河南省淅川縣黑水庵鐵礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

伏雄 門道改 李娜

1.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊，鄭州，450016；2.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊，鄭州，450016

河南省淅川縣黑水庵鐵礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

伏雄1門道改1李娜2

1.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊，鄭州，450016；2.河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第二地質(zhì)大隊，鄭州，450016

通過對黑水庵鐵礦床成礦地質(zhì)特征的研究，認(rèn)為礦床成因?qū)俪练e變質(zhì)型鐵礦，并對區(qū)內(nèi)的找礦標(biāo)志進(jìn)行了總結(jié)。以往勘查成果顯示，區(qū)內(nèi)具有一定的找礦潛力。

鐵礦床；地質(zhì)特征；礦床成因；找礦標(biāo)志；黑水庵

iron deposit；geological characteristics；ore genesis；prospecting indicator；Heishuian

1 區(qū)域地質(zhì)概況

區(qū)域位于秦嶺構(gòu)造帶的南部，成礦區(qū)劃屬荊紫關(guān)—師崗復(fù)式向斜釩—鐵—金成礦帶。區(qū)域上出露的地層較為齊全，由老至新依次有:新元古界耀嶺河巖群上統(tǒng)、震旦系上統(tǒng)、古生界寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、中生界白堊系和新生界第四系。其中石炭系地層是礦區(qū)含礦巖層。

區(qū)域位于南秦嶺造山帶，由震旦系—石炭系沉積蓋層所組成，構(gòu)造組合樣式簡單，以褶皺和脆性斷裂變形為主。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造十分發(fā)育，荊（關(guān)）—師（崗）復(fù)向斜構(gòu)成了其主體構(gòu)造格架，在復(fù)向斜兩翼分別發(fā)育眾多規(guī)模不等、形態(tài)各異的伴生褶皺群。總體上，褶皺樣式較簡單，以相似和開闊褶皺為主，多為線狀褶皺，長短軸之比在10:1～3:1之間，局部有近南北向?qū)捑忨薨櫙B加。復(fù)向斜北翼產(chǎn)狀較陡，次級褶皺相對較緊閉，南翼開闊平緩。區(qū)內(nèi)規(guī)模較大的褶皺有:宋家灣背斜、玉皇廟溝褶皺

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要有NWW向、NE向及近SN向三組，前者為主體斷裂構(gòu)造，后二組為次一級斷裂構(gòu)造。規(guī)模較大的有F1、F2、F3、F4、F5及F6等6條，F(xiàn)1及F3為主斷裂。

F1:呈NW向分布于區(qū)域中南部的小圓山—馬家灣—后崗一帶，長13250m，寬3～21m，斷層面較為平直，傾角85°。斷裂帶內(nèi)發(fā)育碎裂巖及構(gòu)造角礫巖，上、下盤巖石主要為白龍廟組白云巖，少量牛尾巴山組微晶灰?guī)r，為張性斷裂。

F3:呈N W W向分布于朱家坪—金家?guī)X—周扒溝一帶，長17000m，寬3m～34m，斷層面呈舒緩波狀，傾角80°。斷裂帶內(nèi)發(fā)育碎裂巖及構(gòu)造角礫巖，上盤巖石從西向東依次為牛尾巴山組一段粉晶白云巖、二段微晶灰?guī)r、白龍廟組二段中晶白云巖，下盤皆為白龍廟組白云巖。斷裂性質(zhì)屬張性。黑水庵鐵礦區(qū)則位于此斷裂的北東側(cè)。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層總體呈北西西—南東東走向，從老至新主要有:泥盆系王冠溝組（D3w）和葫蘆山組（D3h），下石炭統(tǒng)下集組（C1x）和梁溝組（C1l），中石炭統(tǒng)缸窯組（C2g）、三官啞組（C2s）及周營組（C2z），新生界第四系（Q）等。

