司家营铁矿和大家庄铁矿
(一)发现过程
司家营铁矿区呈南北走向分布，以滦县至乐亭公路为界，北称司家营铁矿北区，东称司家营铁矿南区，西称大家庄矿区。除北部地区露头矿扩大外，其余两个地区均为隐伏矿。
1955 ~ 1958期间，冶金部进行了1: 5万、1: 1万面磁测，并在北区进行了勘探。地质部航测大队901队在冀北进行1 ∶ 1万航磁调查时，发现了一条编号为59-141的巨大航磁异常。20世纪70年代，为冀东钢铁基地建设提供了充足的铁矿资源，组织了一场地质勘探战役。1973年，河北物探队在司家营区完成了1∶5000的磁测，面积24.4km2，并在大家庄区首次开展了磁剖面检查，还发现了一条相当大的异常带，编号为59-1412。1973 ~ 1974年，冶金物探公司航磁测量队又飞了一次1∶25000航磁测量。
1976为了寻找风化淋滤的富铁矿，地质十五队在南区和大家庄地区进行了1 ∶ 5万重磁电测深剖面，控制面积99km2。1976年，河北省地质局冀东地质指挥部提交了滦县司家营铁矿北区最终地质勘探报告，完成了北区地质勘探工作。南区和大家庄区也相继完成了勘探工作。3区是大型铁矿床，仅北区和南区探明储量就在22×108t以上。
(2)异常区的地质和地球物理特征
异常区被第四系广泛覆盖，仅在北区东侧丘陵区零星出露小面积基岩和煤层。地层主要为中元古界长城系丹塔子群白庙组变质岩和大红峪长石应时砂岩。
含矿岩系岩性简单，以麻粒岩(以黑云母麻粒岩为主，含少量角闪岩)和少量斜长角闪岩为主。变质程度为高绿片岩相-低角闪岩相。
矿床赋存于司家营-大家庄复式反转向斜构造中，属司马厂复式褶皱的次级褶皱。褶皱轴向近南北，轴面向西倾斜。其东翼为正常翼，发生缓慢稳定；西翼是一个产状陡峭的倒翼。次级褶皱发育。原来沉积的铁矿层随围岩发生褶皱变形，背斜内的矿体被剥蚀，而向斜内的矿体被保存下来，成为现在的司家营铁矿。
本区断裂构造主要分为北北东向、北北西向和近东西向三组，多为压性和压扭性，时代多在中元古代以后。
本区出露的新太古代变质岩普遍遭受不同程度的混合岩化作用，强度不均，以再生交代作用为主，局部强烈形成大面积混合岩化花岗岩。
本区主要岩石和矿石的磁性和密度参数见表3-4。表中数据表明，该区围岩只有弱磁性和低密度，矿石为强磁性和高密度。围岩与矿石磁化率差为(30000 ~ 90000) × 10-6.4π si，剩磁差为(5000 ~ 10000)×10-6.4πsi，密度差为0.76 × 103。
表3-4司家营异常区岩矿物理参数表
矿石的磁性数据也表明，当全铁品位在25% ~ 40%之间时，磁性与铁品位正相关，但当铁品位超过40%时，磁性略有下降，且无规律。另外，铁矿石的磁性与氧化程度密切相关，氧化程度越深，磁性越弱。
(3)磁异常特征及解释
1.航磁异常(图3-17)
航磁异常位于低值负磁场背景下，呈南北向窄条带状分布。正异常范围为南北13km，东西3km，正异常宽度在李兴庄剖面最小，不到1km。两侧均有较强的负异常，最小值在- 1500nT以下。异常分为两部分，具有完全不同的特征。
北部为司家营北区，南北长4km，异常强度高，坡度陡，最大近4000nT。异常南段司家营以西形成ⅴ、ⅵ、ⅶ三个闭合异常，表现为矿体的多层叠加。整体异常梯度东陡西缓，反映矿体整体向西倾斜。在正异常的北面，有一条宽的半环形负异常，最小值为- 1200nT，是矿体倾斜磁化所致。
图3-17 59-141，59-1412航磁δ T平面图(单位:100 nT)
图3-18地磁δ Z平面图(单位:100 nT)
在正异常以北的负异常区西北，有一个编号为74-25的椭圆形小异常，最大值在400 nT以上，正负值高达1000 nT，西北有一个最小异常，是一个小型磁铁矿矿床(都峪铁矿，中等规模)的反映。
李兴庄以南异常强度明显下降，梯度逐渐减缓。正异常分为两条平行的分支:东支为司家营南部，由异常ⅲ、ⅳ组成，南北长6km，宽1 ~ 1.5 km，最大2700nT。杜英以南的西支是59-1412异常。大家庄地区由ⅰ、ⅱ异常组成，长7km，宽1 ~ 4 km，异常宽缓，最大值1600nT。坡度东陡西缓，也反映了矿体的西倾。
