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摘要 ：本文主要以区域地质、矿区地质、矿体地质等多方面 分析研究为基础， 探讨了包家沟铁矿的矿床成因， 进而总结出相 关成矿规律和找矿标志。
关键词 ：包家沟铁矿,地质条件,矿床成因
包家沟铁矿行政区划属徽县大河店乡管辖，矿区位于徽县 南部直距约25Km 处。矿区岩浆活动微弱 ,仅见少量脉岩。以往 地勘工作对该矿床利用地质、物化探和槽探等工作方法手段勘 查取得了一定的成果，但依旧对成矿类型、控矿因素、找矿标志 等问题存在一定疑点。本文结合相关地勘成果对该区域的成矿 地质条件及矿床成因做了一定研究分析。
1 区域地质
包家沟铁矿位于秦岭造山带之南秦岭构造带，北部为中秦岭 构造带。矿床位于西秦岭汞、锑、铁、金多金属成矿带的中南部。
1.1 地层
研究区出露地层主要为志留系和泥盆系。二是石炭系、三叠 系和二叠系。中新生代只有少数分布 , 志留系和泥盆系出现断层 接触。三叠系以前地层均为海相沉积(碎屑岩—碳酸盐岩及复理 式建造)，侏罗纪— 白垩纪以后默哀为陆相断陷沉积(磨拉石建 造)，新生代第三系砂砾岩红色岩系沉积在断陷盆地之上。
泥盆系见中统古道岭组(Dg) 和上统铁山组(Dt)，缺失的 是红铺组。
古道岭组为 ：“大风沟组碎屑岩与星红铺组粘土岩夹碳酸盐 岩或铁山组地质体之间的一套以灰岩为主的碳酸盐地层序列， 局 部夹生物礁灰岩或少量砂砾岩， 以碳酸盐岩与下伏大风沟组碎屑 岩为分界，含丰富的腕足、珊瑚化石”(地层清理 1995)。测区内 古道岭组地层出露于图幅中部新光—洞沟里—小河厂一带。
铁山组为“岩沟组与新红铺组之间发育的一组碳酸盐岩，含 少量细碎屑岩，岩性以灰岩、碳质灰岩、泥质灰岩、泥质带状灰 岩为主岩石其中夹层页岩、粉质页岩、页岩。”富产腕足、珊瑚化 石，顶部以灰岩中板岩或页岩夹层的消失与益哇沟组大套灰岩 分界， 底部则以灰岩或灰岩夹板岩与星红铺组薄— 中层灰岩、砂 岩、板岩等的韵律互层分界。
石炭系见有下统高家崖组(Cg) 和中、上统岷河组(Cm)。
高家崖组位于岷河组以下，铁山组之上的一套潮坪—泻湖 环境的细碎屑岩沉积地层。出露于图幅东北部小河厂北， 呈带状 分布。
岷河组主要是一套碳酸盐岩台地相沉积， 产腕足、珊瑚、蜓、 牙形石等化石。
二叠系为大关山组(Pd)。岩性为砂白色厚层灰岩，生物碎 屑灰岩， 含蜒、珊瑚、苔藓虫化石。呈带状分布于北部。
三叠系为西坡组(Tx)。由深海—半深海灰黑色板岩夹粉砂 岩的细碎屑岩及陆棚斜坡和陆棚边缘砂岩、粉砂岩、板岩、灰岩 夹砾状灰岩、砂砾岩、砾岩等浊积岩特点的复理石组成的序列。
白垩系为东河群(Kd)。由砾岩、砂砾岩等组成， 分布于西侧。
第三系为甘肃群(Ng)。特指盆地中一套紫红色砾岩、砂砾 岩、泥岩为主的岩石组合。呈带状分布于北部， 东部有零星分布。
1.2 构造
区域主构造线为近东西向。据 1 ：5 万区测，研究区位于南 秦岭造山带北缘。整体可分为前陆系统(前陆区) 和推覆系统两 部分， 由赵家坡推覆和铁山 -谭家庄推覆组成。
