学文网[摘 要] 河北省沙河市白涧铁矿，赋存于岩浆岩与碳酸盐岩的接触带上以及附近的围岩中，属于邯邢式铁矿。白涧铁矿床的形成与燕山中期闪长岩-二长岩类和中奥陶统钙镁碳酸盐岩的接触交代作用关系密切。燕山中期岩浆同化与混染中奥陶统的碳酸盐岩，为岩浆后期及期后钠化、矽卡岩化及热液蚀变提供了主要的物质来源，分析其矿床的蚀变岩的岩石学特征，对白涧铁矿的以矿找矿以及邯邢地区的深部和找矿具有标志作用。
[关键字] 白涧铁矿 蚀变岩 岩石学特征
引言
蚀变岩是成矿带具有特殊空间结构和矿物成分的一种地质单元。研究资料表明，邯邢式铁矿属接触交代成因类型，产出在燕山期中性岩浆杂岩系与以中奥陶统碳酸盐为主的接触带内及附近，铁矿的形成与近矿围岩所发育的钠长石化、矽卡岩化和热液蚀变交代作用有密切关系。白涧铁矿的蚀变岩石类型主要有钠长石化闪长岩、钠长石岩、矽卡岩等。本文将对铁矿床围岩蚀变后的蚀变岩石的岩石学特征进行详细分析，以期能够了解铁矿的富集过程，为今后的找矿工作提供帮助。
1.矿床地质背景
白涧铁矿是近年来河北省地矿局第十一大队在邯邢地区开展深部找矿过程中，发现的一个大型铁矿床，矿床具有埋藏较深、规模大、品位高的特点，为本区典型的接触交代型铁矿床。白涧矿区位于太行山中南部，邯邢式铁矿成矿带北段，大地构造位置处于华北地台中部赞皇隆起带以南的拗陷带。矿体主要赋存于中关～白涧背斜的东西两翼岩浆岩与中奥陶统灰岩接触带上及接触带附近300m范围内的灰岩层间。依据矿区钻孔揭露资料，白涧矿区地层主要由中奥陶统、中上石炭统和下二叠统地层和第四系沉积物组成。铁矿体均为隐伏产出，多赋存于碳酸盐岩与岩浆岩的接触带上以及附近的围岩中，接触带构造和层间破碎带是主要的控矿构造。成矿围岩以中奥陶统下部碳酸盐岩地层为主。
2.矿体的蚀变岩石学特征
白涧铁矿的成矿围岩为马家沟组―磁县组灰岩。接触带发育有较好的矽卡岩化、钠长石化等主要的蚀变和矿化，白涧铁矿的蚀变岩石类型主要有钠长石化闪长岩、钠长石岩、透辉石方柱石矽卡岩、透辉石矽卡岩、透辉石金云母矽卡岩、金云母矽卡岩、透闪石-阳起石矽卡岩、蛇纹石矽卡岩等。单一矿物组成的蚀变岩少见，多数是几种矿物共存。其中钠长石化岩石靠近矿体部分叠加了矽卡岩化作用，形成更为复杂的叠加蚀变岩；矽卡岩中，特别是透辉石矽卡岩、金云母矽卡岩和蛇纹石矽卡岩常发育磁铁矿化。
2.1钠长石化闪长岩
钠长石化闪长岩主要分布于远离矿体的部位，岩石中主要矿物斜长石呈自形板状，颗粒大小0.3~0.5mm，常见聚片双晶，环带结构不发育，边缘钠长石化形成亮化边，中心常绢云化，含量50~70%。角闪石绿色，自形―半自形晶，常被钠长石交代，形成残余结构，含量10~25%，次要矿物主要为微斜长石、正长石和条纹长石，钾长石主要呈他形粒状分布于斜长石之间，微斜长石可见格子双晶，正长石具卡式双晶，条纹长石具条纹双晶，上述钾长石类矿物边缘具钠长石净化边，中心泥化变浑浊较脏，含量10~15%左右。石英含量小于5%，副矿物主要为磁铁矿、榍石。副矿物磁铁矿含量4~6%。
2.2钠长石岩
钠长石岩为闪长岩强烈钠长石化所形成的蚀变岩，主要分布于靠近矿体的部位，常于矽卡岩化岩石呈过渡关系。由于强烈的钠长石化，岩石的颜色多呈白色、灰白色，结构多为细粒结构，块状构造，主要矿物成分以浅色矿物钠长石为主，含量80~90%，有少量交代残余的斜长石，钠长石多呈细粒状，镜下表面干净，有些具有钠长石双晶，环带结构不发育。暗色矿物角闪石蚀变为阳起石，含量10%左右。副矿物主要为榍石含量2~3%，磁铁矿在钠长石岩中含量很低，几乎完全消失。钠长石岩中主要矿物的电子探针分析结果见表1。角闪石蚀变为阳起石（***1），斜长石、钾长石、角闪石大部分被钠长石交代。钠长石牌号一般＜5%（***2），为较纯净的钠长石，这也区别于岩浆结晶晚期形成的富钠的长石（An10%-15%）。
***1 钠长岩中的蚀变角闪石成分分类***解
端员矿物:透闪石(Tremolite),Ca2Mg5Si8O22(OH)2；
铁阳起石(Ferro_actinolite),Ca2Fe5Si8O22(OH)2；
浅闪石(Edenite),NaCa2Mg5Si7AlO22(OH)2；
铁浅闪石(Ferro_edenite),NaCa2Fe2+5Si7AlO22(OH)2；
韭闪石(Pargasite),NaCa2(Mg4,Al)Si6Al2O22(OH)2；
