成矿单元划分与资源潜力评价

如题所述

(一)成矿远景区划分依据

矿产资源的形成是地球物质在漫长历史演化过程中运移、富集的结果,成矿作用受沉积、岩浆、变质以及变形四大地质作用的制约,受控于一定的空间和时间,亦即成矿作用与地壳及岩石圈发展演化相关联。地壳发展演化的一定阶段便有该阶段特定的构造岩浆活动、沉积地层、变质岩相及其相应矿床、矿床组合的生成,具有独特地质演化历史和特定成矿作用及矿床成矿系列的区、带便构成了特定的成矿区带和远景区。相似的成矿环境、相似的或密切联系的成矿机制形成的空间相近的一组矿床,构成一个矿田或成矿远景区。

参考《中国主要成矿区带矿产资源远景评价》、《中国成矿体系与区域成矿评价成果报告》与2007年国土资源部开展的“全国矿产资源潜力评价工作”中成矿区(带)划分方案,结合河北省冀东地区所处的大地构造位置及铁矿床成矿地质条件、航磁、重力、地质工作程度等综合信息进行成矿远景区的划分。

(二)冀东地区铁矿成矿单元划分

冀东属滨太平洋成矿域(Ⅰ级成矿区(带))华北陆块(地台)北缘成矿省(Ⅱ级成矿区(带))华北地台北缘中段太古宙、元古宙(Ⅲ级成矿带)冀东铁矿成矿远景区(Ⅳ级成矿区)。

根据铁矿形成的地质背景、含矿建造的不同和铁矿与找矿标志及方向,冀东铁矿成矿远景区可进一步划分为9个成矿远景区带(表5—2,图5—1)。

表5—2 冀东铁矿成矿远景区划分

Ⅰ.遵化—迁西—青龙大岔沟铁矿成矿远景区

该成矿区带位于遵化穹褶束中心地带,呈东西带状。西起马兰峪—挂兰峪一带,东至肖营子岩体,长100km,南北以太古宙地层出露为边界,宽30km左右,面积近3000km2。航磁异常较多,一般规模不大,但强度较高。

冀东地区迁西岩群分为上下两个含矿层,矿床(点)分布众多,目前已发现铁矿床(点)近140处。

区内出露含矿地层为迁西岩群下部的火山岩硅铁建造,主要岩性为斜长角闪岩、斜长辉石岩、暗色麻粒岩、辉闪岩及部分片麻岩。原岩为一套基性一中基性的玄武岩、安山玄武岩类,夹少量超基性小侵入体和中一中酸性火山岩。与磁铁石英岩共生的是一套富含辉石(紫苏辉石、透辉石)的变质岩石组合,变质相属麻粒岩相。区域重熔型混合岩化普遍,但不十分强烈,以中低级白色条带状混合岩为主。该火山岩硅铁含矿建造的岩性岩相在时间上和空间上变化较大,磁铁石英岩往往呈多层状成群出现,但厚度薄,延伸不远。岩石以粗粒结构,条带状或片麻状构造为主。矿石主要由磁铁矿和石英组成,硅酸盐矿物含量较少,主要为紫苏辉石、透辉石。该区矿床规模小,个别达中型规模。以隐伏矿为主,矿层较多,此类含矿建造形成的铁矿称太平寨型,是冀东沉积变质岩型铁矿四大主要类型之一。

图5—1 冀东地区铁矿分布及成矿规律图

Ⅱ—①宽城豆子沟—北大岭—板城铁矿成矿远景带

该成矿带位于遵化穹褶束东北地带,西南起自宽城碾子峪—东大地一带,东北至大字沟一带,长40km,宽15km左右,面积近600km2。航磁异常主要为宽城豆子沟—于杖子磁异常带,异常规模大,强度中等,有单个异常浓缩中心。

