河北武安西石门铁矿床Fe同位素特征及其成矿指示意义_陈永健

河北省武安市西石门铁矿南北区井下疏干放水施工组织设计五矿邯邢矿业邯郸地质勘查2014年07月河北省武安市西石门铁矿南北区井下疏干放水施工组织设计设计编写单位：五矿邯邢矿业邯郸地质勘查设计编写人：审核：技术负责人：总经理：提交日期：2014年04月目录第1章前言............................. 错误!未定义书签。

工程概况............................. 错误!未定义书签。

工程内容............................. 错误!未定义书签。

第2章施工部署.......................... 错误!未定义书签。

施工部署原那么...................... 错误!未定义书签。

组织机构的部署...................... 错误!未定义书签。

施工部署............................ 错误!未定义书签。

第3章钻探施工.......................... 错误!未定义书签。

技术预备............................ 错误!未定义书签。

设备及材料预备...................... 错误!未定义书签。

人员预备............................ 错误!未定义书签。

钻机安装和开钻前的预备工作.......... 错误!未定义书签。

钻探施工技术要求.................... 错误!未定义书签。

第4章施工进度安排及工期保障方法........ 错误!未定义书签。

施工进度安排......................... 错误!未定义书签。

工期保障方法......................... 错误!未定义书签。

第5章工程质量保障方法.................. 错误!未定义书签。

质量治理目标......................... 错误!未定义书签。

第42卷 第6期2023年 11月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .6N o v . 2023相轩,白洋,冯志强,等.山西塔儿山-二峰山地区新民铁矿床F e 同位素特征及其成矿指示意义[J ].地质科技通报,2023,42(6):187-200.X i a n g X u a n ,B a i Y a n g ,F e n g Z h i q i a n g ,e t a l .I r o n i s o t o p i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e X i n m i n F e d e p o s i t i n t h e T a e r s h a n -E r f e n gs h a n d i s t r i c t ,S h a n x i P r o v i n c e :I m p l i c a t i o n s f o r o r i g i n o f F e m i n e r a l i z a t i o n [J ].B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y,2023,42(6):187-200.山西塔儿山-二峰山地区新民铁矿床F e 同位素特征基金项目:山西省科技厅自然科学基金项目(201701D 221022);山西省自然资源厅地勘基金项目(晋地发[2020]32号)作者简介:相 轩(1989- ),男,工程师,主要从事金属矿产地质勘查研究工作㊂E -m a i l :x i a n gx u a n 2012@126.c o m 通信作者:冯志强(1984 ),男,副教授,主要从事构造地质学研究工作㊂E -m a i l :f e n g z h i q i a n g @t yu t .e d u .c n ©E d i t o r i a l O f f i c e o f B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y .T h i s i s a n o pe n a c c e s s a r t i c l e u n d e r t h e C C B Y -N C -N D l i c e n s e .及其成矿指示意义相 轩1,白 洋2,冯志强2,任大陆1,白 阳2,苗洪运1,王 米1,侯建斌3,郝书清4(1.山西省地质勘查局二一三地质队有限公司,山西临汾041000;2.太原理工大学地球科学与工程系,太原030024;3.山西华冶勘测工程技术有限公司,太原030002;4.山西省第三地质工程勘察院有限公司,山西晋中030620)摘 要:新民铁矿是晋南塔儿山-二峰山地区近年来接触交代型矿床最具代表性的矿产勘查成果之一,查明其成矿铁质来源及矿化过程对其成矿具有指示意义㊂系统分析了新民铁矿见矿钻孔中蚀变闪长岩体㊁赋矿灰岩(白云岩)及不同类型磁铁矿样品的铁同位素组成㊂结果显示δ56F e 分布范围分别为0.23ɢ,0~0.19ɢ,-0.56ɢ~0.07ɢ㊂蚀变闪长岩体的铁同位素组成较上地壳δ56F e 平均值(0.07ɢ)明显更重,可能与矽卡岩/钠长石化过程中流体迁移相关,轻铁同位素优先从岩体中淋滤而出㊂灰岩㊁白云岩的δ56F e 变化范围较大,且与磁铁矿的铁同位素组成有明显差异,可能并非成矿铁元素的主要来源㊂磁铁矿相比于两类围岩明显富集轻铁同位素,在钻孔剖面上呈现明显的从矿体的核部到边部变重趋势,指示成矿流体从岩体淋滤㊁迁移,并在灰岩地层中沉淀,导致磁铁矿δ56F e 与F e 含量之间呈现出明显的负相关性㊂本研究与前人针对矽卡岩型铁矿床F e 同位素的系统研究结果相一致,为其接触交代成因的厘定提供了重要证据,同时也预示着塔儿山-二峰山地区,尤其是具有高δ56F e 组成的蚀变闪长岩体,可能具备开展富铁矿找矿工作的广阔前景㊂关键词:F e 同位素;矽卡岩型铁矿床;新民铁矿;塔儿山-二峰山地区2022-03-14收稿;2022-08-16修回;2022-08-19接受中图分类号:P 618.31 文章编号:2096-8523(2023)06-0187-14d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.t b 20220816 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):I r o n i s o t o p i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e X i n m i n F e d e po s i t i n t h e T a e r s h a n -E r f e n gs h a n d i s t r i c t ,S h a n x i P r