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摘要 : 行唐县庞家庄 — 寺北沟铁矿位于山西断隆 (Ⅱ 23)、五台台拱(Ⅲ 29)、阜平穹褶束(Ⅳ 231)东缘，南东 临紫荆关—灵山深大断裂。矿区出露地质体以太古界变质 杂岩为主，包括叠卜安岩组变质表壳岩和大石峪片麻岩、 坊里片麻岩、岗南片麻岩变质深成岩两类岩石组合类型。 矿床赋存于新太古界叠卜安岩组，近矿围岩为角闪变粒 岩、黑云变粒岩、石榴石二辉斜长角闪岩。该岩组原岩建 造为中—基性火山岩建造夹泥质硅铁质建造， 形成于活动 陆缘—海沟古环境，经历了麻粒岩相变质作用。矿体呈似 层状、透镜状产出，与围岩产状基本一致。矿石为角闪磁 铁石英岩，条带状定向、平行定向构造为主，品位低，属 贫铁矿石。综上所述， 该矿床为变质沉积磁铁矿床。
关键词 ：庞家庄—寺北沟,铁矿,成矿地质条件,矿床成因
行唐县庞家庄—寺北沟铁矿发现于20世纪 50 年代中 期。本次工作根据矿种特点采用了地质、物探测量相结合 的技术手段，大致查明矿区范围内变质表壳岩、变质深成 岩、构造、岩浆岩的分布特征，根据赋铁矿带或磁铁矿体 的赋存特征采用了槽探、钻探相结合的工程手段，揭露并 控制磁铁矿体的延伸(深) 状态，大致查明矿体的规模、 产状及赋存状态，矿石的质量及其变化规律，进而总结其 成矿地质条件及矿床成因。
1 区域地质
研究区位于山西断隆(Ⅱ 23)、五台台拱(Ⅲ 29)、阜平 穹褶束(Ⅳ 231)东缘，南东临紫荆关—灵山深大断裂。出 露地质体以太古宙变质杂岩为主， 内有古元古代吕梁期基 性岩浆和中生代燕山期中—酸性岩浆侵入。该区地壳演化 经历了基底阶段、盖层发展阶段和强烈活化阶段，造就了 结晶基底塑性变形作用形成的多期叠加褶皱、强韧性变形 带与古元古代、中生代脆性断裂交织的构造格局。
1.1 变质基底
区域基底发展阶段经历了阜平旋回建造与改造过程， 形成了叠卜安岩组、宋家口岩组变质表壳岩与大石峪片麻 岩、坊里片麻岩、岗南片麻岩变质深成岩两类成因环境迥 然不同的岩石组合类型。变质地层多呈条带状、不规则状 分布，组成卵状、穹盆状复杂叠加褶皱构造，显示出基底 多期次构造迭加的特点 ;变质深成岩构成英云闪长岩—花岗闪长岩—二长花岗岩岩浆演化序列。
1.2 沉积盖层
沉积盖层分布于王快水库以北及紫荆关—灵山深大 断裂以东。岩石地层单位计有。
(1)中、上元古界长城系高于庄组白云岩，蓟县系雾 迷山组白云岩、石英砂岩楔。
(2)新元古界青白口系长龙山组石英砂岩。
(3)古生界寒武系馒头组页岩、张夏组灰岩、崮山组 + 炒米店组砾屑灰岩，奥陶系冶里组灰岩、白云岩、三山 子组砾屑白云岩、马家沟组灰岩。
(4)新生界第三系灵山组砂砾岩、灰岩，第四系冲洪 积砂砾石、亚砂土、亚黏土。
2 矿区地质特征
矿区出露地质体以太古界变质杂岩为主，包括叠卜安 岩组变质表壳岩和大石峪片麻岩、坊里片麻岩、岗南片麻 岩变质深成岩两类岩石组合类型。构造发育，宽缓的向斜 褶皱与压扭性断裂组成交织的构造格局。岩浆侵入活动较 强烈，经历了新太古代、古元古代、中生代三个期次，侵 入体为基性、中酸性岩墙、岩脉。
2.1 变质表壳岩
矿区变质表壳岩以叠卜安岩组为主，呈NWW 向条带 状展布，分布于庞家庄—寺北沟一带。岩组中新太古代第 一期变质基性岩呈岩片侵入， 形态复杂， 似层状、透镜状、 变形虫状，且具有明显的“成群成带”特点，基性岩片理 与变粒岩片理大体一致。叠卜安岩组(Arfd)是一套以黑 云变粒岩、角闪变粒岩、斜长角闪岩为主的岩石组合。各 类岩石中以富含石榴石为特征， 系本区赋矿层位。
