河南省永城市大王庄铁矿矿床特征及成矿规律

2024年3月17日发(作者：四时田园杂兴的诗意)

河南省永城市大王庄铁矿矿床特征及成矿规律

画玉省

【摘 要】Dawangzhuang iron deposit is located in the Cu-Au ore

concentrated field of Yongcheng- Huaibei skarn type in the southen

margin of North China is a middle scale iron deposit with the total

prov-en resources/rerves of 14.4529 million tons as an important

achievement in the current exploration,but there is no rearch report for

the deposit until on the rearch result of project supported by

Henan Geological Explortation Foundation,the paper has propod of a

preliminary summary of the geolog-ical characteristics and metallogenic

regularity of Dawangzhuang rearch result indicates that

Dawangzhuang iron deposit occur in the outer contact zone of Yanshan

granite and Middle Ordovician is belonged to Hanxing skarn

type iron iron ore body distribution is controlled by

Yongcheng anticlinorium,and the anticline axis is the main mineralization

place,the structures of fracture and interlayered weak belt offer the ore-

hosted space for the ore-bearing e there are great differ-ences

of magnetic property between magnetite ore and wallrock,geomagnetic

anomaly can be ud as main exploration method in prospecting in

Dawangzhuang iron mining area where is covered through by thick Ce-

nozoic diments of an average thickness up to 140m.%大王庄铁矿床为华北

克拉通南缘永城—淮北矽卡岩型铁(铜金)矿集区最近取得重要勘查进展的中型铁矿

床,累计探明资源储量1445.29万t,但迄今尚无对该矿床的任何研究报导.以河南省

地质勘查基金项目成果为依托,对大王庄矿床的成矿规律和地质特征作一初步总结,

研究认为,大王庄铁矿床产生于中奥陶统碳酸盐岩和燕山期花岗岩的外接触带,属于

邯邢式矽卡岩型铁矿床.永城复式背斜控制了该区矿体的分布,背斜轴部是成矿的主

要场所,层间薄弱带、裂隙等构造为含矿流体的汇聚提供了赋矿空间.磁铁矿石和围

岩之间存在着较大的磁性差异,对于被新生界沉积物(平均厚140余米)全覆盖的大

王庄铁矿区,可利用地磁异常作为主要的找矿手段.

【期刊名称】《矿产与地质》

【年(卷),期】2017(031)004

【总页数】8页(P731-738)

