矿石结构、构造

矿区矿石类型以矿浆型为主体，热液期矿石数量很少。矿石构造种类较多，有块状、隐爆角砾状、浸染状、斑杂状、条带状及网脉状等。以下按成因进行叙述。

(一)矿浆成矿期矿石特征

矿浆期(岩浆型)矿石按构造类型可分为隐爆角砾状、致密块状、浸染状、海绵陨铁状、斑杂状和条带状。矿浆成矿期与隐爆作用相伴随，隐爆角砾又被浸染状和斑杂状等矿石胶结。成矿期隐爆作用和隐爆角砾的胶结作用多次发生，并且在岩心中多次见到浸染状矿石侵入到块状矿石中，中等(稀疏)浸染状矿石又侵入到稠密浸染状矿石中。以上特征充分反映了矿浆期(矿浆型)矿石的多期次成矿。

1.致密块状矿石

该类矿石位于矿体中下部，以致密块状构造为特征(图版32-1，32-2)。

磁铁矿含量为80%以上，黄铁矿少量(5%±)，黄铜矿微量(1%±)。镜下磁铁矿呈紫灰色、灰白色色调，以自形板条状为主，半自形-他形粒状为辅，局部可见放射状磁铁矿，粒度为0.1～1mm(图版32-3～32-8)。在磁铁矿的裂隙中，可见赤铁矿。磁铁矿中晶洞构造偶见(图版32-6)。金属硫化物以黄铁矿为主，次为黄铜矿、磁黄铁矿以及褐铁矿。其中黄铁矿呈亮**不规则状分布并交代磁铁矿(图版32-3，33-2，33-3)，黄铜矿则呈乳滴状包裹于磁铁矿中。磁黄铁矿在黄铁矿边缘形成反应边，而前者又在表生作用中形成褐铁矿(图版33-3，33-4)。该类矿石局部经历强烈的热液作用或热变质作用，磁铁矿呈板条状形态，晚期有变质重结晶以及受到硫化物热液的交代改造。

图6-10 智博铁矿B-B'勘探线剖面图

据薄片观察，脉石矿物为单斜辉石，多呈自形-半自形的柱状、粒状，也有少量呈他形填隙状充填于磁铁矿粒间，粒度为0.1～1mm(图版33-6～33-8)。单斜辉石强烈阳起石化、绿帘石化、黝帘石化和绿泥石化(图版33-8)。

2.斑杂状矿石

该类型磁铁矿分布于主矿体中上部，磁铁矿含量介于35%～65%之间(图版34-1，34-2)。

磁铁矿呈紫灰色或灰白色，其中紫灰色磁铁矿呈包体或角砾分布，成分为致密块状磁铁矿，可见板条状磁铁矿，粒径为1～10mm;灰白色磁铁矿呈自形-半自形板条状、粒状以及放射状分布，粒度为0.05～0.8mm(图版34-5)。总体上，矿石构造类型为复合的角砾-星点、浸染状、斑杂状构造。矿石中局部可见细小的板条状磁铁矿不均匀分布，并且具有揉皱的流动特征(图版34-7)。此类流动构造即为板条状磁铁矿在矿浆中结晶所致。金属硫化物以黄铁矿为主，微量黄铜矿，呈细脉状分布并交代熔蚀磁铁矿(图版34-6，34-8)。黄铁矿遭受热变质作用后形成磁黄铁矿，后者又被褐铁矿交代(图版34-8)。金属硫化物生成晚于磁铁矿，为热液作用的产物。

图6-11 智博铁矿12-12'勘探线剖面图

脉石矿物主要为蚀变单斜辉石和少量斜长石。单斜辉石大部分呈他形填隙状分布于磁铁矿之间并包裹磁铁矿(图版35-4);少部分单斜辉石呈自形短柱状斑晶分布，粒度为0.1～10mm。斜长石呈板柱状分布(图版35-7，35-8)，个别片中可见其呈条带状分布。脉石矿物蚀变很强，其中单斜辉石普遍强烈纤闪石化、绿帘石化、绿泥石化，斜长石强烈钠黝帘石化(图版35-2，35-3，35-6)。此外，还有晚期碳酸盐化和硅化叠加于矿石中。

3.浸染状矿石

该类矿石在矿区普遍分布，磁铁矿含量为10%～70%。根据磁铁矿的含量，又可分为稀疏浸染状、中等浸染状和稠密浸染状。该类矿石与围岩或其他构造类型矿石呈侵入或过渡关系，如稠密浸染状矿石侵入到致密块状矿石和围岩中，稀疏浸染状或中等浸染状矿石侵入到稠密浸染状矿石中(图版36-1)。

