邯邢铁成矿区―西石门铁矿成矿构造与找矿方向分析_邯邢矿山局西石门铁矿
时间：2019-02-20 03:25:53 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘 要：邯邢铁成矿区的北面是赞皇大背斜，南面是石板岩背斜，西面是栗城背斜。背斜总体呈开口朝东的凹状正地形出现，均以整体稳固性高的太古代古老结晶基底为核；中生代以来地质概貌基本如此。在新华夏系构造应力作用下，因赞皇和石板岩古老结晶基底对SEE-NWW向挤压应力的抵挡遏阻作用，造成该凹形结晶基底东缘构造应力集中，盖层断裂发育，岩浆活动频繁，成矿作用强烈，形成了凹形结晶基底东缘具重要意义的弧形断烈岩浆成矿带。对此构造控矿机制应充分认识并用以指导找矿。目前，凹形结晶基底东缘的弧形断裂岩浆成矿带仍凸现很大的普查找矿空间。
关键词：凹形基底 新华夏系 弧形成矿 找矿空间
西石门铁矿是河北省邯邢铁成矿区唯一的大型铁矿床。邯邢铁成矿区包括武安和涉县的大部，永年、邯郸及沙河、邢台县之一部，属邯邢式接触交代型（磁）铁成矿区；区内铁矿床星罗棋布。成矿区确立的三十多年来至今，资源的采掘利用已日渐进入了开发生产的后期阶段。
本文主要从构造方面对邯邢铁成矿区―西石门铁矿的成矿构造，进行概括的归纳、分析，希望能有益于今后的地质找矿工作。
一、区域地质构造型式
邯邢铁成矿区位新华夏系第三隆起带中段太行隆起之东麓，东临华北沉降带。巨型大兴安岭―太行山―雪峰山北北东向深大断裂带（于本区表现为邯郸―磁县大断裂）在区域东侧通过。参见图2。
中生代以来新华夏系构造应力场的持续作用，是本区铁成矿作用直接的构造控制因素。
成矿区北面是北北东向展布的赞皇大背斜，南面是近南北向分布的石板岩背斜，西面是北北东向的栗城背斜，参见图1。
这些背斜均以整体稳固性比较高的太古界古老结晶基底为核，呈正地形出现，形似开口向东的凹形，中生代以来地质概貌基本如此。邯邢铁成矿区就位于此三个隆起的凹形结晶基底内的洼地，；包括西石门铁矿在内的基村―中关―王窑―西石门―北名河―崇义―玉泉岭―磁山主断裂岩浆成矿带，位于此凹形结晶基底的东缘。
区域中盖层厚达千米，显示有多种构造形迹。易辨认又较发育的，一是较早期的近南北向构造，主要表现为高角度的张扭性断裂；二是较晚期的新华夏系构造，以北北东向断裂为主，褶皱次之。区内多见的旋扭状构造应是新华夏系应力场的派生构造形式。南北向构造多见于区域中西部，新华夏系在区域东部发育。
纬向构造在本区主要表现为基底断裂,航磁反映有邢台、矿山―洪山和磁山三条纬向基底断裂带。见图2。
近东西向基底断裂与北北东向深大断裂带共同构成区域岩浆活动的深部通道；与其相通或接近的盖层断裂则构成了岩浆活动的浅层空间。
区域上发育有太古界、元古界、古生界、中生界及新生界地层。邯邢式铁矿化与古生界中奥陶统灰岩层关系密切，层控性明显。与铁矿化有关的岩浆岩为燕山期中性杂岩系，主要在八处出露，以往地质工作习惯将其称之为八大岩体。这些岩体按形成时间可分为三个呈北北东向弧状分布的岩浆岩带。参见图3。其基本特征见表1。
由表1可知：本区岩浆岩存在着沿东西方向活动的印迹。
二、邯邢成矿区东部弧形断裂、岩浆岩、成矿带成因分析
较早期形成的凹形古老结晶基底因中生代以来新华夏系应力的持续性作用，便受到南东东―北西西向挤压应力的作用，如图4所示。
稳固性较高的凹形结晶基底之东缘，是应力集中的地带，从而在盖层中发育起一系列北北东向断裂。
由于赞皇背斜比石板岩背斜向东展布的远，故当NWW向挤压应力受此二者抵挡时，前者的抵抗力相对要来的更早、更大，结果是：在接近赞皇隆起处，断裂线向北东偏移，而两大隆起背斜之间，则断裂线向西内凸，从而形成了弧形断裂带；其弧顶朝西，与古老结晶基地的凹形轮廓相吻合。
