／ 华北国土 资源 ／ ｌＩｌ。Ａｌ“ｌ｛ ｉ’（¨【 ／ｆＹ Ａ ／ ／ ｛㈠ ４ ，～董川 对山西省繁峙县龙池河铁矿矿床 成因及找矿标志的分析 董俊杰 （山西省第三地质工程勘察院，山西榆次０３０６２０） 摘要：本文通过对繁峙县龙池河矿区铁矿成矿区域地质背景、矿床地质特征、矿床成 因及找矿标志论述，针对五台群石咀亚群金刚库组（ｗ ，）火山沉积变质型磁铁矿床的赋矿 特点，明确了条带状磁铁石英岩是重要的找矿标志层。磁铁石英岩层紧闭式褶皱部位与呈 东北一西南走向、形状较为规则且有宽缓变化趋势的磁异常是找矿的重要标志。 关键词：龙池河；．小型铁矿；矿床地质；山西繁峙；找矿标志 中图分类号：Ｐ６１１ 文献标识码：Ａ 。。。 文章编号：１６７２—７４８７－（２０１４）０４—５０－４ 龙池河铁矿区位于繁峙县城７２。直距４８ｋｉｎ的龙池 盐组合；麻粒岩相只有在特定条件下才形成具有Ｔ业意义 河村一带，隶属繁峙县大营镇和横涧乡管辖。面积： ４２．７６９ｋｍ ，交通较便利。 的矿床 】。区域性磁异常主要反映了五台群含铁建造的分布 范围，西部异常带为金岗库组含铁建造区，东部异常带主 ２００９—２０１３年，我院地质勘查人员对其进行了地质勘查 要为文溪组含铁建造区，且含铁建造成矿最好者，异常也 …１二作。经工作证实：该矿区属一小型铁矿床 】，地表有出 最强ｌ６ 。其中以７５０ 异常等值线大致圈ｆＩＩ了中一大型铁矿 露，属露、井综采；有７个铁矿体。矿体顶、底板较稳定； 全区铁矿平均厚度１．６３ｍ；为需选弱磁性石英磁铁矿石 。 体，浑源县窑沟铁矿区（中型）、灵丘县白崖台乡铁矿（大 型）；其它异常带及异常强度较低，仅指示了铁矿化线索； １区域地质概况 如３００＾ｙ等值线磁异常是灵丘县葛子堂铁矿普查区等。在 ５０ 异常等值线，但下面却 矿区位于忻定盆地代县一原平块凹东北部与五台山一 黄土覆盖的上固庄村北仅有１吕梁山板隆雁门关块隆接合部即新太古代碰撞造山带的北 埋藏着９米多厚的磁铁矿（已被村民开挖证实）。说明磁 台一朱家坊构造岩片之东北接合部 ｌ。出露地层为石咀亚群 异常与铁矿关系密切。矿区以大气降水和变质岩裂隙水为主的裂隙充水矿床， 文溪组、庄旺组和金刚库组、长城系高于庄组、寒武系毛 庄组地层、中庄蒲群羊投崖组和大面积新近系和第四系松 水文地质条件简单一中等。散物覆盖。构造主体方向为北西向，次为北东向及近东西向， ２矿区地质特征 少量近南北向。以褶曲为主，伴随大量韧性剪切带和少量 ２．１地层 断裂。岩浆岩有五台期云英闪长岩一奥长花岗岩；吕梁期 地层有金刚库组（Ｗ， ）、庄旺组（Ｗ， ）。此外大面积 花岗岩、花岗岩株、变辉绿岩或辉绿玢岩岩墙、变辉绿岩 被中上更新统（Ｑ： ）及全新统（Ｑ ）掩盖。其中金刚库组（Ｗ．．） 岩脉、变云煌岩岩脉、花岗岩脉、花岗伟品岩脉；燕山期 主要岩性有斜长角闪岩、斜长角闪岩夹磁铁石英岩、角闪片 辉绿（玢）岩岩脉、煌斑岩岩脉、石英斑岩、长石石英斑岩； 岩、角闪变粒岩。