o v i n c e :I m p l i c a t i o n s f o r o r i gi n o f F e m i n e r a l i z a t i o n X i a n g X u a n 1,B a i Y a n g 2,F e n g Z h i q i a n g 2,R e n D a l u 1,B a i Y a n g 2,M i a o H o n g y u n 1,W a n g M i 1,H o u J i a n b i n 3,H a o S h u q i n g4(1.213G e o l o g i c a l T e a m C o .L t d .o f S h a n x i P r o v i n c i a l G e o l o g i c a l P r o s p e c t i n g B u r e a u ,L i n f e n S h a n x i 041000,C h i n a ;2.D e p a r t m e n t o f E a r t h S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ,T a i y u a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,T a i y u a n 030024,C h i n a ;3.S h a n x i H u a y e M e t a l l u r g i c a l E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y Co .L t d .,T a i y u a n 030002,C h i n a ;4.S h a n x i T h i r d G e o l o g i c a l E n g i n e e r i n g E x pl o r a t i o n I n s t i t u t e C o .L t d .,J i n z h o n g Sh a n x i 030620,C h i n a )h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年A b s t r a c t:[O b j e c t i v e]T h e X i n m i n c o n t a c t-m e t a s o m a t i s m i r o n d e p o s i t i s o n e o f t h e m o s t r e p r e s e n t a t i v e a-c h i e v e m e n t s o f r e s o u r c e s u r v e y s i n r e c e n t y e a r s i n t h e T a e r s h a n-E r f e n g s h a n a r e a,s o u t h e r n S h a n x i P r o v-i n c e.D e t e r m i n i n g t h e m e t a l s o u r c e a n d F e m i n e r a l i z a t i o n p r o c e s s o f t h i s d e p o s i t i s o f g r e a t s i g n i f i c a n c e f o r r e g i o n a l e x p l o r a t i o n i n t h i s a r e a.[M e t h o d s]I n t h i s s t u d y,F e i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s o f t h e a l t e r e d d i o r i t e, h o s t i n g l i m e s t o n e(d o l o m i t e)a n d d i f f e r e n t t y p e s o f m a g n e t i t e s a m p l e s h a v e b e e n o b t a i n e d.[R e s u l t s]T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e a l t e r e d d i o r i t e h a v eδ56F e v a l u e s(0.23ɢ)s i g n i f i c a n t l y h e a v i e r t h a n t h e a v e r a g e v a l u e o f t h e u p p e r c r u s t(0.07ɢ),w h i c h m a y b e r e l a t e d t o f l u i d m i g r a t i o n d u r i n g s k a r n/a l b i t i z a t i o n,a s t h e l i g h t i r o n i s o t o p e i s p r e f e r a b l y l e a c h e d f r o m t h e i n t r u s i o n s.T h e O r d o v i c i a n l i m e s t o n e/d o l o m i t e s a m p l e s h a v e δ56F e v a l u e s(0t o0.19ɢ)o b v i o u s l y d i f f e r e n t f r o m t h o s e o f m a g n e t i t e(-0.56ɢt o0.07ɢ),i n d i c a t i n g t h a t t h o s e s e d i m e n t a r y s t r a t a c a n n o t b e t h e m a j o r o r e-m e t a l s o u r c e.C o n s i d e r i n g t h a t m a g n e t i t e s a m p l e s h a v e o b v i o u s l y l i g h t F e i s o t o p i c r a t i o s w h i c h a l s o e x h i b i t a n o b v i o u s l y i n c r e a s i n g t r e n d f r o m c e n t r e t o m a r-g i n o f a s p e c i f i c o r e b o d y,w e p r o p o s e t h a t t h e o r e-f o r m i n g f l u i d m a y h a v e o n c e i n t e r a c t e d w i t h t h e i n t r u-s i o n s d u r i n g f l u i d m i g r a t i o n,f o l l o w e d b y p r e c i p i t a t i o n i n t h e l i m e s t o n e s t r a t u m.T h i s i n t e r p r e t a t i o n i s a l s o s u p p o r t e d b y t h e r e m a r k a b l e n e g a t i v e c o r r e l a t i o n b e t w e e nδ56F e a n d F e c o n t e n t.