Question

铁矿床成矿系列

Answer 1

晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带经历了陆核、陆块和古陆块活化与边缘碰撞造山等地质演化过程，地质历史复杂，以铁矿为主的金属成矿作用强烈，形成众多与不同地质历史时期、不同构造部位和不同地质作用密切相关的铁矿床成矿系列。根据程裕淇等人的划分方法（程裕淇等，1979；程裕淇等，1988；汤中立，2004；陈毓川等，2006），区内铁矿床成矿系列可以划分为3个成矿系列组合，对应4个成矿系列和6个成矿亚系列（表2-7）。

表2-7 晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内主要铁矿床成矿系列表

（一）变质作用铁矿床成矿系列组合

与太古宙海相火山沉积作用有关的条带状铁矿床成矿系列，主要分布在建平－宝国老、冀东－密云、宣化－怀安和五台－阜平等地区。根据铁矿成矿时代、含矿建造及其所反映的地质背景差异，可进一步划分为与古－中太古代海相火山－沉积作用有关的铁矿床成矿亚系列，与新太古代绿岩带有关的铁、金矿床成床亚系列。

1.与古－中太古代海相火山沉积作用有关的Fe矿床成矿亚系列

该成矿亚系列主要分布在河北省迁安－北京市沙厂地区。该地区地质上为古－中太古代地层断续出露区，其内集中产出了最古老的沉积变质型铁矿床。众多铁矿床彼此独立分布，形成近EW 走向断续分布的以沉积变质型铁矿为主的Fe矿床成矿亚系列。

古－中太古代铁矿床是晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内工业价值较大的铁矿床之一，铁矿床产于古－中太古代表壳岩层的特定层位，具有明显的层控特点。

古太古界曹庄组主要分布在迁安杏山、黄柏峪等地，下部为矽线黑云斜长片麻岩夹含石榴（铬云母）石英岩，中部为黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩，上部为角闪黑云片岩、黑云片岩、斜长角闪岩及铁英岩；其原岩建造下部为火山岩建造，中部为具有韵律性的碎屑泥砂质钙硅酸盐陆源沉积建造，上部为泥砂质和硅铁质沉积建造。航磁图上，该区背景为升高强磁场区，表明该区原岩建造以偏基性火山岩为主的特点。曹庄组中赋存了杏山、脑峪门、黄柏峪等一批中国年龄最老的条带状铁建造（BIF）型中小型铁矿床（或矿点）。

中太古界迁西群、密云群是本区第二个重要的赋矿层位，其岩性组合主要为麻粒岩－紫苏片麻岩－矽线石榴片麻岩－铁英岩，原岩建造为基性火山岩－中酸性杂砂岩－硅铁质沉积建造，说明条带状铁建造（BIF）是在太古宙克拉通内断陷盆地或坳拉槽盆地，处于相对平静的浅水－半深水沉积环境下形成，铁质可能来自火山作用，硅质来源于火山喷入海底经过对流循环和热水溶液运移。航磁图上，该区背景为升高强磁场区，表明该区原岩建造以偏基性火山岩为主的特点。赋矿围岩普遍遭受了麻粒岩相变质作用，矿石为中粗粒条带状，矿物组合主要为磁铁矿、石英、紫苏辉石、（次）透辉石。铁矿体往往呈大小不等的构造岩片或包体状态存在，矿石品位较低，典型矿床有密云沙厂和冀东水厂、孟家沟、官店子等大型铁矿床。

2.与新太古代绿岩带有关的Fe-Au矿床成床亚系列

该成矿亚系列广泛分布于辽西朝阳－阜新、冀东遵化－迁西、冀西北张家口－宣化以及晋北五台－冀西北阜平等地区，产出了大量的金、铁矿床，其中金矿床有辽西排山楼、冀东金厂峪、冀西北小营盘、晋北东腰庄和晋北殿头等特大型、大型、中型或小型金矿床，铁矿床有辽西宝国老大型铁矿床，冀东司家营、石人沟、柞栏杖子等特大型或大型铁矿床和晋北山羊坪、柏枝岩、白峪里等大型或中型铁矿床等等。就单个矿床来说，铁与金通常不共生，铁矿床一般产出在条带状铁建造（BIF）中，在航磁图上通常处于升高磁场区；金矿床一般产出在浅色麻粒岩、绿泥片岩和绢云绿泥片岩中，在航磁图中通常处于降低磁场区。

晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内广泛分布的新太古界地层有辽西地区的建平群，冀东地区的遵化群、滦县群、双山子群，冀西北地区的桑干群、阜平群和晋北地区的五台群等，共同组成了建平、遵化、张宣和五台等深变质花岗岩－绿岩带。深变质花岗岩－绿岩带由表壳岩和同构造的花岗质岩石所组成，表壳岩主要呈规模不等的残块或包体形式赋存在花岗质片麻岩中，一般来说保存层状层序，其中相当部分遭受混合岩化。同构造期花岗质岩石是深变质花岗岩－绿岩带的主要组成部分，从产状上可划分为片麻状杂岩体、底劈式岩基或小型深成岩体和岩脉。从岩石类型上可划分为英云闪长岩－奥长花岗岩－花岗闪长岩系列（TTG）、紫苏花岗岩系列和石英二长岩－花岗岩系列，岩石均遭受角闪岩相－麻粒岩相的区域变质作用和强烈的变质改造。

晋冀北缘－辽西铁矿重要成矿带内的太古宇地层经历了新太古代许多构造热液事件，发生过多期次强烈的地壳运动，岩浆活动极为复杂，从而造就了区内的花岗岩－绿岩带。上述铁、金矿床的形成与本成矿带内花岗岩－绿岩带的演化在空间上、时间上、成因上有着密切的联系，从而构成新太古代绿岩带Fe-Au矿床成矿亚系列。按产出的地理位置、建造类型、矿床组合等，可进一步细分为建平－宝国老地区与新太古代绿岩带有关的Fe-Au矿床成矿亚系列、厂房子－柞栏杖子地区与新太古代绿岩带有关的Fe—A u矿床成矿亚系列、石人沟－金厂峪地区与新太古代绿岩带有关的Fe-Au矿床成矿亚系列、司－马－长地区与新太古代绿岩带有关的Fe矿床成矿亚系列、宣化－赤城地区与新太古代绿岩带有关的A u—Fe矿床成矿亚系列和五台－阜平地区与新太古代绿岩带有关的Fe—Au矿床成矿亚系列等。

建平－宝国老地区与新太古代绿岩带有关的Fe-Au矿床成矿亚系列，分布在东起辽西阜新，经朝阳、建平，到冀东北平泉一带，产于建平群花岗岩－绿岩带中。航磁图上，该区背景总体为升高磁场区，表明该区原岩建造以偏基性火山岩为主的特点。主要成矿元素为Fe，其次为Au。

厂房子－柞栏杖子地区与新太古代绿岩带有关的Fe—Au矿床成矿亚系列，分布在青龙河上游一带，产于双山子群中浅变质花岗岩－绿岩带的层状岩系中，变质岩石组合为云母片岩－变粒岩（夹斜长角闪岩）－铁英岩，原岩建造为中酸性凝灰质－泥砂质－硅铁质沉积建造。航磁图上，该区背景总体为低缓磁场区，表明该区原岩建造以沉积岩和花岗质岩石为主的特点。主要成矿元素为Fe，其次为A u。

石人沟－金厂峪地区与新太古代绿岩带有关的Fe-Au矿床成矿亚系列，分布在遵化、宽城一带，产于遵化群条带状铁建造中，变质岩石组合为二辉斜长麻粒岩－黑云角闪斜长片麻岩－斜长角闪岩－铁英岩，原岩建造为基性火山岩－泥砂质－硅铁质沉积建造。航磁图上，该区背景总体为升高磁场区，表明该区原岩建造以偏基性火山岩为主的特点。主要成矿元素为Fe、Au。

司－马－长地区与新太古代绿岩带有关的Fe矿床成矿亚系列，分布在司家营、马城、长凝等地，产于滦县群铁建造内，变质岩石组合为斜长角闪岩－黑云（角闪）变粒岩－铁英岩，其原岩建造为基性火山岩－中酸性杂砂岩－硅铁质沉积建造。航磁图上，该区背景为降低磁场区，表明该区原岩建造以沉积岩为主的特点。主要成矿元素为Fe。

