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山西省五台县三吉铁矿地质特征及矿床成因浅析

2024-09-04 149 上传者：管理员

摘要：文章通过对五台县三吉铁矿成矿地质背景、矿体特征、矿石特征等进行研究，分析其矿床成因类型。结果表明，区内含矿岩性为磁铁石英岩，赋存于上太古界五台超群台怀群柏枝岩组绿泥角闪片岩、角闪片岩中，以透镜状产出，矿床成因类型为基性火山沉积变质型铁矿。

关键词：
三吉铁矿
地形切割
地质特征
山西省
矿床成因
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五台山—恒山地区是我国条带状含铁建造矿集区之一，对于区内铁矿床研究具有重要的生产和科研价值。三吉铁矿位于五台县县城北偏东方向直距27.5 km处，行政隶属五台县豆村镇管辖。区内大地构造处于华北断块、五台山块隆之东南部，地形切割强烈，沟谷较为发育，地势总体为北西高，南东低。区内最高点位于矿区北部的山梁顶部，海拔标高2336.6 m，最低点位于矿区东部的沟谷中，海拔标高1700 m，最大相对高差636.6 m。本次选取五台县三吉铁矿床进行研究，为该区后期深部找矿勘查提供指导。

1、成矿地质背景

1.1 地层

区内出露地层较为简单，主要为五台超群台怀群柏枝岩组和新生界第四系全新统地层。

五台超群台怀群柏枝岩组（Awb）：区内广泛分布，以基性火山岩变质而成的绿泥片岩为主。区内变质作用较为强烈，变质程度达到绿片-角闪岩相。主要岩性为绿泥角闪片岩、角闪片岩、云母绿泥片岩、磁铁石英岩及少量变粒岩。绿泥角闪片岩、角闪片岩一般为矿体顶板岩石，呈黑绿色，主要矿物成分为角闪石、绿泥石及钠长石，次为石英、方解石等，近矿处绿泥石增多，其节理裂隙较发育，并有铁染现象。磁铁石英岩为铁矿的直接含矿体，呈似层状，北东向展布，单层长200～1000余米，厚3～8 m。云母绿泥片岩为矿体底板岩层，呈灰白色、灰绿色，片理发育。

新生界第四系全新统（Q）：主要分布于矿区南部沟谷及山坡上，由残坡积物、冲洪积物组成。

1.2 构造

区内褶皱构造十分发育，地处岩头-李家庄复式向斜之中，褶皱轴走向为北东向。以铁矿体为标志，可发现区内主要为1个倒转向斜和1个背斜。即Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ号矿体之间为矿体顶级岩性角闪绿片岩，Ⅱ号矿体和Ⅲ号矿体表现为背斜构造。总体产状西部倾向西、西北，东部倾向东、南东，反映为总体呈北东轴向的复式褶皱。区内断层不发育，未见大的断层，局部小断层对矿体连续性破坏不大。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩不发育，除五台期海底喷发的中基-基性火山岩外，仅在矿区北部出露1条走向近东西展布的燕山期安山岩脉，出露宽度30 m左右，长度不清，对矿体无破坏作用。

2、矿床地质特征

2.1 矿体特征

三吉铁矿床赋存于柏枝岩组含铁岩段的磁铁石英岩中。区内出露5个矿体，均呈透境状出露。矿体与围岩走向倾斜一致，倾角较陡，一般在49°～70°之间。从整个矿区情况来看，厚度沿走向变化较大，沿倾斜方向变化较小，各矿体分述如下：

1）Ⅰ号矿体：分布于矿区西北部，呈北东向展布，为区内主矿体。地表出露长约320 m，为控制长度，倾向延深最大260 m，地表由露天采坑控制，深部由4个坑探工程控制。矿体顶、底板均为绿泥角闪片岩，矿体内有绿泥角闪片岩及绿泥片岩夹层，矿体倾向北西，倾角56°。从地表沿走向方向来看，矿体呈透镜体产出，其厚度变化较大。矿体最大厚度7.20 m，最小厚度2.00 m，平均厚度2.45 m。矿体走向变化相对较小，倾向变化较大，厚度大小与矿石质量成正比，即在透镜凸出部位品位要高些，反之则差些。TFe品位一般为32.99%～30.44%，平均品位32.14%。mFe品位一般为23.12%～20.35%，平均品位22.38%，赋存标高2177～2278 m。

2）Ⅱ号矿体：分布于矿区东部，呈北东向展布，地表出露长约327 m，控制长度174 m，地表由3个探槽控制，深部无工程控制。矿体顶、底板为绿泥云母片岩，矿体内有绿泥角闪片岩及绿泥片岩夹层，矿体倾向北西，倾角50°。从地表沿走向方向来看，矿体呈透镜体产出，其厚度变化较大。矿体最大厚度5.10 m，最小厚度3.80 m，平均厚度4.40m。矿体质量一般沿走向变化较小。TFe品位一般为32.15%～36.13%，平均品位33.66%。mFe品位一般为21.48%～23.77%，平均品位22.67%，赋存标高1713～1808 m。