[C o n c l u s i o n]O u r s t u d y i s c o n s i s t e n t w i t h p r e v i o u s s t u d i e s o n F e i s o t o p e s o f s k a r n i r o n d e p o s i t s,w h i c h p r o v i d e s i m p o r t a n t e v i d e n c e f o r t h e o r i g i n o f c o n t a c t m e t a s o m a t i s m.F u r t h e r m o r e,t h i s s t u d y m a y a l s o i n d i c a t e t h a t a l t e r e d d i o r i t e w i t h h e a v yδ56F e r a t i o s i n t h e T a e r s h a n-E r f e n g s h a n a r e a m a y b e p o t e n t i a l t a r g e t s f o r i r o n p r o s p e c t.K e y w o r d s:i r o n i s o t o p e;s k a r n-t y p e i r o n d e p o s i t;X i n m i n F e d e p o s i t;T a e r s h a n-E r f e n g s h a n a r e aR e c e i v e d:2022-03-14;R e v i s e d:2022-08-16;A c c e p t e d:2022-08-19矽卡岩型铁矿是我国主要的富铁矿床类型,资源储量占整体富矿资源的60%以上[1],以其高品位㊁易开采㊁易分选㊁多伴生等特征,成为地质及冶金行业研究与开发的重点[2-4]㊂我国矽卡岩型铁矿主要类型为大冶式铁矿及邯邢式铁矿2类㊂前者主要分布于长江中下游铁铜金等多金属成矿带的西段,位于中生代隆起与坳陷的过渡区[5-11],后者多分布在河北㊁山东㊁山西等华北陆块边缘凹陷带内[12-15]㊂2类矿床矿化类型相近,成矿作用极具可比性,与成矿有关的岩体均为燕山期闪长岩㊁石英闪长岩㊁花岗闪长岩㊁二长闪长岩等杂岩体,岩体年龄同样具有一定相似性(大冶式铁矿与成矿作用有关的岩体年龄集中于143~127M a,邯邢式铁矿与成矿作用有关的岩体年龄为135~131M a)[16-17]㊂大量工作表明, 2类铁矿成矿物质主要来源于近矿岩体,磁铁矿在岩浆期后高温热液阶段沉淀形成[1-2]㊂山西省塔儿山-二峰山地区跨越曲沃㊁襄汾㊁翼城㊁浮山㊁尧都5个县区,岩体年龄为(124ʃ0.3)M a[18-19],面积500 k m2以上,是省内主要富铁矿石产地之一,同时伴生铜㊁金㊁黄铁矿等其他金属矿产[13,20-22]㊂该地区的矽卡岩型磁铁矿床,在地理位置㊁地质背景㊁成矿条件及矿床特征上与邯邢式铁矿具有极多相似性:磁铁矿床主要赋存于燕山期中性岩浆岩杂岩系和中奥陶统含泥质较低的碳酸盐岩的接触带内;赋矿岩体分布多受区域构造控制,矿体产于以褶皱为主体的旋扭构造体系的一定部位,受侵入岩岩相㊁产状和围岩性质的制约[23-25]㊂尽管在矿床成因㊁成矿岩体特征㊁控矿因素等方面均已有一定的工作基础,但对研究区接触交代型矿床的成矿规律及成矿物质来源等研究尚不系统深入[26],更缺乏新手段新技术的应用,从而影响了矿山勘查工作的效果㊂选取的研究对象 新民铁矿,是山西省地质勘查局自2020年实施 塔儿山-二峰山地区接触交代型铁矿成矿规律与深部找矿预测综合研究项目 以来,在塔儿山-二峰山地区北麓新发现的一个隐伏富磁铁矿床,其平均工业品位>45%,厚度大于100m,是项目实施以来最大的找矿突破之一㊂开展新民铁矿成矿机制及成矿物质来源等方面的研究,对于总结塔儿山-二峰山地区接触交代型铁矿成矿规律㊁探索该区域接触交代型矿床新的典型找矿标志及实现深部外围找矿突破具有重要意义㊂F e同位素体系属于近20年来兴起的非传统稳定同位素体系,作为一种新兴的同位素示踪手段,被国内外大量学者运用在矿床学领域㊂F e同位素作为铁矿的成矿元素,可以为矽卡岩型铁矿铁质来源的厘定提供更加直接㊁可靠的约束,同时在示踪物质来源㊁岩浆后期流体出溶及流体演化运移等成矿作用过程方面也起到非常重要的作用[27]㊂针对于接触交代型铁矿床的研究,在近10年已经应用于攀枝花㊁大庙㊁宁芜矿集区等矽卡岩型铁矿,均显示出其在示踪铁矿床成矿物质来源㊁成矿流体演化和表生蚀变作用过程中的巨大潜力[28-30]㊂笔者拟在总结新民铁矿见矿钻孔主要赋矿围岩及矿体地质特征的基础上,使用多接收器电感耦合等离子体质谱仪(M C-I C P-M S)对新民铁矿不同类型矿881第6期相轩等:山西塔儿山-二峰山地区新民铁矿床F e同位素特征及其成矿指示意义石及围岩进行全岩F e同位素的测试工作,以期示踪成矿铁质来源及成矿作用过程㊂本研究不仅对于该区成矿远景及进一步勘探具有指导作用,而且对同属中条山-太行山成矿带的狐堰山地区㊁西安里等邯邢矿集区,及其他矽卡岩型磁铁矿床聚集区均具有借鉴意义㊂1区域地质概况塔儿山-二峰山地区位于华北克拉通中部汾渭裂谷中部,临汾断陷盆地的边缘隆起带,属于五台-太行多金属成矿区㊂区内出露的地层包括寒武系㊁奥陶系㊁中-上石炭统㊁二叠系㊁古近系㊁新近系和第四系㊂寒武系-奥陶系为滨浅海相碳酸盐岩㊁石炭系-二叠系为海陆交互相含煤碎屑岩㊂中奥陶统马家沟组岩性主要为灰岩及大理岩类,是该区主要铁矿床的控矿地层(图1)㊂塔儿山-二峰山地区构造基本格局形成于燕山期,经喜马拉雅期叠加改造,各种构造十分复杂,以断裂构造为主,其次为褶皱构造㊂区内断裂构造主要有N E E-N E向㊁N N E向㊁E W向3组,其中N N E-N E向断裂控制了该区的隆起和沉陷㊂图1华北板块区域地质简图(a)和山西省区域地质图(b)(据文献[31-33]修改)F i g.1 S i m p l i f i e d t e c t o n i c m a p o f t h e N o r t h C h i n a C r a t o n(a)a n d g e o l o g i c a l m a p o f S h