一、区域地质构造背景
该成矿亚系列中的铁矿床，生成于中元古代晚期，赋存于汝阳群云梦山组中，属沉积型宣龙式铁矿，在豫西主要有渑池岱嵋寨铁矿和汝阳武湾铁矿。岱嵋寨铁矿最具代表性。
（一）地层
岱嵋寨铁矿分布在渑池、新安两县北部相交接地带，岱嵋寨以东（图4-12），出露地层自下而上分别如下。
1.熊耳群马家河组
该组分布于岱嵋寨的西南部，主要由紫红、黄褐、暗绿色杏仁状或致密块状安山岩、安山玢岩及玄武—安山岩所组成，其间夹有紫红色凝灰岩。杏仁体中普遍充填石英、方解石、玉燧、绿泥石、沸石等。厚度521～1100m。
2.汝阳群
图4-12 渑池岱嵋寨铁矿地质及主要矿体分布图
1—第四系；2—二叠系；3—中奥陶统；4—汝阳群北大尖组；5—白草坪组；6—云梦山组；7—兵马沟组；8—熊耳群马家河组；9—正断层；10—铁矿体及编号；11—不整合界线；12—地质介线及产状
该群围绕熊耳群周边出露，分布广，北、西至黄河处，南到渑池坡头，东近新安曹村。与熊耳群组成一个古岛（寒武纪时）。该群主要由砂砾岩、石英砂岩及页岩、泥质砂岩组成，属稳定陆源单陆屑式建造组合。自下而上分四个组：
兵马沟组
云梦山组
白草坪组（
北大尖组（
3.寒武系
主要分布于距岱嵋寨较远的新安荆紫山、石井和渑池坡头、伏虎山以西地区。主要由馒头统的紫红色，杂色页岩、中厚—厚层状结晶灰岩和张夏统鲕状灰岩组成。该系底部有一层砾岩，显示与下伏的汝阳群呈不整合接触。厚度350m。
4.奥陶系（O2）
主要分布在岱嵋寨西北和东南地区。由白云岩、白云质结晶灰岩及厚层状灰岩组成。
5.二叠系（P）
分布于岱嵋寨北侧，与其南侧的汝阳群呈断层接触。该系由各种砂岩、页岩组成，互层状或呈夹层。其内含多层煤和碳质页岩。厚度在285m以上。
（二）构造
区内岩层和铁矿呈平缓单斜产出。岱嵋寨铁矿区岩层平均倾向116°，倾角10°，为断裂较发育的单斜构造。
区域上断裂构造较发育，以近东西向一组为主，其次为北东向和北西向组。主要断裂特征如下：
1.关地－塔地正断层
该断层位于铁矿区北面，属高角度正断层。走向近东西—北西西，倾向北，倾角最大可达70°，一般较陡，北盘下降出露二叠纪、三叠纪地层，南盘上升出露汝阳群和寒武系，断距达1000m。东西延长15km，断裂带宽可达150m。
2.东沟－老银洞正断层
该断裂走向呈东西向，倾角较陡，属高角度正断层，南盘下降，北盘上升，落差40m，断层东西延长约4km。与关地—塔地正断层形成地垒式构造，将岱嵋寨铁矿区推至渑池北部地势最高地段。
3.张庄－栗园正断层
位于老银洞矿区南侧，断层走向呈北西，自北西端张庄，经山窝、胡庄向东南延至栗园一带，长约10km，断层倾向北东，倾角较陡。
4.伏虎山－河坝正断层
位于岱嵋寨南7km处。呈近东西向横贯整个区域，长达25km以上。断层面倾向北，倾角陡。在前梁地段，其北盘出露汝阳群的兵马沟组，南盘为熊耳群的马家河组。
此外，还有呈近东西向的南天门－黄柏岭正断层，呈北西向的杂木沟正断层及呈北东向的水磨平－双石玉正断层、东黄柏岭正断层、和尚沟－凤凰岭正断层等，它们一般规模较小。