磁铁矿为紫灰色或灰白色，呈自形、半自形粒状分布，粒径为0.01～0.1mm。灰白色磁铁矿中局部含有紫灰色包体或者角砾(图版36-8)，成分为致密块状磁铁矿，其中可见板条状磁铁矿，镜下可见板条状磁铁矿定向排列(图版36-5)。总体上，磁铁矿分布不均匀，呈星点状或浸染状分布，在磁铁矿的微裂隙中可见少量赤铁矿。金属硫化物以黄铁矿为主，黄铜矿少量。黄铁矿呈不规则状或细脉状交代磁铁矿，前者又在晚期的热变质作用中生成磁黄铁矿反应边，在表生氧化作用下磁黄铁矿边缘被褐铁矿所取代(图版37-6)。

脉石矿物主要为单斜辉石，斜长石少量。单斜辉石大部分呈自形-半自形柱状分布，边缘局部被磁铁矿熔蚀成港湾状(图版38-1，38-3，38-6～38-8);少部分单斜辉石呈他形填隙物状充填于磁铁矿之间。斜长石仅在个别薄片中见到，呈自形-半自形板状分布。单斜辉石和斜长石蚀变强烈，其中单斜辉石强烈阳起石化、绿帘石化和绿泥石化，斜长石强烈钠黝帘石化(图版38-2，38-4，38-5，38-7)。总体上，矿石晚期受到碳酸盐化和硅化作用的叠加改造。

4.条带状矿石

该类矿石分布于主矿床顶部和底部，以磁铁矿和脉石矿物相间呈条带状构造为特征(图版39-1，39-2)。磁铁矿含量为10%～70%。

磁铁矿呈紫灰色和灰白色色调。紫灰色磁铁矿为包体或角砾分布，粒度为0.7mm～2cm。在紫灰色磁铁矿角砾中可见板条状晶形，粒径为0.02～0.1mm，其成分为致密块状磁铁矿(图版39-3，39-4)。灰白色磁铁矿胶结紫灰色包体及角砾，呈自形-半自形粒状分布，粒径为0.02～0.1mm(图版39-5)。镜下可见赤铁矿沿磁铁矿中的裂隙分布(图版39-7)。总体上，磁铁矿和脉石矿物相间呈条带状分布。金属硫化物以黄铁矿为主，黄铜矿少量，均为热液期生成并和透闪石共生(图版39-6)。黄铁矿斜切磁铁矿，黄铁矿遭受热变质作用生成磁黄铁矿反应边，磁黄铁矿又因为表生作用被褐铁矿交代(图版39-8)。

脉石矿物主要为单斜辉石和斜长石，二者主要分布于磁铁矿含量很少的条带中。单斜辉石呈自形-半自形柱状分布，斜长石呈自形-半自形板状分布，并且斜长石含量要多于单斜辉石(图版40)。这表明了铁质矿浆出溶与斜长石的分离结晶有直接关系。由于晚期热液作用的叠加，单斜辉石强烈阳起石化、绿帘石化和绿泥石化，斜长石强烈钠黝帘石化(图版40-3，40-4，40-5，40-8)。

5.海绵陨铁状矿石

该类矿石分布于主矿体各个部分，以海绵陨铁结构为特征(图版41-1，41-2)，磁铁矿含量为20%～50%。岩心样品中，常见到该类矿石呈枝杈状侵入到块状矿石中。

磁铁矿为灰白色色调，呈半自形-他形粒状并胶结脉石矿物而形成海绵陨铁结构，粒径为0.02～0.1mm(图版41-3，41-4，41-6，41-7)。如前所述，该类矿石常侵入到块状矿石中，块状矿石和前述特征一致，即磁铁矿主要以紫灰色调并呈板条状分布。金属硫化物以黄铁矿为主，黄铜矿微量。黄铁矿呈不规则状交代磁铁矿(图版41-4，41-5)。

脉石矿物以单斜辉石为主，斜长石为辅。单斜辉石呈自形-半自形短柱状;斜长石多为板状并呈条带状分布。矿石蚀变强烈，单斜辉石强烈阳起石化和绿帘石化，斜长石普遍钠黝帘石化(图版41-6～41-8)。此外，(被海绵陨铁状矿石侵入)块状矿石的脉石矿物主要是单斜辉石，呈他形填隙物状充填于磁铁矿之间，并且在单偏光下单斜辉石泛褐色，应属于富铁的种属(图版41-6)。