该带内含矿地层为遵化岩群火山岩—沉积岩—硅铁建造,岩性为斜长角闪岩、变粒岩、浅粒岩(有时见大理岩)、混合花岗岩等。原岩火山岩以中酸性凝灰岩、沉凝灰岩为主,夹少量基性熔岩;沉积岩主要是凝灰质黏土岩、半黏土岩和粉砂岩,局部夹少量硅质岩和碳酸盐岩。变质程度为高绿片岩相一高角闪岩相。区域重熔型混合岩化普遍强烈,混合花岗岩较为普遍。磁铁石英岩为中细粒结构,条纹状及少数条带状构造。矿石中的硅酸盐矿物较少,以透闪石、阳起石、角闪石、镁铁闪石为主,偶见透辉石。主要矿床有豆子沟、北大岭、三炮台、四道沟、熊虎斗等。

Ⅱ—②青龙—张杖子铁矿成矿远景带

青龙—张杖子铁矿成矿远景带与宽城豆子沟—北大岭—板城铁矿成矿远景带同属一个成矿区,二者分别位于成矿区东、西部,中间被都山岩体分隔。该成矿带西南起自青龙八道河,东北至张杖子一带,属遵化穹褶束东北部,面积近400km2。有青龙—马圈子—大石岭航磁异常分布。

区内含矿地层为遵化岩群火山岩—沉积岩—硅铁建造,含矿建造岩性特征与宽城豆子沟—北大岭—板城铁矿成矿远景区相似。该区铁矿产地较少,目前尚未发现比较大的铁矿床,主要有张杖子、湾杖子、小秋子沟、满杖子等小型铁矿。

Ⅲ.迁安水厂—杏山铁矿成矿远景区

该成矿区地处遵化穹褶束东南部的迁安一带,北起水厂—建昌营,南至彭子店,南北、东西方圆30km左右,面积近900km2。航磁异常一般规模大,强度高,是冀东地区铁矿资源最丰富的地区之一。

区内含矿地层为迁西岩群上部的含沉积岩的火山岩硅铁建造,岩性为黑云角闪斜长片麻岩夹斜长角闪岩、麻粒岩、黑云变粒岩、矽线石片麻岩。原岩为一套中基性—中酸性的安山玄武质、英安质火山熔岩,夹基性火山岩及中酸性凝灰岩和杂砂岩、粉砂岩、黏土—半黏土岩。与磁铁石英岩共生的是一套含不等量暗色硅酸盐矿物(辉石、角闪石、黑云母)的变质岩石组合,变质程度为高角闪岩相—麻粒岩相。区域重熔型混合岩化普遍而且比较强烈,混合花岗岩较为普遍。矿石矿物为中粗粒结构,条纹状、条带状和片麻状构造。矿石硅酸盐矿物含量较少,主要为紫苏辉石、透辉石和角闪石、黑云母、石榴子石。该区矿层厚度一般较大,延伸较远,大中型矿床较多。主要有水厂、马兰庄、孟家沟、菜园等铁矿,此类含矿建造形成的铁矿称水厂型,是冀东沉积变质岩型铁矿四大主要类型中最重要的类型之一。

Ⅳ.卢龙—滦县—滦南铁矿成矿远景区

该区位于开滦台凹与山海关台拱接触地带,南部少跨南堡断凹和柏各庄断凸部分。西起唐山古冶,东至卢龙茶棚,北起滦县野鸡坨,南至唐海柏各庄一带,面积2800km2左右。分布着司家营、马城—长凝、宋道口、大夫庄、滦南司各庄、中堡王庄、乐亭毛庄及唐海柏各庄等航磁异常。地表多被第四系覆盖,异常规模较大,强度中等或较低。

长凝和宋道口两个磁异常,近东西长10km,异常规模大。西侧的大兰坨异常经物探队2008年钻孔验证,在739m处滦县岩群变质岩系中发现了20m厚的铁矿层,钻孔未曾见到矿体顶板。该异常规模较大,找矿潜力巨大,该区有望找到新的大型或超大型铁矿床。