(1) 前陆区。位于推覆系统前缘逆冲断层带的北侧，是受构 造推覆影响而引起原底地岩层变形和坳陷沉积的区域。现已被 狭长的新生代前陆盆地所覆盖。部分由二叠系和三叠系地层组 成。由于受由南向北强烈的挤压作用，使得薄层灰岩、粉砂岩及 砂、泥质板岩等组成的较软弱岩层发生了强烈的构造变形。
(2) 铁山—谈家庄推覆体。空间上呈近东西向带状分布、东、 西延出区域。是推覆系统的前缘部分，后缘被赵家坡推覆体掩 覆 ,推覆体组成地层为石炭系和泥盆系。
(3) 赵家坡推覆体。赵家坡推覆体是推覆系统的主体，推覆 体组成地层为志留系。在能干性较强的灰岩和硅质岩内， 形成一 系列向南倾斜的逆冲断层组成的叠瓦状岩片及推覆后期脆性断 层。如燕家沟—包家沟—矿石洞逆冲断层带及相伴的NE、NW 向脆性断层等。
(4) 构造特征。根据各时期的工作勘探资料查询研究，对断 裂构造控矿有了较为详细的认识，从区域上看受近东西向分布 的凤县—徽县—岷县断裂构造的控制，该区断裂构造控制了区 域多金属成矿带，而研究区范围内的断裂构造均属区域断裂构 造的派生构造，多以北西、近东西、近北东断裂构造为主，且以 构造角砾岩带及顺层角砾岩为主。
1.3 侵入岩
研究区域内的侵入岩不发育。仅在志留系、泥盆系和石 炭系地层中少量蚀变中、酸性岩脉，一般顺地层贯入，脉宽 4m ~ 8m，长几十米，最长 800m。岩石类型为闪长岩、黑云母花 岗闪长岩。
一般认为， 本区的岩浆活动与铁成矿无明显关系。
1.4 变质作用
区内大部分地层受区域低温动力变质作用影响较小。浅变质 低绿片岩相(指绢云母 -绿泥石亚相)，常见的岩石有页岩、变质 砂岩和石灰岩。在志留系—三叠系的大部分地层中均可以见到。
1.5 矿产
矿区处于西秦岭汞锑铁多金属成矿带重要的铁矿集中区，矿产丰富。
总体上可分为三条成矿带 ：北部石关子—张家山菱铁矿化 带(以石门沟铁矿、天子平铁矿， 吊沟铁矿为代表) ;中部西沟— 马家山辰砂、褐铁矿带(以西沟铁矿矿场铁矿，大沟里铁矿为代 表) ;南部燕家沟—包家沟—矿石洞铜矿化、褐铁矿带。(以燕家 沟铁矿、包家沟铁矿， 矿洞子铁矿为代表)。共有铁矿床点 36处， 其中包家沟一带 15 处。
2 包家沟铁矿矿区地质
2.1 地层
出露地层为志留系上统卓乌阔组(Szh)，可分五大层，六小 层， 由老至新为 ：
第一层(Szh41) 中厚层状灰岩，灰色，细粒，分布于云台山 向斜的核部， 断续出露于省界山脊。
第二层(Szh42) 碳质板岩，灰黑色，板理发育，仅在矿区西 南偶出露一小部分。
第三层(Szh43) 由灰岩夹一层碳质板岩组成，其下部板岩和灰 岩呈相变过渡，上部则为较稳定的灰岩层，本层可分为三个分层 ： 第一分层(Szh43-1) 为灰质板岩，灰—灰黑色，板理发育，由碳质 板岩、泥质板岩、钙质板岩、泥灰质夹层及透镜体组成，呈细小 互层状及相间条带构造， 板理面有显著的绢丝光泽， 不含或含少 量黄铁矿， 沿走向有明显的相变， 往往由泥质成分相变为钙质成 分，甚至过渡为薄层灰岩。第二分层(Szh43-2) 碳质板岩。黑色， 板理发育，含沉积变质黄铁矿，在顶部与第三分层(Szh43-3)灰岩 接触。第三分层(Szh43-3) 含燧石条带灰岩，灰黑色，细粒，薄— 中厚层状。