a n x i P r o v i n c e(b)981h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年区内褶皱构造主要围绕岩体发育,这些近岩体的褶皱是有利的赋矿部位㊂同时岩浆岩和围岩间的接触带构造控制了矿体的部位㊁形态㊁产状和规模,是重要的控矿构造㊂研究区内燕山期岩浆活动强烈,广泛发育幔-壳混合来源的碱性-偏碱性岩浆岩[18-19],岩体上隆造成了区内隆起与凹陷相间分布的格局(图1)㊂岩体出露面积180k m 2,实际隐伏分布范围可达1700k m 2(图2),为山西省分布面积最大㊁最集中㊁类型最多的燕山期岩体分布区㊂塔儿山-二峰山地区岩浆岩种类有闪长岩类㊁碱性正长岩类㊁二长岩类及花岗岩类㊂其生成顺序为闪长岩类ң碱性正长岩类ң二长岩类ң花岗岩类[21,34]㊂闪长岩类又分为斑状闪长岩和正长闪长岩2种;碱性正长岩类包括霓辉正长岩和巨斑正长岩;二长岩类包括二长岩㊁斑状石英二长岩和普通正长岩;花岗岩类仅见于老山岩体内,呈岩枝或脉体穿插于二长岩中;脉岩主要为粗面岩脉和正长斑岩脉,多分布于各岩体之中㊂闪长岩类是该区分布最广的岩浆岩,岩体多阶段侵入中奥陶统及中-上石炭统地层中,沿着内外接触带及附近区域发育矽卡岩化和铁(铜)矿化,形成多处铁矿床(体)和铁铜矿床[35]㊂塔儿山-二峰山地区产出多种金属矿床,其时空分布与晚中生代的岩浆作用密切相关(图2)㊂图2 塔儿山-二峰山地质略图F i g .2G e o l o g i c a l s k e t c h o f T a e r s h a n -E r f e n gs h a n a r e a 2 矿床地质特征新民铁矿区内广泛覆盖第四系沉积物,地表无基岩出露㊂区域地层及钻孔资料揭露区内地层由老到新有奥陶系㊁石炭系㊁二叠系㊁古近系㊁新近系和第四系等㊂新民铁矿区奥陶系地层为中奥陶统下马家沟组(O 2x )㊁上马家沟组(O 2m )和峰峰组(O 2f )㊂下马家沟组(O 2x )地层主要分布在新民铁矿区中东部,岩性主要为灰岩㊁大理岩㊁白云质灰岩㊁白云质大理岩㊂上马家沟组(O 2s )岩性主要为灰岩(大理岩化)㊁大理岩㊁白云质灰岩㊁白云质大理岩㊁白云岩等,局部矽卡岩化,是该区主要成矿及赋矿岩段㊂峰峰组(O 2f )地层在全区稳定分布,岩性主要为灰岩㊁白云质灰岩㊁大理岩,少量泥灰岩㊂此外,石膏层呈透镜状赋存于峰峰组底部碳酸盐岩中㊂区内石炭系自下而上划分为中石炭统本溪组(C 2b )和上石炭统太原组(C 3t )㊂本溪组岩性组合主要为泥岩和铝土质泥岩,底部分布山西式铁矿㊂上石炭统太原组岩性91第6期 相 轩等:山西塔儿山-二峰山地区新民铁矿床F e 同位素特征及其成矿指示意义以灰-黑色泥岩㊁粉砂岩㊁炭质泥岩为主,夹砂岩㊁生物碎屑灰岩,太原组中有数层煤层及煤线㊂二叠系地层自下而上划分为下二叠统山西组(P 1s )㊁下二叠统下石盒子组(P 1x )㊁上二叠统上石盒子组(P 2s )和上二叠统石千峰组(P 2s h )㊂山西组岩性以黑色泥岩㊁粉砂岩为主,夹中-细粒砂岩,山西组中有不稳定零星可采煤层㊂下石盒子组岩性以深色砂岩和泥岩互层为主㊂上石盒子组岩性以杂色泥岩夹砂岩为主㊂石千峰组上部以紫色泥岩㊁粉砂岩为主,下部以灰白色砂岩及灰绿色杂砂岩为主,夹薄层紫红色泥岩㊂新生界包括古近系㊁新近系和第四系地层,新近系地层为上新统保德组(N 2b ),主要分布于矿区中西部,主要岩性为棕红色黏土岩;其次为亚黏土㊁亚砂土,多夹砾石层㊂第四系地层自下而上划分为中更新统离石组(Q 2l )和上更新统马兰组(Q 3m )㊂中更新统离石组主要岩性为土黄色㊁浅棕色亚黏土㊁亚砂土,夹分布不均匀的钙质结核,底部多见砾石㊂上更新统马兰组(Q 3m )顶部为浅灰色腐植土层,向下主要由黄色亚黏土㊁亚砂土㊁浅棕色亚黏土组成,夹少量钙质结核㊂依据钻孔揭露资料,矿区内地层㊁标志层㊁煤层基本连续,产状较为平缓,推测矿区内不存在较大构造,仅存在一些小规模的破碎带㊂据大地电磁测深资料推测区内存在较小的NW 向断裂㊂新民矿区地表未见岩浆岩出露,钻孔揭露区内存在隐伏二长闪长岩,侵入于中奥陶统上㊁下马家沟组地层,揭露厚度70~113m ,均未穿透㊂新民铁矿区围岩蚀变主要发育在岩体与围岩接触带附近,包括内㊁外蚀变带㊂区内围岩主要为奥陶系碳酸盐岩,发育不同程度的大理岩化;内蚀变带主要表现为侵入岩(二长闪长岩)的绿泥石化㊁绿帘石化㊁高岭土化㊁碳酸盐化及蛇纹石化等(图3-a ~f ),局部见团块状的金云母化蚀变岩(图3-f )㊂蚀变作用由接触带向外逐渐减弱㊂接触蚀变带除形成铁矿体外,也形成各类矽卡岩,主要类型包括蛇纹石透辉石矽卡岩㊁透辉石矽卡岩㊁黑云母矽卡岩㊂a ~b .围岩发育绿帘石化㊁绿泥石化;c .围岩碳酸盐化,原有的碳酸盐矿物重结晶;d .围岩碳酸盐化,石榴石具裂纹结构;e .围岩发育蛇纹石化;f .金云母蚀变岩中穿插后期碳酸盐脉,发育黄铁矿和闪锌矿等硫化物图3 新民铁矿围岩蚀变显微照片F i g .3 T y p i c a l p h o t o m i c r o g r a p h s s h o w i n g a l t e r a t i o n t h e h o s t r o c k i n t h e X i n m i n i r o n d e po s i t 191h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年2.1矿体特征新民铁矿是塔儿山-二峰山地区最具代表性的隐伏矽卡岩型磁铁矿床之一,位于山西省襄汾县户村磁异常附近㊂矿区内钻孔揭露8个铁矿体,编号为Ⅰ~Ⅷ,本研究将铁矿体特征列于表1,并简述如下:新民铁矿位于矿区偏东部位,由钻孔Z K 5-3㊁Z K 7-2㊁Z K 7-3控制㊂Ⅰ号矿体呈透镜状,走向N E ,倾向NW (约325ʎ),倾角约12ʎ(图4)㊂推测矿体沿走向延长约400m ,沿倾向延深400m ㊂Ⅱ号矿体位于偏南东部,由钻孔Z K 5-3㊁Z K 7-2控制㊂Ⅱ号矿体形态呈透镜状,走向N E ,倾向NW (约325ʎ),倾角约8ʎ㊂推测矿体沿走向长度约200m ,沿倾向延深400m (图4)㊂Ⅲ号矿体位于矿区南东部,呈透镜状,呈走向N E ,倾向NW (约320ʎ),倾角约3ʎ㊂推测矿体沿走向长度约680m ,沿倾向延深400m (图4)㊂Ⅳ号矿体呈透镜状,呈NW 走向,倾向S W (约230ʎ),倾角约10ʎ㊂推测矿体沿走向长度约400m ,沿倾向延深400m (图4)㊂Ⅴ号矿体位于矿区南西部,是矿区的主矿体,Ⅴ号矿体呈鞍状,总体近南北走向,其北侧倾向北西,倾向约280ʎ,倾角约8ʎ,南侧倾向南西,倾向约215ʎ,倾角约12ʎ(图4)㊂推测矿体沿走向长约775m ,推测沿倾向延深约700m ㊂表1 新民铁矿铁矿体特征T a b l e 1 G e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e o r e b o d i e s i n t h e X i n m i n i r o n d e po s i t 矿体编号钻孔见矿厚度/m 平均品位/%T F e M F e 推测走向长度/m 