（三）岩浆岩
本区岩浆活动主要发生在中元古代早期，熊耳运动发生大规模的中基性—中酸性火山岩喷发活动，生成分布广泛的玄武－安山（玢）岩、英安岩。熊耳期末有石英斑岩呈小岩株状侵入在马家河组中。中元古代晚期汝阳群中未见各种脉岩。
二、控矿地质条件
（一）赋矿层位
分布于渑池、新安北部的铁矿，受控于云梦山组，沿着兵马沟组和云梦山组分布。相邻的其他矿区，如老银洞、石板庵、牛心坡、邵山、石峰峪等矿区，也不例外，只是各矿区内铁矿体的规模、品位远不及岱嵋寨大、高而已。
（二）岩相古地理环境
中元古代晚期，华北地台南缘（河南境内）作为整个升降的台地首次出现，且具有基底表面的不平坦或升降运动的不均一性。除豫东地区为广大剥蚀区外，在豫西地区出现了洛阳—驻马店和卢氏—栾川两个较大的沉积区。岱嵋寨铁矿和武湾铁矿均处于前一沉积区内（图4-13）。
图4-13 河南省中元古代晚期岩相古地理略图
1—砂岩组；2—砂岩－页岩组；3—页岩－砂岩组；4—白云岩－砂岩组；5—海陆界线；6—岩相（组）界线；7—沉积等厚线；8—铁矿；9—海进、退方向；10—物质搬运方向；11—海滩相；12—潮坪相；13—次深－深海相；14—局限台地相；15叠层石
在洛阳—驻马店沉积区内，沉积了汝阳群。在兵马沟早期，陆地广阔，地表炎热，地表径流发育，形成一套冲积扇—河流相沉积。主要岩石类型为砾岩、砂砾岩和含砾石英砂岩等，沉积物为紫红、暗紫色，属氧化环境。到云梦山早期地壳下降，海水由东南向西北方向浸入到渑池、三门峡一带，形成了北东高、南西低的势态。渑池岱嵋寨、汝阳武湾一带均处在滨海海滩环境，其间沉积了以赤铁矿为主的铁矿层、砂砾岩及含砾石英砂岩。砾石成分为紫红、肉红及灰白色的石英砂岩，分选性差，磨圆度低。砂砾岩中砾石多沿层理分布，石英砂岩多发育水平层理、波状层理、交错层理等，具岸流波浪和较对称的浪成波痕，显示出海滩沉积环境。云梦山中晚期，海水继续北浸，沉积区主要沉积了成熟度较高的石英砂岩。
白草坪期，海水普遍受限，在潮间、潮上带内形成了一套砂泥坪沉积，主要为砂岩和页岩互层，沉积物以紫红色为主，属氧化环境。到北大尖期，继承了白草坪的沉积环境，主要岩石类型为石英砂岩、长石石英砂岩及少量页岩、白云岩。岩石颜色主要为灰白、黄绿、灰绿色，说明气候由炎热转向温暖。石英砂岩成熟度较高，含海绿石和绿泥石，局部有含铁石英岩。
（三）构造控矿条件
在中元古代晚期云梦山组沉积之前，渑池、新安一带的北部地区曾处于长时间风化侵蚀环境，形成起伏不平的洼地和残丘。当地壳下降海水浸入至本地区时，侵蚀面上洼地为铁矿的沉积提供了良好的场所。通过对古侵蚀面形态研究和铁矿沉积地段特征对比认为，铁矿均分布在侵蚀低洼处，与古地貌特征关系密切。铁矿分布集中的地段往往是成矿期间滨海区的一个坳陷地带。
总之，岱嵋寨和武湾铁矿是在炎热的气候和氧化条件下的滨海海滩环境下沉积形成，就位于其间的侵蚀洼地。
三、矿床地质特征（岱嵋寨式）
（一）含矿地层
新安、渑池一带的铁矿，赋存于云梦山组底部，该组岩石建造自下而上有如下特征：