2.地磁异常(图3-18)
地磁异常与航磁非常一致，司家营南北地磁异常带总长度为10。5公里。北区异常带长4 km，强度高，一般1000 ~5000 nT。坡度东侧陡西侧缓，铁矿层在最大带东侧断续出露，造成局部异常扭曲或正负交替，最大值约13000 nT。
勘探线N 26(图3-19)和勘探线N10(图3-20)异常膨胀，强度高。前者反映了矿体的厚度和延伸深度。后者反映了紧密倒转的向斜构造使矿体变厚。
图3-19司家营铁矿北区N26勘探线综合剖面图
北区正异常带的北部被大范围的负异常所包围，最小值为- 1000nT，是磁铁矿层斜磁化所致。
在负异常区，有两个正异常，零线闭合成葫芦状和椭圆状，都是由比较小的铁矿产生的。其中，都玉异常(航磁异常74-25)作为中型铁矿床得到验证和勘探。
南部地区异常带长度为6.5km，强度由北向南逐渐减小，一般为500 ~ 1000 nt，梯度东陡西缓，但不如北部地区明显。北部异常值较高，最大值约为1×104nT，范围较窄。北异常与北异常之间存在负异常分离，最小值接近- 3000nT，两侧负异常明显。主要原因是南部矿体北端受倾斜磁化影响，也可能与那里矿体埋藏浅、向下延伸有限有关，如图3-265438+
图3-20司家营铁矿北区N10勘探线综合剖面图
图3-21司家营南区勘探线S16综合剖面图
在异常带中部，异常宽度大幅度增加，强度也较高，最大值为9000~3000nT，由北向南逐渐减小，表明矿带内较宽的矿层相对稳定，异常带东侧负异常值由北向南逐渐减小，矿体埋深也由北向南加深。例如在S38勘探线(图3-22)，东侧负值基本消失，计算出的埋深为65438+。
图3-22司家营南区S38勘探线综合剖面图
在异常带南部，强度迅速减弱，最大值小于1000nT，表明矿带收缩变窄。
大家庄异常带位于南部异常西侧，相互平行，长7.5km，最宽处近2km，异常宽缓，最大3500nT，梯度东陡西缓。异常带的北端被大范围的负磁场包围，最小值为- 2700nT，也是矿体倾斜磁化所致。异常带中段东侧有一条南北向负异常带，与南区正异常带相分离，最小值为- 200nT，与矿体产状有关。
3.磁异常的推断、解释和验证
以大家庄异常为例。该异常带位于第四纪覆盖区，具有典型的变质铁矿特征。据推断，它是由铁矿带引起的，根据是:
1)异常走向与片麻岩一致，为南北走向。
2)倾角与片麻岩一致，异常梯度西缓东陡，东部伴有弱负值，表明矿层向西倾斜。
3)向下延伸有限，在异常北端最为明显。由于倾斜磁化，北端被负异常包围。
4)强磁化率。根据勘探线2和54的计算，获得的磁化率分别为24000×10-6.4πsi和29000×10-6.4πsi。这个值小于前面提到的磁铁矿的磁化率，因为剖面计算得到的数据是整个矿带的磁化率，矿带由多层矿物组成，中间夹有变质岩，所以矿带的磁化率小于矿石的磁化率是不言而喻的。
在异常北端第二条勘探线附近(图3-23)，异常梯度较陡，两侧为负值，表明矿带较浅，延伸深度有限。左侧异常矿层顶部埋深为90m，宽度为104m，与验证结果非常接近。右边的异常矿体延伸范围较小。在异常南部宽度大、强度高的54勘探线(图3-24)中，煤层顶部埋深为179m和176m，宽度为214m和210m，两者非常接近。第一个验证孔ZK1布置在最大处。矿体上约有1× 10-5m/s2的剩余重力异常。
图3-23大家庄区勘探二线综合剖面图
图3-24大家庄区54勘探线综合剖面图
(4)矿床地质(图3-25)
司家营矿区北部只有小型铁矿露头，后来扩大为大型铁矿，以隐伏矿为主，南部和大家庄地区均为隐伏矿床。勘探结果表明，司家营铁矿总长度为10.5km，各区矿产简述如下:
1.司家营铁矿北区