推测延深/m 埋深/m 赋存标高/m Ⅰ932.14~1001.692624400400916~1001.69-486~-389Ⅱ997.91~1024.352018200400974~1024.35-509~-446Ⅲ1024.17~1058.9430276804001014~1080-560~-488Ⅳ1055.92~1103.8637344004001042~1120-596~-524Ⅴ1100.95~1196.9140377757001080~1270-754~-560Ⅵ1222.22~1223.8221202002001022.22~1246-724~-697Ⅶ978.69~979.791817200200958~988-465~-433Ⅷ1231.56~1235.81191172002001200~1260-740~-676图4 塔儿山-二峰山地区新民铁矿联合剖面图F i g .4 C o m b i n e d c r o s s s e c t i o n s o f t h e X i n m i n i r o n d e p o s i t i n t h e T a e r s h a n -E r f e n gs h a n a r e a 291第6期 相 轩等:山西塔儿山-二峰山地区新民铁矿床F e 同位素特征及其成矿指示意义Ⅵ号矿体位于矿区北东部,矿体呈透镜状,走向N E ,倾向NW (约280ʎ),倾角约8ʎ㊂推测矿体沿走向长度约200m ,沿倾向延深200m (图4)㊂Ⅶ号矿体位于南东部,矿体呈透镜状,走向N E ,倾向NW (约325ʎ),倾角约8ʎ㊂推测矿体沿走向长度约200m ,沿倾向延深200m ㊂Ⅷ号矿体位于矿区南部,矿体呈透镜状,走向NW ,倾向S W (约215ʎ),倾角约12ʎ(图4)㊂推测矿体沿走向长度约200m ,沿倾向延深200m ㊂2.2成矿阶段及矿石类型新民铁矿具有典型的接触交代型铁矿床的成矿阶段,主要分为5个阶段:①早期矽卡岩阶段(干矽卡岩阶段),以发育镁石榴石㊁透辉石等无水矿物为特征;②晚期矽卡岩阶段(湿矽卡岩阶段),以发育透闪石㊁绿泥石㊁绿帘石㊁蛇纹石等含水硅酸盐矿物为特征,局部可见含水矿物交代早期不含水矿物的现象,如绿帘石㊁绿泥石等矿物交代透辉石;③氧化物阶段,是主要的成矿阶段,发育大量的稠密浸染状磁铁矿,伴生极少量星点状的硫化物(φB <2%)及石英;④石英-硫化物阶段,此阶段发育程度较弱,仅在局部可见细小的石英-硫化物脉穿插早期矽卡岩,其中硫化物体积分数通常低于5%㊂硫化物以黄铁矿为主,其次为雌黄铁矿㊁闪锌矿㊁黄铜矿,主要呈细脉及浸染状分布于矽卡岩矿物及磁铁矿之间;⑤碳酸盐阶段,以发育大量的碳酸盐矿物为特征,可见晶型粗大的白云石及方解石,局部可见碳酸盐脉穿切赋矿围岩㊁矿体及早阶段矽卡岩㊂新民铁矿矿石为原生磁铁矿石,呈灰色,具稠密浸染状构造,半自形-它形粒状结构(图5-a ,b )㊂矿石矿物为磁铁矿及少量的赤铁矿㊁褐铁矿,其他金属矿物含量低,主要为黄铁矿㊁雌黄铁矿和闪锌矿(图5-c )㊂磁铁矿呈不规则粒状㊁稠密浸染状㊁粒状集合体分布,反射色呈灰色,高硬度,强磁性㊂磁铁矿具再平衡结构及多孔状㊁海绵状㊁不规则岛状结构,粒径一般为0.02~2.5mm ,多为0.5~2mm(图5-c ,d )㊂褐铁矿,灰色,不规则粒状,交代磁铁矿,光泽较磁铁矿弱,呈隐晶状㊁不规则堆状分布或细星散状分布;赤铁矿,极少量,隐晶 细小板状,大小一般0.001~0.01mm ,多沿磁铁矿裂理交代;少量黄铁矿呈半自形 它形粒状㊁星散状分布于磁铁矿晶体之间,浅黄色,表面发育麻坑,粒径0.01~2.5mm ,多为0.5~2mm ;雌黄铁矿,微量,呈它形不规则粒状,浅黄色微带粉调,粒径0.2~0.35mm ;闪锌矿,微量,它形粒状,与黄铁矿共生,具共结边结构;黄铜矿,微量,铜黄色,呈细粒不规则状包裹于黄铁矿中㊂脉石矿物主要为白云石㊁方解石㊁蛇纹石㊁绢云母㊁透辉石㊁绿泥石等㊂a .新民铁矿矿石,具稠密浸染状构造;b .矿脉与围岩的接触带,矿脉发育矽卡岩化蚀变;c .新民铁矿矿石矿物组成,矿石矿物主要为磁铁矿,金属硫化物包括黄铁矿㊁雌黄铁矿㊁闪锌矿及黄铜矿;d .磁铁矿的再平衡结构的背散射图像图5 新民铁矿岩心及显微图像F i g .5 M a c r o s c o p i c a n d m i c r o s c o p o i c c h a r a c t e r i s t i c s o f d r i l l c o r e s o f t h e X i n m i n i r o n d e po s i t 391h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年3样品采集及分析测试方法3.1样品采集本研究开展的新民铁矿全岩F e同位素分析,是对新民铁矿见矿钻孔Z K5-3采集蚀变二长闪长岩(2件)㊁富铁矿石(8件)㊁中奥陶统灰岩(2件)㊁矿体夹层中的白云岩(1件)共13件样品进行全岩F e 同位素分析,以研究该矿床在矽卡岩化过程中F e 同位素的基本分布特征以及蚀变过程中的分馏规律和机理,并进一步探讨流体出溶过程中F e同位素的变化,以及制约铁的物质来源㊂3.2F e同位素测试方法本次碎样工作在太原理工大学煤与煤系气地质山西省重点实验室(太原市)完成㊂由于铁制品在日常生活中被广泛使用,因此在样品制备过程须尽量避免环境中的铁对样品的污染㊂全岩样品在碎样过程中,首先将样品用干净的A4纸包裹,然后用不锈钢榔头敲击粉碎样品,以降低碎样过程中的铁质污染㊂在磨样过程中,采用玛瑙研钵高纯磨样方法,避免钨钢磨样,以减少磨样过程中的铁质污染㊂所采钻孔样品全岩经过上述无污染过程碎样至粒径0.071mm(200目)粉末㊂F e同位素分析测试于北京科荟测试技术有限公司完成,化学处理在其超洁净实验室进行㊂实验所用的器皿为聚四氟乙烯材质,使用前均按照实验室流程进行严格的清洗㊂将上述取得的全岩样品粉末称取100m g,磁铁矿石样品称取5m g,放入7 m L T e f l o n溶样杯中,以硝酸㊁氢氟酸混合溶液与浓盐酸溶解硅酸盐岩样品与磁铁矿样品,全部溶解后将样品蒸干,再用2次纯化的6m o l/L H C L(含H2O2)溶解,再次蒸干转介质,重复2次,确保介质完全转变为盐酸介质,F e2+完全转化为F e3+㊂将转好介质的样品再次溶解并进行离心,从上清液中取1/10用离子交换层析法进行F e的化学分离,将分离后的样品转为硝酸介质,等待上机测试㊂F e同位素分析测试在M C-I C P-M S(多接收电感耦合等离子体质谱仪,N u P l a s m a H R型)上进行,处理好的样品通过自动进样器进入膜去溶系统(D S N)后,然后进入火炬将样品等离子化,再经过电㊁磁场双聚焦,最终进入信号接收器进行分析测定㊂本次测试在高分辨率模式下运行,采用样品-标样交叉法来校正仪器的质量分馏,样品与样品和样品与标样的浓度差均控制在5%以内㊂不同样品之间分别用10%和1%的H N O3分别清洗120s和100s㊂F e同位素信号用3个法拉第杯在静态模式下同时接收,数据用控制软件进行自动采集㊂测试采用C AG S F