2.2 变质深成岩
(1)大石峪片麻岩(Dgn)。分布于矿区北缘、大舍山南 西坡，接触界线与叠卜安岩组片理一致，内有早期基性岩 捕虏体，多呈透镜体产出，东北部被岗南片麻岩切割。大石 峪片麻岩岩石为深灰色条带状角闪斜长片麻岩， 矿物组成 ： 斜长石45% ～ 55%、石英 15% ～ 30%、角闪石 15% ～ 25%、 黑云母小于 5%， 原岩为石英闪长岩或英云闪长岩类。
(2)坊里片麻岩(Fgn)。呈面状、条带状分布，接触界 线与叠卜安岩组片理大体一致，庞家庄西锯齿状侵入叠卜 安岩组。内有早期基性岩捕虏体，透镜状、变形虫状。岩石为灰色条带状、肠状黑云斜长片麻岩，矿物组成 ：斜长 石 50% ～ 65%、石 英 15% ～ 25%、黑 云 母 10% ～ 25%、 角闪石小于 5%。岩石受多期变质变形改造而发育不同成 分及形态各异的长英质脉体， 原岩为花岗闪长岩类。
(3)岗南片麻岩(Ggn)。分布于矿区东北隅大舍山， 侵入于大石峪片麻岩中， 为肉红色含磁铁矿钾长斜长浅粒 岩，矿物成分 ：斜长石 40% ～ 50%、钾长石20% ～ 30%、 石英20% ～ 25%、磁铁矿 5%±, 原岩为二长花岗岩类。
2.3 第四系
(1)全新统松散堆积物(Qal+pl)。分布于坡麓及宽阔 沟谷地带，岩性主要为冲洪积砂砾石、洪积黄土夹砂砾 石。
(2)现代松散堆积物(Qs)。人工堆积砂砾石。
2.4 构造
矿区新太古代变质岩系经历了多期次变形变质作用 改造和深成岩侵入肢解破坏，构造形态复杂，总体构成轴 向NWW 向宽缓向斜褶皱与NWW 向、NNE 向断裂交织的 构造格局。新太古代阜平期变形变质作用产物，塑性变形 伴随区域变质作用，形成了NWW 向褶皱构造，并发育与 轴面平行的区域片理、片麻理、韧性变形带。变形带中各 种岩石强烈透镜化和平行化， 剪切应变和固态流变迹象发 育，变质程度达高角闪岩相。中生代燕山期活动强烈，构 造运动以脆性断裂为特征， 发育高角度正断层。
2.5 岩浆岩
(1)变质基性—超基性岩。分布范围广、规模大小不 等、产出形态复杂、岩石类型较多。按岩石化学成分可分 为基性岩和超基性岩二类， 分别为新太古代侵入于叠卜安 岩组、斜长角闪岩、辉石阳起石岩。
(2)基性岩墙。吕梁期岩浆侵入活动形成的NW—NNW 向基性岩墙，宽度 5m ～ 30m，岩石类型为辉绿(玢)岩，辉 绿结构、似斑状结构。矿物成分，斜长石 50% ～ 60%、普通 辉石30% ～ 45%、磁铁矿2% ～ 5%、少量角闪石。
(3)中酸性岩脉。燕山期岩浆侵入活动形成的NNW 向中酸性脉带群，岩脉宽度 3m ～ 20m，岩石类型为石英 二长斑岩， 疏斑结构， 斑晶 5% ～ 10%， 以斜长为主、钾长 石次之、石英较少，基质 90% ～ 95%，它形微粒，矿物成 分与斑晶相同。
3 地球物理特征
研究采用 1:1000 地面高精度磁法测量(磁法剖面测 量)进行物探工作，磁法剖面测量与同比例尺地形地质剖 面测量同步进行。磁法剖面方位 10°, 线距 200m，点距 5m， 涵盖赋矿层位。
3.1 异常特征