铁韭闪石(Ferropargasite),NaCa2(Fe2+,4Al)Si6Al2O22(OH)2；
镁绿钙闪石
(Magnesiohastingsite),NaCa2(Mg4,Fe3+)Si6Al2O22(OH)2；
绿钙闪石(Hastingsite),NaCa2(Fe2+ 4Fe3+)Si6Al2O22(OH)2；
镁钙闪石(Tshermakite),Ca2(Mg3AlFe3+)Si6Al2O22(OH)2；
铁镁钙闪石
(Ferrotschermakite),Ca2(Fe2+3AlFe3+)Si6Al2O22(OH)2；
镁角闪石
(Magnesiohornblende),Ca2[Mg4(Al,Fe3+)2]Si7AlO22(OH)2；
铁角闪石(Ferrohornblende),Ca2[Fe2+4(Al,Fe3+)2]Si7AlO22(OH)2
2.3矽卡岩
矽卡岩一般与矿体紧密伴生，矿化往往叠加在矽卡岩上。根据矽卡岩的产出位置可以将本区的矽卡岩分为内矽卡岩和外矽卡岩。
内矽卡岩为热液交代闪长岩形成，主要岩石一般呈浅绿色，中细粒结构，块状构造，主要组成矿物有方柱石和透辉石。一般透辉石含量少于方柱石，透辉石呈嵌晶结构分布在长柱状的方柱石之间。其中透辉石的成分一般较外矽卡岩中的透辉石含铁高（表2、***3）。
***2 钠长岩中钠长石的成分
Or：钾长石；Ab：钠长石；An：钙长石
***3 白涧矽卡岩中透辉石的分类***解
蓝色方框：内矽卡岩中的透辉石；红色圈：外矽卡岩中的透辉石
Wo：硅灰石；En：顽火辉石；Fs：铁辉石；Diopside:透辉石；Hedenbergite：钙铁辉石；Augite：普通辉石；Pigeonite：易变辉石；Clinoenstatite：单斜顽火辉石；Clinoferrosillite:单斜铁辉石
外矽卡岩有透辉石矽卡岩、透闪石-阳起石矽卡岩、金云母矽卡岩、蛇纹石矽卡岩等。透辉石矽卡岩主要分布在接触带外侧，灰绿色，中细粒结构，透辉石是主要的组成矿物，此外还有少量的透闪石-阳起石以及方解石等。
透闪石-阳起石矽卡岩主要与磁铁矿伴生，两者形成时间相近，常见透闪石-阳起石交代透辉石现象。
金云母矽卡岩在白涧矿区较为常见。深绿色的金云母与磁铁矿伴生或单独成矽卡岩产出，金云母粒度变化较大，有些呈中粗粒，有些呈细粒鳞片状。大量金云母矽卡岩的存在表明白涧矿区矽卡岩类型属于钙镁质矽卡岩，这与磁铁矿的成分标型研究具有高度的一致性。
蛇纹石矽卡岩在白涧也较常见，一般发育在外矽卡岩中靠近碳酸的一侧，一般呈黄绿色，细粒结构。是低温热液交代富镁碳酸盐的结果。
3.铁矿床的形成与蚀变的关系
***4 钠长石化过程中Fe2O3、FeO随Na2O的变化情况
岩浆期后含矿溶液从岩浆源中携带来的铁质和钠化过程中从近矿岩体中带出的铁质是本区铁矿床的铁质来源。含矿溶液在渗透、扩散的运移过程中，成分不断发生变化。在气成热液阶段，热液对闪长岩进行钠长石化作用，形成钠长化闪长岩和钠长石岩，我们对岩石钠化过程中，Fe元素的析出情况进行了分析（见***4），从***可以看出，随着钠化强度的增加，蚀变岩中钾和铁的含量明显呈减小趋势，当热液运移到接触带附近时，聚集在接触带的气成热液对岩体发生强烈的钠长石化，形成钠长石岩，随后，随着温度的降低，气成热液交代早期的钠长石化岩石，在接触带附近形成以矽卡岩矿物方柱石为主的矽卡岩化钠长石岩。与此同时，这种富钾的铁的络合物热液，交代外蚀变带碳酸盐围岩产生大量无水矽卡岩矿物透辉石，从而形成透辉石矽卡岩。随着温度的进一步降低，热液中络合物铁氯酸钾与富钙岩石碳酸盐岩或透辉石矽卡岩发生反应，结果使成矿热液中铁的络合物发生分解，铁质大量沉淀，形成磁铁矿富集。
4.结论
蚀变岩是热液活动在围岩中所留下的最明显的地质找矿标志，围岩的蚀变类型与矿化作用关系密切，白涧铁矿围岩蚀变类型多样，其中与成矿作用关系最密切的蚀变类型为钠长石化现象，研究结果表明，钠长石化是该区铁矿形成的必要条件，钠长石化过程伴随着成矿物质铁的析出，很多情况下铁矿周围矽卡岩化并不明显，甚至可以缺失，但钠长石化总是存在。但是，钠长石化仅是使岩体铁质析出的过程，而不是成矿物质沉淀的过程，所以在以钠长石化现象作为找矿标志进行找矿过程中，应注意钠长石化现象可能位于矿体附近，也有可能远离矿体。
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