e作为标准样品,所得结果按文献[36]所验证的值换算为样品对I R MM014的值,换算方式如下:δ56F e I R MM014(ɢ)=δ56F e C A G S F e(ɢ)+0.80(1)数据报道采用样品对I R MM014的千分偏差来表示,误差2s e表示在95%置信度条件下的置信区间[37-38]㊂对于δ56F e而言,测试的外部精度和准确度均优于0.04ɢ㊂为检测实验数据的可靠性,岩石标样B C R-2和A G V-2作为全流程质控样,所测F e 同位素组成与推荐值在误差范围内一致(表2)㊂另外平行样品之间也具有很好的一致性㊂所有数据点在δ56F e-δ57F e图解中落在一条斜率为1.4743的分馏线上(图6),与理论预测的F e同位素质量分馏值一致[39]㊂表2新民铁矿F e同位素组成T a b l e2 I r o n i s o t o p i c c o m p o s i t i o n s o f m i n e r a l s a n d w a l l r o c k s i n t h e X i n m i n i r o n d e p o s i t样品编号样品性质δ56F e I R MM014/ɢ2σδ57F e I R MM014/ɢ2σ21X M02岩体0.230.020.330.03 21X M04岩体0.230.040.340.05 21X M06矿体0.000.040.000.03 21X M07矿体0.010.030.010.03 21X M08矿体-0.560.03-0.820.02 21X M09矿体-0.220.03-0.330.03 21X M09矿体-0.180.02-0.270.04 21X M10矿体-0.070.04-0.110.04 21X M12矿体0.070.050.090.05 21X M14奥陶纪灰岩0.190.020.280.01 21X M17奥陶纪灰岩0.000.010.010.03 21X M21矿体-0.040.00-0.060.02 21X M23矿体0.070.060.110.06 21X M26白云岩0.190.050.280.05A G V-2安山岩0.100.030.140.02B C R-2玄武岩0.090.020.130.01图6新民铁矿含铁矿物之间的F e同位素分馏F i g.6 P l o t o f m e a s u r e dδ56F e v e r s u sδ57F e o f F e-b e a r-i n g m i n e r a l s i n t h e X i n m i n i r o n d e p o s i t491第6期 相 轩等:山西塔儿山-二峰山地区新民铁矿床F e 同位素特征及其成矿指示意义4 分析结果本次工作所测得F e 同位素结果显示(表2):不同类型样品的F e 同位素组成变化范围较大,整体介于-0.56ɢ~0.23ɢ之间㊂其中2个蚀变闪长岩样品F e 同位素组成均为0.23ɢ,较其他类型样品更重;奥陶系沉积岩的F e 同位素组成相较于岩体的F e 同位素组成均较轻,其中测定的2个含矿灰岩样品为0~0.19ɢ,白云岩的F e 同位素组成为0.19ɢ,显示出较大的差异性㊂磁铁矿矿石F e 同位素组成比闪长岩与沉积岩更轻,且变化范围更大,δ56F e 介于-0.56ɢ~0.07ɢ之间(平均值=-0.09ɢ)㊂所有样品的F e 同位素测定结果显示的规律为:蚀变闪长岩体>沉积碳酸盐岩>磁铁矿矿体㊂F e 同位素组成及全岩的F e 质量分数在垂向(采样高程)上同样呈现一定规律的变化,如图7所示,全岩的铁体积分数从5.52%~56.2%,整体矿化段平均值为33.9%,含矿层(去除灰岩及白云岩夹层)全铁体积分数在45%以上,且在中部(矿体Ⅳ)及下部矿层(矿体Ⅴ)中达到最高㊂而F e 同位素在垂向上呈现延展的 V 字形,在中部矿层(矿体Ⅳ)达到最轻,其他层位F e 同位素组成随着与质量分数Ⅳ的距离增加而逐渐升高,且相对于岩体下部上部略微富集铁的重同位素㊂图7 钻孔Z K 5-3地层柱状图及全F e 质量分数和F e 同位素组成变化关系F i g.7 D r i l l c o l u m n a r s e c t i o n o f b o r e h o l e Z K 5-3a n d v a r i a t i o n t r e n d s o f i r o n i s o t o p i c c o m po s i t i o n s a n d t o t a l F e c o n t e n t s5 讨 论5.1成矿物质来源关于矽卡岩型铁矿床成矿铁质来源,至今仍存在较大争论㊂一种观点认为其铁质来源于早期沉积矿床的改造[20];另一种观点认为铁质主要来源于侵入岩在热液流体及后期的蚀变过程中(特别是钠长石化)的析出[40-42]㊂本次研究所测定的灰岩及矿体中的夹层白云岩的δ56F e 平均值约为0.19ɢ,均落在全球典型碳酸盐岩高度变化的δ56F e 值范围内,相较于闪长岩体的平均F e 同位素组成(δ56F e=0.23ɢ)更接近于磁铁矿床的F e 同位素组成,这似乎能为铁质来源于沉积物的改造提供一定证据㊂然而除矿体间的夹层白云岩F e 同位素(δ56F e =0)与磁铁矿体相接近外,灰岩的δ56F e 值(0~0.19ɢ)明显重于矿体的F e 同位素平均值(-0.09ɢ)㊂已有的研究结果表明:由于形成温度较低,以菱铁矿床为代表的沉积型铁矿往往具有非常大的F e同位素变化范围[43],且通常富集铁的轻同位素(δ56F e =-0.39ɢ,n =70)[43-46]㊂而在热液改造过程中,由于存在改造程度的差异,改造后形成的磁铁矿的F e 同位素变化范围更大㊂然而对于新民铁矿磁铁矿层的F e 同位素,除21X M 08样品具有较轻的F e 同位素组成外,其他磁铁矿的F e 同位素变化范围整体较小(-0.22ɢ~0.07ɢ),且磁铁矿体F e同位素平均值为-0.09ɢ,进一步表明新民铁矿并非是先存沉积型铁矿改造的结果㊂此外,作为成矿围岩的奥陶系马家沟组灰岩的铁含量非常低,可能无法提供足量的成矿元素铁㊂而低F e 同位素值的灰岩样品,可能与其在剖面上更接近磁铁矿层,仍有一定量的磁铁矿矿化有关;或者碳酸盐岩本身沉积物来源多样,因而其F e 同位素组成在有限的尺度内仍能发生一定范围的变化㊂W a n g 等[36]提出矿浆型铁矿与岩浆热液型铁矿的F e 同位素判别标志,即与成矿母岩相比,矿浆型铁矿相对富集重F e 同位素,岩浆热液型铁矿相对富集轻F e 同位素㊂前者是因为在岩浆演化过程中,由于岩浆氧逸度的逐渐增加,F e 3+/F e 2+在残余熔体中会持续升高,因此残余熔体会向铁的重同位素富集方向演化[47-50]㊂这一过程似乎能够揭示闪长岩体较重的F e 同位素组成,然而前人针对塔儿山-二峰山闪长岩体已进行了大量岩石地球化学的工作[18-19],其主微量分析结果显示侵入岩的不活动元素(如S i ,T i ,P )含量变化范围很小,这表明岩体并未经历显著的岩浆演化作用㊂此外,塔儿山-二峰山岩体具有相比于其他几个岩体更为低S i 特征591。