罔岩主要为斜长角闪岩，次为磁铁石英岩。 喜山期玄武岩及煌斑岩岩脉。区域变质作用属高绿片岩相 庄旺组（Ｗ ）主要岩性为灰一浅灰色黑云变粒岩等。 和角闪岩相。变质作用对矿床的控制主要表现在矿石质量 ２＿２构造 上，如碳酸盐相，在角闪岩相变质作用下，由于温度较高， 菱铁矿可分解成磁铁矿，使石咀亚群含铁石英岩不见碳酸 矿区地层呈似单斜状，岩层产状一般３１５ｏ ４１。。 作者简介：董俊杰，男，陕西成阳人，毕业于西安矿业学院，地质工程师，主要从事地质勘查研究。（邮箱） １４９９５１６４７３＠ｑｑ．ｃｏｒｎ ‘ ◆５Ｏ ２．３岩浆活动 为斜长角闪片岩、角闪片岩等岩类。属区域变质作用的角闪 岩浆岩有吕梁期早期变质辉绿岩岩脉（１３ ｔｘ ２１ ）、中 岩相。 期花岗细晶岩岩脉（ ｉ 。 ）和变质伟晶岩岩脉（Ｐ ２１：）、 ２．５地磁异常特征 晚期伟晶岩（ｐ ２１ ）及辉绿岩（１３ ２１（３）），五台期中期目 ２．５．１平面异常特征 泪沱角闪斜长片麻岩（Ｍｇｎ）和腰站黑云斜长片麻岩（Ｙｇｎ）。 区内磁异常主要分两类即北东～南西方向条带状异常 ２．４变质作用 （Ｍ类）和走向为近北西一南东的数条长条状异常（Ｎ类） 角闪岩类岩石是矿区的主要变质含铁岩类，围岩主要 （见表１）。 表１异常特征一览表 编号 位置 性质 极大值 异常展布特征 磁异内小 异常编号 Ｍ１ 东部北段 约１７１２ｎＴ 异常等值线北东一南西走向，等值线东南较陡，西北较缓，极大 值两侧无负异常。极大值两侧等值线梯度差异较小 Ｍ２—１约２６１２ｎＴ Ｍ２—１异常等值线东南侧梯度较陡，西北侧相对较缓 Ｍ２—１、 Ｍ２ Ｍ１东南侧 Ｍ２—２约１５０４ｎＴ Ｍ２—２异常等值线沿走向两侧等值线无明显差异，相对较缓 Ｍ２－２、 Ｍ２Ｍ２—３等 —３约１５０４ｎＴ Ｍ２—３异常等值线沿走向两侧等值线无明显差异，均相对较缓 ３个异常 Ｍ３ Ｍ２东南侧 约１５４２ｎＴ 异常比较零碎，平面呈现面积较小，故没有进行编号 Ｍ４—１异常等值线沿走向两侧等值线均相对较陡，且东南较陡， Ｍ４—Ｍ４ Ｍ３东南侧 Ｍ４Ｍ４１约２２３０ｎＴ 西北较缓 Ｍ４１、 ２等 —２约１７１５ｎＴ Ｍ４—２异常等值线沿走向两侧等值线均相对较缓，且东南较陡， ２个异常 西北较缓 Ｍ５—１约１２０８ｎＴ Ｍ５—１、 Ｍ５ Ｍ４南侧偏 Ｍ５—２约２４００ｎＴ 西 正异常 Ｍ５—３约２３３７ｎＴ 异常形似沿一定方向排列的Ｍ５－２、 走向具有成带规律的特征“花生”状。异常具有数值较高、沿 Ｍ５－３、 Ｍ５—４约１２８７ｎＴ 。 Ｍ５－４、 Ｍ５—５约２０３３ｎＴ Ｍ５—５等５ Ｍ６—１约３６８８ｎＴ Ｍ６—１、 Ｍ６ Ｍ５西南侧 Ｍ６是一组宽异常． Ｍ６—２等２—２约１７６３ｎＴ 个异常 Ｎ１ 西边，新园 约５１７ｎＴ 为宽缓条状正异常，无负异常。以２００ｎＴ等值线为界，区内向南 圃村北 偏东方向延伸长度约２３００ｍ。 Ｎ２ 西北，龙王 庙约５１８ｎＴ 以２００ｎＴ等值线为界，区内向南偏东方向延伸长度约２１００ｍ。 