超基性岩型铁磷矿

(一)航磁异常特征

属于这一类的航磁异常主要分布在张家口及承德地区。

含矿母岩主要为富铁的辉石岩、角闪石岩类以及碱性—超基性岩体。矿体产在岩体的某一相带中，矿体规模较大，长一般数10～2000余米，厚数米至数十米。矿石品位P2O5一般3%左右，矾山式含量较高，平均45%～10%，最高3869%，TFe一般10%～20%。这类矿床规模较大，多为大型矿床。

这一类航磁异常主要是反映强磁性的超基性岩体，异常形状决定于岩体的形状，如59-13a(关地)为近椭圆状，59-113(小张家口)为东西向带状，72-88(矾山)为等轴状，59-32(孤山子)为北东向纺锤状，这类异常一般规模大，强度高，ΔT极大值都在3000nT以上，北侧均有负异常伴生。

(二)超基性岩型铁磷矿床实例

1关地铁磷矿

位于隆化县韩麻营乡关地—龙王庙之间，在承德市西北30km处，航磁异常编号冀c-59-13a。

(1)发现经过

关地是一个出露地表的超基性岩体群，1959年地质部航测大队901队在做河北北部1∶10万航空磁测时发现异常，编号为59-13a，认为是钒钛磁铁矿引起，同年河北物探大队为检查航磁异常做1∶5000地面磁测5km2，在地面圈定了岩体的异常。

后来发现岩体中含有磷灰石矿后，地质四队又做了1∶2000地面磁测，该队并于1970～1971年进行了初勘，确定为规模较大的低品位磷矿床。

1979年地质部航空物探大队904队又做了1∶5万航空磁测，1979～1981年河北物探大队又做了1∶1万地面磁测，从空中和地面又详细地圈定了异常。

(2)地质概况及岩、矿石磁性特征

区内含矿岩体为超基性辉石角闪岩，围岩为太古代角闪斜长片麻岩，岩体与围岩大部为构造接触，部分为侵入接触。由于第四系覆盖及断层切割，地表出露为4个岩体:即Ⅰ号(官地岩体)、Ⅱ号(龙王庙岩体)、Ⅲ号(龙王庙东岩体)、Ⅳ号(官地小北山岩体)，延长方向为北东向和东西向。总出露面积约033km2。内部岩相划分不明显，主要为含磷灰石辉石角闪岩。

区内构造以断裂为主，有北东、北西及东西向3组，岩体多以断裂为界，对岩体和矿体起破坏作用。

岩体中所含有用组分除Fe、Ti、V、P外，还有Pd、Co、Ni、Cr微量元素。

磷灰石主要有两种赋存状态:一是辉石角闪岩磷灰石矿;二是磁铁磷灰石矿。磷灰石产在基性岩体之中，岩体就是矿体，在Ⅰ～Ⅳ号岩体中按P2O5

大于2%分别圈定了Ⅰ～Ⅳ号矿体，特征如表4-5所示。

矿石矿物有磁铁矿、钛铁矿、磷灰石、黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿等。脉石矿物有角闪石、辉石等。

表4-5 官地铁磷矿体特征表

矿石品位:P2O5241%;V2O50124%;TiO218%;TFe1491%。

储量C1+C2级矿石总计11379488×104t，大型规模。

本区围岩、母岩、矿石类型较为简单，其磁性参数列于表4-6。

表4-6 官地磁异常区岩、矿石磁参数

由表4-6数据可见，矿石、母岩、围岩之间磁性差异明显，因此在片麻岩中圈定岩体或在岩体中圈定矿体都具有前提条件。

(3)磁异常特征

A航磁异常

1∶10万航磁反映为尖锐而狭窄的高峰异常，呈北东向排列，最大强度4500nT，南北两侧为负磁场区，呈东西分布，认为由已知钒钛磁铁矿引起。

1∶5万航磁异常(图4-48)叠加在正磁场背景之上，500nT等值线范围呈近椭圆状，长轴北西向，范围约为3km×2km。高值异常偏向西北方，极大值2880nT，向东南方强度逐渐降低。正异常的西北方伴有东西向长条状的负异常，极小值－130nT。

