吉林省白山市二岔鐵礦地質(zhì)特征及礦床成因探討

王唯存，王守興，王向麗，左 雷，林 野

吉林省勘查地球物理研究院，吉林長(zhǎng)春 130012

1 區(qū)域地質(zhì)特征

1.1 地層

太古宙地層（ArB），為該地區(qū)出露最古老巖石地層，經(jīng)歷漫長(zhǎng)而復(fù)雜的地質(zhì)演化階段，形成太古宙高級(jí)變質(zhì)雜巖。該區(qū)域出露的巖石地層主要為太古宙變質(zhì)表殼巖。表殼巖的原巖由中基性火山巖和沉積巖組成，經(jīng)強(qiáng)烈的構(gòu)造變形改造和多期區(qū)域變質(zhì)作用，形成斜長(zhǎng)角閃巖、黑云變粒巖、片麻巖、磁鐵石英巖等一套中深變質(zhì)巖系，多呈大小不等的殘塊狀產(chǎn)出，零散分布于深成花崗質(zhì)巖體中。該變質(zhì)巖系為本區(qū)重要賦鐵層位，主要分部在礦區(qū)北部及中部，總體呈北東—南西向展布。

中元古界，在區(qū)域南部有少量出露，僅見珍珠門組，分布面積不大。珍珠門組（Pt1zh）：巖性以白云質(zhì)大理巖為主，夾少量片巖、板巖。

新元古界，主要分布在大荒頂子—三岔子鎮(zhèn)一帶，見有青白口系和震旦系下統(tǒng)，覆蓋面積較大。

青白口系：下部為釣魚臺(tái)組（Qnd）灰白色長(zhǎng)石石英砂巖；上部為南芬組（Qnn）雜色頁(yè)巖夾泥質(zhì)灰?guī)r。震旦系下統(tǒng)：由下部橋頭組（Z1q）石英砂巖、頁(yè)巖；中部萬(wàn)隆組（Z1W）灰?guī)r夾頁(yè)巖；八道江組（Z1b）厚層狀藻類灰?guī)r組成。

中生界僅在江源區(qū)、三岔子鎮(zhèn)附近有零星出露，見有侏羅系上統(tǒng)，分布面積較小。侏羅系上統(tǒng)拉門子組（J3l）；巖性為凝灰質(zhì)砂巖、頁(yè)巖、礫巖等。新生界，下更新統(tǒng)軍艦山組玄武巖（βQ1j）：主要分布在江源區(qū)、三岔子鎮(zhèn)附近，巖性有橄欖玄武巖、安山玄武巖、拉斑玄武巖等，具有致密塊狀、氣孔狀、杏仁狀等構(gòu)造。

圖1 區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map

1.2 巖漿巖

區(qū)域內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，巖漿巖分布廣泛。TTG巖系是本區(qū)太古宙侵入體主要組成部分，由英云閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖類和花崗閃長(zhǎng)質(zhì)片麻巖類組成，呈北東—南西向、帶狀分部特征。還有零星基性巖脈的侵入。新生代第四紀(jì)玄武巖主要分部在區(qū)域內(nèi)的東北部，面積較大。

1.3 構(gòu)造

斷裂構(gòu)造是在基底褶皺形成同時(shí)，沿北東向發(fā)生規(guī)模較大斷塊活動(dòng)，其發(fā)生和發(fā)展，控制著本區(qū)蓋層的沉積。較大斷層為板石—二道江逆斷層，斷層在本區(qū)斷續(xù)分布，斷層面傾向北西。

1.4 礦產(chǎn)

區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)主要為鞍山式鐵礦，如：頭道中型鐵礦、五道鐵礦、板石溝大型鐵礦等。另外區(qū)域內(nèi)還賦存有硅石、膨潤(rùn)土、煤等礦產(chǎn)資源。

2 礦體特征

2.1 礦體規(guī)模、形態(tài)及品位

圖2 礦體特征圖Fig.2 Ore body features map

二岔鐵礦由兩條礦體組成，1 號(hào)礦體長(zhǎng)約350 m 左右，寬約6～7 m 左右；2 號(hào)礦體長(zhǎng)約120 m左右，寬約5～6 m 左右，兩條礦體近于平行展布，間距約 20 m 左右。東南側(cè)礦體為1 號(hào)礦體（主礦體），西北側(cè)礦體為2 號(hào)礦體。

