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摘要 ：山西省繁峙县山角铁矿含矿带赋存于五台超群石咀 群文溪组地层中，矿体呈层状—似层状，矿体连续性好，沿走 向厚度变化较小，层位稳定。矿体产状与围岩片理产状基本一 致，矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩， 其形态、产状受褶皱构造控制。矿区内共圈出 8 条矿体(MFe1、 MFe2、MFe3、MFe4、MFe5、MFe6、MFe7、MFe8)。 其 中 MFe2 矿体为主矿体，其次为MFe7 矿体。通过对山西省繁峙县山角铁 矿区域地质背景、矿区地质特征、矿体特征等方面综合分析，阐 述了该矿床的成因类型为火山沉积变质矿床，为深部及外围找 矿提供地质依据。
关键词 ：山角铁矿,矿床成因,矿床地质特征
山西省繁峙县山角铁矿位于山西省繁峙县城东南直距40km 处的山角村， 行政规划隶属繁峙县神堂堡乡管辖。矿区地处五台 山脉东段偏北部， 交通较为便利。
1 区域地质背景
矿区大地构造处于中朝准地台山西断隆 ( Ⅱ级)五台山断拱 ( Ⅲ级)五台山凸起 ( Ⅳ级) 中北部。区域上出露的地层以新太古 界五台超群石嘴群庄旺组、文溪组及台怀群鸿门岩组地层为主， 还分布有少量中元古界长城系高于庄组、新生界第四系地层。岩 浆岩主要有五台期侵入形成的变质超基性岩、变质中酸性侵入 岩体、吕梁期侵入的辉长辉绿岩、燕山期侵入形成的花岗岩，局 部出露极少量的喜山期玄武岩、煌斑岩。
区域内太古界地层经历了角闪岩相—高绿片岩相变质作用， 岩石变形强烈， 构造上形成复杂的重褶皱， 地层多有倒转或同斜 等特点。断裂构造主要为北东向和北西向， 其中北西向断裂多为 吕梁期辉绿岩贯入。
1.1 地层
(1) 太古界地层 ：本区出露的五台群地层为一套经历了两 期以上变质变形作用改造的火山—沉积夹硅铁建造岩系。出露 的地层有石嘴群的庄旺组、文溪组、台怀群的鸿门岩组。
庄旺组 ：分布于矿区外南西部一带(本区出露较少)，本组 以大套黑云变粒岩夹富铝黑云变粒岩为主，岩石组合为黑云变 粒岩、含硫黑云变粒岩、角闪黑云变粒岩夹角闪变粒岩、斜长角 闪岩二云石英片岩、少量浅粒岩。其中普遍发育有韵律层和条带 状构造。属角闪岩相变质地层， 厚 635-768m。
文溪组 ：分布于矿区中部及区外北东部，为五台群第二个 含铁层位， 也是五台群地层沉积变质铁矿的主要赋存层位， 原岩 为一套基性—酸性火山熔岩， 夹少量硅铁质及泥沙质建造， 变质 后变质岩名称为，斜长角闪岩、黑云变粒岩、黑云角闪变粒岩、少量绢云石英片岩、绢云片岩、磁铁石英岩，岩石经历了角闪岩 相变质作用。由于地层遭受了强烈的构造变形改造， 致使褶皱发 育，地层厚度(244—457m)，尤其是磁铁石英岩矿层，在走向延 伸和倾向延伸方向局部厚度变化较大。