【关键词】大王庄铁矿床;地质特征,成矿规律,邯邢式矽卡岩型,地磁异常;河南

【作 者】画玉省

【作者单位】河南省有色金属地质矿产局第一地质大队,河南 郑州 450016

【正文语种】中 文

【中图分类】P618.31

位于河南省华北板块东南缘永城-淮北地区的永城大王庄铁矿床，属于深覆盖区，

大王庄铁矿床是河南境内一个典型的中型的矽卡岩型铁(铜金)矿床。1975年，大

王庄铁矿床完成大王庄矿段勘查工作。外围初查完成于1977年。后受河南省地质

勘查基金支持，于2006年开始外围普查，分布于08、10、14年进行了三次续作，

并与2015年底完成最后一次续作，编写了大王庄外围普查报告，累计探明资源储

量1445.29万t。

永—淮地区矽卡岩型矿床属于全覆盖隐伏矿床，研究程度较为薄弱，找矿难度特

别大。尤其是河南境内永城地区，公开发表的文献较少[1-6]，缺少相关的研究报

导。

文章是以河南省地质勘查基金项目为依托，在找矿勘探报告的基础上[7-10]，通过

勘查研究，对覆盖区大王庄铁矿床区域地质、矿区地质和矿体地质特征进行研究和

总结，分析覆盖区邯邢式铁矿的成矿控矿因素，构建相应的成矿模型和找矿模式，

为本区隐伏邯邢式铁矿床及相同类型铁矿床的找矿提供了方向和基础地质资料。

本次工作区位于城市东南大王庄一带的商丘市境内，处于永城市候岭乡管辖范围内。

大地构造单元属永城-淮北地区位于华北板块东南缘，主体属于鲁西—徐淮隆起区

中南部的徐宿凹陷，夹持于近EW向的蚌埠隆起和丰沛隆起之间，东部以郯庐断

裂带为界，西与河淮沉降区相接。

地层区划属华北地层区鲁西分区徐宿小区，区域内仅在永城北部芒山一带出露有少

量奥陶系和寒武系，其他大部分被新生界所覆盖，第四系下广泛分布上寒武统、上

石炭统、奥陶系中下统、二叠系。

构造区划位于华北凹陷东部与华北克拉通板内鲁西南隆起交界处的永城断隆，区内

构造以断裂为主，褶皱次之。断裂构造主要分NNW、NWW和NNE两组，其中

NNE向的呼庄—岳集大断裂是本区最重要的导矿构造，此断裂附近的大王庄—柏

山磁异常区等是该研究区内最重要的接触交代型铁矿成矿远景预测区。区内最主要

的褶皱是夏邑—永城一带的NE向永城复式背斜。在永城凸起中，沿永城背斜的轴

部构造和断裂倾没端侵入有燕山期基性、中酸小岩体，绝大多数侵入于寒武-奥陶

系中，而上石炭统-二叠系中仅有小的岩脉。

矿区属于华北地层区鲁西分区徐州小区。地表全部被新生代地层所覆盖(深100～

174m)。主要地层自老到新为古生界奥陶系、石炭系、二叠系，新生界新近系和

第四系。奥陶系岩性主要为灰岩和白云岩。石炭系-二叠系是区内产煤地层，主要

岩性为砂岩、页岩、灰岩及煤层，矿区处于掩盖的永成背斜的轴部南段，也是区内

的一级构造，控制了大王庄铁矿的产出型式。永城复背斜轴向近SN，两翼地层走

向和轴向基本一致，倾角10°～20°，西翼相对较平缓，近SN向和NNE向的次一

级褶皱已有发育，区内矿区地质情况有钻孔揭露控制。

2.1 地层

矿区位于永城复式背斜的轴部南端，地表全部被新生界松散沉积物所覆盖，依据河

南省以往外围钻探成果和本次普查钻孔揭露情况看，该区地层较为简单，只新生界

及中奥陶统。

马家沟组(O2m)：分布于整个矿区，为一套碳酸盐类岩石，主要岩性为灰色厚层

状质纯灰岩、结晶灰岩，夹有泥灰岩、泥质灰岩、角砾状泥灰岩等。部分地段已变

质为大理岩、矽卡岩。在灰岩中溶蚀现象较为普遍，多见蜂窝状溶孔、溶洞。该地

层揭露不全，所见最大厚度为273m，是该区的赋矿地层。据岩性特征，可细分为

灰岩段、泥灰岩段、灰岩夹泥灰岩段和结晶灰岩段4段，其中结晶灰岩段大都变

质为白色大理岩或大理岩化灰岩，多为铁矿的直接顶板。

2.2 构造

本区构造主要为褶皱、断裂，但都不发育。

褶皱：奥陶系中有两个轴向EW的短轴小背斜，枢纽向EWW侧倾没，北翼倾角

15°～25°，南翼陡北翼缓，南翼倾角35°～40°。岩层向北延伸部分呈略有起伏的

单斜构造，倾角5°～10°。在程庄、赵楼及孙楼一带为一轴向SN、南端扬起、开

口向北的向斜。向斜两冀之矿相互衔接，与李楼处交叉，向斜两冀倾角15°～30°。

断裂：大王庄外围钻孔施工穿切到断裂构造的，仅有3个钻孔。由于资料有限，