(1)王冠溝組（D3w）

砂屑灰?guī)r（SLs）:出露于礦區(qū)東北一角，呈北西—南東向帶狀出露，厚度90m～477m，傾角一般43°～63°。灰、青灰色，砂屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。砂屑成分為暗色泥晶灰?guī)r，泥晶灰?guī)r破碎成不規(guī)則狀，圓—次圓狀的砂屑，大小不均，d=0.05～0.3mm，整體略顯定向性。膠結(jié)物成分為方解石，砂屑被重結(jié)晶的方解石所膠結(jié)，少許石英及鐵質(zhì)成分。

(2)葫蘆山組（D3h）

含砂質(zhì)白云巖（St）:呈北西—南東向帶狀出露于礦區(qū)東北一角，厚度63m～216m，傾角一般45°～54°。淺赤黃色，含砂晶粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為白云石（70%～75%），次要礦物為石英砂屑（20%～25%）和粘土礦物（5%），微量礦物為鐵質(zhì)。

含砂泥巖（Ms）:呈北西—南東向帶狀出露于礦區(qū)東北角，厚度86m～240m，傾角一般50°～55°。往南西側(cè)與下集組呈平行不整合接觸，土黃色，含砂泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，略定向構(gòu)造。主要礦物成分為黏土礦物（74%～75%），次要礦物成分為石英砂屑（20%）、黑云母碎屑（1%～2%）和長石碎屑（3%），微量礦物有鐵質(zhì)、鋯石、電氣石等。

（3）下集組（C1x）

下段（C1x1）:厚層細(xì)晶白云巖（HDol）:出露于礦區(qū)東北角及北部邊緣建溝一帶，往北部與葫蘆山組呈平行不整合接觸，厚度70m～210m。灰、青灰色，粉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為白云石（99%），次要礦物為石英（＜1%），微量礦物為鐵質(zhì)。白云石:呈半自形—它形晶粒，d=0.01mm～0.05mm，呈粉晶狀，結(jié)晶較為均勻，呈鑲嵌結(jié)構(gòu)；石英:它形粒狀，d=0.05mm～0.1mm，呈不規(guī)則團(tuán)狀，不均勻分布于白云石間；鐵質(zhì)呈點狀分布。

上段（C1x2）:中厚層中細(xì)晶白云巖（ZDol):出露于礦區(qū)北部東段一帶，巖層呈近東西向帶狀展布，厚度90m～477m?；?、青灰色，中細(xì)晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為白云石（99%），次要礦物石英和蛇紋石，微量鐵質(zhì)。白云石:呈自形—半自形菱面體，部分d=0.1mm～0.25mm為細(xì)晶，部分d=0.25mm～0.5mm為中晶，結(jié)晶較均勻，巖石由等粒自形—半自形白云石組成，為重結(jié)晶而成；石英:它形粒狀，d=0.02mm～0.08mm，零星散布于白云石粒間；鐵質(zhì)呈點分布。

（4）梁溝組（C1l）

中厚層含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r（ZLs）:呈北西西—南東東向在礦區(qū)大面積出露，厚度324m～863m。傾角一般24°～73°。地表出露寬度較大，達(dá)1Km?；疑?，細(xì)—粉晶結(jié)構(gòu)，塊狀、厚層狀構(gòu)造。巖石主要成分為方解石等，偶見少許鐵質(zhì)散布。巖石局部可見燧石條帶和珊瑚類化石生物碎屑。

(5) 缸窯組（C2g）

薄層含生物碎屑灰?guī)r（BLs）:呈北西西—南東東薄層狀分布，厚度13m～56m。傾角局部變化較大，一般17°～70°?；遥ò祝┥?，微晶結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，主要礦物成分為黏土礦物，少量石英，高嶺石等。層內(nèi)產(chǎn)豐富的珊瑚類化石。