宣化－赤城地区与新太古代绿岩带有关的Au-Fe矿床成矿亚系列，分布在张家口东南部宣化、崇礼、赤城等地，产于桑干群高角闪岩相麻粒岩相变质杂岩内，变质岩石组合为黑云斜长片麻岩、含石榴黑云斜长片麻岩、大理岩和石榴石斜长角闪岩等。航磁图上，该区背景总体为弱升高磁场区，表明该区原岩建造以偏中性火山岩为主的特点。主要成矿元素为Au，其次为Fe。

五台－阜平地区与新太古代绿岩带有关的Fe-Au矿床成矿亚系列主要分布在山西省五台山地区代县－灵丘一带和河北省阜平－唐县一带，产于五台群和阜平群花岗岩绿岩带中。航磁图上，该区背景为降低磁场区，表明该区原岩建造以沉积岩和花岗质岩石为主的特点。主要成矿元素为Fe，其次为Au。铁矿床与条带状铁建造（BIF）密切相关，金矿床与富碳酸盐岩铁建造和富硅酸盐铁建造关系非常密切。

（二）岩浆作用铁矿床成矿系列组合

与元古宙—古生代岩浆活动有关的铁矿床成矿系列和与中生代岩浆活动有关的铁矿床成矿系列，主要分布在冀北承德、冀西北涞源－阜平、京西及晋北灵丘等地区，分别对应承德地区与中元古代一古生代岩浆活动有关的V-Ti-P-Fe矿床成矿亚系列和宽城地区、太行山北段地区与中生代中酸性侵入岩有关的Fe-Cu-Mo-Au-Zn-Pb矿床成矿亚系列。

1.承德地区与中元古代—古生代岩浆活动有关的V-Ti-P-Fe矿床成矿亚系列

该成矿亚系列主要分布于河北省承德市大庙－黑山一带。该地区大地构造位置属华北陆块北缘中段冀北－辽宁泛河中元古代裂谷带，含矿基性岩体产于内蒙古地轴东段南缘，受EW 向深大断裂控制，产出众多岩浆晚期贯入型钒钛磁铁矿和磷灰石－磁铁矿矿床，典型矿床有大庙、黑山、马营、招兵沟铁矿等，形成了与中元古代岩浆活动有关的V-Ti-P-Fe矿床成矿亚系列。

基性杂岩体沿深大断裂侵入到前寒武纪变质岩系中，其岩性主要为斜长岩、辉长岩、苏长岩，次为橄榄岩、辉石岩和角闪岩。矿床是在斜长岩形成后，苏长岩－辉长岩熔浆相继侵入，在局部的辉长岩中形成较早的浸染型富磷铁矿床。最后含矿熔浆沿构造裂隙带贯入，形成致密块状矿体和浸染状矿体，并伴有绿泥石化、钠黝帘石化和纤闪石化等热液蚀变作用。按成矿与杂岩体的关系及成矿方式，可分为贯入型和浸染型。贯入型矿体产于斜长岩或苏长岩的裂隙中及斜长岩与苏长岩的接触带，呈透镜状或脉状产出，形态较规则，产状陡，同围岩界线清楚，主要由致密块状矿石组成。在矿体中常见有斜长岩角砾和捕虏体。矿石矿物主要为钛磁铁矿，含少量钛铁矿和微量黄铁矿、黄铜矿、金红石等，主要脉石矿物有绿泥石、角闪石和斜长石，少量磷灰石。浸染状矿体主要产于苏长岩和斜长岩接触带附近的苏长岩中，与围岩界线呈渐变关系。矿石具浸染状构造，主要矿物成分有钛磁铁矿、钛铁矿、斜长石、普通辉石、紫苏辉石、阳起石和绿泥石等，次为磷灰石、金红石和硫化物。化学成分的特点是含磷较高，形成主要由钛磁铁矿和磷灰石组成的富磷铁矿床。