一角耳庵 为窄幅陡变状正异常。即沿延伸方向异常值高低变化较大，形成 ～ Ｎ３ 中部 约１７０２ｎＴ “串珠”状等值线。以２００ｎＴ等值线为界，区内向南偏东方向延 ｗ 伸长度约４０００ｍ。 Ｎ４ 中东部 约１３４２ｎＴ 北段与Ｎ３异常特征相似，中段及南段与Ｎ１、Ｎ２异常特征相似， 以２００ｎＴ等值线为界，区内向南偏东方向延伸长度约２８００ｍ。 文 川 Ｎ５ 东北部 约１４０２ｎＴ 异常北段３００ｍ等值线呈小“串珠”状，向南变得宽缓，以 ／ 。 ２００ｎＴ等值线为界。区内向南偏东方向延伸长度约１８００ｍ。 ２．５．２精测剖面异常解释 现将Ｉ—Ｉ 磁测精测剖面反演解释（见图１）如下： 剖面内含主要磁性体５个，以感应磁化强度约２０００ Ｘ ｌ０— ３Ａ／ｍ计算，第一个倾向北西，倾角约６０—７０。，顶板埋 深约０—５ｍ，向下延深约１２０ｍ，厚约１０—３０ｍ；第二个 倾向北西，倾角约７０—８０。，顶板埋深约０—５ｍ，向下 延深约１００ｍ，厚约５—２０ｍ；第三个倾向北西，倾角约 ７０—８０。，顶板埋深约５—１０ｍ，向下延深约４０ｍ，厚约５— １０ｍ；第四个倾向北西，倾角约６０—７０。，顶板埋深约５— １０ｍ，向下延深约５０ｍ，厚约５—２０ｍ；第五个倾向北西， 图１ Ｉ—Ｉ 磁测精测剖面模型拟合反演示意图 倾角约５０—６０。，顶板埋深约１３０ｍ，向下延深约６０ｍ， 一厚约５—３０ｍ。 致的矿床特征及辉绿岩脉的分布规律推断：走向为北东一 ２．５．３异常综合解释与推断 南西向带状异常一般由磁铁石英岩或磁铁矿引起；走向为北 矿区西部覆盖，中东部出露五台群变质岩系和辉绿岩。 西一南东向条状异常一般为辉绿岩或闪长玢岩引起。 从物性测定资料知，以磁铁石英岩磁化率最高，且剩磁较大； ２．５．４井中磁测与矿体的对应关系 其次为辉绿岩和闪长玢岩；其它围岩则基本无磁性。从平面 由钻孔的磁测井成果知：测井划分的磁性层与见矿位置 等值线分布形态特征、矿区磁铁石英岩或磁铁矿与地层走向 基本对应，且Ａ Ｈ、Ａ Ｚ曲线幅值较大的地段，是矿层出现 ◇５１ ／ 华北国土 资源／ 蒋鼎¨¨Ａｌ”｜ｌ（，－ｊ‘¨【 ＩＹＵＡ ／２ ｑ１ｊ ４ ｎ ：１（１’ ｆ ！” 熔岩为主，夹硅铁质和泥质沉积物，经区域变质作用后，形 ７ 即磁铁石英岩。 深度在２４８．５—２５１．Ｓｉｎ，厚度为３．３ｍ，在△ｚ曲线上表现为 成了硅铁建造的变质岩石［锯齿状负极值达一７００００ｎＴ；在△Ｈ 曲线上表现为锯齿状 ３．２矿体形态及规模 的地段，而且变化幅度越大，矿石品位也越高。如ＺＫ１５—１孔： 正极值为２２１００ｎＴ，负极值为一１３２００ｎＴ。该异常段对应磁 铁石英岩。孔深２４８．４９—２４９．６２ｍ，对应Ⅶ号矿体。 矿体呈似层状、透镜状多层产 ，规模为小型。矿区 共圈定７个铁矿体（见表２），而Ⅶ号矿体规模最大，其磁 异常规模大且△Ｔ极大值为１０００－－３０００ｎＴ。 全区铁矿厚度平均１．