摘要：河北省金宝沟铁矿位于河北省青龙满族自治县，由双山子镇和大巫岚乡管辖。铁矿层位于太古界朱杖子群桲椤台组的黑云斜长变粒岩、角闪黑云斜长变粒岩和石榴黑云斜长变粒岩岩石中。铁矿床形成后，经历了多期的变质改造和构造变形，使得该铁矿具有沉积特质和变质特质，属于沉积变质型铁矿。

　　关键词：磁铁矿；矿床成因；金宝沟；沉积变质矿床

　　1区域地质

　　本区处于中朝准地台燕山台褶带马兰峪复式背斜与山海关台拱接触部位。

　　1.1地层

　　主要为太古界双山子群、朱杖子群以及中元古界长城系的部分地层以及第四系。其中，太古界双山子群、朱杖子群是本区域变质铁矿的主要含矿层位。

　　太古界双山子群：区域内由北东至西南走向，岩性为黑云斜长变粒岩夹角闪斜长变粒岩，另外区域内还出露少量的变质火山—沉积岩。其走向为北东，倾向为北西，倾角为55°~65°。

　　太古界朱杖子群：岩性主要为黑云斜长变粒岩夹石榴斜长变粒岩、黑云斜长变粒岩夹角闪斜长变粒岩，另外有少量的变质砾岩出露。走向为北东，倾向为北西，倾角为55°~65°。

　　中元古界长城系大红峪组：分布在区域北部一带，出露面积较小，主要由厚层的石英砂岩、砂质白云岩夹砂岩组成。

　　中元古界长城系高于庄组：分布在区域的西北一带，出露面积较大。岩性主要由中厚层泥质白云岩、少量含锰白云岩组成。

　　第四系：分布在区域的东部，出露面积较大，主要分布于沟谷和河漫滩中，以残破积和冲积砂砾为主。

　　1.2构造

　　区域构造分为太古界基底构造和元古界盖层构造。基底构造包括复杂的褶皱构造和断裂构造，构造线主要朝北北东至北东方向。较大的构造有青龙河断裂，也称为“滦县—青龙断裂”，向南经过卢龙、滦县，隐入华北平原。区域西部可看到由东西向断裂组成的复杂构造带。盖层多为单斜或宽缓的褶皱，由于断层切割，地层产状变化较大。

　　1.3岩浆岩

　　在青龙—双山子—朱杖子一带，断裂引导了朱杖子期中基性熔岩的线性喷发。该区主要分布着太古代侵入岩和花岗岩，并集中在区域东南部。勘查区的东南侧相邻地是王杖子单元，以变质酸性侵入岩为主，长约5000m，宽300m-500m；而区域的东南部是王厂单元，以花岗质片麻岩和黑云角闪斜长片麻岩为主，出露面积较大。此外，该区域还出露了其他小规模的岩体，如柳各庄单元、老王家单元、红石岭单元。虽然区域性岩体存在，但并没有对勘查区内矿体产生破坏。

　　1.4航磁异常

　　双山子大断裂在整合区的东部经过，区域内呈现向西北突出的弧形。在磁场图中，该断裂显示为串珠状异常及异常梯度带特征。断裂西北侧为区域负背景磁异常区(本整合区位于西北侧)，断裂东南侧显示为升高变化的正异常区。双山子断裂主要通过太古宇变质岩区，南段为元古宇沉积地层区，局部为第四系覆盖。与双山子断裂带同圈定出一条同方向大断裂构造，称为青龙—滦县大断裂。该沿断裂带有破碎带、糜棱岩化及片理化发育。航磁资料在本区域内没有反映。

　　该地层主要为片麻岩和变粒岩，普遍含有角闪石、辉石等铁镁矿物。由于区内磁铁矿体与围岩片麻岩和变粒岩有差异，可以很明显地区分出矿体位置，因此地层中铁镁矿物对航磁异常影响可以忽略不计。

　　从1：25000航磁异常上看，勘查区内主要有3处航磁异常，分别为冀C-2010-1435、冀C-2010-1434、M50-343。其中，冀C-2010-1435异常分布面积为0.3km2，长轴北东方向，呈椭圆形，异常两侧较对称，极大值为119nT。冀C-2010-1434异常分布面积为0.4km2，长轴北东方向，呈椭圆形，异常两侧较对称，极大值为-77nT。该两个异常与整合区西南角异常是一条异常带，与Ⅰ号矿体空间形态相对应。即Ⅰ号矿体走向北东，Ⅰ-1号矿体与航磁1异常位置相对应，Ⅰ-4号矿体与航磁2异常位置相对应，Ⅰ-7和Ⅰ-8号矿体与冀C-2010-1435航磁异常位置相对应，Ⅰ矿体北段与冀C-2010-1434航磁异常位置相对应。M50-343异常分布面积为0.1km2，长轴北东方向，呈椭圆形，北西侧较陡，