矿区地层为中元古界长城系太古界丹塔子群的长洲沟组、大红峪组和白庙组。后者的岩性主要是麻粒岩夹磁铁矿石英岩和片岩。含矿围岩以白庙组三段上部的黑云母斜长麻粒岩为主，也是矿体的直接围岩和主要包裹体层。有一个循序渐进的关系。变质岩近南北走向，倾向西，倾角40° ~ 45°。
图3-25司家营铁矿区矿体分布示意图
北区矿体长4公里。从出露的铁石山观察，厚铁矿为核心，两侧对称出现黑云麻粒岩。东翼地层南北走向，西倾，倾角40° ~ 60°；西翼倾斜度很大。矿体呈层状或似层状平行条带排列，层位稳定，厚度变化不大，向斜核部矿体增厚。
北区矿床由四个矿体组成，自东向西描述如下:
ⅰ号矿体:长度265438+40~50m，南延段为南区主要矿体，为司家营铁矿最大矿体(全长8350m)，最大厚度213m，最薄25m，一般40~50m，平均55m。沿着斜坡延伸深度200 ~ 300米
ⅱ号矿体:扁豆状或纺锤状，位于矿区中部ⅰ号矿体西侧150m处，全长900m，最大厚度80m，一般厚度30-60m，最大延伸800m。
ⅲ号矿体:位于矿区北部1号矿体北段以西50m处，长2,800m。由多层矿石组成，一般厚度100 ~ 200m，最大厚度300m，最小厚度50m，平均厚度130m。延伸深度较大，400 ~ 600 m，部分地段倾斜至800 ~ 1200 m，厚度仍很稳定，并有越来越深越完整的趋势。这种厚矿体的形成主要是褶皱造成的，3号矿体本身就是一个紧密的倒转向斜构造。
ⅳ号矿体:位于150米处，位于三号矿体西侧ⅲ号矿体位于矿区北部，全长1600米，呈层状产出。矿体厚度60m，最薄13m，一般20-40m，最大倾角800m，最小160m，一般300~500m。矿体直接被中元古界地层不整合所覆盖。一些地区的矿体被剥蚀了。
矿石矿物组成简单，主要为磁铁矿和假赤铁矿；应时是主要的脉石矿物。有两种类型的矿石:磁铁矿石英岩和赤铁矿石英岩。
矿石呈条带状，以贫为主，TFe品位30%。少量致密块状、砂状矿石，富含矿石，品位45% ~ 55%，平均50%，最高60%。
司家营矿区的贫铁矿中，有一些小型富铁矿体，多集中在矿体中部，多呈层状、透镜状或脉状层理，与贫铁矿体的产状相一致，二者边界清晰。最大富矿体长150m，平均厚度7m，倾斜深度200m其他富矿大多长约100米，厚约1 ~ 5米或更薄。富铁矿主要是磁铁矿，其次是假赤铁矿和镜铁矿，可分为富磁铁矿和富赤铁矿两大类。富铁矿TFe品位一般为45% ~ 55%，最高可达60%，平均约50%。富铁矿体周围有明显的热液蚀变现象，可以认为富铁矿体的成因类型应属于混合热液型。
2.司家营铁矿南区
该地区几乎完全被第四纪覆盖。根据钻井资料，含矿围岩为白庙组三段黑云母斜长麻粒岩、均质混合岩和混合花岗岩。矿体北起李兴庄，南至大孟庄。主矿体只有一个，总长度6200m，一般厚度40 ~ 65，438+050m，最大厚度203.66m，平均厚度120m。它是从北区1号矿体延伸出来的。
矿石由磁铁矿、假赤铁矿、赤铁矿、应时、闪石、绿泥石和碳酸盐组成。矿石多为细粒变质构造，氧化矿石和富磁矿石略粗。矿石结构以细条纹和条带状为主，条纹少见。富含磁铁矿的矿石呈致密块状或粉砂状。矿石平均品位为31.71%。其中磁铁矿31.26%，赤铁矿33.76%，磁铁矿50.48%。
3.大家庄矿区
矿区南北长8公里，东西宽2.5公里，基岩全部被第四系覆盖。钻探可见白庙组三段黑云母斜长石麻粒岩和云母石英岩。混合岩化作用的产物都是均质混合岩。煤层顶板多为均质混合岩，底板和夹层一般为黑云母斜长石麻粒岩和云母石英岩。
矿区* * *分为六个矿体，其中三号矿体。我不想。II相对较大，没有。三号和号。IV相对较小。各矿体呈层状产出，走向为北西向和北东向，倾角40° ~ 50°。
矿石矿物组成简单，包括磁铁矿、假赤铁矿和赤铁矿。应时是主要的脉石矿物。矿石结构以细粒和条带状为主。局部可见带状结构。平均含矿品位365，438+0.765，438+0% ~ 34.09%，局部富矿，富矿品位49.965，438+0% ~ 52.22%。矿床类型属于沉积变质型。