2.太行山北段地区与中生代中酸性侵入岩有关的Fe-Cu-Au-Zn-Pb矿床成矿亚系列

该成矿亚系列主要分布在河北省涞源县－阜平县、北京市西北山区及山西省灵丘县等地区。本区在中生代属滨西太平洋大陆边缘活动带，以陆内挤压造山为主，形成了大规模的NNE向隆起、断陷与岩浆喷发－侵入活动，是区内铁矿的第二主要成矿期，主要铁矿床成因类型为接触交代型。矿体成群分布，形态复杂，常伴生有铜、钼、金、铅、锌等多金属矿，形成了以接触交代型为主的Fe-Cu-Au-Zn-Pb矿床成矿亚系列。

该类型矿床赋存于中酸性侵入岩体与碳酸盐类岩石（含钙镁质岩石）的接触带或其附近，一般都具有典型的矽卡岩矿物组合（钙铝－钙铁榴石系列、透辉石－钙铁辉石系列），在成因和空间分布上，都与矽卡岩有一定的关系。区内中酸性侵入岩的形成时代，从加里东期、海西期、印支期到燕山期都有，而以燕山期最为重要，特别是燕山期造山作用对区内岩浆活动和与之有关的矿床形成起到了极为重要的作用，沿燕山期中酸性侵入岩与中元古界和下古生界碳酸盐岩接触带，形成了以接触交代型为主的铁（铜、钼、金、铅或锌）矿床，如支家庄铁矿、于城铁（铜）矿、浮图峪铜（铁）矿、三义庄铁锌钼矿、南赵庄铅锌铁矿床、刁泉铜铁矿、太那水金铁矿等中型、小型矿床。矿床产于母岩与围岩的接触带，成矿热液为岩浆热液与天水的混合体系，铁等成矿物质主要来源于岩浆热液及岩体本身，其富集规律及矿化分带受接触交代作用控制。区内该类型矿床在接触交代过程中，以渗滤交代为主，硅、钙迁移富集最甚，镁、铝（铁）迁移富集明显；内蚀变带聚钙去硅、铝（铁）作用明显，外蚀变带则去钙和聚镁、硅、铝、铁作用显著。矿体主要富集于镁或变镁矽卡岩内，尤其是镁橄榄石矽卡岩或蛇纹石变镁矽卡岩中，硼镁铁矿富集于镁橄榄石矽卡岩带外侧及蛇纹石化斑花大理岩带，在空间分布上与磁铁矿最富集的部位一致。

3.兴隆地区与中生代中酸性侵入岩有关的Cu-Mo-Fe矿床成矿亚系列

该成矿亚系列主要分布在河北省兴隆县地区，典型矿床为寿王坟铜钼铁矿床，为以接触交代型为主的Cu-—Fe矿床成矿亚系列。

寿王坟铜钼铁矿床的成矿地层为中元古界雾迷山组，岩石类型为燧石条带白云岩夹钙质白云岩、角砾状白云岩；成矿岩体为晚侏罗世张家口火山旋回晚期侵入岩，整个岩体的岩性，南北两部分为石英二长岩，中间为石英闪长岩；围岩蚀变作用包括接触交代和热液蚀变两种，前者主要发育在接触带中，以镁矽卡岩化为主，也有钙矽卡岩化；热液蚀变有硅化、绢云母化、蛇纹石化、绿泥石化、碳酸盐化及青磐岩化等；矿石矿物成分主要为黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿及辉铜矿、方铅矿、闪锌矿、磁铁矿、赤铁矿、孔雀石、蓝铜矿、褐铁矿等；矿石矿物组合为磁铁矿石、含铜磁铁矿石、铁铜矿石、含黄铁矿铜矿石、脉状铜矿石及辉钼矿石；矿床共生组分为铜、铁，伴生组分有钼、钴、金、银、硒、碲，矿床有益组分为铜、铁、钼。

（三）沉积作用铁矿床成矿系列组合

与元古宙—古生代沉积作用有关的铁矿床成矿系列，主要分布在河北省宣化－龙关－赤城、北京市延庆县四海及山西省五台地区，进一步划分为宣龙地区与元古宙海相沉积作用有关的Fe-P-Mn矿床成矿亚系列、四海地区与元古宙海相沉积作用有关的Fe-P-Mn矿床成矿亚系列和五台地区与古生代海陆交替相或湖相沉积作用有关的Fe-Al矿床成矿亚系列。