鸿门岩组 ：分布于区域上广大地区，与文溪组地层平行不 整合接触，由一套经中低级区域变质的细碧岩—角斑岩及火山 凝灰岩及沉积岩组成。主要岩性下部为绿泥钠长片岩夹绢云绿 泥钠长片岩、绢云绿泥长英片岩及绢云石英片岩 ;中部为绿泥 钠长片岩、黑云绿泥片岩、绿帘绢云钠长片岩夹少量绢云石英片 岩 ;上部为千枚状绢云片岩、条带状绿泥片岩夹绢英岩、绢云石 英片岩。该组地层经历了绿片岩相变质作用， 厚约 1183m。
(2) 长城系高于庄组地层 ：仅零星出露在本区北部，出露的 地层有一至四段(局部仅出露有一、二段)，主要岩性为含燧石 条带团块白云岩、黑色含锰页岩、玫瑰色厚层白云岩等。
(3) 新生界第四系 ：由上更新统峙峪组冲洪积砂土、亚砂土、 夹不规则砂砾岩层和冲积沙、全新统砂砾石层组成。分布于山背 阴坡及沟谷中。
1.2 构造
区域构造以五台复式向斜构造的草地—鸿门岩向斜北东段 的北西翼(倒转翼)，构造形迹以北东走向、倾向南东的单斜面 纹理构造为主， 伴随着北西向断裂为主。断裂切断太古代含矿地 层，对区域沉积变质铁矿有破坏作用。
1.3 岩浆岩
区域上岩浆岩以太古代五台期岩浆活动最为强烈，早期岩 浆活动以火山喷溢为主，反映了两个大的火山喷发旋回多韵律 间歇性喷发特点。形成了大面积分布在五台超群石嘴群金岗库 组、庄旺组、文溪组地层中和台怀群鸿门岩组地层中的海底喷溢 形式形成的拉斑玄武岩—洋岛玄武岩， 该地层经角闪岩相、绿片 岩相变质作用改造其变质岩名称为斜长角闪岩、绿泥钠长片岩、 绿泥片岩、绿泥绢云片岩等 ;五台晚期岩浆活动以侵入作用为 主，侵入形成了以英云闪长岩、奥长花岗岩为主的侵入体(大寨 口岩体、石佛岩体)，经变质作用后，岩石名称为黑云斜长片麻 岩、角闪斜长片麻岩及黑云钾长片麻岩等。元古代吕梁期岩浆活 动侵入形成了以北西向为主的辉长—辉绿岩脉。中生代燕山期 侵入形成了花岗岩。喜山期岩浆活动形成了玄武岩、煌斑岩。
2 矿区地质特征
2.1 地层
矿区内出露的地层主要为新太古界五台超群石咀群文溪组、 鸿门岩组和新生界第四系松散堆积物。
2.1.1 新太古界五台超群石咀群文溪组(Ar31w)
分布于矿区中南、西部，位于台怀期北东—南西向重褶复式开 阔大向斜北翼，为区内含矿层位，岩石组合以斜长角闪岩、角闪片 岩为主，夹厚层层位稳定，包括磁铁石英岩及角闪变粒岩，少量黑 云变粒岩，绢云石英片岩、绢云母石英岩等。与下伏庄旺组地层呈 整合接触。斜长角闪岩中常见气孔、杏仁构造。其岩性特征如下 ：
斜长角闪岩 ：矿区内的主要岩石，线理呈北东走向，南东 或北西片理产状 ：倾角 60 ~ 80°，岩石为深灰黑色，粒 - 柱状 变晶结构，块状构造，是矿体的主要围岩。组成矿物以角闪石 (含量 45%)、斜长石为主 (含量 20% ~ 25%)， 其次为石英 (含 量 0% ~ 5%)、普通 角 闪石 (含量 50% ~ 60%)、黑云母 (含量 0% ~ 5%)、绿帘石 (含量 0% ~ 3%)绿泥石 (含量 0% ~ 5%)。