1 號(hào)礦體分布在4、0、3、5、7、勘探線之間，出露標(biāo)高872～894 m，礦體呈似層狀產(chǎn)于灰白—灰色、中—粗粒斜長(zhǎng)角閃片麻巖、灰色、細(xì)粒斜長(zhǎng)角閃巖中。有時(shí)在礦體上、下盤見有淺紅色鉀長(zhǎng)混合花崗巖，厚度幾厘米至幾米不等。礦體厚度在3.83～11.99 m（槽探），1.30～12.34 m（鉆探）之間變化。礦體平均厚度為5.9 m，采樣分析：全鐵品位在22.00%～57.80%之間變化,平均品位35.70%。

2 號(hào)礦體分布在3、5、勘探線之間，出露標(biāo)高886～905 m，礦體呈似層狀產(chǎn)于斜長(zhǎng)角閃片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖及淺紅色鉀長(zhǎng)花崗巖中。2 號(hào)礦體特征與1 號(hào)礦體特征相近。礦體厚度在7.03～10.17 m（槽探），5.34～5.62 m（鉆探）之間變化。礦體平均厚度為7.04 m，采樣分析：全鐵品位在（26.10～46.00）%之間變化,平均品位34.74%。

礦體呈條帶狀，沿50°～ 60°方向延伸，傾向326°，傾角介于35°～72°之間，沿走向北東端翹起，西南方向側(cè)伏。

礦體厚度在1.30～12.34 m 之間變化，平均真厚度為 5.83 m 左右，厚度變化系數(shù)為46%，厚度變化較穩(wěn)定。礦體形態(tài)復(fù)雜程度屬于中等。礦體全鐵品位在22.00%～57.80%之間變化,平均品位35.60%，品位變化系數(shù)為16%。

礦體與圍巖界線總體比較清楚，局部呈混染狀，圍巖蝕變不發(fā)育，偶見硅化、綠泥石化、黃鐵礦化。

2.2 礦石質(zhì)量特征

2.2.1 礦石礦物成分礦石礦物成分比較簡(jiǎn)單，金屬礦物主要有磁鐵礦、少量赤鐵礦、黃鐵礦，近地表見有少量褐鐵礦。非金屬礦物主要為石英，其次為角閃石，少量云母、長(zhǎng)石、綠簾石等。

主要礦物特征：

（1） 磁鐵礦：黑色，多呈自形—半自形晶，粒徑0.05～0.35 mm，具有強(qiáng)磁性，在礦石中占40%±。

（2） 赤鐵礦：他形不規(guī)則粒狀。粒徑小于0.05 mm，在礦石中質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%～2%±。（3） 石英：白色—黃白色，多呈大小不等的他形粒狀，在礦石中質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)50% 以上。

2.2.2 礦石結(jié)構(gòu)礦石結(jié)構(gòu)主要為粒狀變晶結(jié)構(gòu)，少量為板狀、針狀變晶結(jié)構(gòu)。（1）粒狀變晶結(jié)構(gòu)：磁鐵礦與不等粒石英、少量的長(zhǎng)石等呈粒狀變晶結(jié)構(gòu)。

（2）針、柱狀變晶結(jié)構(gòu)：角閃石為針、柱狀變晶結(jié)構(gòu)。

2.2.3 礦石構(gòu)造礦石構(gòu)造主要以片麻狀、條帶狀構(gòu)造為主，其次為塊狀構(gòu)造。

（1）片麻狀構(gòu)造：磁鐵礦與角閃石、石英及少量斜長(zhǎng)石，呈拉伸變形且定向分布，形成片麻狀構(gòu)造。

（2） 條帶狀構(gòu)造：磁鐵礦及角閃石等暗色礦物與石英等淺色礦物相間分布形成條帶狀構(gòu)造。

（3） 塊狀構(gòu)造：磁鐵礦呈他形粒狀且均勻分布組成致密塊狀集合體。

2.3 礦石化學(xué)成分

（1）礦石有用組分：礦石中有用組分為鐵元素，主要賦存于磁鐵礦物中。其次少部分鐵存在于含鐵硅酸鹽礦物中，如角閃石、黑云母，綠泥石等礦物中，少量賦存于赤鐵礦、黃鐵礦、鈦鐵礦等。

