1楼：中地数媒
1.矿床概况
沙厂铁矿区位于密云县巨各庄乡，南距（北）京－承（德）铁路线巨各庄站1.5km，有矿山专用铁路线与采场相连，沿铁路线有公路相通。该矿是北京市规模最大的露天开采矿山（图2-11），是首钢的原料基地之一。
图2-11 沙厂铁矿露天采矿区
沙厂矿区地质矿产图（图2-15b）显示，区内探明的铁矿床（体）平面上呈“w”形，空间分布上由南向北相对集中，由东向西组成规模不等、矿体特征及工业价值不同的4个矿带。
ⅰ矿带位于矿区的东部，呈ne10°～20°方向延伸，主要由3条薄层矿体组成，矿带全长约500m，单个矿体最长达315m，厚度为1～2m。
ⅱ矿带位于矿区的中部东侧，由两层矿组成，北段厚度达93m，相对连续；中段主要是盲矿，厚为1～2m；南端矿体受小庙沟断裂影响，被一系列nee向小断层错成数段，厚度为6～18m。整个矿带全长约1260m，呈ne10°～20°方向分布。
ⅲ矿带位于矿区的中部西侧，呈ne25°～30°方向延展，北段由2条矿体组成，南段由10条矿体组成，矿体多呈层状产出，全长约1530m。
ⅳ矿带位于矿区的西南部，呈nw 16°方向排列，主要由3条矿体组成，全长大于500m。
ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ矿带的矿体在平面上排列成“w”字型，其中ⅱ矿带、ⅲ矿带规模较大，矿体较多，分布相对集中，为矿区的主要工业矿体，并构成区内铁山头向斜的两翼，主要矿体在深部相互链接，组成与向斜褶皱构造形态基本一致的两大矿层。
区内矿石类型主要为磁铁石英岩型，其次为磁铁矿片麻岩型，出现在主要矿体的分枝、尖灭部位及一些次要矿体上。根据暗色造岩矿物对矿石的变质相，大致划分为麻粒岩相及角闪岩相。其中麻粒岩相典型矿石为辉石磁铁石英岩，主要由普通辉石、磁铁矿、石英等组成。
磁铁矿与石英均沿片麻理方向拉长，有的磁铁石英岩中具有一定数量的石榴子石。角闪岩相典型矿石为角闪磁铁石英岩，主要由普通角闪石、磁铁矿、石英等组成，内有一定数量的黑云母、绿泥磁铁矿石英岩。
沙厂铁矿的矿石组分比较简单，矿石矿物主要为磁铁矿，其次尚有赤铁矿、假象赤铁矿、磁赤铁矿、褐铁矿；硫化物有黄铁矿、黄铜矿；脉石矿物主要为石英，其次有斜长石、普通辉石、黑云母、普通角闪石、绿泥石、石榴子石、钾长石、磷灰石等。全铁含量最高达48.72%，最低到20.
00%，一般为32%左右，含量比较稳定，其他金属元素（如zn、as、pb等）的含量均很低。
沙厂铁矿的成因类型属于鞍山式沉积变质型铁矿，探明储量为1.15亿吨。
2.成矿地质背景及区域地球物理特征
（1）成矿地质背景
沙厂铁矿所处的大地构造位置属华北陆块北缘、燕山台褶带西段的密－怀断隆的东部，构造变动及岩浆活动较发育。出露地层由老到新顺次为太古宇、中元古界、新元古界、古生界寒武系及新生界第四系（图2-12a）。
图2-12 沙厂沉积变质型铁矿典型矿床所在区域地质矿产及物探剖析图a—地质矿产图；b—布格重力异常图；c—剩余重力异常图；d—航磁δt等值线平面图；e—航磁δt化极等值平面图；f—航磁δt化极垂向一阶导数等值线平面图
1—第四系；2—白垩系；3—侏罗系；4—寒武系—奥陶系；5—中元古界；6—新太古代片麻岩；7—中太古代片麻岩；8—中生代中酸**入岩类；9—元古宙中酸**入岩类；10元古宙基性-超基**入岩类；11—沙场铁矿位置（注：地质图原图比例尺1:50万，重磁数据比例尺1:
20万）
密云地区的太古宙变质岩，根据变质程度不同划分为密云群及四合堂群，其中密云群沙厂组的岩性主要为黑云母（或角闪石）辉石斜长片麻岩、云英闪长质片麻岩及二辉麻粒岩夹多层变质铁矿，为重要的找矿标志层。