底部主要由砾岩、砂砾岩、铁矿层及砂岩、页岩组成，不整合于兵马沟组石英砂岩之上。在铁矿分布地段，致密块状赤铁矿层厚0～15m不等，其下有0.0～1.2m的铁质页岩，铁矿直接或以很小的间隔覆于兵马沟之上，铁矿之上有0～8m紫红色砂质页岩为直接顶板，有时为厚度不大的砾岩层；在没有铁矿体的地段，由砾岩及其上的紫红色薄层细粒砂岩覆盖在兵马沟组石英砂岩之上，砾岩厚为0.1～2.2m。底部岩组厚60m。下部为红色泥质砂岩组（岩性组），由浅灰、紫红色中粒石英砂岩和细—粗粒薄层砂岩组成。在薄层砂岩中矿物以石英为主，含少量粘土矿物，具泥质胶结。厚度37m；中部为浅灰、肉红色石英砂岩组，由具浅灰、肉红色条带状石英砂岩、紫红色中—粗粒砂岩夹薄层砂岩、砂质页岩组成。厚度77～138m；上部为紫红、灰白色石英砂岩、细—中粒石英砂岩与泥质砂岩互层及含紫色、绿色页岩碎块的石英砂组成。厚度达80m。
（二）矿床（体）空间分布
从上述含矿地层特征可知，铁矿体（层）在垂向上赋存在云梦山组底部，受层位控制十分明显。在水平方向上，矿体总是围绕着云梦山组和兵马沟组地质界线（面）紧靠云梦山组呈不连续状出露。在岱嵋寨矿区，矿体主要分布在北部，矿体间的无矿间隔为250～1800m不等，矿区南侧，矿体少，出露也零星。岱嵋寨矿区外围的老银沟、石板庵、邵山、石峰峪、牛心坡等矿区，空间分布特征也完全类同。矿体呈带状或弧形状分布。
（三）矿体产出特征及规模大小
矿体因受古地形及后期冲刷影响，多呈大小不等的透镜体状缓倾斜产出、形状不规则。在走向上一般延长较大，与岩层走向基本一致，沿倾向变化较大，有时在很短距离内（10m左右）突然尖灭。岱嵋寨矿区，铁矿体规模最大，储量最多，其中，最大的红山头—山神庙矿体，沿走向长大于1200m，沿倾向延长200～700m不等，矿层厚度最大达15.27m，一般多在7～14m之间，薄处3～6m。经勘探证实位于红山头、山神庙一带的Ⅰ—Ⅳ矿体是一个不规则的大透镜体。黄连嘴处的Ⅶ、Ⅸ号矿体，在深处连成一个较大的透镜体，走向长700m，倾向延伸约300m，长：宽≈3∶1，矿体厚度最大12.89m，一般3～10m。霍沟V号矿体走向长450m，倾向延长150m，长：宽接近3∶1，矿体厚度在3～7m之间，最厚12.76m。此外，矿区其他矿体规模均较小，长度在数十米至350m之间，厚度多为1～3m。
除岱嵋寨矿区之外的其他矿区，矿体规模小，最大走向长200m，多数只有几十米，最短只12m，厚度多为0.5～3m，矿区的铁矿储量很少。
（四）矿石的物质组成
1.矿石矿物成分
矿石中主要矿物为赤铁矿及针铁矿，含量在40%～60%之间，其次是粘土矿物，含量可达35%～50%。微量矿物有：锆石、电气石、白云母、绢云母、滑石、重晶石、黄铁矿等。粘土矿物是铁矿中的主要杂质。
2.矿石的化学成分