第四层(Szh44) 由含黄铁矿碳质板岩夹一层灰岩组成，为矿 带及矿区的主要赋矿层位。本层可分为三个分层 ：
第一分层(Szh44-1) 含黄铁矿碳质板岩，黑色，板理发育，碳 质成份高，富含沉积变质黄铁矿。黄铁矿呈直径 5mm 的立方体 和细小集合体沿板理分布，遍及该层上下，且有分段富集现象。 黄铁矿富集处呈条带状及块状分布， 还常见有短脉穿插。
第二分层(Szh44-2) 臭灰岩，灰黑色，细粒薄— 中厚层状，局 部含有黄铁矿。沿走向及倾向的厚度变化较大， 地表出露呈尖灭 再现。本分层，在下部与第一分层接触处有工业矿体存在，在本 层内亦有小褐铁矿体赋存。
第三分层(Szh44-3) 含黄铁矿炭质板岩，与第一分层相似，其 顶部与第五分层接触部有褐铁矿化出现。
第五层(Szh45) 含燧石条带灰岩，灰黑色，细粒，薄— 中厚 层状， 分布于矿区的北部。
以上各层均呈整合接触或断裂构造接触。
2.2 构造
矿区受赵家坡推覆体控制。是推覆系统的主体。推覆体组成 地层为志留系。在脆性较强的灰岩和硅质岩内， 形成一系列向南 倾斜的逆冲断层组成的叠瓦状岩片及推覆后期脆性断层。岩层 均已倒转，岩层产状沿走向和倾向变化较大。从上下槽向北西 30°至大湾沟和碾窝坑变为走向北西 70°，倾向由南西转向西北。到西沟则因断裂活动，岩层走向转为北东 60°，倾向北西， 并形成了两个小型背斜和一个向斜构造(分布于溪沟)。沿倾向， 岩层倾角从 30°~ 80°， 部分呈水平状。
断裂极其发育，纵横交错。它是一种棋盘状结构，根据裂缝 结构、充填和相交关系的特点，分析了产区结构中应力的顺序、 类别、特征和性质， 将断裂划分如下 ：
第一序次 ：主要以南北向压力为主，致使岩层褶皱变形。形 成由直立→歪斜→倒转的褶皱构造。
第二序次 ：在由南向北的进一步挤压作用下，形成一系列 向南倾斜的逆冲断层组。非脆性岩层以紧密片理化和塑性变形 现象为主 ;在硅化硅质岩处， 则以断层为特征。
第三序次 ：主要以张扭性的北东向断裂活动为主，此组断 裂方位从矿区的东部至西部有所不同。此组断裂横切岩层， 两盘 岩块大距离位移，结构面特征为平滑，有近水平的显著擦痕，压 碎带窄小， 在构造镜面内有不明显的细小固结角砾。
2.3 岩脉
矿区内岩浆活动微弱，仅见少量脉岩。多见张拉裂缝—扭转 张拉裂缝充填或出现在次生层间断层中。发生于中北东向的扭 张断脉，属于表生相脉岩，常高度白化变质，黄铁矿结晶细，石 英脉、硫化物等热液流体逐渐出现由边缘到中心的变化现象， 偶 见黄铜矿化。经镜下鉴定，可归纳为闪长玢岩(包括少量石英闪 长玢岩)、闪斜煌斑岩。
2.4 变质作用
包家沟矿区遭受中度区域低温动力变质作用。这是一个薄 变质低绿片岩相(属于绢云母 -绿泥石亚相)，常见的岩石有页 岩、变质砂岩和石灰岩 ,在志留纪的一些层序中可以看到少量的 黑云母。
变质作用对铁矿体形态没有太大的改变，仅在矿体上盘周 围形成不规则的石英团聚脉和石英—方解石脉，在矿体中发现 少量黄铁矿和黄铜矿大结晶堆积。
2.5 围岩蚀变