邯邢成矿区凹形结晶基底东缘弧形断裂带是一客观存在；用泥巴模拟凹形结晶基底这样的边界条件作简单的相关试验，表明构造形迹有集中发育于凹形东边缘且呈弧形这一趋势；在本区，岩浆岩带的中轴连线明显呈弧形；同时，区内早期的南北向构造展布于中西部，而新华夏系在东部发育，此亦是指向NWW的新华夏系构造应力遭凹形结晶基底遏阻并在其开口地带发育起断裂的佐证，即遏阻地带发育相关的新华夏系应力的断裂构造，遏阻地带以西因应力被释放、应力强度减弱，故更多地保留了原有的南北向构造形迹。参见图5。
凹形结晶基底开口地带，应力集中，构造―岩浆活动强烈，以至形成了武安断陷盆地。綦村―中关―王窑―西石门―北名河―崇义―玉泉岭―磁山一线，更适于岩浆矿化活动，因此，邯邢铁成矿区90%的铁矿量赋存于此一线，发育了具重要意义的凹形结晶基底东缘的主要弧形断裂―岩浆岩―成矿带。见图5。
上述，基本指出了为什么邯邢成矿区中西部多见的是南北向断层，而东部发育北北东向构造；解释了弧形断裂带，弧形岩浆岩带，弧形成矿带的形成原因；说明了之所以形成武安断陷盆地和本区铁矿量集中赋于凹形结晶基底东缘的内在机理。
由于构造―岩浆的多期次活动，导致多阶段成矿作用,包括西石门铁矿在内的弧形主成矿带其储量很可观，这也是原因之一。
三、西石门矿区侵入岩体和围岩的基本特征
西石门铁矿床位邯邢成矿区弧形主成矿带偏北部。区内主要出露中奥陶统地层，主体是灰岩。铁矿体产于燕山期岩浆岩与中奥陶统灰岩的接触带及其附近。区内岩浆岩隶属八大岩体之一的矿山岩体，为闪长岩类岩石，侵入特征明显。勘探工作证明，区内岩体是一局部能打穿的似层状侵入体，总的产状趋势是向南东方向倾斜；结合成矿区的岩浆活动背境，推断相关的岩浆活动系由南东主要沿中奥陶统的同生角砾岩层，大致向北西方向侵位。其入侵方式可分为两种：一是上侵，一是超覆。前种方式可使上覆沉积层隆起，形成侵入体上隆构造。邯邢成矿区大部分矿床与西石门矿区侵入岩和围岩的基本特征类似。
四、西石门矿区构造特征
西石门铁矿在太古代凹形古老结晶基底东缘。受新华夏系构造应力作用，区内显示以褶皱为主体的NE向复杂挤压带构造。见图6。
褶皱在表层表现强烈，向下部则变弱，向下100米左右则消失而转化为较单一的平缓开阔的背斜状隆起，从而矿区显示着相互不协调又彼此相关的两种构造，即表层挤压带构造和深部侵入体上隆构造。
1、表层挤压带构造
表层挤压带走向北400东。由前可知：挤压带偏离相关的新华夏系北北东走向，是矿区在新华夏系构造应力作用中比较邻近赞皇大背斜所致。
西石门表层挤压带全长约4公里，由5条主褶皱及一系列小褶曲和三条断裂组成。构造总的特点是：褶皱多见倒转，西翼较陡，东翼较缓，倒转轴面倾角0―450，倾向北西；断裂分布在矿区边侧，与褶皱构造延展方向一致，为高角度的压扭性断层。
西石门表层挤压带的另一特点是岩浆活动对其的吞噬和改造，直观为褶皱或断裂在部分地段被吞噬或方向偏移，说明挤压带先于岩浆活动前存在；并且凡倒转褶皱，其东侧几乎无一例外地伴存着侵入岩（见图7），侵入岩与褶皱岩层交错接触；在平面上，主褶皱仅在其东侧发育次级小褶曲，这也应是较后期岩浆活动造成的结果。
总之，西石门表层挤压带属新华夏系构造，赞皇背斜对新华夏系应力的遏阻使其构造线方向偏转至北400东走向。挤压带先于岩浆活动前存在，岩浆活动使其复杂化，岩浆活动的侧向挤压使其褶皱轴面向南东倒转；此也在说明：岩浆活动是大致由南东向北西侵位。
2、深部侵入体上隆构造
深部侵入体上隆构造（参见图8）与表层挤压带具近似的规摸，且二者走向一致。这说明两者有某种依存关系：上隆构造在形成时，挤压带中的褶皱层将相对舒展，这种对上隆应力的发散作用导致了侵入体上隆构造与表层挤压带构造在总体走向上的一致性；这也是表层挤压带先于岩浆活动前形成的一个特征。
3、矿区构造的演化进程
西石门矿区构造应有如下演化进程：