3）Ⅲ号矿体：分布于矿区南部，呈北东向展布，地表出露长约330 m，控制长度162 m，地表由3个探槽控制，深部无工程控制。矿体顶板为绿泥角闪片岩、底板为绿泥云母片岩，矿体内有绿泥角闪片岩及绿泥片岩夹层，矿体倾向北西，倾角70°。从地表沿走向方向来看，矿体呈透镜体产出，其厚度变化较大。矿体最大厚度6.00 m，最小厚度4.30m，平均厚度5.03 m。矿体质量一般沿走向变化较小。TFe品位一般为32.66%～35.69%，平均品位33.71%。mFe品位一般为21.17%～24.25%，平均品位22.96%，赋存标高1986～2152 m。

4）Ⅳ号矿体：分布于矿区北部、Ⅰ号矿体北东，呈北东向展布，地表出露长330 m，为露天采坑控制长度，深部无工程控制。矿体顶、底板均为绿泥角闪片岩，倾向北西，倾角52°，矿体最大厚度4.60 m，最小厚度3.50 m，平均厚度4.60 m。TFe平均品位28.99%,mFe平均品位20.89%，矿体沿倾向方向为露采区，赋存标高2224～2285 m。

5）Ⅴ号矿体：分布于矿区北部，呈北东向展布，地表无工程控制，沿走向出露长约240 m，深部由3个坑探工程控制，矿体顶、底板均为绿泥角闪片岩，倾向北西，倾角49°，矿体最大厚度8.40m，最小厚度3.20 m，平均厚度6.80 m,TFe平均品位31.58%,mFe平均品位21.36%，矿体赋存标高2224～2285 m。

2.2 矿石特征

2.2.1 矿石物质组成及结构构造

研究区矿石矿物主要为磁铁矿，次为赤铁矿、褐铁矿等，含少量磁黄铁矿、黄铁矿。脉石矿物主要为石英、角闪石、绿泥石、云母等。矿石颜色为深灰、灰黑色，细粒结构，块状、条带状构造。条带状矿石常由磁铁矿、石英形成的浅暗条带相间排列组成，条带宽0.03～2.0 mm不等，局部可见磁铁矿和石英团块。

2.2.2 矿石有益有害组分

区内铁矿石TFe含量28.99%～35.67%，平均32.69%;mFe含量20.35%～24.25%，平均22.08%。有害元素硫含量0.17%～0.99%，平均0.29%，磷含量0.045%～0.078%，平均0.057%。详见表1。

2.2.3 矿石类型

表1 矿石化学成分及微量元素分析表

矿石自然类型分为石英型磁铁矿、闪石型磁铁矿。铁矿石平均品位TFe 33.48%,mFe 22.81%，属需选铁矿石。mFe/TFe=68.13<85%，属弱磁性磁铁矿石。

2.3 矿体围岩与夹石

区内铁矿体的顶板围岩为角闪片岩，岩性单一，底板为云母绿泥片岩。区内铁矿体内夹石主要为角闪片岩，次为含铁石英岩，不连续分布，对矿层影响较小。

3、矿床成因

五台县三吉铁矿体主要赋存于柏枝岩组绿泥角闪片岩、角闪片岩中，矿体岩性为磁铁石英岩，呈透镜状产出，厚度比较稳定，产状与柏枝岩组地层一致。前人对该区研究表明，柏枝岩组地层形成时间约在2.5 Ga，其原岩为基性含铁火山碎屑岩。早期五台洋盆海底喷气活动带来大量胶状铁、硅等物质，胶状Fe(OH)3和SiO在洋盆底部交替沉积，形成2互层状的硅铁建造。经过区域变质作用及后期热事件的叠加改造，硅铁建造发生变质分异重熔和重结晶作用，形成磁铁矿、石英等矿物，最终使硅铁建造成为变质岩石，其变质程度达到了角闪岩相。

综合分析认为五台县三吉铁矿成因类型为基性火山沉积变质型铁矿。

4、结论

1）矿区共圈定5条铁矿体，均呈北东向展布，赋存于五台超群台怀群柏枝岩组绿泥角闪片岩、角闪片岩中，以透镜状产出。矿体与围岩走向倾斜一致，倾角较陡，一般在49°～70°之间。

2）矿区铁矿石中矿石矿物主要为磁铁矿，脉石矿物主要为石英、普通角闪石、绿泥石、云母等。矿石自然类型分石英型磁铁矿、闪石型磁铁矿两类；矿石工业类型为需选弱磁性铁矿石。

3）五台县三吉铁矿成因类型为基性火山沉积变质型铁矿。

参考文献:

[1]忻州市煤炭地质勘探队.山西省五台县三吉铁矿有限责任公司铁矿详查地质报告[R].2011.

[2]李厚民,陈毓川,等.中国铁矿成矿规律[M].北京:地质出版社,2012:19-28.

[3]肖凡,班宜忠,孙建东,张翔,董长春,等.华北地区沉积变质型铁矿成矿规律[J].资源调查与环境,2015,36(3):179-189.

文章来源:梁东.山西省五台县三吉铁矿地质特征及矿床成因浅析[J].华北自然资源,2024,(05):16-18.