矿区磁场属低磁反映， △ T 一般在 -200nT ～ 600nT。 磁平稳主要分布在矿区中西部， 磁异常主要分布在矿区东 部、中部， 异常范围在 300nT ～ 700nT， 异常下限 300nT。 西部异常(庞家庄西) 呈轴向 S-N 哑铃形，梯度西缓东陡， 中部、东部异常(安上—寺北沟) 呈 SEE 向连续纺缍形， 梯度变化不明显。
3.2 异常推断及验证
全区数据上延 100m、200m 和 300m数据处理。
3.2.1 Ⅰ号、Ⅱ号异常
两个异常上延 100m 后合并为一个异常，异常值变低， 说明引起两个异常的磁性体埋深比较浅。上延后异常中心 稍向北偏移，说明磁性地质体可能向北倾斜。上延 200m 后异常范围变的很小 ;上延 300m 异常基本消失，说明该 异常规模不大，埋深较浅，推断Ⅰ号和Ⅱ号异常异常下部 可能为一个磁性地质体。
验证 ：42、44 勘查线地表槽探工程未能揭露有价值的 磁铁矿体，线间 ZK4301 钻孔揭示深部岩石为石榴石磁铁 矿角闪变粒岩， 因此该异常为含铁岩石所致， 非矿异常。
3.2.2 Ⅲ号异常
异常南侧等值线相对较密集，北侧等值线相对较稀疏， 显示引起磁异常的磁性体北倾特征。上延后异常强度快速 衰减，面积也缩减的非常剧烈。上延 100m之后异常最大值 ΔTmax=303nT， 面积0.0016km2.上延200m、300m之后异常基 本完全消失，显示该异常下磁性体体积非常有限，且强度不 高、埋深不大。上延后异常中心稍向北移， 说明磁性体北倾。
验证 ：26、28 勘查线地表槽探工程揭露一薄层状磁铁 矿体，22 勘查线钻孔揭穿一薄层矿体，24 勘查线钻孔中浅 部弱矿化显示。该异常为矿致异常， 但矿体规模小。
3.2.3 Ⅳ号异常
上延 100m之后急剧衰减， 异常规模变小。
验证 ：16、18 勘查线地表槽探工程揭露一薄层状磁铁 矿体， 矿石质量变化较大。
3.2.4 Ⅴ号异常
上延后等值线明显南侧密集北侧稀疏，说明磁性体北 倾。且异常中心稍向北偏移，也说明该磁性体可能北倾。 上延 100m之后异常范围有所缩小， 上延200m之后异常消 失，说明该磁性体埋深不大， 体积较小。
验证 ：8 ～ 10 勘查线地表槽探工程、浅部钻探工程控 制矿体，10 勘查线深部工程揭穿矿体，矿体呈北倾、不稳 定之透镜状。异常为矿致异常。
3.2.5 Ⅵ号异常
范围相对较小，异常上延后面积变小。位于 0 测线北侧，对化极后的 ΔT进行上延200 米后异常基本消失。
验证 ：2、4 勘查线地表槽探、浅部钻探未发现有价值 磁铁矿体，4 勘查线深部 ZK402 钻孔显示矿化，因此该异 常为隐伏磁铁矿体所致， 但矿体规模小、矿石质量差。
4 矿床地质
4.1 矿体形态、规模、产状
磁铁矿体赋存于新太古界叠卜安岩组下部，矿区将该 赋矿层位单独划分为一层级岩石单元—磁铁石英岩夹变 粒岩，由宽度不一、疏密不匀的磁铁石英岩条带夹变粒岩 条带相间产出组成。磁铁石英岩条带宽度 5cm ～ 50cm、变 粒岩条带 10cm ～ 30cm，磁铁石英岩与变粒岩分布比例 5:1 ～ 1:3.该岩层受变质地层产状控制，走向NWW，倾向 320°~ 39°, 倾角 7°~ 42°。整体呈层状、似层状，厚 度0.91m ～ 9.01m， 平均2.78m。下伏岩层为叠卜安岩组角 闪变粒岩、安上—庞家庄一带渐变为黑云长变粒岩，上覆 岩层为不稳定的角闪变粒岩、100 ～ 4勘查线为石榴二辉 斜长角闪岩。
矿区于赋矿单元内圈定出 3 个矿体，自西向东编号为 Fe-1、Fe-2、Fe-3.