　　南东侧较缓，极大值为56nT，该异常与Ⅵ、Ⅶ号矿体空间形态相对应，勘查区段符合航磁异常找矿靶区。

　　2矿区地质

　　2.1地层

　　区内主要地层：桲椤台组、老李洞组、储杖子组。

　　太古界朱杖子群包括桲椤台组、老李洞组、储杖子组、张杖子组、张家沟组。这些都是双山子运动之后断陷槽发生强烈引张下陷的产物。岩石主要为变质砾岩、黑云斜长变粒岩、黑云斜长变粒岩夹角闪斜长变粒岩、浅粒岩夹黑云斜长变粒岩以及黑云斜长变粒岩夹石榴斜长变粒岩，其倾向为北西，倾角在55°到65°之间。这些岩层中均不同程度夹磁铁石英岩，而黑云斜长变粒岩和石榴斜长变粒岩则是矿体的主要近矿围岩。

　　区内主要地层是桲椤台组、老李洞组、储杖子组。其中，桲椤台组分布于整合区中东部，是区内含矿地层。该地层岩石主要为黑云斜长变粒岩，地层中夹杂石榴斜长变粒岩。在整合区东部，该石榴斜长变粒岩呈长条带状夹杂于主地层中。由于受北西西-南东东向应力作用，该地层夹杂贯穿整合区，走向北东的斜长角闪片岩。上部夹杂较多磁铁石英岩类透镜体，变余结构发育。而岩层的走向则为北东，倾向为北西，倾角约为51°左右。

　　老李洞组则分布于整合区中西部，主要岩性是变质砾岩，具有变余层理和块状层理。该地层的矿物成分、结构构造以及地层厚度变化都很大。而它与桲椤台组地层是融合接触，与褚杖子组地层整合接触。该岩层的走向为北东，倾向为北西，倾角约为54°左右。

　　储杖子组分布于整合区西部，发育变余粒序层理、韵律层理、交错层理和变形层理，顶部和底部层位有变余细砾屑。该地层的岩石为黑云斜长变粒岩夹角闪斜长变粒岩，同样夹杂石榴斜长变粒岩和斜长角闪片岩，走向约为北东，倾向北西，倾角约为60°左右。而黑云斜长变粒岩呈深灰色，片状粒状变晶结构，岩石由长石、石英、黑云母、角闪石、绿帘石和少量电气石组成。斜长石文中描述的是它形粒状，大小约为0.1mm到0.5mm，镶嵌状分布，略显定向排列，轻绢云母化。石英则呈粒状，大小通常为0.1mm到0.4mm，少数为0.4mm到0.8mm，均匀镶嵌状分布，单晶或变晶集合体似豆荚状，略显拉长且定向，粒内轻波状消光。黑云母则呈鳞片状和叶片状，大小一般为0.1mm到0.5mm，少数为0.5mm到1mm，均匀或断续线痕状分布，少数绿泥石化。绿帘石则呈粒状，大小约为0.1mm到0.3mm，零星分布。

　　第四系则分布于整合区宽谷及一些大的沟叉山口地带，以灰黄、褐黄色含碎石的亚砂土、粉砂土层、夹砂砾石、碎石透镜体为主。一般来说，这些岩层的厚度为1m到8m，并且覆盖在太古界朱杖子群地层之上。

　　2.2构造

　　区内构造简单，处于一个大的向形褶皱构造中，地层倾向北西。未发现大型断裂或断层，小型构造对矿体不造成破坏。

　　2.3岩浆岩

　　岩浆岩出露较少，仅局部见花岗斑岩、闪长玢岩脉以及小规模的辉绿岩脉，对矿体均无影响。

　　2.4地球物理特征

　　根据标本磁参测定结果，磁铁石英岩磁化率常见值为20000×4π•10-6 SI，黑云角闪斜长变粒岩磁化率常见值为50×4π•10-6 SI。磁性参数测定结果表明，磁铁石英岩磁性最强，磁

　　化率均值为19255×4π×10-6 SI，剩磁平均值为347401×10-3 A/m，为强磁性岩石。黑云角闪斜长变粒岩磁化率均值为49×4π×10-6 SI，属于弱磁性岩石。