区内含矿地层为滦县岩群,岩性为黑云斜长变粒岩,夹斜长角闪岩和磁铁石英岩,变质程度为低角闪岩相—高绿片岩相。原岩为一套火山岩和沉积岩并重的含矿建造。其中火山岩除了少量基性熔岩外,基本上是一套中酸性凝灰岩、沉凝灰岩;沉积岩主要是凝灰质黏土岩、半黏土岩和粉砂岩,局部夹少量硅质岩和碳酸盐岩。与磁铁石英岩共生的是一套斜长角闪岩—变粒岩、浅粒岩(有时见大理岩)组合。变质相属高绿片岩相一高角闪岩相。冀东单塔子群以再生交代型混合岩化为主,铁矿赋存在由熔岩向火山碎屑岩、由火山碎屑岩向沉积岩过渡转化的层位中。该区蕴藏着冀东地区规模最大的铁矿,如司家营和马城铁矿。

司家营、湛店子—马城、长凝南套3个大型铁矿、磁异常,有望形成河北省最大的铁矿资源基地(22km×10km=220km2),按勘查深度1000m计,预测其资源总量达60~70×108t,目前已探明资源量超过30×108t,尚有很大资源找矿潜力。

Ⅴ.青龙庙沟—抚宁榆关铁矿成矿远景区

该区位于秦皇岛抚宁榆关—青龙龙王庙一带,地质构造单元属山海关台拱的核心部位,面积约1200km2。航磁异常有榆关、北庄河、马坊、庙沟、凤凰山、夏杖子等,异常规模一般较小,除庙沟、榆关两处矿床外,其他工作程度较低。

含矿建造属滦县岩群火山岩—沉积岩—硅铁建造。安子岭花岗片麻岩套(拉马沟组)为一套中低变质程度(角闪岩相)的变质岩,主要由角闪变粒岩、黑云变粒岩,黑云角闪变粒岩、角闪石英片岩、绢云母、二云石英片岩及磁铁石英岩组成。变粒岩主要分布在矿体顶板及远离底板的围岩部位,片岩主要分布在矿体底板部位。混合岩化作用不均匀,含矿建造混合岩化作用较弱,外围有混合岩和混合花岗岩分布。

磁铁石英岩多为中细粒结构(粒径0.05~0.25mm),条纹状构造,次为条带状。矿石中成分较简单,主要有镁铁闪石、铁闪石、透闪石,阳起石。

该区已发现了庙沟铁矿、榆关铁矿等,仍有较大的找矿潜力。在响山、半壁店两个岩体与碳酸盐接触带矽卡岩类型铁矿的发现,也揭示了该区寻找矽卡岩型铁矿的前景和希望。

Ⅵ.青龙榨栏杖子—迎午山铁矿成矿远景区

该区位于遵化穹褶束与山海关台拱接触带,西南起自青龙迎午山,北东经双山子—大巫岚,至榨栏杖子一带,长40km,宽10~15km左右,面积500km2左右。分布着黄杖子—榨栏杖子、双山子—半壁店、隔河头、迎午山—厂房子等航磁异常。

区内含矿地层为朱杖子岩群(双山子岩群),为含火山岩—沉积岩—硅铁建造,岩性为云母片岩为主,夹少量的火山泥灰岩和基性熔岩。原岩为一套陆源的黏土、半黏土质和粉砂质沉积岩,夹少量基性、中基性火山岩和中酸性凝灰岩。与磁铁石英岩共生的变质岩为黑云变粒岩、浅粒岩、云母片岩组合,变质程度为绿片岩相,未遭受混合岩化作用。铁矿赋存于云母片岩(原岩为凝灰质砂岩)中。该建造中的磁铁石英岩为细粒结构,条纹和条带状构造。矿石中的硅酸盐矿物含量较多,主要有透闪石、阳起石、铁闪石、黑云母、石榴子石等。该区铁矿资源较少,局部有大型矿床产出。有榨栏杖子、前白枣山、迎午山、厂房子等铁矿分布,此类含矿建造形成的铁矿称榨栏杖子型,是冀东沉积变质岩型铁矿四大主要类型之一。