1.宣龙地区与元古宙海相沉积作用有关的Fe-P—Mn矿床成矿亚系列

该成矿亚系列主要分布于河北省西北部张家口地区的宣化－龙关－赤城一带，大致呈NEE 方向展布。该地区在大地构造上位于燕山坳陷带西部的宣龙坳陷内，其北部边界与内蒙古地轴南缘相邻，西南侧与五台台隆相接。铁矿层产于中元古界长城系串岭沟组下部砂页岩中，目前已探明中小型铁矿床10余处，构成与元古宙海相沉积作用有关的Fe-P-M n矿床成矿亚系列。

中元古代华北陆块破裂后形成燕山裂谷，其内长城系、蓟县系和青白口系发育齐全，广泛分布于冀北－冀东－辽西一线和晋北地区，成为中新元古代发育最好的沉积盖层。长城系是一个由碎屑岩－泥质（粉砂质）岩－碳酸盐岩组成的较完整的海侵沉积旋回，与下伏太古宇基底迁西群变质岩系呈角度不整合接触，自下而上为常州沟组滨海相砾岩、砂岩、石英岩，串岭沟组页岩、砂岩，团山子组白云岩，大红峪组砂质火山岩和高于庄组白云岩。中元古代的凹陷－构造抬升演化过程，使得宣龙地区的太古宙和古元古代的含铁岩系受到剥蚀，为中元古代成矿带来了丰富的铁质；同时中元古代以来本区发生第一次广泛的海侵，在裂谷系内沉积的巨厚（含碳、含叠层石、含铅锌、铜及银等）的碳酸盐岩层与成矿深源热卤水循环作用为铁、锰、铅锌矿床的形成创造了条件，形成了一批以沉积型铁矿为主的矿产地，如庞家堡铁矿、大岭堡铁矿等。

四海地区与元古宙海相沉积作用有关的Fe-P-Mn矿床成矿亚系列的形成与演化，与宣龙地区与元古宙海相沉积作用有关的Fe-P-Mn矿床成矿亚系列的形成与演化大致相同，只是前者的形成要晚一些，矿层主要赋存于蓟县系上部铁岭组顶部，并与页岩呈互层状产出。

2.五台地区与古生代海陆交替相或湖相沉积作用有关的Fe-Al矿床成矿亚系列

该成矿亚系列主要分布于山西省原平－灵丘地区，也称“山西式”铁矿。该类型矿床形成于海陆交替相或湖相的沉积环境中，成矿时期为中石炭世本溪期早期，矿层多呈层状、似层状或透镜状，铁矿常和铝土矿共生，矿体形态不规则，规模较小，沿走向变化大，形成与古生代海陆交替相或湖相沉积作用有关的Fe—Al矿床成矿亚系列。

“山西式”铁矿产于上石炭统本溪组铁铝岩－黏土岩－砂页岩－灰岩建造中，其中铁铝岩相为山西式铁矿及其共生矿产（铝土矿、耐火黏土）的赋矿层位。其岩性和厚度变化均较大，自下而上分为杂色黏土－山西式铁矿（硫铁矿）－铁铝岩－铁矾土－铝土矿、高铝黏土－硬质黏土。本溪组自下而上一般有3个矿层，第一层铁矿赋存于中奥陶统侵蚀面之上，顶板为本溪组铁铝岩，其形态规模和产状严格受侵蚀面和岩溶形态控制，多呈不规则透镜状、似层状和囊状，在中奥陶统碳酸盐岩侵蚀面低凹部位或其岩溶空洞中，矿体厚度往往剧增。第二层铁矿位于铁铝岩段下部，层位稳定、形态简单，多有较大延伸。矿石为致密块状、鲕状、结核状及团块状，由赤铁矿、褐铁矿组成。第三层铁矿位于铁铝岩段上部，多为透镜状、扁豆状。矿石具块状、蜂窝状、皮壳状和角砾状构造，由赤铁矿、褐铁矿及少量菱铁矿构成（李俊建等，2005年）。