图4-48 59-13a航磁ΔT异常等值线平面图(单位:nT)

B地磁异常

地磁ΔZ异常是一个异常群，由5个异常组成，分述如下(图4-49):

Ⅰ号异常:范围1200m×300m，呈北北东向带状展布，强度3000～7000nT(图4-50右侧异常)，极大值12×104nT。西南方有－500～－1500nT负值环绕。异常区西段为Ⅰ号矿体，该矿体北、西、南3面皆被断裂切割，东段处在第四系覆盖区，但强度并不比西段弱。故推断为隐伏的铁磷矿体引起，从而肯定可以扩大Ⅰ号矿体的规模。

Ⅱ号异常:范围450m×150m，北西西向展布，强度3000～7000nT，极大值12×104nT，与Ⅱ号矿体对应。

Ⅲ号异常:3000nT等值线呈不规则的矩形，北西向，长700m，宽400m，强度3000～9000nT，极大值12×104nT，北西侧有－500～－1000nT负值伴生。该处片麻岩磁性很弱，辉石角闪岩磁性很强，Ⅲ号矿体品位较低，实际上是铁磷矿化的辉石角闪岩体。

Ⅳ号异常:范围350m×160m，北东向展布，强度1000～5000nT，极大值1×104nT，梯度极大，表现为磁性体有限延深和近地表特征(图4-50左侧异常)，周围为负磁场包围，其值为－500～－1500nT。异常区出露中、细粒辉石角闪岩，普遍具铁磷矿化，属于Ⅳ号矿体。

图4-49 官地异常ΔZ地质综合平面图(单位:nT)

图4-50 官地ΔZⅠ、Ⅳ号异常4线综合剖面图

Ⅴ号异常:位于异常群的最北端，范围约400m×300m，东西向展布，强度3000～6000nT，极大值115×104nT。北侧有－1000nT负异常伴生。异常区见辉石角闪岩体，东西长520m，南北宽350m，岩体普遍铁磷矿化，局部富集，目测P2O5可达10%。此异常区以往没有勘探，这一发现将扩大官地铁磷矿床的规模。

(4)地球化学异常

1∶20万区域地化异常有13种元素，其中P、Cd为内带，F、Ti、Cu、Zr为中带，Y、Mn、La、Mo、Fe、Co、Au为外带。Zr、La、Y、Mo、P等元素与铁磷矿关系密切。

2矾山磷铁矿

位于涿鹿县城东南30km矾山镇南龙王塘、孟家窑一带，，航磁异常编号冀c-72-88。

(1)发现经过

该矿床为隐伏矿床，其发现经过了曲折的过程，冶金516队在1960年做1∶5万地面磁测发现了地磁异常，并于1961、1969、1970年先后3次进行钻探验证，共钻进6孔，并做1∶1万地面磁测及地质填图50km2，均认为是岩体引起而放弃。在1970年冶金519队还做了1∶5万磁法2825km2，1∶1万磁法5km2。

1972年地质部航空物探大队910队在做1∶5万京西地区航空磁测时发现异常，编号为72-87和72-88。516队于1973年又四进矾山，在磁异常中心进行钻探验证，首次发现了80m厚的富磷矿层，遂转入勘探。华北冶金公司在1976年下半年曾组织了515、516、517、518、520、522、机修厂等单位，抽13台钻机短期勘探会战，1977年7月至1978年5月516队又做了补勘。经勘探查明，矾山磷铁矿床为晶质磷灰石矿，具规模大、类型新、品位较高、选矿性能好、矿山建设条件有利、交通方便等特点，为在我国(尤其是北方)寻找同类型矿床开辟了广阔的前景。矿床已于1985年投产开采。

(2)磁异常特征

A航磁异常特征(图4-51)

图4-51 矾山航磁ΔT平面等值线图(单位:100nT)