对矿区内的构造格局的了解也极为有限。

2.3 岩浆岩

从该矿区施工钻孔的情况来看，大王庄矿区的岩体主要为中酸性岩浆岩。岩体沿中

奥陶统灰岩顺层侵入，蔓延至整个矿区。顶界面具有分枝现象且形态复杂。花岗岩

岩体直接控制矿体和地层的起伏。在岩体边缘事变比较强烈的原岩成分和结构已明

显改变，蚀变成角闪钠长岩、透辉钠长岩、钠长斑岩和透辉石花岗岩等。围岩蚀变

主要有透辉石化，钠长石化、绿帘石化、其次有绿泥石化、高岭土化等。

(1)花岗岩-花岗闪长岩类

分布于赵楼、李楼、大王庄一线以北，侵入于奥陶系。大王庄铁矿区ZK48孔穿透

厚度为377m，赵楼矿段ZK910及李楼矿段ZK504两孔，厚度258～294m，且

两孔都穿透岩浆岩，根据大王庄、赵楼、李楼矿段的三个钻孔资料可以看出，岩体

呈透镜状、似层状产出。

岩性特征：岩石呈灰白-肉红色，矿区主要岩石为花岗岩、花岗闪长斑岩、花岗闪

长岩，还要少量的混染岩，二长斑岩，花岗斑岩等。岩石呈蠕虫状结构，似斑状结

构，文象结构，花岗结构等，块状构造。主要的矿物成分为斜长石(50%～65%)、

石英(15%～25%)，钾长石(15%～25%)、次要矿物成分为绿泥石、角闪石、黑云

母等，以及微量的锆石、磷灰石，榍石、碳酸盐岩。部分有形成的斑晶为正长石、

酸性斜长石等。

(2)闪长斑岩-石英闪长岩类

分布于李庄至东陈庄一带，大王庄外围ZK101位于本次施工钻孔召开ZK6211的

北北西方向，控制厚度357.19m，终孔深度550.34m，穿透岩体。钻孔ZK6211

穿切岩体厚度166.86m，终孔深度334.54m，可见明显的褪色蚀变，局部见零星

点状磁铁矿。

岩石呈灰绿色，似斑状结构，局部花岗变晶结构，块状构造。中性斜长石为主要矿

物成分，次要矿物为角闪石、石英、钾长石等，还含有少量的磁铁矿、榍石、磷灰

石。岩石承绿泥石化、碳酸盐化、绢云母化、绿帘石化等，顶部蚀变强烈。

工作区全部为第四系所覆盖，因此本次工作只对矿内ZK2024、ZK0407、ZK802、

ZK0909钻孔的部分岩矿心做了磁化率测定，其统计结果见表1。

由表1可以看出铁矿石具有较高的磁化率，磁化率和磁铁矿的含量密切相关。围

岩少数具有弱磁性或者无磁性。综上所述，根据铁矿石和围岩的磁性差异，磁异常

强烈磁化率高的地方极有可能就是产生的铁矿体所处位置，为该区找矿提供了物性

前提和找矿方向。

在1∶5万的航磁图上，大王庄矿区处于走向近EW向的区域升高正异常带北侧，

正负磁场结合的梯级带上。这里局部异常明显，一个直径8km的等轴状正磁异常

位于矿区北部平稳的负磁场北边。在化极后磁异常平面等量线图上，矿床位于磁异

常高值区北端梯度带上，磁异常高值区有向西、北两支的分叉现象，形状呈近似等

轴状。铁矿位于依据化极垂向一阶导数圈出的三个高磁异常之间，矽卡岩型铁矿产

于磁性岩体的(M146/M145/M147(豫C-67-146、145、147)，并圈出正负波动

尚未编号的众多局部异常。磁异常具北侧伴有弱负值、数量多、规模小等特点。

4.1 矿体地质特征

矿体赋存于灰岩与花岗岩的接触带处，或花岗斑岩与花岗岩体之上部位，呈似层状、

透镜状存在，具有分叉合并再分叉等形态变化规律。在大王庄铁矿外围有5个矿

段，各矿段又分几层层磁铁矿。倾角平缓，形状不规则，规模比较小，厚度不大，

各矿段矿体特征如下：

(1)张庄矿段：张庄矿段本次施工钻孔3个，加上搜集的几个钻孔共11个钻探工

程控制，本次施工的三个钻孔有一个孔见矿，加上5个见矿的老钻孔本矿段共有

见矿钻孔6个，圈出了3层矿，矿体呈透镜状或似层状，走向EW，倾向N。三

层矿中第Ⅰ号矿体规模大，Ⅱ号、Ⅲ号矿体规模小。各矿体埋深360～500m。具

体各矿体特征见表2。全矿段TFe含量为20.00%～54.63%，平均40.99%。

(2)赵楼矿段：本区此次施工8个钻孔加上原有的11个钻孔共19个孔，一共有7

个孔见矿，共见8层矿，矿体呈透镜状或似层状，但都很薄达不到开采要求，仅

可圈定1个矿体(1层矿)，本矿体疑被一轴部走向NE，倾向SW的背斜通过，

ZK801、ZK805、ZK802三钻孔连线以东矿体倾角较大(12°～25°)，倾向SE，以