角闪片岩 ：为本区主要的岩石，分布广、厚度大 , 呈北东走 向。岩石呈灰绿黑色，片理发育，组成矿物以角闪石(部分退变 质呈绿泥石)，个别石英， 少量绢云母及黑云母。
绢云母石英片岩 ：岩石为灰白色，片理发育，由绢云母、石 英、方解石等组成， 与斜长角闪岩或角闪片岩界线清楚。
绢云母石英岩 ：岩石为白中带黄色，细粒结构，薄层状，主 要由乳白色及烟灰色石英组成。
磁铁石英岩(铁矿层) ：岩石呈褐黑色、钢灰色，主要矿物 为石英、磁铁矿，矿物粒度多在 0.1 ~ 0.5mm之间，粒状变晶结 构，块状、条带状，浅色石英条带和深色磁铁矿条带相间，条带宽度 0.3 ~ 2cm。
2.1.2 新太古界五台超群石咀群鸿门岩组(Ar32h)
主要分布于矿区南部，主要岩性下部为绿泥钠长片岩夹绢 云绿泥钠长片岩、绢云绿泥长英片岩及绢云石英片岩 ;中部为 绿泥钠长片岩、黑云绿泥片岩、绿帘绢云钠长片岩夹少量绢云石 英片岩 ;上部为千枚状绢云片岩、条带状绿泥片岩夹绢英岩、绢 云石英片岩。区内主要出露绢云绿泥长英片岩及绢云石英片岩。
2.1.3 第四系(Q4)
第四系上更新统黄土广泛分布于全区山坡，全新统冲洪积 物及残坡积物分布于沟谷。
2.2 构造
矿区位于台怀期北东—南西向重褶复式开阔大向斜北翼，台 怀—沟里向斜东部倾伏端北翼，岩层呈单斜产出，区域构造线呈 北东—南西向。区内次级小褶皱角发育，矿体受褶皱影响，走向 上呈S型，但局部变化不大。矿体厚度在次级小褶皱核部变厚。 2.3 岩浆岩
矿区内分布的岩浆岩主要有五台早期火山喷发形成的拉斑 玄武岩，该地层经角闪岩相、绿片岩相变质作用改造，现变质岩 名称为斜长角闪岩。
五台晚期岩浆活动以侵入作用为主，侵入形成了以英云闪 长岩、奥长花岗岩为主的侵入体，经变质作用后，岩石名称为黑 云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩及黑云钾长片麻岩等， 分布于矿 区西南部(大寨口岩体) 及北东部(北台岩体)。
2.4 变质岩及变质作用
矿区五台超群石咀群文溪组地层经历了区域变质作用，变 质成角闪岩相，变质岩石为斜长角闪岩、角闪片岩、绢云石英片 岩夹磁铁石英岩，变质矿物组合以绢云母、长石、石英、绢云母 为主， 少量方解石、碳质、磁铁矿， 变质相带为角闪相带。
3 矿体地质特征
3.1 矿体特征
矿区内共圈出 8条矿体(MFe1、MFe2、MFe3、MFe4、MFe5、 MFe6、MFe7、MFe8)。其中MFe2 矿体为主矿体， 其次为MFe7 矿体。矿体赋存于五台超群石咀群文溪组地层中， 矿体呈层状— 似层状，矿体连续性好，沿走向厚度变化较小，层位稳定。矿体 厚度变化的原因主要为 ：矿区位于台怀期北东—南西向重褶复 式开阔大向斜北翼， 台怀—沟里向斜东部倾伏端北翼， 区内次级 小褶皱较发育， 在次级褶皱转折端矿体变厚。矿体产状与围岩片 理产状基本一致， 矿体的顶底板大多为斜长角闪岩， 局部为绢云 石英片岩。各矿体特征详见表 1.