　　据测区1/5000△T剖面平面图和1/5000△T等值线平面图，测区磁场总体表现较平稳，大部分在0 nT~200 nT之间变化。在测区的西部和东部分布两条走向为北东的不连续、相对平行且狭长的条带状异常。两条异常带表现为正负异常伴生，不对称；正异常出现在东南侧，西北侧出现相应负异常；东南翼梯度相对较大，等值线相对密集，北西翼梯度相对较小，等值线相对稀疏。区内圈定局部磁异常共6处。

　　M1磁异常与Ⅰ-1矿体基本对应；M2磁异常与Ⅰ-2分矿体基本对应；M3磁异常与Ⅰ-3、Ⅰ-4分矿体基本对应；M4异常与Ⅰ矿体北段基本对应；M5号磁异常与Ⅵ-5、Ⅶ矿体基本对应；M6号磁异常与Ⅳ、Ⅴ号矿体对应。

　　综述：M1-M6号异常规模较小，正异常极值较低，但确实是由磁铁矿体引起，磁铁矿总体呈北东走向的条带状。从异常极值和规模分析，区内矿体资源远景属于中小型矿床，推测矿石品位局部较高，但总体mFe品位较低。

　　3矿床地质

　　3.1矿体特征

　　区号内共圈定了18条矿体，分别编号为Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3、Ⅰ-4、Ⅰ-5、Ⅰ-6、Ⅰ-7、Ⅰ-8、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ-1、Ⅵ-2、Ⅵ-3、Ⅵ-4、Ⅵ-5、Ⅶ。其中，Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅵ-5为主要矿体，其规模较大，其次是Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ号矿体。这些矿体产于朱杖子群桲椤

　　台组黑云斜长变粒岩、角闪黑云斜长变粒岩和石榴黑云斜长变粒岩岩石之中，呈透镜状产出。

　　这些矿体的总体赋存标高为84米至318米，150米标高以下常出现尖灭或由工业矿体渐变为低品矿体。厚度的特点为地表至150米标高变化不大或逐渐变薄，夹石呈不规律的出现。成矿带连续性尚可，但矿化不均匀，导致矿体呈现多组条带状透镜体产出。这可能与早期地质构造及赋存层位被捕捉有关。

　　主要工业矿体的特征分别如下：

　　Ⅰ-1矿体：控制走向长143米，控制标高为210米至286米，控制斜深92米。厚度变化系数为57.28；TFe变化系数为4.17，mFe变化系数为8.94，分布均匀。该矿体呈层状、薄透镜状，产状走向北东，倾向约320°，倾角50°至52°。

　　Ⅰ-2矿体：控制走向长716米，控制标高为84米至318米，控制斜深282米。厚度变化系数为44.12，厚度稳定；TFe变化系数为4.27，mFe变化系数为4.62，分布均匀。该矿体呈层状，产状走向北东，倾向约320°，倾角40°至57°。

　　Ⅵ-5号矿体：控制标高282米至315米，控制走向长227米，平均厚度为4.62米，变化不大，呈层状，倾向约310°至340°，倾角31°至54°，平均品位为TFe26.44%、mFe17.31%。厚度变化系数为64.17，TFe变化系数为10.33，mFe变化系数为19.04。

　　3.2矿石特征

　　3.2.1矿石的化学成分

　　(1)矿石组分及含量。通过数据分析，本区磁铁矿矿石中主要的化学成分是SiO2(51.16%)、Fe2O3(21.09%)、FeO(9.38%)、Al2O3(8.37%)、MgO(3.12%)、CaO(2.93%)、S(0.08%)和P2O5(0.03%)。有用的组分是Fe，没有伴生的有益组分，而有害组分主要是P2O5和S。由此可以看出，矿石属于高硅低硫磷铁矿石。

　　(2)有用组分赋存状态。通过做铁的物相分析发现，矿石中的铁主要以磁性铁的形式存在，其在全铁中的占比为73.53%；其次是以赤铁矿的形式存在，其占比为13.76%；其余的铁则以硫化铁、菱铁矿、硅酸铁的形式存在。铁主要以单一矿物的形式出现，主要矿物是磁铁矿，次要矿物为含钒钛磁铁矿以及钛铁矿，只有少量的黄铁矿或褐铁矿。

　　(3)有用组分分布及变化特征。总共有683件基本分析样品，分析结果按照不同品位区间进行分级统计。通过对整合区内样品品位统计，可以得出以下结论：①mFe品位的最高品位为30.94%，最低边界品位为12.02%，平均品位为15.84%。mFe品位主要集中在12%~20%之间，共有220件，占总件数的32.21%。②TFe品位最高为37.49%，而mFe边界品位对应的TFe品位最低为15.47%，平均品位为22.76%。TFe品位主要集中在16%~24%之间，共有236件，占总件数的34.55%。③单个样品中，TFe与mFe最高品位差值最大为6.55，最低品位差值为3.45，差值平均为5.00；矿石中磁铁矿与全铁的关系较为稳定。④对于12%≤TFe＜24%和12%≤mFe＜20%区间的矿石品位，统计各矿体对应工程的品位样品数后发现，每个工程都有12%≤TFe＜24%和12%≤mFe＜20%区间的样品，而且样品件数没有明显的变化趋势，也没有明显的高品位集中现象，即整合区内矿体的矿石品位沿走向、倾向变化较均匀，分布也较均匀。

