河北承德黑山铁矿床热液成矿特征
时间：2022-05-30 11:15:17
摘 要：黑山大型钒钛磁铁矿矿床产于大庙斜长岩杂岩体中，是承德地区最重要的“大庙式”岩浆型铁矿床。笔者在矿区野外地质观察过程中发现，穿插于斜长岩中的铁磷矿脉、磁铁矿硫化物矿脉有热液成矿作用的显示，表明黑山铁矿床成因除传统认为的岩浆期结晶、熔离、矿浆贯入成矿作用外，还有热液期的成矿作用发生。
一、成矿地质背景
黑山铁矿床位于河北省承德市高寺台镇王营村，地理坐标为东经117051’39”～117。52’15”，北纬40。09728”～41。10728”。矿区地处华北地台北缘燕山台褶带与内蒙地轴的交接地带，区域上北有丰宁-隆化深断裂，南有古北口一承德-平泉深断裂；红石砬一大庙深断裂从矿区南部穿过。
矿区出露的地层以新太古界单塔子群变质岩系为主，古元古界变质深成岩类、中上元古界以碳酸盐岩为主的沉积岩、中生界侏罗一白垩系火山及陆相碎屑沉积岩、第四系冲洪积物均有分布。
大庙斜长岩杂岩于区内大庙、马营至上苍一带，是我国唯一的岩体型斜长岩杂岩体。其平面形态为三角形，东西长约40km，南北宽2～9km，侵位于太古宙单塔子群角闪斜长片麻岩中，因受到中生代侏罗-白垩系火山沉积地层的覆盖，出露不连续。大庙斜长岩杂岩体包括85%的斜长岩，11%的苏长岩和辉长岩，4%的纹长二长岩、石英纹长二长岩、花岗岩，以及少量的橄长岩，相互间呈侵入接触关系，赋存有丰富的Fe.Ti.P矿床。侵位年龄分别为斜长岩1726±9Ma（Zhangeta1.，2007）、苏长岩1693±7Ma和纹长二长岩1715士6～1742±17Ma
二、矿床地质特征
黑山大型钒钛磁铁矿矿床产于大庙斜长岩杂岩体中，矿化严格受基性岩体的控制。矿区内杂岩体主要由斜长岩和苏长岩两类基性岩组成。斜长岩根据蚀变作用可分为钠黝帘石化斜长岩、绿泥石化斜长岩、混染斜长岩。钠黝帘石化斜长岩呈白色，由钠黝帘石化的斜长石组成，半自形中粗粒等粒镶嵌结构，块状构造，部分发生硅化而致密坚硬；绿泥石化斜长岩与前者相比，常分布在苏长岩体和铁矿体周围，是铁矿体的近矿围岩，以绿泥石为主的暗色矿物多沿斜长岩后期脆性裂隙交代或充填，显示后期热液活动的特点；混染斜长岩的主要矿物成分除斜长石外，还有紫苏辉石、单斜辉石、钛磁铁矿、磷灰石等，岩石呈交代残余结构，斑杂状、似角砾状构造，普遍发生了蚀变作用。苏长岩体呈不规则脉状或透镜状，多为互不相连的独立岩体，以岩体群出现。苏长岩与斜长岩接触界面截然，为斜长岩固结后沿斜长岩体的构造裂隙侵入，苏长岩脉中可见斜长岩的捕虏体。铁矿体与苏长岩密切共生，苏长岩为矿源岩。
黑山铁矿区目前有Ⅰ号和Ⅱ号两个采区。Ⅰ采区有①、②号两个矿体群，分布于地表（约海拔800m）至地下约一300m海拔标高，由近百个矿体（盲矿体）组成，由于受压扭性构造控制，矿体向西偏南雁行斜列侧伏。地表出露矿体有①.1、①-2、②.1及②-2等，盲矿体有①-5及①-6等，大部分为致密块状铁矿石和铁磷矿石，矿石中TFe>30%。Ⅱ采区中矿体主要为③、⑥和⑧号矿体群，矿体多呈不规则脉状成群出现。与Ⅰ采区相比，Ⅱ采区矿石品位略低，磷含量更高。