６３ｍ；平均品位ＴＦｅ：３１．３２％， ｍＦｅ：５．５２％ ３矿床地质特征 ３．１铁矿的赋存层位 铁矿赋存于金岗库组，原岩为一套以基性一酸性火山 表２铁矿体特征一览表 编 ’芎 口 位置 长度 空间特征 标高为 １４５０－ １６７０ｍ。 埋深为 Ｏ一１２Ｏｍ 标高为 １２８４－ １４９８ｍ。 埋深为 ０－２０６ｍ 标高为 １４１９— １６５７ｍ。 埋深为 含 规 矿 山 模 石 石 矿物成 对应磁 厚度及产状 矿体厚度１００—２ ００ｍ， 平均１．３７ｍ，变化系数 ３２９０％，变化小。产状 ３１５。 ４４。。 ．．品位 分 异常编 及特征 矿区 Ｉ中东 部 ８８３ｍ ＴＦｅ：２８ ６０—４６ ６７％平均： ３６ ２５％，变化系数２０ ６３％； ｍＦｅ：２２ ６３—４０ ５８％，平均： ３０ １７％，变化系数２４ ６１％。 ＴＦｅ：２７ ００—３６ ３３％，平均： ３０．３１％，变化系数８７．５６％； ｍＦｅ：２０．８８—３０ ２９％，平均： ２５．０８％，变化系数９０．８１％。 Ｍ２－４ 矿区 ｌ ｌ中东 部 ７８３ｍ 厚度１００—１ １Ｏ ｍ。平 均１．。３ ｍ，变化系数 ０ ３２％变化小。 产状３１５。 ４８。。 ．Ｍ３４ ，厚度１ ００川 矿区 北部 纳 ７５７ｍ 均１３４ｍ，变化系数 ８ ０６％变化小。 ．１ｌ７０ｍ，平 ，Ｏ一１２２ｍ 标高为 产状３１５ｏ ５１。。 ＴＦｅ：２５．２６—４１ ９７％，平均： ３６ ２２％．变化系数１１４．７２％； ｍＦｅ：１８．９２—３６ ９１％，平均： ３０．２５％，变化系数１５４ ９９％。 ＴＦｅ：２７ １Ｏ一３２ ８３％，平均： ３０ ４０％，变化系数２７．５８％； ｍＦｅ：１９．２４—２５ ３６％，平均： ２３ １１％，变化系数４２ １Ｏ％。 ＴＦｅ：２５．４０—４２ ６３％，平均： ３２ １０％，变化系数８１ ５８％； ｍＦｅ：２０．１３—３５ １６％，平均： ２６．６４％．变化系数８２ ０２％。 ＴＦｅ：２７．１２—３２ ９６％，平均： ２９．８３％，变化系数１７．０９％； ｍＦｅ：２０ ６５—２６ ９６％，平均： ２４．１３％．变化系数２２．２９％。 矿石的 物质成 份较简 单品 ，Ｍ３－５ Ｖ Ｊ 矿区 中东 部 约 ４０９ｍ 矿区 ＶＩ ．约 ４０９ｍ １０４８－ １４２８ｍ， 埋深为 ０４８０ｍ 标高为 １０４８－ －中东 部 １４２８ｍ。 埋深为 ０－４８０ｍ 标高为 厚度１ Ｏ０—２ ７２ ｍ，平 均１９３ｍ，变化系数 磁 ４０．４８％。变化小。产状 铁 ３１５。 ４６。。 小 型 石 英 厚度１ ００—３ ００米，平 山 均１ ５９米，变化系数 石 ３９．５４％，变化小。产状 ３１５。 ６８。。 ．矿区 ＶⅢ 南部 约 ４７０ｍ １２８４— １４９８ｍ， 埋深为 ０－２０６ｍ 厚度１ ０７—３．３７米，平 均２１７米，变化系数 ３８０６％，变化小。 产状３１５ｏ ７１。。 ．．