（6）三官啞組（C2s）

厚層含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r（HLs）:呈北西西—南東東向在礦區(qū)大面積出露，厚度375m～726m。傾角一般40°～83°。地表出露較寬，為賦礦主要層位?；疑?，泥晶—微晶結(jié)構(gòu)，條帶狀、厚層狀構(gòu)造。巖石主要成分粒屑成分為泥晶灰?guī)r，含量占65%～70%；膠結(jié)物成分為方解石（30%～35%），少量石英，偶見少許鐵質(zhì)散布。巖石局部可見燧石條帶和珊瑚類化石生物碎屑。

含鐵高嶺石質(zhì)黏土巖（HTG）:白色，淺灰色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，半定向及層狀構(gòu)造，主要礦物成分主要為高嶺石等，較軟、手摸有滑感，吸水性強，近礦體處具鐵染現(xiàn)象，巖石略帶赤紅色。為礦區(qū)重要的含礦層位。

（7）周營組（C2z）

雜色泥巖（Ms）:在厚層含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r中零星出露。厚度40m～42m。紫紅色、黃綠色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，半定向構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為黏土礦物高嶺石等，少量方解石和白云石等。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，主要表現(xiàn)為與區(qū)域總體構(gòu)造線方向一致的褶皺構(gòu)造，由一對連續(xù)的背向斜所組成，礦區(qū)位于荊—師復(fù)式向斜北翼，組成地層為泥盆系王冠溝組，葫蘆山組及石炭系下集組。巖層一般呈北西西—南東東向,傾角17°～83°,一般45°～70°。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體地質(zhì)特征

通過1:10000、1:2000地質(zhì)填圖及地表工程揭露，黑水庵礦區(qū)初步圈出吳家、張莊兩個礦段。吳家礦段圈出鐵礦體2個，編號分別為Fe-1、Fe-2；張家礦段圈出鐵礦體5個，編號分別為Fe-3、Fe-4、Fe-5、Fe-6及Fe-7。其中Fe-1、Fe-4、Fe-5及Fe-7為主礦體。礦體多呈似層狀產(chǎn)于古生界中石炭統(tǒng)三官啞組厚層含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r（HLs）及含鐵高嶺石質(zhì)粘土巖中。

F e-1:呈似層狀產(chǎn)于1線至33線的含鐵高嶺石質(zhì)黏土巖中，出露長760.00m，控制礦體長640m，賦存標(biāo)高410.00m～562.00m，最大延深65m，厚0.83m～1.75m，平均厚度為1.38m，產(chǎn)狀350°～33°∠41°～80°，局部215°∠74°。組成礦體的礦石呈黑紅色，結(jié)構(gòu)主要為它形粒狀結(jié)構(gòu)，局部可見變余砂狀結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主，局部可見細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。礦石礦物主要為赤鐵礦及少量的褐鐵礦等，脈石礦物主要為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、伊利石、鋯石等。礦石品位TFe27.53%～49.02%，平均品位TFe42.77%。

Fe-4:呈透鏡狀—似層狀產(chǎn)于10線至42線的含鐵高嶺石質(zhì)黏土巖中，地表出露長765.00 m，工程控制長730.00m，賦存標(biāo)高310.00m～475m最大延深60m，厚0.52m～1.61m，平均厚度為1.10m，礦體產(chǎn)狀變化較大，總體北傾，41°～56°∠54～72°，局部182°～206°∠56°～82°。組成礦體的礦石呈黑紅色，結(jié)構(gòu)以它形粒狀結(jié)構(gòu)為主，局部具有聚粒狀結(jié)構(gòu)、變余砂狀結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造，局部可見細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。礦石礦物主要為赤鐵礦等，脈石礦物主要為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、鋯石等。礦石品位一般TFe43.16%～56.98%，平均品位TFe45.44%。