6.隐爆角砾状矿石

该类矿石分布于主矿体顶部，以含有大量隐爆角砾特征(图版42)，磁铁矿含量为50%～70%。

磁铁矿分为隐爆角砾和胶结物两种类型。隐爆角砾为紫灰色，粒径为2mm～3cm。角砾主要由致密块状磁铁矿和稠密浸染状磁铁矿组成，磁铁矿呈板条状、束状和放射状分布，粒径为0.02～0.1mm(图版42-4～42-6)。胶结物状磁铁矿为紫灰色和灰白色，呈板条状、自形-半自形粒状分布。总体上，胶结物状磁铁矿呈中等-稠密浸染状、条带状和网环状构造。金属硫化物以黄铁矿为主，黄铜矿微量。黄铁矿呈不规则状、细脉状交代磁铁矿(图版42-8)。

脉石矿物主要为单斜辉石，斜长石少量。单斜辉石呈自形-半自形短柱状，强烈绿帘石化和绿泥石化。斜长石呈板柱状充填于磁铁矿之间，强烈钠黝帘石化。

(二)热液成矿期矿石特征

1.网脉状矿石

该类矿石分布于主矿体中上部，以磁铁矿呈网脉状分布为特征(图版43-1)。磁铁矿含量为20%～50%。

磁铁矿为灰白色、棕**，半自形-他形粒状脉状分布，粒度为0.01～0.1mm。镜下可见网脉状磁铁矿和脉石矿物共生，并且在磁铁矿的微裂隙中有赤铁矿充填。金属硫化物主要为黄铁矿，黄铜矿少量。黄铁矿被磁黄铁矿交代，后者又氧化而形成褐铁矿(图版43-4)。此外，晚期热液作用形成的磁铁矿又穿切和交代黄铁矿，钾长石化明显(图版43-8)。这也充分表明了热液作用的反复性。

2.条带状矿石

该类矿石分布于主矿体中下部，以磁铁矿呈细条带或细网脉状分布为特征(图版43-2)。磁铁矿含量为20%～50%。

磁铁矿为灰白色、棕**，半自形-他形粒状脉状分布，粒度为0.02～0.1mm(图版43-3)。镜下可见条带状磁铁矿和脉石矿物共生，并且在磁铁矿的微裂隙中有赤铁矿充填。在个别光片中可见紫灰色磁铁矿包体或角砾，包体或角砾为矿浆期块状矿石，磁铁矿呈板条状分布(图版43-3)。金属硫化物主要为黄铁矿，黄铜矿少量。黄铁矿有磁黄铁矿反应边，磁黄铁矿局部氧化为褐铁矿(图版43-4)。

综上所述，智博矿床为岩浆型矿床，热液作用仅为成矿期后对矿床进行叠加和改造。智博铁矿母岩浆为玄武质岩浆，由于压力低，先期结晶的主要矿物为斜长石，并且斜长石大量分离。这种过程持续到一定程度时，演化的岩浆达到氧化物过饱和时，与岩浆分离并形成矿浆或富含矿浆的岩浆。由于组分浓度所致，这些矿浆或富含矿浆的岩浆先结晶出磁铁矿。而硅酸盐组分总体结晶晚，部分与磁铁矿同时结晶，部分晚于磁铁矿结晶。

太古宙绿岩带中广泛发育着条带状铁建造（BIF），是铁矿石的重要来源，这类条带状铁建造一般称为阿尔戈马型，属火山喷气沉积成因。含金条带状铁建造常与镁铁质-超镁铁质火山岩呈互层产出。这类金矿床在巴西、澳大利亚、津巴布韦、美国等地均有分布，有的规模较大。但在我国绿岩带中，这类型金矿目前发现的较少，仅在五台山绿岩带中发现有金矿化，如柏枝岩、康家沟、小板峪等金矿床，但规模不大，尚待进一步工作。

（一）柏枝岩金矿床

柏枝岩金矿位于五台县台怀镇柏枝岩村，产于五台山绿岩带东部。矿区出露地层为柏枝岩组，由绿泥片岩、绿帘钠长绿泥片岩、绿泥绢云斜长片岩夹绢云母石英片岩及多层磁铁石英岩组成，其原岩明显具有两个旋回，每个旋回下部都以为镁铁质火山熔岩夹火山凝灰岩为主，向上过渡为安山质-长英质火山岩夹火山碎屑沉积岩。铁建造主要产在绿泥钠长片岩、绿泥片岩和绢云绿泥片岩中，产在下部火山旋回的铁建造厚度较薄，一般0.5m左右，上部的铁建造较厚，形成工业铁矿--柏枝岩铁矿床。