航磁ΔT场处在西、北、东3面为负磁场的背景中，0～200nT等值线与南边的孟家窑、焦家埌接触交代铜铁矿区异常是连在一起的，处在同一个正异常带上。400nT等值线形成单独异常，异常外形呈哑铃状，编号为72-88(孟家窑)，异常总体走向为北东向，长近5km，最宽3km。1400nT等值线又分成了两个中心，均为轴向北西的椭圆状，极大值均在2000nT以上，梯度略显西南陡，东北缓。在这个范围大、强度高的异常北侧，还有一个强度低、范围小的异常，编号为72-87(龙王塘)，处在负磁异常背景中，100nT等值线圈闭范围近1km×04km，极大值仅160nT。整个异常北侧伴有明显的负异常，场值在－300～－400nT。

B地磁异常(图4-52)

地磁异常从平面形态上看与航磁异常完全对应，只是地磁ΔZ极大值北移了700m左右，地磁600nT圈闭成一个完整的异常，72-88部位仍然范围大、强度高，走向北东长近5km，最宽2km，外形呈元宝状，极大值3700nT，是航磁极值的近2倍，梯度东南陡、西北缓。72～87部位，600nT等值线与72～88部位的大异常分叉，呈北东向一支，900nT分成两个小的圈闭，两者为北东向排列，极大值均在900nT以上。

图4-52矾山磷铁矿区地磁ΔZ平面等值线图(单位:nT)

(据冶金516队，1977)

从剖面图(图4-53)上ΔZ与地质剖面对比看，高值异常对应辉石岩相及磷铁矿体，强度在3000nT以上，极大值3700nT，由剖面曲线两翼梯度看:西北翼较缓而东南翼较陡，反映铁磷矿体向北西倾斜。北部龙王塘村北异常又上升至1000nT左右，与辉石岩相对应。

(3)矿区地质(图4-54)

矿区位于燕山台褶带西段，宣龙复式向斜与军都山岩浆岩带交汇处，区域地层有迁西群和蓟县系、寒武系、侏罗系及第四系。岩浆岩除晚古生代偏碱性杂岩体外，还有燕山期的闪长岩、花岗闪长岩以及各种酸性脉岩。

矿区地层仅有蓟县系雾迷山组及第四系，雾迷山组燧石条带白云岩分布于矿区东部及南部，厚约600m，与侵入体接触地段普遍大理岩化。第四系遍布全区，总厚90～360m。

矿区主要构造线为北北东、北东向，它们表现为褶皱和断裂。矾山杂岩体明显处于北东向、北北东向两组断裂构造交会部位，并受蓟县系组成的开阔向斜构造的控制。

根据磁异常及钻探资料推断，矾山杂岩体长5～6km，宽4～5km，面积20～30km2，大致呈椭圆形，岩体自内向外具明显的环形分带现象，且各带均向岩体中心倾斜，使岩体形如盆状。其岩性由边部向中心依次为榴辉石正长岩、辉石正长岩、正长辉石岩、含铁磷矿层偏碱性超基性岩系，非层状似粗面状-似斑状辉石正长岩。整个岩体基本为隐伏岩体，仅在矿区南部见钛榴辉石正长岩侵入于雾迷山组中。

图4-53 矾山磷铁矿区A-A'综合剖面图(据冶金516队资料，1977，编绘)

矾山杂岩体由同源多期侵入的岩石系列所构成，大致划分为4期:

第一期，层状偏碱性超基性岩系列;

第二期，层状正长辉石岩-辉石正长岩-钛榴辉石正长岩系列;

第三期，非层状似粗面状-似斑状辉石正长岩系列;

第四期，正长岩脉。

整个杂岩体最主要的矿物成分只有单斜辉石、钾长石、黑云母、钛榴石、磷灰石、磁铁矿6种。杂岩体中以富含磷灰石为显著特点，特别是第一期含矿层状岩系中，磷灰石含量高，平均6%，某些层位可达6%～20%，甚至形成块状磷灰石岩。