Ⅶ.遵化马兰峪—兴隆挂兰峪铁矿成矿远景区

该区位于马兰峪穹褶束的西部兴隆与遵化交接部位,有马兰峪磁异常带分布,面积约250km2左右。

含矿建造为遵化岩群沉积岩—火山岩—硅铁建造,主要岩性为斜长角闪岩、变粒岩、混合岩等。目前该区仅发现几处小型铁矿,主要矿床有遵化惠陵、兴隆四拨子等铁矿,含矿建造岩性特征与宽城豆子沟—北大岭—板城铁矿成矿远景区相似。

Ⅷ.兴隆雾灵山—寿王坟—侯家庄铁矿成矿远景区

该区位于承德兴隆雾灵山—寿王坟—侯家庄一带,地质构造单元属马兰峪复背斜宽城凹断束西部边缘,西与密云台拱相接,成矿远景区形态不规则,面积约500km2,有平安堡、寿王坟、侯家庄航磁异常分布。

该区有中生代的雾灵山正长岩、钠铁闪石英正长岩及寿王坟花岗闪长岩、石英闪长岩和侯家庄花岗闪长岩等岩体分布,围岩为中、新元古界高于庄组、雾迷山组钙镁质沉积地层。岩体与钙镁质岩石接触,在岩浆热液交代作用下,二者发生物质交换,使得铁、铜等有用物质从其他矿物中析离出来形成铁矿,如寿王坟铜铁矿。

该类铁矿石多为中粗粒结构,致密块状构造。矿石矿物成分简单,主要为磁铁矿、黄铜矿;脉石矿物主要为石英,少见镁铁闪石、铁闪石、透闪石等。矿石常含有铜等其他有用组分,可综合回收利用。寿王坟航磁异常与矿体出露空间位置的吻合说明二者的相关性。其他矿点的不断发现,也证明了该区具有寻找矽卡岩型铁矿的潜力。

关于冀东铁矿的成矿区划问题,早在1986年河北省区调队完成的《1∶500000河北省北京市天津市区域矿产总结》第三篇第一章(沉积变质铁矿的成矿条件和找矿方向)第四节中进行了成矿单元的划分;2007年,河北省地调院完成的河北省铁矿找矿总体设计,分析了冀东地区铁矿地质特征,对冀东地区成矿区和找矿靶区进行了筛选。虽各次工作目的任务不相同,划分的成矿单元也有所不同,但对铁矿成矿的地质背景和成因的认识基本一致。成矿单元划分对比如表5—3。

表5—3 成矿区划对比一览表

(三)冀东地区铁矿资源总量潜力评价

1.铁矿资源潜力评价方法

冀东地区以沉积变质型铁矿为主,根据铁矿产出的地质特征、分布范围和航磁异常分布的特点,应用地球物理块体法、地质推断法、类比法等几种资源潜力评价方法对冀东地区铁矿进行资源总量评价。

2.冀东地区铁矿资源总量分析——地球物理块体评价法

冀东沉积变质铁矿的分布与古老的结晶基底相关,地质航磁异常图可以看出:沉积变质型铁矿严格受古老的结晶基底地层控制,变质结晶基底的分布范围与航磁异常零值线圈定范围基本一致,说明古老的结晶基底富含铁物质,变质结晶基底是寻找沉积变质铁矿的重要依据和线索。冀东地区铁矿属于含铁物质沉积后经变质富集形成的,铁物质富集成矿概率在1%左右,含铁30%左右的矿石其体重按3.6t/m3计。根据地球物理块体评价理论,铁矿资源总量=航磁异常面积×矿层厚度×平均体重×含矿系数。资源总量预测如下。

(1)遵化—迁西—青龙大岔沟—迁安铁矿成矿区(Ⅰ、Ⅲ成矿区)