与汞成矿作用有关联的近矿围岩蚀变微弱，未能形成明显 的蚀变带(体)，不规则的含黄铜矿的石英 - 方解石脉仅在孤立 区域可见， 可以看作是后期热液蚀变的产物。
值得注意的是，在酸性岩脉和围岩内，具较强的绢云母化， 在围岩构造片理化尤为发育， 褪色现象明显， 片理面上具丝绢光 泽，主要矿物石英、折云母和绢云母，少量钠长石、黄铁矿、磁 黄铁矿。由于蚀变范围小， 仅见于岩脉上下盘。
3 矿体地质
3.1 矿体特征
区域内地表发现铁矿体 15 个，盲矿体2 个，矿体产于志留系 卓乌阔组第四岩性段灰岩与板岩的接触部位，矿体形态呈似层 状、脉状。矿体产状较陡 48°~ 81°，全铁含量25% ~ 46.5%， 对主要矿体的地质矿化特征简述如下。
矿体特征如下 ：
Q10-1、Q10-2 矿体 ：分布在西沟西部，走向近北 60°东，且呈孤形分布，倾向由近西倾角 30°~ 80°转向北西。Q10-1 地表矿 体宽度4.25m ~ 9.75m，矿体地表断续长 150m，向西端逐步变窄 尖灭，地表矿体被采，采深约20m。Q10-2 矿体宽度为 3.5m，矿体 形态呈似层状。矿石为深棕—黄褐色铁矿和少量黄铁矿。矿石 结构以块状为主，少量呈多孔状，多为硬质—半硬质矿石，全铁 品位在 35% ~ 46%之间， 平均 42.14%。认为深部矿体 Q10-2 是地 表矿体 Q10-1 向深部尖灭再现的结果。
Q17-1、Q17-2 矿体 ：分布在西沟西部，走向由近南北转向北东 向，倾向由近西转为北西，倾角 41°~ 82°。沿走向在地表呈 孤形出现，Q17-1 地表长约250m， 厚2m ~ 7m， 矿体已被采空， 向 深部矿体尖灭，Q17-2 矿体在距地表 30m ~ 110m之间，矿体形态 呈似层状，控制深度为 80m左右，厚度 6.5m ~ 12.0m， 矿石为棕 黑色—黄褐色褐铁矿，呈块状，角砾状，少量为多孔状，全铁平 均品位40.72%， 由地表向深部矿体变陡。
3.2 矿石质量
(1) 矿石的矿物组成。金属矿物根据X 光分析及差热分析成 果来看，大部分应属于水针铁矿，有少量赤铁矿、黄钾铁矾、水 赤铁矿、硬锰矿、软锰矿、磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿， 个别地段有少量黄铜矿等， 脉石矿物以石英为主， 次有绢云母等。 各种金属矿物在矿石中密切共生。褐铁矿充填黄铁矿的解理、裂 缝中，黄铁矿交代溶解石英，褐铁矿渗入石英颗粒之间。从矿物 的共生关系可以看出， 矿物的形成顺序为 ：黄铁矿- 褐铁矿。
(2) 矿石的结构构造。褐铁矿富矿石主要呈紧密块状，其次 以多孔状，胶状等为主，在空洞中见有同心环带状及钟乳状构 造，间亦由呈角砾状者， 多为硬质块状矿石;贫矿石则呈多孔状、 角砾状、粉状及泥状皮壳状等。多数为块状矿石，矿石矿物多为 细粒紧密— 隐晶质集合体， 夹杂在富矿石中的脉石(石英、云母) 粒度为 0.01mm ~ 1mm， 部分达 3mm。
(3) 矿石类型。矿石自然类型为单一的褐铁矿矿石。
矿石工业类型 ：需选铁矿石。
3.3 矿体围岩和夹石
主矿体多产于两类不同岩层界面附近的层间断层中，上、下 盘围岩与围岩特征基本一致， 围岩与矿体多为断层接触， 边界明 显。容矿岩石为含黄铁矿炭质板岩、灰岩。