Fe-1矿体。位于寺北沟村东山梁、8勘查线。控制长度 100m，透镜状，倾向 30°, 倾角 42°。矿体赋存于磁铁石 英岩夹变粒岩单元中上部， 岩性为角闪磁铁石英岩 ;底板 为稀疏条带状的磁铁石英岩夹变粒岩， 磁铁石英岩与变粒 岩大致比例为2:1 ～ 1:1 ;顶板为角闪变粒岩。由探槽TC8 揭露。控制矿体真厚度 3.44m， 矿石品位 ：TFe 23.71%、 MFe 18.44%。
Fe-2 矿体。位于寺北沟村东山梁、10 勘查线。控制长 度 100m， 透镜状， 倾向 345°, 倾角24°~ 32°。矿体赋 存于磁铁石英岩夹变粒岩单元中下部， 岩性为角闪磁铁石 英岩 ;顶底板主要为稀疏条带状的磁铁石英岩夹变粒岩， 磁铁石英岩与变粒岩大致比例为2:1 ～ 1:3.矿体地表由探 槽TC10 揭露、深部由钻孔 ZK1001 控制。工程控制矿体真 厚度 1.32m ～ 1.98m， 矿体平均真厚度 1.65m。矿体平均品 位 ：TFe 24.68%， MFe 19.30%。
Fe-3矿体。位于安上村西山梁、22勘查线。为隐伏矿 体，由钻孔ZK2201揭穿。矿层与岩心轴夹角70°、视倾角 20°。矿体赋存于赋矿带下部，岩性为角闪磁铁石英岩，矿 体顶板为石榴石磁铁黑云变粒岩、底板为黑云变粒岩。控 制矿体真厚度 1.17m， 矿石品位 ：TFe 22.67%、MFe 15.70%。
4.2 矿石质量及矿石类型
4.2.1 矿石质量
(1)结构、构造 ：柱粒状变晶结构、半自形—它形晶 粒状结构， 条带状定向构造、平行定向构造、浸染状构造、块状构造。
(2)矿物成分。矿石中金属矿物主要为磁铁矿，少 量磁黄铁矿、黄铁矿，微量褐铁矿、黄铜矿 ;脉石矿物 主要为石英，其次普通角闪石，少量黑云母，偶见石榴 石。磁铁矿呈半自形 — 它形晶粒状与角闪石、石英等 脉石矿物一同定向分布或分布在脉石矿物之间，粒径 0.01mm ～ 2mm， 含量25% ～ 35% ;磁黄铁矿呈他形粒状、 或呈皮壳状、胶状集合体， 大小约 0.05mm ～ 0.2mm ;黄 铁矿呈半自形～自形晶粒状，常与磁铁矿分布在一起，粒 径 0.01mm ～ 0.2mm ;隐晶质褐铁矿多呈黄铁矿的晶形假 象与磁铁矿分布在一起，为交代黄铁矿所形成 ;黄铜矿呈 它形晶粒状分散分布，粒径 0.005mm ～ 0.2mm。石英呈它 形或拉长粒状，与磁铁矿接触边界一般较为平直，部分为 港湾状及锯齿状， 粒径0.3mm ～ 3mm， 含量 50% ～ 55% ; 绿色普通角闪石呈它形柱状平行定向排列，粒径大小不 等， 多在 0.2mm ～ 1.5mm 之间， 含量 15% ～ 20% ;黑云 母呈鳞片状分散在岩石中，部分绿泥石化。角闪石与磁铁 矿相伴生，组成矿石中的黑色条带，与稍有拉长的石英组 成矿石中的浅色条带。
(3)化学成分。根据矿石化学基本分析结果 ：TFe 22.67% ～ 26.79%， 平均 24.05% ;MFe 15.70% ～ 21.19%， 平均 18.44% ;属需选的贫铁矿石。TFe与MFe 差值一般在 5% ～ 7%之间。
根据矿石光谱半定量、化学全分析结果，矿产元素为 Fe、矿物组分为Fe2O3、FeO，未发现其它伴生有益元素或 组分。
4.2.2 矿石自然类型
矿区矿石自然类型简单，仅有角闪磁铁石英岩一 种。柱粒状变晶结构、半自形—它形晶粒状结构，条带 状定向构造、块状构造。矿物成分主要为磁铁矿，含量 25% ～ 35% ;脉石矿物主要为石英 50% ～ 55%，其次为 普通角闪石 15% ～ 20%， 少量黑云母、石榴石。
5 矿床成因
(1)矿床赋存于新太古界叠卜安岩组，近矿围岩为角 闪变粒岩、黑云变粒岩、石榴石二辉斜长角闪岩。该岩组 原岩建造为中—基性火山岩建造夹泥质硅铁质建造， 形成 于活动陆缘—海沟古环境， 经历了麻粒岩相变质作用。
(2)矿体呈似层状、透镜状产出，与围岩产状基本一致。
(3)矿石为角闪磁铁石英岩，条带状定向、平行定向 构造为主， 品位低， 属贫铁矿石。
综上所述， 该矿床为变质沉积磁铁矿床。
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