中元古界长城系、蓟县系及新元古界青白口系发育齐全，与下伏太古宙片麻岩成角度不整合接触；寒武系灰岩、页岩、泥岩等与下伏元古宇成平行不整合接触；新生界第四系不整合在其他老地层之上。
区内断裂构造发育，以ne向小庙沟断裂为主，派生nee向、近ew 向次级断裂，控制了本区基性、酸性岩体的形成。
（2）区域地球物理特征
区域磁场表现为在区域性负背景磁场中出现的局部升高带状强磁异常（图2-12d），沙厂铁矿位于ne向磁异常带的南部。经化极处理，消除了斜磁化的影响，航磁异常整体向北偏移（图2-12e），沙厂铁矿处于ne向强磁异常带的南侧梯级带上。化极垂向一阶导数处理结果（图2-12f），突出了局部异常，其形态、边界特征更加清晰，沙厂铁矿与局部ew 向弱磁异常对应。
区域布格重力异常等值线图（图2-12b）上，矿床位于区域性重力高异常的北侧、重力场值相对变化较小的地带，布格重力异常总体相对较平稳。剩余重力异常等值线图（图2-12c）上，矿床所在地区为ne向重力高值带的南侧、重力低值区中的局部弱重力高异常带。
3.矿区地质及地球物理异常特征
（1）矿区地质成矿环境
铁矿区处于沙厂－墙子路褶皱断裂带西段，沙厂斜长环斑花岗岩体的南侧。
区内出露地层为中太古界密云群沙厂组变质岩系，构成轴向近sn的一系列紧密褶皱构造，依据变质岩的岩性组合、混合岩化强度及含矿情况等因素，自上而下，将其分为4层（表2-4）。各层界线均有一定过渡性质，c层为矿区主矿层的赋存层，主要分布于铁山头向斜两翼及转折端，平面上呈一向北突出的倒“v”字型，北部与斜长环斑花岗岩体呈侵入接触。沙厂铁矿的矿体主要赋存在沙厂组云英闪长质片麻岩中，具有一定规模的矿体有30多条，主要矿层为位于铁山头向斜构造核部的铁矿层（图2-14a）。
表2-4 沙厂铁矿矿区地层层序
（2）矿区地球物理特征
在1:5万航磁异常图（图2-13b）上，沙厂铁矿所在地区为区域性正磁异常场中出现的近ew向相对低异常，沙厂铁矿床位于正异常北侧梯度带靠负异常一侧。化极处理结果（图2-13c），区域磁场特征变化不大，但磁异常整体向北移动，沙厂铁矿床与航磁正异常对应。
图2-13 沙厂沉积变质型铁矿典型矿床所在地区地质矿产及物探剖析图
a—地质矿产图；b—航磁△t等值线平面图；c—航磁△t化极垂向一阶导数等值线平面图；d—航磁△t化极等值线平面图
1—第四系；2—长城系常州沟组、串岭沟组、团山子组、大红峪组、高于庄组；3—新太古界汉儿庄片麻岩；4—中太古界迁西群；5—燕山期酸**入岩类；6—元古宙酸**入岩类；7—断裂；8—典型铁矿位置
在矿区大比例尺航磁剖面图上，ew 向航磁异常剖面曲线具有双峰特征，双峰之间异常值降低，但一般不出现负值，异常幅值大、梯度陡，极大值可达2500nt，北侧伴生负异常，极小值达－3000nt。矿区大比例尺航磁△t平面等值线图上，航磁异常由两条近sn向正磁异常带组成，其特征为中间强度稍低、ew 两条异常带强度稍高，至北端两条异常带逐渐靠拢、并闭合联成一体，北侧伴生有负异常，向南两条异常带逐渐分开、并且强度有逐渐降低的趋势，从而形成一个近sn向的、开口向南的“马蹄”形异常，西侧正磁异常带的面积、强度较大。
矿区大比例尺地磁测量结果，地磁异常的特征与航磁异常的特征基本相似，但地磁异常特征更加精细。地磁异常呈倒“v”字形，局部异常展布特征与矿体的分布形态基本相同（图2-14和图2-15）。地磁化极处理结果（图2-14d），北部负异常消失，磁异常整体向北移动，与矿体分布形态吻合更好。
图2-14 沙厂沉积变质型铁矿典型矿床所在位置地质矿床及物探剖析图
a—地质矿产图；b—地磁△z等值线平面图；c—地磁△z化极垂向一阶导数等值线平面图；d—地磁△z化极等值线平面图