①新华夏系挤压应力作用于太古代凹形结晶基底,由于西石门矿区邻近赞皇背斜,其阻遏作用使理想的北北东向构造线偏转,形成了北400东向表层挤压带。
②表层挤压带形成之后或几乎是同时，岩浆活动使其复杂化。超覆岩浆的侧向挤压力使早期褶皱发生倒转；侧向挤压力与区域应力场方向一致是矿区褶皱向南东倒转的内在原因。侵入（上侵）岩浆的纵向活动，其上冲力使上覆褶皱岩层整体隆起，形成了与表层挤压带不甚协调的深部侵入体上隆构造。因处同一构造边界条件，且表层挤压（主要是褶皱）带对岩层上隆有发散应力、促其发展的作用，故深部上隆构造与表层挤压带在总体展布上相吻合，规摸上相近似。
③更多的是上二种岩浆活动方式同时发生作用，从而使原构造线在一些地段被吞蚀，在某些地段背、向斜间距扩大，轴向偏移，旁侧次级褶皱发育。
上述，即是直观到的西石门矿区的基本构造概貌。其中，中奥陶统岩层中膏盐的存在以及岩浆热会使岩层的润滑性与可塑性增强，这对本区表层挤压带倒转褶皱和深部侵入体上隆构造的形成，是有利的，因而将有利于矿床（体）的形成。
五、控制矿体的构造
西石门铁矿是中偏硷性侵入岩与中奥陶统灰岩接触，发生交代―充填成矿作用而成。矿体主要产于接触带及其附近。接触带构造是基本的控矿形式。由于含矿溶液处在一定的内压下，必然向接触带及其附近的压力较低处运移，因此，西石门铁矿还具体表现为从属于接触带构造的以下构造控矿形式：
1、侵入体上隆构造控矿
侵入体上隆构造是本区最为普遍，因而也是最重要的控矿构造。
西石门上隆侵入体的顶面以线状为主，上隆岩体与围岩基本呈“整合”式接触，其伸展方向与表层构造线一致。侵入体在矿区的南、中、北段均有一穹窿状上隆。铁矿体主要赋存在NE向线状上隆的东翼，呈似层状；厚大矿体产于穹窿状隆起处。上隆构造的产状总趋势是轴部隆起高并突入表层构造，西翼较陡，东翼稍缓。
侵入体上隆时，灰岩层往往随之发育起一套伴生构造如虚脱、压碎、张裂、滑动、层间破碎以及岩浆冷缩在岩体顶部与灰岩之接触带留下低压空间，从而给含矿溶液的集中，铁质的聚集、沉淀，创造了有利条件，这就是侵入体上隆构造的控矿作用。
在西石门铁矿区，成矿与上隆构造关系密切，但表层褶皱构造有发散应力，促进上隆构造形成和发育的作用，使其有可能酿成大的成矿空间;西石门铁矿体延长十余里，厚达百余米，当与此有关。
西石门铁矿多见到上隆构造翼部――主要是东翼的弧形上拱，是侵入体上隆构造的次级形式之一，也是重要的控矿构造。
2、断裂构造控矿
西石门矿区的断层基本属成矿前―成矿期构造，在岩浆―成矿活动中，是围岩中的低压薄弱地带，故利于成矿。本区三条断裂除F1外，另二条断裂中均有矿体赋存。
西石门矿区的上述构造控矿形式，在邯邢成矿区具代表性。
六、构造对矿体空间配置的制约
西石门铁矿主要赋存在与侵入体上隆构造有关的接触带；矿体主要产于上隆构造的东翼。
对大致呈北东向伸展的侵入体上隆构造来说，矿体在其翼部的这种配置是不对称的。
由于侵入体上隆形成的伴生构造相对其轴面来说一般是对称的，并且围岩岩性也无明显差异，为什么矿体在上隆构造两翼的发育不同？由此设想：矿液的运移展现在平面上是有方向性的，不是单一的向上活动；是矿液运移的方向性造成了矿体主要配置在上隆构造的东翼。
用矿体内磁铁矿中TiO2的含量变化作成矿的相对温度计，当其含量高时说明成矿温度高（形成时间较早），从而去展现矿液运移规律，这在一定范围内是可行的（表1是一实例）。
基于此，现将西石门及其邻近铁矿床近20平方公里范围矿体磁铁矿中TiO2的长度加权平均含量列表如下：
由此得出，矿液与岩浆活动的方向大体是一致的，即由南东向北西运移，如图9所示。
矿液沿接触带由南东向北西运移，由于侵入体上隆构造的东翼比西翼较早地接受矿化的作用，与矿液接触机会多，作用的时间长，故成矿活动强烈，因而更易发育起工业矿体。