金矿化严格受地层层序控制，自下而上有两个含金层：下部含金层产在下部铁建造的底部，主要岩性为绿泥铁闪片岩、铁闪磁铁石英岩和绢云绿泥片岩，称为盘道沟-庙顶庵金矿带；上部含金层位在上部铁建造的底部，主要岩性为纹层状铁闪磁铁石英岩、条纹状磁铁石英岩夹绿泥片岩，称为柏枝岩金矿带。金矿化好的是盘道沟-庙顶庵金矿带，该带走向北东东700，延伸约3500m，宽3～50m，产状与地层一致。

1.矿体产状与规模

盘道沟-庙顶庵金矿带中已发现金矿化体（＞0.1×10-6）18个，分为东段盘道沟地段和西段庙顶庵地段。东段北东东向断续延长850m，圈出14个矿化体，矿化体长度20～100m，厚0.35～5.23m，平均品位1×10-6左右。西段已圈出4个矿化体，金的最高含量（1.31～10.19）×10-6，矿化体长度一般为20m左右，其中一个断续延长700m左右。这些矿化体全部分布在狭长的矿带中，呈透镜状和似层状体，与铁建造整合产出。

2.主要矿物成分

盘道沟-庙顶庵金矿的主要矿物是石英、磁铁矿、镁铁闪石类、黄铁矿和磁黄铁矿。其中石英、磁铁矿和镁铁闪石类是基本矿物成分，但含量变化很大，石英20%～80%，磁铁矿5%～60%，镁铁闪石类5%～20%。黄铁矿和磁黄铁矿是常见矿物，但含量少，分布不均。

表2-11　磁铁矿电子探针定量分析结果（WB/%）

注：①由中国地质科学院矿床所王文英测试；②由杨明明测试。　（据骆辉，1994）

磁铁矿粒度细小，一般小于0.1mm，为他形晶-自形晶，呈单晶和聚集体形式分布，排列成条纹条带状。根据电子探针分析（表2-11），磁铁矿中Na2O、MgO、Al2O3、SiO2、K2O、CaO、TiO2、Cr2O3和MnO的含量之和仅为0.78%～1.15%，成分是比较纯净的。但是，含金铁建造磁铁矿比不含金铁建造磁铁矿含有更多的杂质，含金铁建造磁铁矿的SiO2、Al2O3、TiO2、Cr2O3、Na2O的平均含量，分别为不含金铁建造磁铁矿同类成分的2.19、3.32、4.53、2.72和18.5倍，表明含金铁建造磁铁矿形成环境或形成过程含有或混入更多的杂质。五台山绿岩带铁建造的磁铁矿中普遍含有锗，含量（4.6～11）×10-6，平均7.3×10-6，近于锗克拉克值的8倍。锗与水下火山热液和喷气作用密切相关（白瑾，1986），表明含金铁建造磁铁矿的形成更接近于火山源环境。

镁铁闪石系列矿物是铁建造中主要含铁硅酸盐矿物，分布很普遍，尤其是铁建造金矿中更加发育，一般呈针状、片状、长柱状平行排列。矿物的化学成分以富铁为特征（表2-12），w（Fe）/w（Mg）值为6.74～7.93，属铁闪石，是硅酸盐相铁建造的变质矿物，其中金的含量低。

表2-12　镁铁闪石化学分析结果

（据211队1981年资料）

黄铁矿和磁黄铁矿是铁建造金矿的常见金属硫化物，但含量少，分布不均匀。黄铁矿在铁建造中呈稀疏条纹或呈稀疏散粒状分布，粒度细小，一般为他形-半自形晶，平均含量为2%左右。有的铁建造金矿出现褐铁矿和溶蚀洞穴，金的含量明显增加。磁黄铁矿主要有两种类型：一是呈自形晶或浑圆状晶粒，被包含于磁铁矿中，粒度微细，稀疏包裹，但分布范围较广，为早阶段磁黄铁矿；另一种磁黄铁矿与绿泥磁铁石英岩共生，粒度较粗，一般为0.12mm，呈稠密浸染或近似块状，与磁铁矿呈连晶，是晚阶段形成的磁黄铁矿。根据电子探针分析（表2-13），黄铁矿贫硫，w（S）/w（Fe）＝1.14，矿物简略化学式Fe1.04S2。早阶段磁黄铁矿和晚阶段磁黄铁矿的硫、铁含量近似，简略化学式Fe0.91S-Fe0.93S。黄铁矿和磁黄铁矿都含金，黄铁矿含金0.09%，磁黄铁矿含金0.00～0.12%。