矿石中全铁含量在37.3%～55.04%之间，SiO：含量8.30%～26.06%,Al2O3含量0.2%～0.05%,CaO含量0.05%～0.1%,MgO为0.05%～0.2%。矿石中含S、P都较高：S含量0.12%～0.61%，平均为0.369%;P含量0.14%～1.27%平均为0.743%。作为铁矿石有害组分的S、P含量普遍高于平炉、高炉富矿的工业要求。
（五）矿石结构构造及矿石类型
1.结构构造
根据矿物共生特征及集中分异程度，铁矿石结构主要有显微叶片状结构、肾状、豆状和砂状结构。矿石构造为致密块状和条带状构造，条带状构造是由于矿石中粘土矿物和赤铁矿、针铁矿分别集中的结果，深红色条带主要由水针铁矿、显微叶片状赤铁矿及少量粘土矿组成，浅色条带中粘土矿含量较高。
2.矿石类型
岱嵋寨铁矿床中矿石类型简单，以矿石中铁矿物特征划分，自然类型属赤铁矿型。按矿石中主要有用组分（全铁）含量一般变化在40%～51.7%之间，S平均含量为0.369%等特征，其工业类型为高硫高炉富矿类型，在矿体边部有少量贫矿矿石类型。
四、成矿机理及成矿模式
（一）成矿物质来源
渑池—新安北部和汝阳武湾一带铁矿的铁质来源于古陆上富铁硅酸盐和硅铁建造岩系。中元古代晚期地壳下降，海水侵至本区，其北紧靠山西古陆，东北、西南又与华北、秦岭古陆相邻，古陆上除新太古代已存在富铁绿岩带（拉斑玄武岩类）及硅铁质建造（磁铁石英岩）外，还有熊耳期强烈的火山活动产生的大面积含铁较富的玄武－安山岩类火山岩分布。这些富铁岩石为中元古代晚期沉积铁矿提供了大量的物质来源。
（二）铁质的搬运形式
古陆上富铁硅酸盐，经长期风化、侵蚀受到破坏，铁质被析离出来，主要由三种形式进入地表水被搬运：一是难溶的三价铁（高价）常呈胶体状态或呈机械悬浮物；二是二价铁（低价）与重碳酸根（
（三）铁质淀出条件
袁见齐等（1979年）认为，在湖海盆地中由于物理、化学环境不同，使沉积型铁矿床一般具有四个矿物相带，即氧化矿物、硅酸盐矿物、碳酸盐矿物及硫化物等相带（图4-14）。在氧化矿物相带中，氧化界面直达盆地底部，在水底淤泥层中有大量过剩的氧，而成为充分的氧化环境，形成铁的氧化物和氢氧化物，如赤铁矿、褐铁矿、针铁矿等；在硅酸盐矿物相带中，氧化界面在盆地附近，淤泥层中游离氧剩余无几，主要形成铁的硅酸盐矿物，如鲕绿泥石；碳酸盐矿物相在氧化界面以下，淤泥岩中含有有机质，含氧量不足，不能使低价铁氧化，因此形成菱铁矿和碳酸钙混合物；硫化物相带远在氧化界面之下，由于细菌活动使有机质分解产生大量硫化氢并与铁结合，形成黄铁矿、白铁矿及胶黄铁矿等。从岱嵋寨、武湾铁矿床的铁矿物成分、结构构造及矿层顶底板岩性等特征，与上述沉积铁矿床矿物相带模式比照认为，本区铁矿是滨海—浅海区氧化矿相带沉积矿床。它是在海侵初期，大量铁质从古陆由地表水源源不断地带到滨海或浅海区内，在充分的氧化环境（Eh值较高）条件下，因海水电解质、异性电荷胶体的作用，使水溶液中低价铁转变成高价铁，使呈悬浮状态、胶体状态的高价铁相继沉淀下来，形成铁矿层。
图4-14 沉积铁矿床相变示意图
（四）成矿模式
从铁矿物质来源、搬运形式及沉积环境等成矿过程表现特征，可将岱嵋寨式铁矿的成矿模式归纳如下：
河南省主要矿产的成矿作用及矿床成矿系列