位变化 均匀， 属有用 组份分 布均匀 型；矿 体呈似 层状， 形态变 化、构 造复杂 程度中 守Ｏ Ｍ４—６ Ｍ４—２、 Ｍ４－３、 Ｍ４－４、 Ｍ４—５ Ｍ４—１ 标高为 ＩＸ 矿区 东南 部 约 ３３４ｍ １３３８－ １５３６ｍ。 埋深为 标高为 Ｏ一２ＯＯｍ 厚度１ ＯＯ ｍ，变化系数 ８．０６％，变化小。 ＴＦｅ：２８．７５％ｉ ｍＦｅ：２１ ５０％。 产状３１５。／５１。。 Ｍ５－４ Ｉ× 矿区 东南 部 约 ３３４ｍ １３３８－ １５３６ｍ， 埋深为 ０—２０Ｏｍ 厚度１ ００ｍ，变化系数 ８．０６％。变化小。 ＴＦｅ：２８．７５％；ｍＦｅ：２１ ５０％。 产状３１５ｏ ５１。。 Ｍ５—４ ３．３矿石特征 ３．３．１结构、构造 矿石自然类型为磁铁石英型铁矿石。矿石Ｔ业类型应 属需选矿石中的弱磁铁矿石 ｌ。 ４矿体夹石 矿石以细粒变晶结构为主，局部粒度较粗。矿石以条 ３．带状、条纹状构造为主，块状构造很少见。 ３．３．２矿物成分 矿体夹石主为斜长角闪岩，次为磁铁石英岩、角闪片岩。 ３＿５矿体围岩 矿体顶底板岩性主为斜长角闪岩，次为角闪片岩、磁 铁石英岩。 矿石中主要含铁矿物为磁铁矿、褐铁矿；脉石矿物主 要为石英、角闪石，少量的石榴子石和黑云母。 ３．３．３矿石类型 ◆５２ ／ ／ 论 Ｌ Ｎ ｗ ｒ 文／ ／２ｏＩ ４ ／ ／ ／ ｌ｝ｉ］ ＿ ！ ¨蜘ｉ） ４矿床成因 ４．１矿床成因 矿区铁矿均赋存于五台群石咀亚群金岗库组变质岩系 中。五台期是我国沉积变质铁矿床的主要成矿期，金岗库 组为一套以火山岩为主的沉积变质岩系 ｌ，火山岩为洋岛和 大洋拉斑玄武岩，沉积岩主为杂砂岩，含砂质泥岩和硅铁 质建造。地壳变动后，短暂堆积有不厚的砾岩、石英岩。 沉积于深海、半深海环境。区域变质与混合岩化作用，原 在磁铁石英岩层并广泛发育紧闭式褶皱的部位即为工 业矿床赋存的有利部位 １。 ４．２．３磁异常标志 一般在磁异常范围大、呈东北一西南走向、形状较为 规则且有宽缓变化趋势的磁异常中，往往是指示深部Ｔ业矿 床的重要间接标志。 参考文献： ［１］侯毅，侯旭勤，张栋，邓玉龙，杨培忠等．山西省 火山一沉积岩系的岩石在温度、压力及化学活动共同作用 繁峙县龙池河矿区铁矿普查地质报告［Ｒ］，２０１３． 下发生变质，达到低角闪岩相，使其中硅铁建造中的矿物 ［２］矿产资源工业要求手册［Ｈ］，北京：地质出版社，２０１０． 发生变质分异重熔和重结晶作用，形成磁铁石英岩，并使 ［３］中华人民共和国国土资源部．ＤＺ／Ｔ ０２００－２００２铁、 磁铁矿、石英颗粒变粗或产生连晶体。而实验表明，磁铁 锰、铬矿地质勘查规范［Ｓ］，北京：地质出版社，２００３． 矿形成的条件与浅绿岩相相似。故角闪岩相中的磁铁矿床 ［４］李德胜．张京俊等．山西省构造岩浆岩图说明书（１： 须经变质作用、混合岩化用改造后才可使之富化；多期次 ５０万）［Ｓ］，山西省地质勘查局山西省地质调查院，２００８． 的构造运动，特别是褶皱构造的迭加改造，使铁矿层厚度 ［５］刘沛会．