西矿体产状平缓，倾向NW，矿体南东部还被断层切割。矿体平均厚度2.16m，

宽约511m、长约980m。本矿段矿体埋深200～430m，矿体赋存标高：-

400m～-180m。全矿段TFe含量为26.18%～50.41%，平均33.97%。

(3)孙楼矿段：本次施工的10个钻孔中有6个见矿孔，原有的6个钻孔中4个见

矿孔，本矿段的6层矿中圈定了5个矿体，矿体走向NW，倾向NE，呈透镜状或

似层状，埋深110～220m。其中规模最大Ⅱ号矿体。矿体特征见表3、图1。全

矿段TFe平均含量36.58%。

(4)程庄矿段：本次施工10个钻孔中有5个见矿孔，原有的14个钻孔中有8个见

矿孔，本矿段圈出11个矿体，矿体倾向NW，走向NE，呈透镜状或似层状，倾

角15°～30°。其中规模最大是Ⅹ号矿体，本矿段矿体埋深100～220m。矿体特

征见表4、图2。全矿段TFe平均37.49%。

(5)大王庄南矿段：本矿段共圈定两层矿，矿体透镜状或呈似层状，是王庄铁矿勘

探区矿体的外延。特征见图3，本次施工的ZK763、ZK802两个钻孔控制大王庄

南段的矿体，矿体倾向SE，厚度1.00～8.29m，埋深210～330m，矿层赋存标

高-295～-185m。

全矿段TFe含量为37.89%～52.49%，平均42.24%。

矿体的顶板成分以白云质灰岩及结晶灰岩为主，其次为大理岩，局部见有泥质大理

岩和泥质灰岩；矿体底板成分以矽卡岩为主，还有含有少量的蚀变大理岩及蚀变花

岗岩等。

4.2 矿石特征

4.2.1 矿石构造、结构

构造：矿石构造主要有条带状、块状、斑点状、浸染状、脉状、晶洞构造等，最为

常见的是前面4种构造类型。

结构：常见有包含结构、自形-半自形晶粒状结构、嵌晶结构和他形晶粒状结构等。

4.2.2 矿物成分及矿石质量

(1)矿物成分：矿物成分较为简单。以磁铁矿为主，其次含有少量的褐铁矿、赤铁

矿、假象赤铁矿、黄铁矿等等。脉石矿物主要成分为透辉石、透闪石、石英为、方

解石、阳起石主，还还有少量的磷灰石、绿泥石、斜长石以及微量的榍石、褐帘石

等。磁铁矿大部分单独晶粒或自形-半自形晶之粒状集合体，颗粒大小不均匀地分

布在脉石矿物(主要是透辉石)集合体之间，从0.05～1mm不等，并常见交代透辉

石现象。沿颗粒边缘或(111)解理常被赤铁矿交代，少数被磁赤铁矿交代。

(2)矿石质量：对区内的矿石进行了多元素分析，大致查明了矿石中的铁为主要有

益成分，SiO2、S、P等为有害物质。全区的5个矿段共圈定22个矿体，其中矿

床TFe含量37.18%，矿体TFe含量25.29%～54.63%，品位变化系数20.37%。

另外，对部分矿石进行了稀土元素光谱分析，结果见表5。稀土总量85.33×10-

6～116.02×10-6，轻重稀土比值26.61～32.82，δEu 0.56～1.21，出现明显的

负异常。

4.2.3 围岩蚀变

本区主要的围岩蚀变有透辉石化、钠长石化、大理岩化、矽卡岩化，除此之外有绿

泥石化、阳起石化、高岭土化等，围岩蚀变呈现多样化；大理岩化蚀变范围较广，

矿化主要在矿体顶版出现；钠长石化、绿泥石化、绿帘石化、透辉石化分布很广，

均出现在矿体及其底板矽卡岩或花岗岩中。

本矿区最明显的找矿标志是矽卡岩化。矿体中含水的透闪石、阳起石、金云母矽卡

岩矿物是与磁铁矿共生的主要矿物，无水矽卡岩无石榴石矿物，主要成分是透辉石。

富含水的金云母、透辉石、阳起石等矽卡岩矿物的出现，预示着矿石的矿化作用已

经开始形成，矽卡岩矿物的蚀边程度越强烈，矿化作用也就越强，形成的矿石的质

量越好品位也越高。由此可见，矽卡岩矿物的蚀边以及蚀边程度的强弱也可以作为

本区找矿的一个重要标志。

本区矿床类型为典型的邯邢式接触交代型铁矿床，矿化出现于中奥陶统灰岩与花岗

岩类的接触带，因此，本区矿体的分布受永城复式背斜控制。裂隙、层间薄弱带等

构造为含矿流体的汇聚提供了赋矿空间，成矿场所主要在背斜的轴部。

稳定的华北地台范围内多分布此类型铁矿，燕山期辉长-闪长岩和闪长-二长岩类杂

岩体与成矿关系密切，本矿区是由于花岗岩岩体呈分支状侵入到中奥陶统马家沟组