各矿体特征如下 ：
MFe1 矿体 ：分布于矿区西部的 1—3 勘探线间，由TC21、 YK1、TC20、TC19、TC18(1) 探槽控制， 地下由一号主硐(2128 中段) 控制，呈层状、似层状产出。顶底板大多为斜长角闪岩， 局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲 状，走向延伸控制长度 520m， 外推 100m， 倾向控制深度 50m， 推 断深度 50m。矿体赋存标高2304 ~ 2086m。矿体最大厚度7.62m， 最小厚度 2.50m, 平均厚度 4.20m。矿体产状 ：倾向 170 ~ 174° 之间， 倾角 65 ~ 73°， 平均为 68°。
MFe2 矿体 ：分布于矿区西部的 1—3 勘探线间，由TC21、 YK1、TC20、TC19、TC18(2) 探槽控制，地下由PD2、PD4、一号 主硐(2128 中段) 坑探控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板 大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。矿体在走向延伸及倾 向延深方向呈弯曲状，走向控制长度 665m，推断长度 100m，倾 向延深控制 130m， 推断延深 50m。矿体赋存标高2343 ~ 2095m。 矿体最大厚度 9.45m， 最小厚度 3.85m, 平均厚度 5.84m。矿体产 状 ：倾向 168 ~ 173°之间， 倾角 60 ~ 70°， 平均 67°。
MFe3 矿体 ：分布于矿区西部的 1—3 勘探线间，由TC21、 YK1、TC20、TC19探槽控制， 浅部由PD3、一号主硐(2128 中段) 控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩， 局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲 状，走向延伸控制长度 660m，推断长度 100m，倾向延深控制深 度 130m， 推断延深 50m。矿体赋存标高 2312 ~ 2092m。矿体最 大厚度 7.50m， 最小厚度 1.45m, 平均厚度 2.93m。矿体产状 ：倾 向 168 ~ 175°之间， 倾角 67 ~ 73°， 平均 70°。
MFe4 矿体 ：分布于矿区西部的 1—3 勘探线间，由TC21、 YK1、TC20、TC19、TC18(2)、TC18(3) 探槽控制， 浅部由一号 主硐 (2128 中段) 控制，呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩， 局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延 伸方向呈弯曲状，走向延伸控制长度 320m，推断延伸 100m，倾 向延深控制 130m， 推断延深 50m。矿体赋存标高2295 ~ 2086m。 矿体最大厚度 5.50m， 最小厚度 1.00m， 平均厚度2.06m。矿体产 状 ：倾向 168 ~ 176°之间， 倾角 67 ~ 72°平均 69°。
MFe5 矿体 ：分布于矿区西部的 2—3 勘探线间，由YK2、 TC19(1)、PT2048 探槽控制，浅部由一号主硐 (2128 中段) 控制， 呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为 绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲状， 走向 延伸控制长度 370m，推断延伸 100m，倾向控制延深 100m，推断 延深 50m。矿体赋存标高 2238 ~ 2054m。矿体最大厚度 6.60m， 最小厚度 6.00m, 平均厚度 6.33m。矿体产状 ：倾向 169 ~ 180° 之间， 倾角 70 ~ 72°， 平均 71°。
MFe6矿体 ：分布于矿区西部的 3 勘探线两侧， 由TC19(2)、 PT2128探槽控制， 呈层状、似层状产出。矿体的顶底板大多为斜 长角闪岩， 局部为绢云石英片岩。矿体在走向延深及倾向延伸方 向呈弯曲状，走向控制延伸长度 90m，推断延伸 50m，倾向推断 延深 50m。矿体赋存标高 2220 ~ 2104m。矿体最大厚度 4.20m， 最小厚度 4.00m， 平均厚度 4.10m。矿体产状 ：倾向 160 ~ 174° 之间， 倾角 62 ~ 68°， 平均 65°。