山西五台山一恒山地区铁矿整装勘查区ｌ： 加大（褶皱枢纽部位）最终形成角闪一石英型磁铁矿石即 １万高精度磁法测量实施方案［Ｚ］，山西省地质调查院物探中 变质硅铁建造铁矿床。故本区铁矿床的成因类型为火山沉 心．２０１１． 积变质铁矿床，即鞍山式铁矿。 ［６］周永娴．山西省区域重磁资料的初步研究［Ｊ］，山西 地质，１９８９，４（２）． ４．２找矿标志 ４．２．１地层标志 ［７］李树勋。冀树凯．五台山区变质沉积铁矿地质［Ｊ］， １９８６． 五台超群地层的角闪磁铁石英岩层，是找矿的直接 吉林科学技术出版社，标志 。 ４．２．２构造标志 ［８］李德文．繁峙县宏达铁矿矿床成因及找矿标志［Ｊ］， 华北国土资源，２０１２（３）：８０—８３． （上接４４页） ４结论 ４．１特殊的地理位置 向阳店村位于太原市盆地北端，位于冲洪积倾斜平原地 下水溢ｍ带前缘，处于泥屯河，汾河、阳兴河三角交接洼地 起该区域水位上升并形成椭圆形水位标高８０３ｍ和８０２ｍ闭 合半闭合区，水力坡度０．０９—０．１１５—０．１２５％，潜水严重滞 流形成水患。 ４．５控制地下潜水水位上升 通过抽水或降低西南部排水口高度可以使新建街地下 地带，１９７６年前后，该地区为大面积池塘，水中有鱼、虾等 水生物，新建街居民盖房之前，地基处理采用矿渣充填，与 潜水位上升区的趋势得到控制，我们使用抽水排水的方法已 原来的粘土岩土隔水底板一起形成了约０．０４８ｋｍ ，厚度１．４— 经使潜水位标高由８０３ｍ下降至８００ｍ，现在新建街一带水 ６ｍ，椭网彤的人为蓄水构造，形成新建街一带的上层滞水。 患已经基本得到消除。 ４．２降水量的影响 近几年来太原市降水量的增加增大了从北东方向的来 水量，是新建街一带地下水位上升的主要原因。 总之，太原市向阳店村新建街地下水与该地区特殊的 蓄水构造及近年来太原市降水量增多、排水不畅有关，即补 给量大于排泄量从而造成这一带地下水位上升。 ５ ｊ毫１义 ４．３水位标高 上层滞水水位埋深水位标高８０３．３０１—８０３．９５７ｍ；第二层 第四系全新统潜水（微承压）含水岩组水位标高８０３．６３４— ８０３．７７９ｍ；第三层第四系上更新统第一承压含水岩组水位标 第一、为了进一步控制新建街地下水位上升，在新建 街一带布置４眼浅水井，安装预警及自动控制系统等，丰水 年或汛期加大排水力度，确保水位不对建筑物构成影响。 高７９５．５３９—７９０．４３２ｍ。３层含水层水位有一定差距，下部含 水层不会越流补给上部含水层。 第二、启动太钢及２电厂自备井，防止第四系全新统潜 水（微承压）含水岩组即第四系上更新统第一承压含水岩组 水位继续上升，以免其上升到一定程度越流补给上层浅水， 造成难以预料的损失。 ４．４地下水流场 新建街潜水、向阳店及周边区域浅层水、中深层水均 南北东向西南流，与太原市地下水流向相吻合。新建街一带 参考文献：［１］水文地质手册［Ｓ］． 人为蓄水构造的西南部排水口标高较高致使排水不畅而引 ◇５３
