太原理工大学矿业工程学院 山西省太原市 030000； 中国冶金地质总局内蒙古地质勘查院 内蒙古呼和浩特市 010000
摘要：通过对山西省代县高台庄矿区铁矿区域地质背景、矿区地质特征、矿体特征等的综合分析研究，得到铁矿体呈层状产于太古界五台超群台怀群柏枝岩组（Ar32b）绿泥片岩中，产状与围岩一致，矿体与围岩同时遭受了区域变质作用，矿石具明显的沉积变质结构构造特征，条带-条纹状构造，矿床类型为沉积变质铁矿床。
关键词：代县；高台庄铁矿；地质特征；成因类型
1 区域地质
矿区在区域上位于恒山-五台山穹状隆起西南端，代县凹陷的南部，原平凹陷的西部。
1.1 地层
区域内出露的地层主要有太古界五台超群，古元古界滹沱超群、中元古界长城系（Ch），古生界寒武系（∈）、奥陶系（O）、石炭系（C）、二叠系（P）和新生界新近系（N）、第四系（Q）。
太古界五台超群（Ar3）：主要出露为石咀群、台怀群、高凡群。
石咀群：分布于区域北部，板峪口组、金岗库组、庄旺组、文溪组均有出露，走向为北东向，呈长条状产出，主要岩性为角闪片岩，角闪变粒岩等；
台怀群：主要分布于区域中部及东北部，柏枝岩组、鸿门岩组均有出露。走向为北东向，呈长条状产出，主要岩性为绿泥片岩、绢云绿泥片岩及磁铁石英岩等；其中柏枝岩组为区域上重要的含矿部位。
高凡群：分布于区域中部，洪寺组、羊蹄沟组大面积出露。主要岩性为石英岩、千枚岩、变质粉砂岩等。
古元古界滹沱超群（Pt1）：在区域的南部、东南部广泛分布一套以沉积为主的浅变质岩系，主要岩性为长石石英砂岩、变质砾岩、千枚岩、石英岩、大理岩、钙质石英岩、结晶灰岩、白云岩等。
区域东南部有中元古界长城系（Ch）白云岩，古生界寒武系（∈）碳酸盐岩、奥陶系（O）灰岩、石炭系（C）砂岩、二叠系（P）页岩、出露；区域的西北部及东北部也有古生界寒武系（∈）碳酸盐岩、奥陶系（O）灰岩出露。
新生界：新近系（N）主要分布在滹沱河北岸，亚粘土、亚砂土粉红色粘土；第四系（Q）主要分布在滹沱河两岸及南部大部分地区，以灰黄色亚粘土夹亚砂土、粉砂土、粉砂、细砂夹砂砾石层、粘土、亚粘土、冲洪积物及残坡积物等为主。
1.2 构造
区域上以五台山北麓山前断裂为界，可划分为北部的滹沱河新裂陷代县凹陷、原平凹陷和南部的结晶基底断褶带两部分。断褶带地体上地层大体可明显的分为二个构造层，即五台超群构造层、滹沱超群构造层。前者为地槽型建造，后者为地台型建造，主要的硅铁质建造即产于五台超群构造层中。
五台山块隆（Ⅳ）内构造单元分区图
区域总体构造轮廓为NE60°-70°方向的复式向斜，多期变形叠加是其造层的显著特征。复式向斜东西长50km，南北宽40km，褶皱轴走向60°，西南端仰起，褶皱轴线彼此平行，呈典型的线形褶曲。该复式向斜褶皱紧闭，一般沿走向长达10-20km，宽数百米到数公里。平行复向斜主轴还发育有一系列规模较大的走向断层，一般均为平行轴面的逆冲断层，断距由数十米至数百米不等。
断裂构造：断裂构造有二组，主要为北西向、北东向。北东向断裂：为区域构造，一般为正断层。
1.3 岩浆岩
区域上岩浆岩主要为阜平期角闪斜长片麻岩、五台期片麻状花岗岩、吕梁期辉绿岩、燕山期花岗岩。
阜平期：主要为义兴寨片麻岩体，分布于区域北部，片麻理产状与围岩片麻理产状基本一致，岩体边部变形较强，岩性为角闪斜长片麻岩。
五台期：主要为王家会片麻状花岗岩体，主要分布于区域的北部，其片麻理与围岩片麻理基本一致，二者界线较清楚，岩体南部及东端斜切围岩不同层位现象明显。岩体中变质的混合重熔残留体甚多，残留体的片麻理及共排列方向与岩体片麻岩一致。
吕梁期：其规模较小，主要分布于区域北部及南部，岩性有基性火山岩、基性侵入岩、中酸性侵入岩。均已变质为变质辉绿岩、片麻状花岗岩等。
燕山期：规模小，在区域上仅见零星的出露，岩性为花岗岩、花岗斑岩等。
2 矿区地质
2.1 地层
矿区内出露地层有太古界五台超群台怀群柏枝岩组（Ar32b）、鸿门岩组（Ar32h），下元古界滹沱超群豆村群四集庄组（Pt11s）和第四系（Q）。
（1）太古界五台超群（Ar3）
主要出露于矿区中部，岩性为绿泥片岩、绢云石英片岩夹磁铁石英岩、绿帘角闪片岩及变质砾岩等。其中磁铁石英岩为赋矿岩石。
台怀群柏枝岩组（Ar32b）分布于矿区中部，在F2逆断层东部出露的岩性主要为绿泥片岩、绢云石英片岩、磁铁石英岩，F2逆断层西部出露的岩性为变质砾岩，砾石主要为石英岩，次为磁铁石英岩，基质成分为绿泥片岩。岩石呈灰绿-黑绿色、灰白色。该岩组为本区重要含矿层。厚度大于800m，呈单斜产出，产状340°-350°∠55°-80°；