河北西石门铁矿磁异常精细解释彭飞;刘建朝【摘要】Taking Xishimen iron ore as sample, the authors interpereted the ground magnetic anomaly by the two -dimensional and three - dimensional, and obtained obviously ore prospecting effect at finding concealed ore and determine the ore spatial location. Especially, the analyzing and comparing of inversion results of the two - dimensional (2D ) and three - dimensional (3D) , which is improved the level of interpretation anomaly and provided the valuable experience of detailed interpretation magnetic anomaly for deep ore prospecting in old mining.%文章以西石门铁矿为例,对地面磁异常进行二维和三维精细解释,在发现盲矿并确定其空间位置方面取得了明显的地质找矿效果.特别是对二维和三维的反演结果进行了分析比对,大大提高了异常解释水平,为老矿山深部找矿磁异常精细解释提供了经验.【期刊名称】《矿产勘查》【年(卷),期】2012(003)005【总页数】9页(P657-665)【关键词】西石门铁矿;磁异常精细解释;二维反演;三维反演;河北【作者】彭飞;刘建朝【作者单位】中国冶金地质总局第一地质勘查院邯郸分院,邯郸056200【正文语种】中文【中图分类】P618.31;P631.20 前言西石门铁矿位于河北省武安市境内，距武安市约18 km。

