山西大南溝礦產(chǎn)地質(zhì)特征與成因淺析

張洪洲

（山西省地質(zhì)勘查局二一四地質(zhì)隊，山西 運城 044000）

大南溝礦產(chǎn)使山西省渾源縣發(fā)現(xiàn)的一個重要礦床，該礦主要分布在渾源縣縣城東南150°方向上，距離縣城為33km的直線距離，屬于渾源縣王莊堡鎮(zhèn)管轄范圍，交通便利。針對該礦產(chǎn)前人開展過大量的地質(zhì)研究工作，并取得了豐富的研究成果。下文中結(jié)合前人研究基礎(chǔ)，對該礦是特征進(jìn)行深入研究和分析，查明礦體含礦層位及其分布范圍與數(shù)量，厚度和規(guī)模以及產(chǎn)出特征等，并對研究區(qū)的礦石類型與礦石質(zhì)量進(jìn)行分析，研究該礦礦床成因，希望能為該礦更加深入的地質(zhì)找礦工作，提供一些可參考的地質(zhì)信息，尋求更大的找礦突破[1]。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

研究區(qū)大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺燕山沉降帶西端的唐河斷陷盆地西緣地帶，山西斷裂隆起區(qū)之五臺山--恒山穹狀隆起的東北緣，廣靈蔚縣塊坳與其東部相接，區(qū)內(nèi)唐河斷裂（北西向）將二者分割開來。

1.1 地層

上太古界五臺群石咀亞群金崗庫組是區(qū)內(nèi)的主要地層出露，同時還出露新生界第四系上更新統(tǒng)與全新統(tǒng)。

（1）五臺群石咀亞群金崗庫組：在研究區(qū)的東部區(qū)域上分布，具有相對較小的出路范圍，地層約為340m～628m厚度，呈現(xiàn)50°～60°走向，向北西方向傾斜，為38°～70°的傾角，該地層是區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)的主要賦存部位。

（2）新生界第四系。上更新統(tǒng)：在研究區(qū)的中部以及東部陰坡、沖溝、低緩地帶和山鞍區(qū)域上分布。黃色與灰褐色的粘土、亞粘土是其主要的巖性特征。全新統(tǒng)：在研究區(qū)的階地、河漫灘以及沖溝位置上分布，亞砂土、砂、礫石是其主要的巖性特征。

1.2 構(gòu)造

構(gòu)造在研究區(qū)不是發(fā)育，沒有發(fā)現(xiàn)構(gòu)造特征，主要有基底北西向傾斜的單斜構(gòu)造。

1.3 巖漿巖

研究區(qū)有著十分頻繁的巖漿活動，主要為變質(zhì)基性巖，變質(zhì)石英閃長巖、偉晶巖以及變質(zhì)輝綠巖、長石石英斑巖等。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體賦存層位

五臺群（上太古界）石咀亞群金崗庫組是主要的含礦地層，基性中性火山巖與其碎屑巖是其主要的原巖，同時還有硅質(zhì)巖（沉積成因），由于區(qū)內(nèi)非常強烈的變質(zhì)作用以及混合巖化作用促進(jìn)了原巖的形成，礦產(chǎn)在長英質(zhì)混合變質(zhì)因素影響下，出現(xiàn)貧化和破壞，地層呈現(xiàn)50°～60°展布方向，向北西向傾斜，產(chǎn)出特點為透鏡狀、層狀、似層狀[2]。

2.2 礦體地質(zhì)特征

經(jīng)過系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，共有8個礦體在區(qū)內(nèi)被圈出，現(xiàn)分述如下。

（1）Fe1號礦體。在研究區(qū)的東北側(cè)方向上，產(chǎn)出特點為透鏡狀，呈現(xiàn)310°∠46°產(chǎn)狀特征，和圍巖有著十分清楚的界限，地表達(dá)到65m的出露長度，受控于采坑CK2，達(dá)到2.83m的真厚度，TFe與mFe分別達(dá)到27.13%、22.51%的平均品位，走向上北東方向出現(xiàn)變薄尖滅，向南西方向上延伸到輝綠巖脈，傾向上達(dá)到50m的延伸，黑云斜長片麻巖是其頂?shù)装宓闹饕獛r性特征，彼此關(guān)系為整合接觸(圖1)。

