長鋼西安里鐵礦屬于典型的矽卡巖磁鐵礦床。本矽卡巖磁鐵礦床賦存于燕山期中性侵入巖體與中奧陶紀石灰?guī)r接觸帶及其附近，其形成直接與中性侵入巖體及圍巖相關，并受接觸帶嚴格控制。
矽卡巖礦床是中酸性——中基性侵入巖類與碳酸巖類巖石的接觸帶上或其附近，由于含礦汽水溶液進行交代作用而形成的，在成因上和矽卡巖有一定聯(lián)系的礦床。在該類礦床中一般都有典型的矽卡巖礦物組合（鈣鋁——鈣鐵榴石系列；透輝石——鈣鐵輝石系列），交代作用明顯，礦床在空間上受接觸帶控制，故又稱接觸交代礦床。
一、 矽卡巖鐵礦床的形成條件
１、 巖漿巖條件
巖漿演化過程分出含礦溶液，是形成矽卡巖礦床的先決條件。而有利于形成矽卡巖礦床的巖漿巖，主要是中酸性巖漿。西安里礦區(qū)巖漿巖主要分布為不同期次侵入的角閃輝長巖類，閃長巖——二長閃長巖類，細粒閃長巖脈等，尤其是第二期侵入的閃長巖——二長閃長巖類巖漿巖，為該區(qū)的成礦作用提供了非常理想的母巖條件，和該區(qū)鐵礦床的賦存有著緊密的聯(lián)系。
２、 圍巖條件
圍巖巖性是決定矽卡巖及矽卡巖礦床形成的重要條件，它不僅影響成礦物質(zhì)的沉淀，同時也影響成礦作用方式、礦體規(guī)模及矽卡巖和礦石的物質(zhì)成分。其中有利圍巖主要是各種碳酸鹽巖石，如石灰?guī)r、大理巖、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、泥灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖等。這些碳酸鹽巖石化學性質(zhì)活潑，容易分解，物理性質(zhì)較脆，特別是硅化后更容易破裂，滲透性更強，有利于含礦溶液流通并被交代形成矽卡巖礦床。且一般情況下厚層的、成分單一的灰?guī)r不利于成礦，而薄層的或成分不純的碳酸鹽巖石，如泥質(zhì)灰?guī)r、含燧石條帶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r等對成礦較為有利。特別是物理性質(zhì)差異較大的圍巖地段，常常是富礦賦存的主要場所，因為這些物理性質(zhì)不同的巖石之間有較為薄弱的界面，受構(gòu)造作用時易沿層間破碎，便于含礦溶液的流通，因其化學成分的不同，更有利于發(fā)生交代作用，從而形成富礦。
西安里礦區(qū)礦體圍巖主要為中奧陶紀石灰?guī)r、大理巖及泥灰?guī)r等，這些圍巖節(jié)理發(fā)育，裂隙較多，孔隙度也很大，這些圍巖無論是化學成分還是物理性質(zhì)等方面，都為鐵礦溶液的流通和化學成礦交代作用創(chuàng)造了極為有利的條件，是該礦區(qū)鐵礦床賦存的重要因素。
３、 構(gòu)造條件
構(gòu)造控制含礦溶液的通道，也為成礦提供了有利的空間。我們知道，與矽卡巖礦床密切相關的巖漿巖（母巖）是沿地殼構(gòu)造相對薄弱的構(gòu)造帶侵入的，而侵入體的形態(tài)、產(chǎn)狀則受褶皺、斷層、層間構(gòu)造和地層巖性的控制。這就決定了矽卡巖礦床也要受到構(gòu)造帶的控制。具體的成礦構(gòu)造主要有如下四個。