表2-13　黄铁矿和磁黄铁矿化学成分的电子探针测试结果

注：中国地质科学院矿床所电子探针分析室王文英测试。　（据骆辉等，1994）

3.矿石类型和结构构造

根据铁建造金矿的主要矿物组合，矿石可分为磁铁矿磁黄铁矿石英型、黄铁矿磁铁矿石英型、镁铁闪石磁铁矿石英型和磁铁矿石英型四种类型。以镁铁闪石磁铁矿石英型和黄铁矿磁铁矿石英型为主，磁铁矿磁黄铁矿石英型仅在盘道沟坑洞中发现，单一磁铁矿石英型金的含量最低。矿石构造以条纹状、条带状为主，条带是不同矿物组合之间的韵律。

4.金在铁建造中的分布

金在铁建造中的分布与铁建造类型有关，从表2-14中可看出，含硫化物铁建造比不含硫化物的铁建造含金量高，含硅酸盐铁建造比不含硅酸盐铁建造含金高，薄层比厚层铁建造含金高，氧化比不氧化铁建造含金高。这些特征表明金矿化与铁建造原生沉积作用和后生富集作用有关。

表2-14　铁建造类型与金的含量（WB/10-6）

（据骆辉等，1994）

（二）康家沟金矿床

康家沟金矿床位于山西省代县西窑乡康家沟村，产出在五台山绿岩带柏枝岩组含铁岩系内。柏枝岩组为一套绿片岩相的变质火山岩建造，主要由变质镁铁质-安山质-长英质火山岩和喷气沉积岩系组成，其岩石类型主要为绿泥片岩、方解绿泥片岩、角闪绿泥片岩、绢云绿泥片岩、绿泥石英片岩、菱铁绿泥片岩、绢英片岩、大理岩类、菱铁石英岩、铁白云石石英岩和磁铁石英岩等。其中大理岩类分为石英大理岩、电气石石英大理岩和金云母石英白云石大理岩等。电气石和金云母是喷气沉积的特征性矿物，其中硼、氟以及岩石中大量的CO2表明与水下火山喷气活动有关。

矿区位于五台群重褶复向斜东翼，令狐-康家沟-伯强区域性韧性剪切带通过矿区。韧性剪切带宽约100余米，由糜棱岩系组成，从边部向中心剪切应变增强，形成构造岩和相应蚀变岩分带：糜棱岩化片岩-弱绢云母化带→初糜棱岩-强绢云母化带、弱硅化带→糜棱岩-碳酸盐化石英硫化物脉带。

康家沟金矿体的产出严格受地层和岩性控制，与容矿喷气沉积岩的空间分布基本一致。据曹国雄等（1994）资料，矿区内目前已发现8个矿体，主要产在石英大理岩和含铁石英岩中，工号矿体产在石英大理岩与绢云绿泥片岩间，Ⅶ号矿体产在绢云绿泥片岩中（表2-15）。矿体形态为透镜体，长度50～200m，厚度0.28～44m，延深15～200m。

矿石类型主要分三类：赤铁矿-石英型；黄铜矿-黄铁矿-铁白云石-石英型和辉铜矿-褐铁矿-方解石-石英型。矿石的矿物成分较为简单，金属矿物主要是赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿，其次为磁黄铁矿、磁铁矿、褐铁矿等；脉石矿物主要为石英、方解石、铁白云石、绢云母等。除自然金外，金以裂隙金、晶隙金赋存在黄铁矿、黄铜矿、铁白云石、方解石等的裂隙或颗粒间。自然金的成色为975。矿石为条带状和条纹状（条痕状）构造。

表2-15　康家沟金矿矿体产状、形态、规模和品位

注：①推测值；②平均值。

围岩蚀变主要是碳酸盐化、硅化，其次是赤铁矿化、褐铁矿化和硫化物化。与金矿化关系密切的主要是硅化和碳酸盐化。碳酸盐化在地表分布长度大于1500m，宽2～30m，其分布范围与喷气沉积岩层产出范围、金高值异常带基本相同。