圖1 大南溝礦產(chǎn)4.2勘探線剖面圖

（2）Fe2號礦體。特點為透鏡狀、似層狀，呈現(xiàn)310°∠50-70°產(chǎn)狀特征，和圍巖有著較為清晰的界限，地表達(dá)到70m的出露長度，采坑CK3對其起著明顯的控制作用。ZK2201、ZK2202鉆孔控制其深部，達(dá)到124m的傾向延伸，TFe與mFe分別達(dá)到27.09%、21.65%平均品位，在走向上穿插有輝綠巖脈，黑云斜長片麻巖是礦體頂?shù)装宓闹饕獛r性特征，表現(xiàn)為整合接觸關(guān)系。

（3）Fe3號礦體。礦體產(chǎn)出為透鏡狀，呈現(xiàn)310°∠70°產(chǎn)狀特點，和圍巖有著非常清晰的界限，有60m的長度出露于地表，采坑CK3對其其著明顯的控制作用。TFe與mFe分別達(dá)到24.56%、14.07%平均品位，走向上兩側(cè)存在尖滅，深度達(dá)到50m的延伸，黑云母斜長片麻巖是礦體頂?shù)装宓闹饕獛r性特征，關(guān)系表現(xiàn)為整合接觸。

（4）Fe4號礦體。礦體表現(xiàn)為透鏡狀與似層狀的產(chǎn)出特點，主要表現(xiàn)為310°∠50°-80°的產(chǎn)狀特點，并具有清晰的圍巖界限，地表達(dá)到70m的出露長度，采坑CK3對其起著明顯的控制作用。ZK2201、ZK2202鉆孔明顯控制其深度，傾向上達(dá)到120m的延伸。TFe、mFe平均品位分別為22.32%、16.84%。輝綠巖脈在走向上存在穿插現(xiàn)象，兩端尖滅。黑云母斜長片麻巖是礦體頂?shù)装宓闹饕獛r性特征，二者關(guān)系為整合接觸。

（5）Fe5號礦體。礦體呈現(xiàn)產(chǎn)出特點為透鏡狀，表現(xiàn)為310°∠70°產(chǎn)狀特點，和圍巖有著十分清楚的界限，地表達(dá)到60m的出露長度，走向上兩端出現(xiàn)變薄尖滅，深部達(dá)到50m的延伸，黑云母斜長片麻巖是礦體頂?shù)装宓闹饕獛r性特征，以關(guān)系為整合接觸特征。其關(guān)系為整合接觸特征。

（6）Fe6號礦體。礦體產(chǎn)出特點為透鏡狀，呈現(xiàn)310°∠50°產(chǎn)狀特點，何為言有著十分清晰的界限，未見地表出露，ZK2001鉆孔控制其深部。TFe、mFe分別為23.43%、14.93%，礦體在走向上兩端部位變薄尖滅，黑云母斜長片麻巖是礦體頂?shù)装宓闹饕獛r性特征，彼此關(guān)系為整合接觸。

（7）Fe7號礦體。礦體產(chǎn)出特點為透鏡狀，達(dá)到310°∠60°產(chǎn)狀特點，和圍巖有著非常清晰的界限，地表有30m的出露長度，采坑CK1對其起著明顯的控制作用。TFe與mFe分別達(dá)到20.85%的9.82%平均品位，向深部有約25m的延伸，黑云母斜長片麻巖是礦體頂?shù)装宓闹饕獛r性特征，其關(guān)系呈現(xiàn)整合接觸。

（8）Fe8號礦體。礦體產(chǎn)出為透鏡狀，呈現(xiàn)320°∠50°產(chǎn)狀特點，和圍巖有著較為清晰的界限，地表無出露，鉆孔ZK1201控制其深部，深度達(dá)到50m的延伸，TFe與mFe分別達(dá)到30.78%、25.09%平均品位。黑云母斜長片麻巖使礦體頂?shù)装宓闹饕獛r性特征，二者接觸關(guān)系為整合接觸。

