关联的地层,岩性主要是角闪石花岗片麻岩、黑云母花岗片麻岩和局部混合岩化。而最主要的矿层是B矿体,跟围岩磁铁矿-金云母-蛇纹石之间没有很大的界线,一点都不明显,它们之间的关系是承上启下[10]。
2、风化淋滤(铁山庙式)和风化壳残积铁矿
富集铁矿石形成的最为关键的一步就是碎屑化学沉积的不断形成,然后在风化作用和侵蚀下,经过一段时期后就逐步成为了富集铁矿石。然后再次经过混合岩化之后,慢慢的就形成了矿床。铁能够从原始岩中成功分离出来是因为闪光岩和辉长岩不断的被风化的结果,经过时间的洗礼后,就逐步成为了可以被人类开发和利用的风化壳铁矿床。
四、结论
本文通过分析舞阳铁矿不同类型矿石的岩/矿相学特征、全岩/矿石的主量元素、微量元素和矿物成分,获得以下几点认识:
(1)在矿床类型上,河南舞阳铁矿属于一个类型。主要含有矿岩系的位置主要是新太古代铁山庙组上、下混合岩段之间,属沉积变质铁矿床。
(2)矿床的空间位置在该区地堑构造中,严格受燕山期大型东西向、南北向断裂和北东向张性断裂切割形成的地堑地垒构造控制。
(3)河南舞阳铁矿中央矿段距离古侵蚀面不整合构造面最近,形成全氧化矿。
(4)结合铁山庙地堑铁矿,特别是铁山庙地堑铁矿的高精度地质勘查资料,确定了铁山庙地堑铁矿的空间位置。
(5)条带状石英辉石磁铁矿是舞阳铁矿的主要矿石类型,具有条带状结构和粒状变晶结构。显微观察表明,石英(少量)磁铁矿薄层和辉石磁铁矿薄层交替排列,互为条状。条带较直,为原生沉积成因,具有BIF矿的基本特征。
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