矿区多见似层状矿体向东斜向延长有的达840米，且矿体呈多层出现并向西作收敛状，这应是矿液自南东向北西运移的足迹。（参见图7）。
区内矿体中元素硫在近灰岩处含量较高，向火成岩处含量变低；在西北部含量较高，向南东方向含量变低。参见图10。
元素硫的这种变化也在帮助说明：本区的矿液运移是大致沿东西方向进行的。
综上说明：西石门铁矿的矿液活动与岩浆活动方向一样，均是自南东向北西，是矿液运移的方向性导致了矿体在接触带上隆构造中的不对称配置；矿区挤压带构造、岩浆活动、矿液运移，共同受控于新华夏系构造应力场的作用方式，即由SEE向NWW压挤。这种构造控矿机制在邯邢成矿区亦具代表性，有揭示全局之意义。
七、找矿工作建议
基于本文的讨论分析：
1、继续在綦村―中关―王窑―西石门―北名河―崇义―玉泉岭―磁山弧形断裂岩浆成矿带的找矿工作。
该带位凹形结晶基底东缘，具极佳的成矿条件，已知铁矿储量占邯邢成矿区的90%左右。对此一线上的低缓磁异常，应认真仔细地研究分析，积极验证。
同时，还应注意弧形断裂岩浆成矿带该的深部找矿；在本带，已探明矿体的下（深）部，坑道钻探中屡有新的工业矿体被发现。
2、加强对綦村―中关―王窑―西石门―北名河―崇义―玉泉岭―磁山弧形断裂岩浆成矿带以东地段的找矿工作。
綦村―中关―王窑―西石门―北名河―崇义―玉泉岭―磁山弧形断裂岩浆成矿带以东，同处在凹形结晶基底的东缘，亦是应力集中，构造变动大的地带，以至形成了（武安）断陷盆地。该区块显示的断裂亦呈弧形，并具有岩浆岩和地层条件，且以往地质工作中虽已查明存在台口、新庄、胡峪等铁矿床，但仍显现很大的空白区域。加强本区带的找矿工作，一定会有喜人的发现。3、注意借鉴引用本区的构造控矿规律，指导在更大地域里的铁矿以及其它矿种的勘查找矿工作。
本区凹形结晶基底开口地带发育弧形的断裂―岩浆岩―成矿带，这是客观存在的地质实体。凹形结晶基底东缘地带发育北北东向构造、其内部则南北向断裂发育和简易泥巴模拟试验及一定量的物化测试结果，帮助加强了对此的认识。在地质找矿工作中，应注重这样的认识，以期增强地质找矿工作中的主动性和有效性。
八、结论
1、控岩构造
隐伏的巨型北北东向深大断裂与近东西向基底断裂共同构成本区岩浆活动的深部通道;与其连通或接近的次级断裂是岩浆在盖层中的活动空间。
2、区域性凹形结晶基底
由赞皇、栗城、石板岩背斜构成的凹形古老结晶基底，是邯邢铁成矿区具重要意义的区域地质构造型式，它制约着区内盖层构造以及岩浆岩的展布及发育特征，并进而影响和制约着本区铁的基本矿化活动与赋存规律；即凹形古老结晶基底与弧形断裂―岩浆岩―成矿带具成生联系。在继续的找矿工作中应予以充分重视。同时，也应在更广的地域里注意到这种制约成矿的作用，以用于指导找矿。
3、控矿构造
西石门铁矿的矿区构造为一表层挤压带和深部侵入体上隆构造构成的复杂挤压带。侵入体上隆构造有直接控矿作用,是主要控矿构造，矿液的定向性运移导致矿体主要产于上隆构造的东翼；表层挤压带对侵入体上隆构造的形成有发散应力、促其发育因而具利于成矿之意义；西石门铁矿的构造控矿特征在邯邢成矿区具有代表性。
4、弧形断裂岩浆成矿带与新华夏系应力场
弧形断裂（成矿）带，岩浆活动，矿液运移，均受控于区域新华夏系构造应力场，三者一致地反映了新华夏系由南东东向北西西的挤压应力作用。
5、找矿方向
由赞皇、栗城、石板岩背斜构成的凹形结晶基底之东缘一带，因其在新华夏系应力场中构造应力集中、盖层断裂发育、岩浆活动频繁、成矿作用强烈，故具极佳的成矿地质条件，加强该区段的找矿工作，会有喜人的收获。
参考资料:
1、华北富铁矿工作经验交流会《地质资料汇编》 1973
2、518队《河北省武安县西石门铁矿勘探地质报告》1972
3、518队：河北省武安县涉县沙河地区构造体系与矽卡岩型铁矿分布图（1/10万） 1974
4、丁俊德等《论邯邢地区“邯邢式接触交代型铁矿》 1979