１）侵入體與圍巖的接觸帶構(gòu)造。巖漿巖侵入體與圍巖的接觸帶構(gòu)造形態(tài)有較為平直的、波狀的、港灣狀的、鋸齒狀的等，按接觸面上圍巖和巖體的接觸關系有平蓋接觸和超覆接觸等，但歸納起來看，超覆接觸、巖體的凹部等構(gòu)造帶極易形成礦體。
２）圍巖層理、層間破碎帶及構(gòu)造裂隙。在接觸帶附近的有利圍巖中，層理發(fā)育而顯著，特別是不同巖性之間的層理剝離、層間破碎帶及構(gòu)造裂隙等，對矽卡巖礦床形成具有特殊的意義。由于這些構(gòu)造帶的存在，不僅在接觸帶上，有時在遠離侵入體的圍巖中也能形成較大的礦體。
３）褶皺構(gòu)造。褶皺構(gòu)造主要表現(xiàn)為對巖體及含礦溶液流通的控制。一般在褶皺軸面發(fā)生彎曲處、褶皺傾伏端及褶皺的凡方向和性質(zhì)發(fā)生變化處，非常有利于巖漿巖的侵入和礦床的賦存，因此矽卡巖礦床常產(chǎn)于褶皺軸附近或翼部，在箱狀背斜翼部具有平臥褶皺處、傾伏背斜的傾伏端、復式向斜的次一級背斜軸部及大斷裂兩側(cè)所形成的牽引褶曲等部位都是矽卡巖卡礦床形成的有利部位。
４）捕虜體構(gòu)造。該構(gòu)造實質(zhì)上是巖體內(nèi)部石灰?guī)r體等捕虜體的接觸帶構(gòu)造，也是矽卡巖卡礦床成礦的有利部位。
４、溫度、壓力條件
盡管矽卡巖礦體形成的溫度范圍很廣，但近年來通過大量礦物包裹體測溫資料說明，接觸交代礦床中的金屬氧化物（如磁鐵礦）形成的溫度范圍一般在３５０——６００℃之間（主要在４００——５００℃）；而矽卡巖礦床形成的壓力與所在的深度有關，大多數(shù)情況下在中等深度和淺深條件下形成。
二、 矽卡巖鐵礦床的成礦作用
矽卡巖礦床的形成條件和形成環(huán)境是多種多樣的，但總結(jié)起來，矽卡巖礦床的形成作用主要有接觸滲濾交代作用和接觸擴散交代作用兩種。
接觸滲濾交代作用是含礦汽水溶液沿著被交代巖石的裂隙系統(tǒng)滲濾而引起的。在有裂隙橫切部位，由于深部上升的含礦溶液沿著交切接觸帶的裂隙系統(tǒng)滲濾，將下層中的活性組分帶到上層，并相互發(fā)生交代作用。由于溶液沿主要通道流動很快很遠，所以下部交代作用明顯，愈往上溫度愈低，反應愈緩慢，在這種交代作用過程中，溫度梯度和壓力梯度是熱流運移的原動力，故能夠形成較大較厚的接觸帶。
接觸擴散交代作用是含礦溶液在巖漿巖碳酸鹽的接觸面流動時，由于上升溶液的影響，破壞了原來已飽和溶液的平衡，使ＧａＯ向巖漿巖中擴散，而ＳｉＯ２、ＡＬ２Ｏ３等向碳酸鹽中擴散，從而在接觸帶上形成矽卡巖或礦床。但由于該種交代作用是由濃度梯度作為組分運移動力，故在該作用下不能形成較大較厚的接觸帶。
在實際交代作用過程中，這兩種作用往往是相互伴隨作用的。就整個礦床形成過程而言，大致可分為兩個成礦期和五個成礦階段：
１、矽卡巖期
１）早期矽卡巖階段—又稱干矽卡巖階段，該階段主要形成礦物有硅灰石、透輝石、鈣鐵輝石、鈣鋁榴石、鈣鐵榴石等，具體反應式如下：
ＣａＣＯ３＋ＳｉＯ２＝ＣａＳｉＯ３（硅灰石） ＋ＣＯ２
ＣａＣＯ３＋ＭｇＣＯ３＋２ＳｉＯ２＝ＣａＭｇＳｉ２Ｏ６（透輝石） ＋２ＣＯ２
ＣａＣＯ３＋ＦｅＯ＋２ＳｉＯ２＝ＣａＦｅＳｉ２Ｏ６＋（鈣鐵輝石）
ＣＯ２３ＣａＣＯ３＋ＡＬ２Ｏ３＋３ＳｉＯ２＝Ｃａ３ＡＬ２Ｓｉ３Ｏ１２（鈣鋁榴石） ＋ＣＯ２
３ＣａＣＯ３＋Ｆｅ２Ｏ３＋３ＳｉＯ２＝Ｃａ３Ｆｅ２Ｓｉ３Ｏ１２（鈣鐵榴石） ＋３ＣＯ２