MFe7矿体 ：分布于矿区东部的4—9勘探线间， 由TC3、TC5、 TC6、TC7、TC8、TC9、TC11探槽控制， 呈层状、似层状产出。矿 体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片岩。矿体在走 向延深及倾向延伸方向呈弯曲状，走向控制延伸长度416m，推断 延伸 100m， 倾向推断延深 50m。矿体赋存标高 1790 ~ 1620m。矿 体最大厚度 10.80m， 最小厚度7.26m， 平均厚度9.69m。矿体产状 ： 倾向 162 ~ 172°之间， 倾角 56 ~ 65°，平均60°。
MFe8 矿体 ：分布于矿 区东部 的 4—9 勘探线 间，由 TC3、 TC5、TC6、TC7、TC8、TC9、TC11 探槽控制， 呈层状、似层状 产出。矿体的顶底板大多为斜长角闪岩，局部为绢云石英片 岩。矿体在走向延深及倾向延伸方向呈弯曲状，走向控制延伸 长度 412m，推断延伸 50m，倾向推断延深 50m。矿体赋存标高 1784 ~ 1630m。矿体最大厚度 8.00m， 最小厚度 5.00m， 平均厚 度 6.89m。矿体产状 ：倾向 160 ~ 173°之间， 倾角 58 ~ 64°， 平均 61°。
3.2 矿石特征
3.2.1 结构构造
矿石的结构均为粒状变晶结构。磁铁矿呈半自形— 自形晶 体，以单一的颗粒或凝块(连晶) 形式产出。石英呈多边形镶嵌 结构，有时也呈细粒港湾镶嵌结构。矿石构造以条带状构造为 主，次为块状和斑杂状构造。
3.2.2 物质组成
矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿及少量褐铁矿等，含少量黄 铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿，其中磁铁矿含量为 85% 以上。脉石矿 物以石英为主，其次为阳起石、角闪石、铁闪石、绿泥石等，石英在脉石矿物中占 85% 以上。
磁铁矿 ：以半自形-自形为主，它形次之。不透明，反射色 为灰白色， 粒度 0.1 ~ 0.5mm， 一般为 0.3mm。
赤铁矿 ：多呈片状、自形，常沿磁铁矿边部解理裂纹交代而 成，一般含量 1% ~ 2%。
菱铁矿 ：灰白色 - 浅褐色，中-细粒，自形，系后期热液交 代产物。
褐铁矿 ：褐色，土状、粉末状，由磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿、 铁白云石等氧化而成。一般含量2% ~ 3%。
黄铁矿、黄铜矿 ：黄色，中粒，少数为细粒，多见于石英方 解石细脉中， 具有压碎结构， 含量甚微。
镜铁矿 ：系后期热液交代产物， 含量甚微。
石英 ：灰白色，细粒他形，一般粒径为 0.1mm ~ 0.4mm， 含 量 50% ~ 60%， 具有熔蚀边。
碳酸盐(方解石、铁白云石) ：灰白色一浅褐色， 中粒—细粒， 一般粒径为 0.3mm， 多为他形至半自形。
绿泥石 ：淡黄绿色，具多色性及异常干涉色，呈鳞片状，定 向排列， 一般甚微。
磷灰石：多呈细小粒状， 出现在石英个体内， 含量在 1% 以下。
3.2.3 化学组成
根据岩矿鉴定综合分析，矿区铁矿的主要化学成分为 ：SiO2 (45.00%)、Fe2O3 和 FeO(TFe:35.69%， mFe33.71%)。其次是 CaO (0.50%)，MgO(0.20%)，MnO2 (0.10%)，其他成分含量甚微。
3.3 矿石类型
自然类型 ：主要为石英型铁矿和角闪石英型铁矿。
工业类型 ：为需选磁性铁矿石，矿石平均品位 33.71%，矿 石品级为可选贫矿石。
3.4 矿体围岩与夹层
铁矿层顶底板一般为斜长角闪岩，局部由绢云石英片岩。顶 底板与矿层接触界限清楚，岩石较坚硬，节理裂隙不发育，矿体 中无夹石。
4 矿床成因
本区铁矿体赋存于新太古界五台超群石咀群文溪组地层中。 矿石自然类型为石英型铁矿和角闪石英型铁矿，属沉积变质硅 铁建造铁矿床，矿体与顶底板围岩产状一致，界线清楚，并一同 发生变质作用。矿石中硅质矿物与富铁矿物常呈薄细交互层， 显 示清楚的原生沉积层纹， 说明沉积环境是静海相的氧化环境， 从 矿石的矿物成分、化学成分来看， 说明沉积的同时又遭受了区域 变质作用。由此表明，矿床成因与火山作用密切相关，铁和氧化 硅来自基性火山带的喷流和热液源， 且主要受构造控制， 基性火 山岩系厚度和规模越大， 矿体的厚度和规模也越大。故本区矿床 的成因类型为火山沉积变质铁矿床， 即鞍山式铁矿。
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