Fe-5:呈似層狀產(chǎn)于2線至50線的含鐵高嶺石質(zhì)黏土巖中，地表出露長1225.00m，控制礦體長1170.00m，賦存標(biāo)高297.00m～475.00m，最大延深70.00m，厚0.77m～3.57m，平均厚度為1.53m，產(chǎn)狀180°～195°∠49°～72°，局部20°～50°∠74°～80°。組成礦體的礦石呈赤紅色，結(jié)構(gòu)主要為它形粒狀結(jié)構(gòu)、局部可見碎裂結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造成以塊狀構(gòu)造，其次為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。礦石礦物主要為赤鐵礦及少量褐鐵礦等，脈石礦物主要為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、伊利石等。鐵礦石品位一般TFe26.48%～55.32%，平均品位TFe49.20%。

Fe-7:呈似層狀產(chǎn)于66線～78線東側(cè)的含鐵高嶺石質(zhì)黏土巖中，地表出露長324.00m，工程控制礦體長227m，賦存標(biāo)高225.00m～345.00m，最大延深53.00m，厚1.06m～1.96m，平均厚為1.55m，產(chǎn)狀212°∠71°～79°。組成礦體的礦石呈黑紅色，結(jié)構(gòu)以它形粒狀結(jié)構(gòu)為主，其次為變余砂狀結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造，其次為細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。礦石礦物主要為赤鐵礦及少量的褐鐵礦等，脈石礦物主要為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、伊利石、鋯石等。礦石品位TFe32.87%～45.38%，平均品位TFe46.40%。

各礦體特征詳見表1:

表1 黑水庵鐵礦區(qū)礦體特征表

3.2 礦石特征

3.2.1 礦物成分

構(gòu)成本區(qū)礦石的金屬礦物主要為赤鐵礦，其次為少量的褐鐵礦；脈石礦物為石英、葉蠟石及少量的高嶺石、伊利石、鋯石等。

赤鐵礦:多呈它形粒狀，少量呈不規(guī)則等軸狀。赤鐵礦在反光鏡下，反射色呈灰白色，在透射光加聚光鏡下呈血紅色。該礦石中赤鐵礦粒度較細(xì)，最小粒徑0.005mm，最大粒徑0.2mm，但赤鐵礦常常呈集合體的形式存在，集合體大小0.2mm～1.5mm不等，細(xì)脈寬0.2mm～0.12mm。赤鐵礦單體粒度統(tǒng)計結(jié)果顯示，赤鐵礦粒度多在0.01mm～0.1mm之間，占總量的81.64%，其次為0.1mm～0.2mm粒級，占16.33%，最細(xì)粒級僅占2.03%。

赤鐵礦多與石英、葉蠟石連生，少量與高嶺石、伊利石連生，因此，赤鐵礦集合體中常夾少量葉蠟石、石英或高嶺石、伊利石。石英顆粒中有時充填很小的赤鐵礦脈，偶爾也有石英包裹赤鐵礦。這些赤鐵礦較難與脈石礦物完全單體解離。

3.2.2 礦石組構(gòu)

（1）礦石結(jié)構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)以它形粒狀結(jié)構(gòu)為主，局部具有聚粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、變余砂狀結(jié)構(gòu)等。

①它形粒狀結(jié)構(gòu):赤鐵礦多呈它形粒狀，有時呈不規(guī)則等軸粒狀分布于礦石中，為礦石的主要結(jié)構(gòu)。

②聚粒狀結(jié)構(gòu):赤鐵礦常常聚集成集合體分布，集合體形態(tài)以團(tuán)塊狀、棉絮狀為主，少量呈皮殼狀、腎狀等。

③碎裂結(jié)構(gòu):礦石受應(yīng)力作用破碎，主要表現(xiàn)為石英波狀消光和出現(xiàn)不規(guī)則裂隙，其內(nèi)充填有赤鐵礦及褐鐵礦細(xì)脈。