灰岩围岩中，形成复杂的接触带，因而大多以多层矿体的形式产出，

(1)空间分布规律

从邯邢式铁矿的分布情况来看，这种铁矿主要集中在河南北部的安阳境内和东南部

的商丘境内。在对商丘永城对这一地区的矿带问题进行探究以后，可发现这一地区

的矿床分布情况与岩体的分布情况存在一致性的情况下，在空间上主要受奥陶系灰

岩、白云岩及一系列中生代燕山晚期中酸性花岗岩-闪长岩侵入体的控制。矿体分

布在灰岩与花岗岩岩体的接触带上，或分布在花岗斑岩与花岗岩体之上部位，形态

不规则在对这一地区的地质环境问题进行探究之后，可以发现在河南地区的邯邢式

铁矿中，受到接触带的形态规模问题的影响，单个矿体会表现出一种具有差异性的

形态规模，因为矿体形态较为复杂，在这一地区的主要矿体中，层状规模、透镜状

规模的矿带是较为常见的一种矿带形式，并具有分叉合并再分叉的形态变化规律。

从这一地区的铁矿矿石构造特征来看，条带状构造结构和致密块状构造特征是较为

常见的构造特征

研究中发现在不同的地质空间，同一地质作用中会形成不同的矿体，都是以接触带

为成矿通道相互联系的成矿模式；铁矿体以围岩裂隙矿体、岩体内矿体、假整合面

矿体以及接触带矿体四种赋存形式存在，矽卡岩和岩体与碳酸盐底层的接触带控制

着矿体在空间上的分布，矿体的产状、规模和形态主要受构造带形态的影响。

(2)时间分布规律

大王庄铁矿赋存于燕山晚期花岗岩类与奥陶系马家沟组灰岩接触带及其附近；沿着

背斜轴部侵入中奥陶统马家沟组灰岩的花岗岩杂岩体与该区成矿关系最密切。整体

为第四系覆盖，属于隐伏型接触交代型铁矿床。铁矿的形成时间与岩体的形成时间

关系密不可分，也可以说岩体的形成时间决定着矿体的形成时间，由此可认为大王

庄铁矿形成于中生代燕山晚期的白垩纪。

(3)铁矿成矿过程

通过对邯邢式铁矿流体成矿作用的研究可知，岩浆结晶期后从岩浆中析出的气液呈

富氯、氟和钠的特征。岩体内部热力驱使气成热液向温度、压力较低的接触带附近

移动，气成热液在通过岩体的过程中对岩体进行钠质交代作用。蚀变岩中铁、钾含

量在岩石钠化过程中随着钠质含量增高而出现明显的下降，由于析出的钙和镁，大

部分形成了新的钙镁矿物，如阳起石、透辉石，因而钙、镁含量并没有明显的变化。

钠长石化过程中进入气成热液的铁和钾以(Na，K)3[Fe3+Cl4]、(Na，

K)2[Fe2+Cl4]、(Na，K)3[Fe3+Cl6]等形式存在于气成热液中。气液中的铁、钾

的含量不断增加促使气成热液转化为成矿热液。

上述反应可用下列化学反应表示：

K2[Fe2+Cl4]+CaCO3+H2O→Fe(OH)2+CaCl2+2KCl+CO2

Fe(OH)2+K[Fe3+Cl4]+H2O→Fe3O4+HCl+

KCl

碳酸盐中和了上面化学反应中形成的盐酸，从而促使了磁铁矿的不断沉淀及铁络合

物的不断分解。

大王庄矿床产于燕山晚期花岗岩岩体和中奥陶统马家沟组石灰岩的接触带上，或近

接触带的围岩中，是典型的矽卡岩型铁矿床(分表生期和气化热液期两个重要的成

矿时期)。

文章以河南省两权价款项目为依托，在分析前人资料的基础上，与本次普查中通过

钻孔施工揭露发现的该矿区的地质和地球物理特征相结合，详细研究了大王庄铁矿

床的矿体成矿地质特征、矿床成矿规律以及成矿的时间和空间分布规律，为以后同

类型铁矿床的找矿方向以及该类矿床的勘探和开发具有指导和借鉴意义。与以往研

究区的研究成果有几个不同的特点：

(1)根据以往的地质资料，结合本次钻孔施工情况，在本区圈定20多个磁铁矿体，

为今后研究该地区以及不同地区相同类型的铁矿床的成矿地质特征、成矿规律、成

矿预测提供了基础性的技术资料。

(2)磁铁矿作为本区唯一的强磁性体铁矿类型，其岩(矿)石物性特征表明，其磁性能

引起明显的磁异常，因此还可利用地球物理方法进行找矿，包括磁异常、重力异常

等，是找矿的间接标志。

(3)加强垂向多个接触带成矿的综合研究和评价工作，加强与邻区淮北地区前常、

徐楼、石楼等矽卡岩型矿床的对比研究，程庄矿段矿致异常规模大，强度高，中心

明显，深部找矿也应该重新认识。

【相关文献】

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