Q10-2 、Q17-2 矿体上盘为含黄铁矿炭质板岩，下盘为灰岩，夹 石很少。
4 矿床成因及找矿标志
4.1 控矿因素和成矿规律
(1) 褐铁矿矿体的分布，主要受层体控制。主要工业矿体都 赋存在第四层第一分层与第二分层的接触部位附近。
(2) 各类岩石均有褐铁矿体形成，但以两类不同岩层的界面 附近较集中。尤以含黄铁矿炭质板岩为顶盘， 灰岩为底盘的界面 最有利于工业富大矿体的形成。
(3) 在不同岩层界面上，矿体赋存在断层破碎地段，而且多 产于上盘的含黄铁矿炭质板岩中。
(4) 矿体多出露在较高的山坡上，工程见矿处几乎全都有漏水，可见矿体是在地下水面以上。
(5) 黑色块状硬质矿石属富矿石，为铁质浓集，是矿化强烈 的标志 ;多孔层状次之 ;出现围岩夹石，或矿石变为黄褐色硬 质多孔状， 已是矿化减弱的标志。
4.2 矿床成因探讨
由下列事实推断，形成褐铁矿的物质来源是板岩中的黄铁 矿 ：
(1) 区域性褐铁矿带的分布与含黄铁矿炭质板岩的分布一 致 ;黄铁矿在炭质板岩中有一定的富集层位。
(2) 褐铁矿体与岩层一起被横向断裂错开。显示了矿体与层 位的紧密关系。
(3) 褐铁矿石的多孔层状构造， 保留了炭质板岩的原始结构。
(4) 在褐铁矿矿石中。普遍有黄钾铁钒存在，并有残留的黄 铁矿。
根据下列事实认为， 铁矿床的形成方式是由淋滤作用形成。
(1) 在现代地表水流径含黄铁矿炭质板岩处，有表生褐铁矿 的形成。
(2) 矿体赋存部位开放性裂隙发育，有利于地表水渗流，而 且在地下水面之上的渗透带中。
(3) 褐铁矿石的流失孔及多孔状结构。
(4)黄钾铁钒的广泛分布， 以及石膏，含水表生矿物的出现等。
(5) 矿石呈洞穴充填，钟乳状，皮壳状、表生胶状，环状，葡 萄状， 疏松土状结构。
(6) 矿层的底盘常有细砂和软泥的沉积。
4.3 找矿标志
(1) 直接标志 ：氧化铁帽，表面氧化后的金属硫化物形成褐 铁矿和含氧盐，该区域地表裸露的铁矿(化学) 体具有一定的铁 帽 ;变色(绢云母化， 腺体染色) 和金属矿物质的损失。
(2) 间接标志 ：硅质岩发育地段。
4.4 找矿条件及方向
(1) 石门沟以西地区，虽然前人作了大量的钻探工作，但孔 深大都在 150m 以下，对距地表 30m ~ 110m之间的矿体会造成 遗漏， 特别是地表矿体向深部变窄沿伸(未见尖灭) 的部位。
(2) 矿化或异常位于上盘为含黄铁矿炭质板岩与下盘为灰 岩的层间接触带， 并有沿层间存在构造带的地段。
(3) 磁法测量出现高磁异常的地段。
5 结论
综上所述，包家沟铁矿矿体上盘岩石为炭质板岩，下盘为灰 岩，矿体严格受到含黄铁矿炭质板岩与灰岩层间构造带的控制， 矿体具有淋滤型特征。从矿物的共生关系可以看出矿物的生成 顺序为 ：黄铁矿—褐铁矿。由此可以认为这类矿床形成的机制 基本上是含多量黄铁矿的岩层，在有利的地质构造和水文地质 条件下， 在渗透带中由氧化淋滤作用所形成。氧化作用进程相当 于半干旱地区的中期阶段。
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