该区含矿建造为迁西岩群火山岩—硅铁建造、含沉积岩—火山岩—硅铁建造。目前该区已发现和勘探了200多处铁矿,该区有两种铁矿类型:太平寨型铁矿厚度一般为17~160m,平均60m;棒槌山铁矿厚度一般为17~215m,平均71m;磨盘山铁矿厚度一般为20~160m,平均90m;水厂型铁矿厚度一般为10~300m,平均厚度80m;杏山铁矿体厚度一般为30~120m,平均60m;前裴庄铁矿体厚度一般为33~300m,平均60m;两种类型的铁矿体厚度平均为70m左右。兼顾小铁矿厚度较小,一般几米至十几米的特点,该区资源总量估算参数为面积7600×106m2,厚度35m,矿石体重3.6t/m3,含矿系数为1%计:铁矿资源总量=航磁异常面积×矿体厚度×体重×含矿系数=7600×106×35×3.6×1%=9576×106t。

(2)卢龙—滦县—滦南铁矿成矿区

该区为滦县岩群沉积岩—火山岩—硅铁含矿建造。该区已发现和勘探铁矿10余处,成矿区的南部有规模较大的低缓航磁异常分布,经对部分异常进行钻探验证,证明异常由铁矿引起,该类型矿床类型为司家营型。主要矿床司家营铁矿厚度为100~120m,最厚达300m;大贾庄铁矿厚度为20~100m,最厚120m;平均厚81m。考虑到该区以含矿层厚度较大,矿床以大中型为主,采用矿体厚度为40~50m为宜。该区资源总量估算参数为航磁异常面积3689×106m2,厚度40~50m,矿石体重3.6t/m3,含矿系数为1%计:铁矿资源总量=航磁异常面积×矿体厚度×体重×含矿系数=3689×106×45×3.6×1%=5976×106t。

成矿区南部的司家营、马城、长凝3个铁矿区总面积200km2左右,已探明资源量超过30×108t。长凝航磁异常地质工作较低,根据其异常规模,东西长8km,南北宽4km,勘查深度1000m计,预测其资源潜力为(20~30)×108t。

(3)宽城豆子沟—北大岭—板城铁矿成矿区

该区为遵化岩群沉积岩—火山岩—硅铁含矿建造。目前已发现勘探多处铁矿,其中较大的矿床为豆子沟铁矿,矿体厚度为61.0~63.3m;北大岭铁矿体厚度为5~20m;平均厚20m左右。该区航磁异常分布面积500km2。资源总量估算参数厚度20m,矿石体重3.6t/m3,含矿系数为1%计:铁矿资源总量=航磁异常面积×矿体厚度×体重×含矿系数=500×106×20×3.6×1%=360×106t。

(4)青龙榨栏杖子—迎午山铁矿成矿区

该区为朱杖子岩群含火山岩—沉积岩—硅铁建造。目前发现最大的矿床为榨栏杖子铁矿,2号矿体厚度一般为40~87m,1号矿体厚度一般为4~22.10m,两层矿体累计厚度近百米。该区异常分布面积300×106m2。该区资源总量估算参数厚度30m,矿石体重3.6t/m3,含矿系数为1%计:资源总量=航磁异常面积×矿体厚度×体重×含矿系数=300×106×30×3.6×1%=324×106t。

(5)青龙庙沟—抚宁榆关铁矿成矿区

该区为滦县岩群沉积岩—火山岩—硅铁含矿建造(原为拉马沟组)。磁异常分南北两个小区:北部为马坊老岭—祖山异常区,面积200km2;南部为榆关—西郁家沟区,面积近300km2。主要矿床有青龙庙沟、抚宁榆关两个铁矿,庙沟铁矿体厚78m,榆关铁矿厚度30m,其他一般规模较小。

北部资源总量=航磁异常面积×矿体厚度×体重×含矿系数=200×106×30×3.6×1%=216×106t。

南部资源总量=航磁异常面积×矿体厚度×体重×含矿系数=300×106×15×3.6×1%=162×106t。

上述6个铁矿成矿区预测资源总量为166.14×108t,截至2007年,该区累计查明资源储量66.5×108t,尚有铁矿资源找矿潜力99.64×108t(表5—4)。

表5—4 冀东铁矿资源总量评价结果

由于其他成矿区范围相对较小,已知资料少,本次未作评价。考虑其资源量,预测全区铁矿资源总量为(160~180)×108t,尚有铁矿资源找矿潜力100×108t以上。

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