２）晚期矽卡巖階段。又稱濕矽卡巖階段，該階段主要形成礦物有陽起石、透閃石、角閃石、綠簾石等，透閃石的反應式如下：
２ＣａＣＯ３＋５ＭｇＣＯ３＋８ＳｉＯ２＋Ｈ２Ｏ＝Ｃａ２Ｍｇ５Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２＋（透閃石）７ＣＯ２
這個階段由于溫度逐漸降低，溶液中的鐵，除部分參加硅酸鹽礦物外，大量以磁鐵礦形式出現(xiàn)，故又稱磁鐵礦階段。其化學反應式為：
ＦｅＣＬ３＋ ２Ｈ２Ｏ ＝Ｆｅ（ＯＨ）２ ＋ ２ＨＣＬ２Ｆｅ（ＯＨ）２＋ ＦｅＣＬ２
＝ Ｆｅ３Ｏ４＋ ２ＨＣＬ＋Ｈ２
上述反應是不穩(wěn)定的可逆反應，因為在反應中生成的鹽酸對生成的鐵有溶解作用，為使該反應向生成磁鐵礦的方向進行，就必須具有中和鹽酸的條件，而接觸帶上石灰?guī)r正好可以起到中和作用，促進磁鐵礦的形成。
３）氧化物階段。
２、石英－硫化物期
１）早期硫化物階段。
２）早期硫化物階段。
三、礦床的賦存地段
由以上分析我們可以看出，綜合起來講，矽卡巖鐵礦的賦存地段主要決定于接觸交代作用和構(gòu)造作用。
１、 接觸交代作用決定礦床的賦存地段
當巖漿巖侵入到圍巖中時，接觸變質(zhì)作用產(chǎn)生了熱暈圈，在泥灰?guī)r中形成了鈣－鋁－硅酸鹽礦物，在此階段，除Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等揮發(fā)性組分外，沒有非揮發(fā)性組分的帶進帶出，也就是說在此階段基本不會生成礦石。隨著溫度的降低。巖漿巖的結(jié)晶作用開始進行，水熱流體逐步析出，并引起侵入體的水裂作用。這些流體與變質(zhì)水或天水混合，沿接觸帶上升，在圍巖中滲濾，溶液沿通路的活動梯度導致早期的無水矽卡巖礦物的帶狀分布，并在較強氧化狀態(tài)下形成富高價的鐵的礦物，在較弱氧化狀態(tài)下形成富低價的鐵的礦物，但硫化物礦物很少見。在矽卡巖礦物生成的中期階段磁鐵礦和硫化物開始沉淀，但數(shù)量不多。在晚期階段，隨著矽卡巖的破壞分解，磁鐵礦和硫化物開始大量沉淀，從而形成磁鐵礦床。下面是西安里鐵礦的接觸帶巖性分布圖： 閃長巖／蝕變閃長巖／鈉長巖／矽卡巖／磁鐵礦床／大理巖／石灰?guī)r
２、 構(gòu)造決定礦床的賦存地段
由于地幔能量的重新分布和地殼的不斷運動，造就了規(guī)模較大的斷層，褶皺等構(gòu)造帶，而在形成這些構(gòu)造帶的同時，產(chǎn)生了大量的破碎帶和裂隙，為下部巖漿巖體的上沖侵入具備了必要的條件。而在侵入體侵入的同時，又產(chǎn)生了大量的次生破碎帶和裂隙，為含礦溶液的運移和成礦化學組分的沉淀創(chuàng)造了必不可少的條件，從而導致含礦溶液的賦存成礦。
另外，巖漿巖在上升接近地表時，由于溫度急劇下降，導致上部圍巖的溫度變化較大，大面積的破碎，最后形成上闊大口，接觸帶產(chǎn)狀在上下幾乎翻轉(zhuǎn)，而Ｆｅ３Ｏ４熔點高，比重大，所以磁鐵礦在地表上部一般緊貼接觸帶，在下部一般遠離接觸帶。
總之，要想在矽卡巖鐵礦床的地質(zhì)找礦上取得一定的成績，就必須了解該類鐵礦的成礦機理和成礦規(guī)律，弄清矽卡巖鐵礦的賦存地段也就顯得非常必要。
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