1—第四系；2—第三系；3—太古宙片麻岩；4—斜长角闪岩；5—黑云斜长片麻岩；6—黑云角闪斜长片麻岩；7—石榴黑云斜长片麻岩、斜长角闪透辉片麻岩；8—黑云角闪辉石斜长片麻岩；9—斜长环斑花岗岩；10—辉石岩；11—花岗斑岩脉；12—闪长岩脉；13—辉绿岩脉；14—伟晶岩脉；15—煌斑岩脉；16—铁矿体；17—绿泥石化绢云母化蚀变带
沙厂铁矿床所在位置的地磁异常可以分成4个异常带（或区），分别对应ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ铁矿带（图2-15a、b）：ⅰ号铁矿带上的磁异常较弱，为多个局部异常构成的近sn向展布的弱异常带。ⅱ号铁矿带上的磁异常较强，呈sn向展布，与铁矿带的展布特征一样、也分成南北两段，其中北段磁异常带强度更大、梯度更陡，北侧及东侧伴生负异常明显；南段磁异常带相对于北段要宽缓一些，其梯度表现为东陡西缓的特点，说明南段磁异常带反映的铁矿体具有一定埋深、且向西倾斜；ⅲ号铁矿带上的磁异常也较强，由ne向“雁行状”排列的两条磁异常带组成，分别对应ⅲ号铁矿带的南、北铁矿段，其中北段磁异常带强度更大、梯度更陡，西北侧伴生负异常明显，在铁山头一带与ⅱ号铁矿带上的磁异常北段汇合，构成倒“v”字型磁异常，这一特征与铁矿带的展布特征也一致；南段磁异常的强度相对于北段要弱一些，其梯度表现为东陡西缓的特点，说明南段磁异常带反映的铁矿体向西倾斜；ⅳ号铁矿带上的磁异常也较强，但规模不如ⅱ号和ⅲ号铁矿带上磁异常的规模大，ⅳ号铁矿带上的磁异常带具有多个极大值点，总体呈nnw 向展布，异常带的东、西两侧和北部都有明显的伴生负异常。
沙厂铁矿床所在位置的上述磁异常特征，不可能由简单形态的磁性地质体引起。事实上，早期的物探工作者曾对磁异常进行研究后就提出、并经后来的勘探结果所证实，沙厂磁异常为变质岩及铁矿层呈向斜构造产出所引起，即含矿变质岩和铁矿层组成的构造是一个北端翘起、封闭较完好、轴面略向西陡倾斜、南端为断裂所截的倒转向斜构造（如图2-15）。
图2-15 沙厂沉积变质型铁矿典型矿床模式图
a—地磁等值线平面图；b—地质矿产图；c—钻孔剖面图；q—第四系；ar—太古宇片麻岩
根据沙厂铁矿地质成矿环境、勘探结果及地球物理场特征等，设计了铁矿床的初始地质模型，对航磁异常进行了2.5d 拟合（图2-16），结果表明沙厂铁矿床呈向斜构造形式产出，与勘探结果基本一致。
4.岩（矿）石物性特征
物性数据统计结果，磁化率平均值：磁铁矿石为99756×10-5si，围岩（片麻岩）为2611×10-5si，基性岩为8000×10-5si，酸性岩体为554×10-5si；平均密度值：磁铁矿为4.
8g/cm3，围岩（片麻岩）为2.99g/cm3，基性岩（辉长岩）为2.90g/cm3，酸性岩体（花岗岩）为2.
60g/cm3。
以上统计结果表明，沙厂磁铁矿与围岩及基性岩相比为强磁性、高密度特征。
5.铁矿找矿标志
从前面的分析可知，沙厂铁矿上重、磁异常显示较好，具有直接找矿作用，主要标志是：
图2-16 典型矿床剖面拟合图
1—太古宙密云群沙厂组云英闪长质片麻岩；2—太古宙汉儿庄组片麻岩；3—推断磁性矿体；4—航磁实测曲线；5—航磁拟合曲线；6—视磁化强度；7—剖面方位
（1）中太古界密云群沙厂组是沙厂铁矿的主要含矿层；
（2）强度大、梯度陡、北侧伴生负异常明显的局部磁异常是铁矿存在与否的重要指标；
（3）区域性布格重力高背景异常和区域性航磁正背景异常为中太古界密云群黑云母（或角闪石）辉石斜长片麻岩、云英闪长质片麻岩及二辉麻粒岩夹多层变质铁矿等变质岩的反映，可作为间接找矿标志。
（4）航磁区域背景为负磁场，而区域背景上叠加的重、磁同高带状大异常，通常也是铁矿存在与否的重要指标。