2.3 礦石質(zhì)量

（1）脈石礦物成分。斜長石和石英是主要的脈石礦物，黑云母與角閃巖相對次之。石英：表現(xiàn)為他形粒狀，處于＜3mm粒徑大小，約為40%左右的含量水平，變晶斜長石（粒狀）隨著長軸方向形成條帶，部分石英由于壓扁拉長，波狀消光較為明顯。斜長石：表現(xiàn)為分散的粒狀，由于后期蝕變因素影響，存在較強的鈉黝簾石化，達(dá)到20%～30%的含量水平。角閃石：表現(xiàn)為柱粒狀，角閃巖具有陽起石化、綠簾石化以及綠泥石化等特點。黑云母：呈現(xiàn)鱗片狀或者片狀，處于8%左右的含量水平。

（2）礦石化學(xué)成分。SiO2與Fe2O3以及FeO是礦石的主要化學(xué)成分，CaO與MgO相對次之。結(jié)合光譜半定量研究發(fā)現(xiàn)，并綜合分析其物象與組合，鐵元素是該礦床重要的有益元素，同時含有微量的銅元素以及鉛、鋅元素，都不符合綜合評價有關(guān)指標(biāo)[3]。P在礦石當(dāng)中作為有害組分，未達(dá)到P＜0.25%煉鐵用礦石相關(guān)要求，S處于0.31%～1.5%含量水平，達(dá)到S＜0.3%煉鐵用礦石要求，S賦存狀態(tài)主要為硫化鐵。

2.4 礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造

半自形-他形晶結(jié)構(gòu)是大南溝礦產(chǎn)重要的結(jié)構(gòu)特點，膠狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在局部，條帶狀構(gòu)造是礦石的主要構(gòu)造特征，致密塊狀構(gòu)造相對較少。

2.5 礦石類型

（1）根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造又有致密塊狀以及條帶狀礦產(chǎn)自然類型之分，結(jié)合脈石礦物在礦石當(dāng)中的分布情況又有石英型礦石之分。

（2）也和化學(xué)樣以及光片和礦石化學(xué)成分，聯(lián)合地表工程揭露，具有較弱的林慮作用與地表氧化作用，礦石具有較低的氧化程度，通常處于3m～7m的氧化界面，原生礦石分布于氧化帶之下。

2.6 礦體圍巖和夾石

黑云斜長片麻巖是礦體的主要圍巖特征，礦體和陳創(chuàng)城縣一致的特點，偉晶巖以及黑云斜長片麻巖是其主要的夾石通常處于0.5cm～10cm的厚度范圍，沒有出現(xiàn)較大破壞礦體情況，礦體和圍巖有著非常清楚的接觸面，兩者存在非常大的磁性反差。

3 礦床成因

黑云母斜長片麻巖是區(qū)內(nèi)礦體主要賦存部位，地層對礦床起著明顯的控制作用，火山碎屑巖（基性-中性）是石咀亞群金崗庫組角閃斜長片麻巖主要的原巖，因區(qū)內(nèi)變質(zhì)因素影響特別是混合巖化因素，使地層在歷經(jīng)變質(zhì)重結(jié)晶時，并不斷富集起來形成抗體，通過這些不難看出地層是成礦物質(zhì)的重要來源，其內(nèi)因為地層控礦，礦床形成過程當(dāng)中的高溫高壓，主要是受該區(qū)混合巖化以及區(qū)域變質(zhì)因素影響，導(dǎo)致地層物質(zhì)出現(xiàn)重結(jié)，具有較為穩(wěn)定的含礦巖系，礦層產(chǎn)出特點為透鏡狀與似層狀，地層成為對其起著明顯的控制作用，綜合以上分析基性火山沉積變質(zhì)型是該礦的重要成因。

4 結(jié)語

經(jīng)過此次研究，共有八個礦體在礦區(qū)當(dāng)中被發(fā)現(xiàn)，同時對該礦資源量進(jìn)行綜合估算，達(dá)到333+334 38.32萬t礦產(chǎn)資源量，其中包括4.93萬t333資源量以及33.39萬t334資源量。TFe與mFe達(dá)到25.55%、19.55%平均品位水平，具有非常好的找礦前景，今后應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步擴大相應(yīng)的研究工作，以尋求更大的找礦突破。