邯郸西石门铁矿围岩蚀变与矿化关系浅析【摘要】对西石门矽卡岩型铁矿的研究发现，其围岩蚀变类型划分为钠长石化作用、矽卡岩化作用和热液蚀变作用三种。

围岩蚀变具有分带现象，发育有蚀变闪长岩带、钠长石岩带、矽卡岩带、矿体、大理岩化碳酸盐带。

其中钠长石化的规模与矿体规模成正比；矿化作用发生在矽卡岩化阶段，透闪石化、金云母化等与矿化作用密切，是找矿的主要蚀变标志。

【关键词】矽卡岩；蚀变；成矿；西石门铁矿1.地质概况西石门铁矿位于武安断陷盆地西北边缘的矿山村矿田中北部[1]，矿区内出露地层简单，主要为古生界中奥陶统马家沟组、磁县组及峰峰组地层，中石炭统地层以及新生界第四系地层。

区内构造主要是一系列呈NNE向的复杂褶皱、高角度断层以及次一级褶皱构造组成的挤压带。

岩浆岩为矿山村岩体的一部分，主要为中性二长-闪长岩类，属燕山期侵入岩[2]，是本区主要的成矿母岩（图1）。

矿床为大型隐伏矿体，已发现规模大小不等的28个矿体，赋存于闪长岩～二长岩与中奥陶统灰岩接触带及附近，矿床类型为矽卡岩型。

矿石矿物主要为磁铁矿，其次为少量赤铁矿等；伴生硫化物主要为黄铁矿，次之为黄铜矿等，脉石矿物主要为透辉石、金云母、方解石、透闪石、阳起石、绿泥石、蛇纹石等。

矿石的结构以半自形～它形粒状结构、交代残余结构为主，构造以块状、浸染状、条带状构造为主。

2.围岩蚀变特征2.1围岩蚀变类型通过野外及室内研究发现，根据蚀变交代产物特征，将围岩蚀变类型划分为钠长石化作用、矽卡岩化作用和热液蚀变作用。

简述如下：2.1.1 钠长石化作用钠长石化是热液交代岩浆岩形成的早期围岩蚀变，形成于岩浆结晶晚期，产于内接触带。

表现为钠长石化普遍发育，暗色矿物减少或消失，是本区最重要的找矿标志。

钠长石化造成岩体内部钠化弱，近接触带钠化强的钠化分带现象，导致钠化岩石与原岩呈过渡状态，越靠近接触带，钠长石化强度越强，乃至出现钠长石岩。

2.1.2矽卡岩化作用矽卡岩化作用主要是热液对碳酸盐岩的交代作用，发育在岩浆岩与碳酸盐围岩接触带及近侧，以及构造破碎带中。

河北省西石门金矿稳定同位素特征及其成矿地质意义王自力;牛树银;陈超;王宝德;郭忠;沈利霞;高银仓【期刊名称】《地质与勘探》【年(卷),期】2011(47)6【摘要】西石门金矿位于阜平幔枝构造轴部,燕山期麻棚岩体的东南侧。

本文对矿区及区域上部分金属矿床的硫、铅、氢、氧、碳同位素进行了系统研究,研究结果表明:矿石中金属硫化物的δ34S介于-0.3‰～+1.4‰,平均0.63‰,,与区域上硫同位素组成相一致,均落入幔源硫范围,表明硫主要来自深源;铅同位素变化范围较小,与区域上的铅组成相一致,表明它们具有相同的来源。

在铅构造模式图上,所有的铅同位素均位于上地幔与下地壳之间;氢、氧同位素表明成矿流体早期以岩浆水为主,后期混入了部分大气降水;碳同位素表明矿区成矿热液中来自地幔,因此研究认为矿区内的成矿物质主要来源于地球深部,导致成矿物质向上迁移的动力机制为地幔热柱多级演化。

在其上升过程中,混入了部分壳源物质,使得同位素往往表现出介于幔源与壳源之间的特征。

【总页数】9页(P1026-1034)【关键词】金矿;同位素;地质意义;西石门;河北【作者】王自力;牛树银;陈超;王宝德;郭忠;沈利霞;高银仓【作者单位】天津华北地质勘查局;石家庄经济学院;中国地质大学(北京);石家庄综合地质大队【正文语种】中文【中图分类】P597.2【相关文献】1.河南嵩县店房金矿区稳定同位素特征及其深部成矿示踪意义 [J], 张智慧;涂恩照;台本华2.瑞典北部比约克达尔金矿流体包裹体、稳定同位素及成矿地质特征 [J], 张友联3.雪峰山铲子坪金矿床稳定同位素特征及成矿地质意义 [J], 曹亮;段其发;彭三国;周云4.毕力赫金矿成矿岩体Sr-Nd-Pb同位素特征及地质意义 [J], 唐明国;卿敏;罗照华;肖力;牛翠祎;韩先菊;史晓翠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。