该组内含有两个磁铁矿化带，产状与地层一致，呈条带状分布于矿区中部，F2逆断层东部，走向近北东东向。南部矿化带厚度约2m，北部矿化带薄，其东部最厚处约1.8m。矿石呈灰—灰黑色、钢灰色，粒状变晶结构，条纹—条带状构造，主要脉石矿物为石英、碳酸盐、绿泥石、云母等，主要矿石矿物为磁铁矿。
台怀群鸿门岩组（Ar32h）分布于矿区东部，岩石为灰绿-黑绿色，主要岩性为绿帘角闪片岩，出露厚度约500m。该群与豆村群四集庄组（Pt11s）为不整合接触关系。
（2）下元古界滹沱超群豆村群（Pt1）
出露于矿区北部及南部，出露面积较广，岩性为变质砾岩、变质含砾砂岩，出露厚度大于4000m。
豆村群四集庄组（Pt11s）广泛分布于矿区南北大部分地区，岩石为灰白—青灰色，主要岩性为变质含砾砂岩、变质砾岩。变质砾岩厚度约1600m，夹数层变质含砾砂岩。其上部的变质砂砾岩未见顶，厚度约170m。产状338°-340°∠58°-79°。
（3）新生界第四系（Q）
分布于矿区边部，以亚粘土、河流阶地及河床、河漫滩沉积为主。
2.2 构造
矿区内地层整体呈单斜产出，地层总体倾向介于335°-359°之间，倾角为50°-79°。在矿区中西部有两条断层，编号为F1、F2，F1为正断层，长约3000m，断距100m，倾向58°，倾角60°，F2为逆断层，长约800m，断距25m，倾向270°倾角50°，这两条断层未对矿体造成影响。
2.3 岩浆岩
岩浆岩在四集庄组地层出露的规模较大，其在东南部出露两条辉绿岩脉（Pt2βμ），总体走向为近北向，长约2.8km，宽约180m；在东北部出露的两处辉绿岩（Pt2βμ）岩体，位于变质砾岩中，呈脉状和株状切割地层。柏枝岩组地层多处出露变质辉绿岩（Pt1βμ），呈顺层脉状和岩株状两种形态，沿地层侵入形成。
3 矿体地质
矿区铁矿床为沉积变质铁矿床之变质铁硅建造铁矿。矿体赋存于太古界五台超群台怀群柏枝岩组（Ar32b）地层中，矿体呈层状产出，产状与地层产状一致，总体走向为北东东向，倾向318°～353°，倾角55°～75°。顶底板围岩为绿泥片岩，底板局部为绢云母石英片岩，围岩矿体界线明显，以化学分析样品来控制矿体的边界，矿体与围岩产状完全一致，呈整合接触。含矿岩石的为磁铁石英岩。
铁矿体顶底板围岩均为太古界五台超群台怀群柏枝岩组（Ar32b）绿泥片岩中（地表局部底板为绢云母石英片岩）。岩石呈灰绿色，细粒鳞片粒状变晶结构，片状构造。矿物成分主要为绿泥石，次为石英、绢云母，微量金属铁矿物。
铁矿体与围岩接触带界限明显。顶板围岩中TFe最高含量18.47%，最低含量5.56%；mFe最高含量9.42%，最低含量0.05%，底板围岩中TFe最高含量22.30%，最低含量1.62%；mFe最高含量10.20%，最低含量0.231%。
4 矿床成因及找矿标志
一、矿床成因
1.原岩为海底火山喷发的中基性海相拉斑玄武岩，中基性火山岩为铁矿层的形成提供了丰富的物质来源，特别是火山活动间歇期的富铁硅质气液大大的提高了海水中硅铁的浓度，形成了硅酸和铁质胶体，在适当的物理化学条件下，形成硅质条带，后经变质作用铁质结晶凝结形成较粗颗粒的磁铁矿，再经构造变动使磁铁矿聚集形成铁矿层。
2．矿体呈层状产于太古界五台超群台怀群柏枝岩组（Ar32b）绿泥片岩中，产状与围岩一致，矿体受地层控制，呈层状。
3．矿体与围岩同时遭受了区域变质作用，矿石具明显的沉积变质结构构造特征，条带-条纹状构造。
综上所述，矿床类型为沉积变质铁矿床。
二、找矿标志
1.地层标志：含矿层位为太古界五台超群台怀群柏枝岩组绿泥石片岩类、绢云母石英片岩，该地层为五台地区鞍山式铁矿重要含矿层位。矿体的产出受地层的控制，呈层状、似层状产出，受后期的构造及岩浆活动的影响，矿体在局部地段容易富集。故此套含矿地层是寻找铁矿的主要标志。
2.物探异常：磁铁矿为主要矿石矿物，稍具规模的铁矿体即能形成磁异常，因此航磁异常、高精度（△Т）磁异常均为直接找矿标志。
3.岩石标志：绿泥片岩发育地段，在有利地层前提下岩石变质程度较高的绿泥片岩相变质岩区是有利区段
参考文献：
［1］山西省代县高台庄铁矿普查地质报告.中国冶金地质总局第三地质勘查院
［2］山西省地质矿产局.山西省区域地质志［M］.北京：地质出版社，1989，410-412，440-441.
［3］浅析地质勘查与找矿方法的工作现状[J].李宇飞.地球.2015（4）
［4］山西省代县崔家庄矿区铁矿地质特征及成因探讨[J].王小兵.科技创新与应用.2013（01）
论文作者:李宇飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/3
标签：矿体论文; 围岩论文; 地层论文; 铁矿论文; 矿区论文; 产状论文; 超群论文; 《基层建设》2017年第36期论文;