　　(4)有害组分含量及分布状况。通过组合分析的SiO2(平均51.31%)、S(平均0.256%)、P(平均0.068%)含量检测结果，各有害组分均低于有害组分最低质量分数要求。这说明它们不会增加选矿难度，经过选矿处理后，尾矿中几乎不含有害组分，因此可以达到环保要求。

　　3.2.2矿石风(氧)化特征

　　通过物相分析，对比地表及深部矿石分析结果，发现地表有轻微氧化，深度约1m~2.5m之间也有一定氧化现象，不过影响较小，可以忽略不计。在这个深度以下，我们发现存在大量原生铁矿石，呈灰黑色。

　　3.3矿石类型

　　(1)矿石自然类型。自然类型：磁铁矿石；按矿石主要脉石矿物的种类：石英型铁矿石；按照结构、构造：条纹或条带状的铁矿石。

　　(2)矿石工业类型。工业类型：全区全铁25.06%，磁性铁17.10%。根据物相分析结果，计算磁性铁对全铁的占有率，磁铁矿/全铁为78.43%＜85%，属需选弱磁性铁矿石。

　　4矿床成因

　　4.1成矿物质来源

　　在太古代，地球由岩石组成的固体外壳比较薄、可改造性强。海洋底部的火山频繁且猛烈地喷发，这些活动产生的熔岩从基性到中酸性，如凝灰岩，在大面积多期次的喷发和溢出下，陆续构成了大批的火山岩，伴生了一些基性和超基性的火山岩。大量的铁矿层在这些火山喷发间隙中沉积。到了新太古代的早期，地壳的塑性逐渐转化为硬化，并且火山活动趋于平静，沉积岩开始不断增多。同时，构造和变质作用多期次地发生，对岩层和矿层进行了强烈的改造。到了新太古代晚期，本区域已经转化为稳定的地块。

　　综上所述，本区成矿物质主要来源于两方面。一方面由于火山活动，形成了热的酸性水，其对下面的基性火山岩进行了作用，溶滤、汲取出铁质，后来又溶解于海水中从而成矿。另一方面是当火山喷发时，产生了大量的喷气、热液和灰，同时也带入硅铁质，经过溶解也富集在海水中并形成了矿床。

　　4.2成矿物质运移

　　岩浆岩带入基础成矿物质后，经历了变质，并受到后期岩浆岩侵入的改造。在此过程中，铁质溶解于水中，在底流的作用下进行迁移或在氧化的过程中呈悬浮状态，被底流携带运输。

　　4.3成矿物质富集成矿

　　介质变为中性或弱碱性条件，溶于酸性水中的铁质，便发生沉淀，形成铁矿。

　　4.4结论

　　综上所述，本区的铁矿床在形成后经历了多个阶段的变质及构造变形。这些变化赋予了铁矿不仅沉积特征，还具有变质特征，故属于沉积变质型铁矿。经历成矿物质准备、运移、富集动力等阶段后，本矿床成功成矿。通过以上研究探讨，金宝沟铁矿矿床成因类型可归为沉积变质型铁矿床。

　　5找矿标志

　　根据本次工作的成果，我们初步总结出本区找矿的标志如下：

　　(1)地层标志：本区铁矿床位于太古界朱杖子群桲椤台组中，矿体为磁铁石英岩，两者关系极为密切。所以，寻找太古界变质岩系地层就是寻找该种类型铁矿床的地层标志。

　　(2)矿化标志：铁矿露头(磁铁石英岩)及转石是直接可见的找矿标志。

　　(3)人工标志：采矿遗迹、废弃采坑及硐口都直接指示了矿体位置，也是很直接的找矿标志。

　　(4)物探异常：物探是目前区域上最有效的寻找磁铁矿矿床的方法。航磁异常通常能反映矿带和矿化范围，地面的高精度磁法异常与浅部矿体对应相对较好，在基岩裸露或覆盖较薄的情况下，能够准确的指示矿体在地表的位置。

　　(5)地貌标志：条带状磁铁石英岩硅含量较高，因此易形成正地形，可以通过地貌特征推断矿体是否存在。