（2）礦石有害組分： 礦石中有害組分為硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%～0.3%外，其它如：磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.02%～0.03%；砷質(zhì)量分?jǐn)?shù)在11.3×10-6～4.0×10-6；鉛質(zhì)量分?jǐn)?shù)在14.6×10-6～16.0×10-6,質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小。

2.4 礦石類型及品級(jí)

礦石自然類型：該礦礦石自然類型為磁鐵礦型礦石，按脈石礦物種類劃為石英磁鐵礦型礦石，脈石礦物石英占55%～70%。

礦石工業(yè)類型及品級(jí)：按工業(yè)利用要求，該礦石屬于貧鐵礦石，需經(jīng)過選礦，即用同一選礦方法，相同工藝流程處理的同一工業(yè)類型，屬于同一技術(shù)品級(jí)需選磁性鐵礦石。

3 找礦標(biāo)志

礦體賦存規(guī)律：礦體產(chǎn)于太古宙變質(zhì)表殼巖中，巖石組合為斜長(zhǎng)角閃片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖，礦體與圍巖產(chǎn)狀基本一致，礦體呈似層狀產(chǎn)出。

找礦標(biāo)志：

（1）地質(zhì)標(biāo)志：礦體出露地表的原生露頭或在覆土掩蓋區(qū)的鐵礦轉(zhuǎn)石。

（2）地球物理標(biāo)志：有磁異常的區(qū)域是尋找鐵礦體的較好地段。

4 礦床成因探討

（1）礦床產(chǎn)于一套中、深度火山沉積變質(zhì)的太古代巖系中，礦體賦存于一定的層位，產(chǎn)狀與地層基本一致，與圍巖界線較清楚。

（2）礦體形態(tài)比較規(guī)則，呈透鏡狀、似層狀、厚度變化較穩(wěn)定，厚度變化系數(shù)46% 。

（3）礦石組分簡(jiǎn)單，化學(xué)成分SiO2+Fe2O3+FeO平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)93.6%，屬于海相火山噴發(fā)沉積條件下，經(jīng)化學(xué)分異作用形成鐵質(zhì)富集區(qū)。

（4）礦體與變質(zhì)的火山巖、火山碎屑巖及角閃巖類、變粒巖類等密切共生。

（5）礦床受變質(zhì)作用明顯。

上述特征表明，礦床的生成與火山噴發(fā)活動(dòng)有關(guān)，后期遭受區(qū)域變質(zhì)作用和混合巖化作用，使成礦元素鐵質(zhì)進(jìn)一步遷移、富集、重結(jié)晶，而形成沉積變質(zhì)型鐵礦床。

5 結(jié)論及建議

本礦床通過高精度磁法測(cè)量及山地工程工作，對(duì)區(qū)內(nèi)鐵礦資源進(jìn)行詳查，基本查明礦體空間分布、礦體賦存特征及規(guī)律、礦石質(zhì)量、礦石加工技術(shù)性能和開采技術(shù)條件等。根據(jù)已取得的資料，區(qū)內(nèi)還有一些磁異常存在，并在異常區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了鐵礦石，今后通過進(jìn)一步勘查工作，有可能找到新的同類型礦體。

通過詳查工作，已控制了該礦床內(nèi)礦體的空間分布，其形態(tài)規(guī)模已經(jīng)基本查明。為了礦山持續(xù)生產(chǎn)，今后可在礦區(qū)外圍繼續(xù)開展找礦工作，以增加后備資源儲(chǔ)量。

為使礦山獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)加強(qiáng)礦山生產(chǎn)中的生產(chǎn)探礦工作，加密探礦工程控制程度，提高資源儲(chǔ)量級(jí)別，指導(dǎo)采礦生產(chǎn)，增加采礦回收率，降低貧化率，降低生產(chǎn)成本，提高礦山生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 姚鳳良，孫豐月. 礦床學(xué)教程[M],北京：地質(zhì)出版社，2006.

[2] 張華力，李衛(wèi)東，劉 默. 吉林省白山市二岔鐵礦詳查報(bào)告[R].吉林省勘查地球物理研究院，2007.