(4)矿床地质

矾山铁磷矿主要赋存在第一期含矿层状岩系中上部，空间上位居岩盆南半部，工业矿体实际上是层状岩系中磷灰石、磁铁矿大量富集部位。

A含矿层状岩系的特征

杂岩体一般含SiO2

<45%，应属超基性岩类，但它在矿物组合、岩石组合、地球化学标志元素含量方面具有碱性岩的特征，故称该含矿层状岩系为偏碱性超基性岩(或超镁铁岩)，层状岩系不像一般的火成岩体划分为几个岩相带，而是由许多层组成，从岩系底部向上岩序发生着有规律的变化，一般由细粒辉石岩及黑云母辉石岩构成一个韵律单位，在垂直剖面上做韵律性重复，含矿层状岩系完整的垂直剖面可划分为4个韵律单位共23个层，每个韵律单位岩层数目大体相同，辉石及磁铁矿含量在每个韵律单位底部多，顶部少;黑云母、磷灰石则相反。

图4-54 矾山杂岩体基岩平剖面地质略图(据冶金部516队，1978)

岩;9—正长岩;10—燕山期花岗闪长岩;11—花岗斑岩脉;12—地层产状;13—火成层理及岩石产状;14—流线产状;15—实测及推测地质界线

B矿体特征

矾山磷铁矿体主要有3个，均赋存在辉石岩带的中上部，分布于平面长2000m，宽1000m的范围内，为向岩体中心倾斜、向南凸出的新月状或半盆状的似层状矿体。

本区磷铁矿体均为盲矿体，矿体埋藏深度在180～760m之间，矿体的工业储量地段基本在500m深度以上，矿体厚度一般变化不大。产状除走向变化较大外，倾角一般在30°左右。

现将各矿体规模情况简述如下:

Ⅰ号矿体:分布在辉石岩带上部的黑云母辉石岩中，呈向中心缓倾斜的似层状，沿走向长1400m，均厚4303m，沿倾斜长120～670m，平均365m，真厚度2068～6566m，一般厚35～45m，平均4303m。平均品位P2O5485%，TFe947%。表内储量为10604×104t。

Ⅱ号矿体:分布在Ⅰ号矿体下部的黑云母辉石岩中的磁铁磷灰石矿富矿，与Ⅰ号矿体相隔40～50m。沿走向长1800m，倾斜长300～815m，平均504m。真厚度582～3212m，一般25m左右，平均2271m。平均品位P2051053%，最高3669%;TFe1400%，最高2552%。表内储量为8163×104t。

Ⅲ号矿体:分布在Ⅱ号矿体下部的间杂状正长黑云母辉石岩中，矿体形态较复杂，呈连续扁豆状。与Ⅱ号矿体相隔0～75m，其间为云斑状辉石正长岩脉分布，其走向与倾斜长度与Ⅱ号矿体相同，厚706～6131m，平均2498m。平均品位P2O5620%，TFe1010%。

全区TFe1301%，P2O51187%，资源量276331×104t，大型规模。

C矿石特征

矿石的物质成分，金属矿物以磁铁矿为主，次为钛磁铁矿，少量磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、镜铁矿等。非金属矿物以透辉石、磷灰石、黑云母为主。

矿石构造类型有块状、浸染状、条带状、斑染状等。

矿石的伴生元素主要有铁、钒、钛、氟、钾、硫、钴、铜、镍、稀土、铂、钯、铌等。选矿采用浮-磁联合流程，在浮选回收磷灰石后，再用磁选回收磁铁矿，铜、硫也可用浮选法选出其精矿粉。

矿床类型属于岩浆型铁磷矿床。

中国含磷偏高且难以去除的铁矿主要是宁乡式鲕状赤铁矿和部分褐铁矿，其磷含量在08%左右；宁乡式鲕状赤铁矿磷在鲕中心，褐铁矿磷以离子吸附形式存在与褐铁矿分子中；这两种铁矿石都难以用物理选矿方法去除磷，用酸浸才有明显效果。

还是一种热液作用形成的磁铁矿矿石也含磷（如马鞍山南山铁矿），因磷是磷灰石形式单矿物出现，与铁关系不大，用浮选可以获得磷精矿（P2O5含量可以达到30%）；

磷铁矿什么东东，没有听到过！？