④變余砂狀結(jié)構(gòu):沉石英巖中的硅質(zhì)、氧化鐵質(zhì)以及黏土膠結(jié)物已發(fā)生重結(jié)晶作用，砂狀結(jié)構(gòu)已不大明顯，但局部砂狀結(jié)構(gòu)輪廓仍清晰可見。

（2）礦石構(gòu)造

礦石構(gòu)造主要有塊狀構(gòu)造、細(xì)脈浸染狀構(gòu)造。

①塊狀構(gòu)造:大于50%的赤鐵礦不均勻聚集分布，為礦石的主要礦物，形成塊狀構(gòu)造。

②細(xì)脈浸染狀構(gòu)造:赤鐵礦有時沿礦石裂隙浸染、充填形成細(xì)脈。細(xì)脈可進(jìn)一步組成樹枝狀、網(wǎng)狀等形態(tài)。

3.3 礦石化學(xué)成分

礦石化學(xué)多項分析結(jié)果顯示，礦石化學(xué)成分主要為TFe:40.00%，其它有害雜質(zhì)依次為Al2033.92%、S0.65%、P0.038%、Si0230.68%。

3.4 礦石類型

根據(jù)礦石的物質(zhì)組成，本區(qū)礦石自然類型可分為為赤鐵礦礦石及褐鐵礦礦石，前者為主要類型，后者為次要類型，僅在局部發(fā)育；按礦石的構(gòu)造大致可分為塊狀礦石和細(xì)脈浸染狀礦石兩種。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因淺析

黑水庵礦區(qū)鐵礦體賦存在古生界石炭紀(jì)中期沉積形成的三官啞組厚層狀含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r及含鐵高嶺石質(zhì)黏土巖中，礦石具有腎狀結(jié)構(gòu)，沉積特征明顯；同時礦石中亦發(fā)育有碎裂結(jié)構(gòu)和變余砂狀結(jié)構(gòu)，顯示出變質(zhì)特征。因此，初步認(rèn)為，黑水庵鐵礦床的成因類型屬沉積變質(zhì)型。

4.2 找礦標(biāo)志

（1）礦化層發(fā)育于三官啞組厚層狀含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r中。因此，厚層狀含燧石條帶生物碎屑灰?guī)r為區(qū)內(nèi)的宏觀間接找礦標(biāo)志；

（2）已發(fā)現(xiàn)的7個鐵礦體均無一例外地產(chǎn)于含鐵高嶺石質(zhì)黏土巖中，含鐵高嶺石質(zhì)黏土巖為本區(qū)的直接找礦標(biāo)志。

5 結(jié)語

黑水庵礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)具一定工業(yè)價值的鐵礦體7個，礦體皆呈層狀、似層狀產(chǎn)出，礦石品位較富，顯示出較大的勘查和開發(fā)潛力。同時，黑水庵鐵礦的發(fā)現(xiàn)為本地區(qū)找尋同類型的礦床會起到示范和借鑒的作用。

[1]河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第三地質(zhì)大隊.河南省淅川縣黑水庵礦區(qū)鐵礦普查項目工作總結(jié)[R],2006.

[2]姚鳳良，孫豐月，礦床學(xué)教程[M].北京:地質(zhì)出版社，1982.

Geological Characteristics and Prospecting indicator of Hei Shuian Iron Deposit in Xichuan County, Henan Province

Fu Xiong，Men Daogai，Li Na
1.No.3 Geological Brigade of Henan Non-ferrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau, Zhengzhou450016；2.No.2 Geological Brigade of Henan Non ferrous Metals Geology and Mineral Resources Bureau, Zhengzhou450016

It is believes that ore genesis can be attributed to meta-sedimentary type ore deposit through research on the ore-forming geological characteristics of Hei Shuian iron deposit. Besides,prospecting indicator in the area mentioned above has been summarized. The result of geological survey shows potential for prospecting in the area.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.004

伏雄（1965—），男，高級工程師，主要從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查和技術(shù)管理工作。