黑山铁矿的矿石类型按主要组成矿物的组合形式可分为（1）钒钛磁铁矿石：主要由钒钛磁铁矿组成，粒状镶嵌结构、交代结构、填隙海绵陨铁结构，块状构造、浸染状构造、斑杂状构造；（2）铁磷矿石：主要由钒钛磁铁矿和磷灰石组成，
粒状镶嵌结构、交代结构、填隙结构、海绵陨铁结构，块状浸染状构造、块状构造；（3）含硫化物铁矿石：由钒钛磁铁矿、磷灰石、磁黄铁矿、黄铁矿、少量黄铜矿等组成，浸染状结构、海绵陨铁结构，块状构造、浸染状构造，TFe含量高低不定。脉石矿物主要为绿泥石、斜长石、紫苏辉石。围岩可分两类：一类是斜长岩类，它们多作为贯人式高品位铁矿石的直接围岩，矿体与围岩界限明显；另一类矿体围岩是苏长岩类。矿化蚀变发育，主要为绿泥石化，并常发育与绿泥石共生的石英。
三、热液成矿特征
黑山铁矿床成矿作用发生在斜长岩侵位固结后。前人认为成矿作用发生于岩浆期，或为含矿苏长岩质岩浆侵位形成具海绵陨铁结构、浸染状构造的铁矿石；或以岩浆活动晚期熔离的矿浆贯人，形成具有块状构造的矿石。
笔者研究发现，黑山Ⅰ、Ⅱ采区斜长岩中的铁矿化、铁磷矿化和含硫化物矿化均为沿断层或裂隙充填交代成因的热液型矿化：
（一）铁矿化：钒钛磁铁矿主要呈脉状分布于斜长岩中的断裂破碎带中，界线截然，脉粗细不一，分支多，产状复杂，断裂破碎带中可见磁铁矿透镜体。沿斜长岩裂隙交代的铁矿化与围岩界线截然，矿脉边部有淡青色蚀变边，为斜长石的绢云母化所致，具有热液成矿的特征。
（二）铁磷矿化：铁磷矿化与铁矿化密切共生，钒钛磁铁矿-磷灰石呈脉状发育于斜长岩中，为斜长岩固结成岩后沿脆性断裂裂隙进入，矿脉边部的斜长岩发生了蚀变，有绿泥石化、绿帘石化等。矿脉中铁矿化和铁磷矿化具有明显的分带，一
般中心以钒钛磁铁矿为主，矿脉两侧为钒钛磁铁矿和磷灰石共生的铁磷矿化，二者界线较清楚，有人认为该矿脉为矿浆贯入成因，但笔者在该矿脉的磷灰石中只发现大量流体包裹体，没有找到熔融包裹体，说明是热液充填锄脉。该矿脉也符合热液阶段性矿化的特点：首先是富挥发分的铁磷矿化先发生，然后钒钛磁铁矿充填裂隙中心。③含硫化物铁矿化：斜长岩中可见含硫化物铁矿脉，硫化物（磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿）均匀分布于钒钛磁铁矿中，边部有绿泥石化边及绿泥石网脉，该绿泥石也成网脉穿插于斜长岩中，显示热液成矿特征。
四、结论
（一）河北承德黑山铁矿床除发育岩浆结晶分异、熔离贯人型矿化外，还发育热液成因的铁矿化、铁磷矿化和含硫化物铁矿化。
（二）铁磷矿石的磷灰石中原生包裹体为流体包裹体，其均一温度虽然变化范围大，但盐度高、子矿物种类复杂，组成中富含CO：和CH。等，显示以岩浆热液为主。
（三）成矿机理可能与大气降水对岩浆热液的稀释有关，沸腾作用可能不重要。
参考文献：
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