遼寧省岫巖縣五道溝鐵礦地質(zhì)特征及找礦標志

于 浩，高 艷，趙久悅，魏 征

1.吉林省第四地質(zhì)調(diào)查所，吉林 通化134001；2.遼寧省第五地質(zhì)大隊，遼寧 大石橋115100

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

礦區(qū)位于中朝準地臺（Ⅰ級）膠遼臺?。á蚣墸I口寬甸古隆起（Ⅲ級）中部，虎皮峪復背斜南翼。區(qū)域出露地層主要有下元古界遼河群和新生界第四系。見表1。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖廣泛分布，侵入巖以元古宙花崗雜巖為主，其次為侏羅紀侵入的似斑狀花崗巖、閃長巖和花崗斑巖。

區(qū)域基底構(gòu)造是近東西向的，但由于后期構(gòu)造影響，趨于復雜化；這些后期構(gòu)造主要為北東、北西和近東西向斷裂；在區(qū)域中部和東部遼河群地層中，較為密集，成為有色金屬成礦的有利條件。礦區(qū)附近以北東和北西向斷裂為主。

從本區(qū)1/5萬航磁圖可以看出，鐵礦異常反映為低緩的正磁異常，磁異常強度一般在100～300 nT，而本區(qū)遼河群地層及花崗巖、花崗斑巖等均反映為幾十納特低緩正磁場。

根據(jù)磁參數(shù)測定結(jié)果，磁鐵礦k值一般在86 000×10-6CGSM，其它巖石磁性很弱或無磁性。并經(jīng)實踐證明，表現(xiàn)明顯的航磁異常均為磁鐵礦床引起。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層較單一，主要為早元古界遼河群里爾峪組、高家峪組和新生界第四系（見表2）。

2.1.1 里爾峪組

分布于礦區(qū)中北部，巖性主要由黑云斜長變粒巖、淺粒巖、含磁鐵變粒巖組成。是本區(qū)主要含礦層。黑云斜長變粒巖：鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，條紋狀構(gòu)造。礦物成分斜長石45%，石英30%，黑云母20%，電氣石3%，含少量鐵質(zhì)氧化物等。斜長石他形粒狀，粒徑一般小于0.2mm。石英他形粒狀，粒徑小于0.5mm。黑云母薄片狀，片長小于0.35mm。電氣石粒狀或柱狀，柱長小于0.35mm。鐵質(zhì)氧化物塵點狀分布。石英、長石和少量黑云母定向排列形成相對淺色條紋，黑云母斷續(xù)排列形成相對暗色條紋，兩者共同形成淺、暗相間條紋狀。

含磁鐵變粒巖：灰黑色、粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀、條帶狀構(gòu)造。礦物成分主要為長石4 0%～4 5%、石英1 0%～2 0%、磁鐵礦，含少量黑云母、角閃石、白云母、陽起石等組成。磁鐵礦半自形—他形粒狀，粒徑多為0.0 3 5～0.3mm，粒度總體細小，質(zhì)量分數(shù)一般5%～3 5%左右。角閃石細小纖柱狀，柱長一般小于0.2mm。以長石、石英為主體斷續(xù)排列形成淺色條帶；以磁鐵礦、角閃石為主體形成暗色條帶，兩者共同形成淺暗相間條帶狀。

表1 區(qū)域地層表Table 1 Regional stratigraphic table

表2 礦區(qū)地層層序表Table 2 Stratum sequence table ofmining area

圖1 遼寧省岫巖縣五道溝鐵礦地質(zhì)圖Fig.1 Geologicmap of Wudaogou iron ore in Xiuyan County, Liaoning Province

淺粒巖：淺肉紅色，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀—弱條紋狀構(gòu)造；主要礦物成分為斜長石55%，石英38%，黑云母7%，含少量黑云母、角閃石。斜長石以更長石為主，他形粒狀，粒徑小于0.3mm；石英他形粒狀，粒徑一般小于0.7mm。黑云母葉片狀集合體，片長軸方向長一般小于1mm。磁鐵礦他形粒狀，粒徑0.07～0.2mm；黑云母斷續(xù)狀定向排列在長石石英粒間，形成弱條紋狀。

2.1.2 高家峪組

主要巖性為含石榴黑云斜長片麻巖、淺粒巖及含石墨斜長變粒巖。與下伏里爾峪組地層呈整合接觸，且以含石墨斜長變粒巖與里爾峪組地層分界。含石榴黑云斜長片麻巖：深灰色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造，主要礦物成分為斜長石40%，石英30%，黑云母25%，含少量石榴石、磁鐵礦等；斜長石以更長石為主，他形粒狀，粒徑0.5～2mm，可見聚片雙晶。石英他形粒狀，粒徑一般小于1mm，局部呈拉長粒狀，具定向排列。黑云母呈葉片狀集合體，片長一般小于1mm，略具定向排列。石榴石他形粒狀，粒徑0.5mm左右。磁鐵礦半自形粒狀，粒徑0.15mm左右，大部分已氧化成褐鐵礦。

含石墨黑云斜長變粒巖：灰黑色，局部深灰色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造；主要礦物成分為斜長石40%、石英30%，石墨和黑云母20%，少量褐鐵礦、磁黃鐵礦等；斜長石由鈉～更長石組成，他形粒狀，粒徑一般小于0.2mm，石英他形粒狀,粒徑小于0.15mm，黑云母和石墨呈葉片狀集合體。

2.1.3 新生界第四系

主要展布在山坡、階地、溝谷等地，為山坡堆積物及沖積層，由粘土、砂、砂礫、礫石組成。其厚度從一米至數(shù)十米不等，由砂、粘土和植物根系組成的腐殖土多分布在山坡和耕地。由砂、砂礫、礫石組成的河流沖積物則沿溝谷兩側(cè)分布。砂礫的粒徑為1～5mm，分選性較好。礫石則大小不均，小者直徑10～50mm，大者粒徑在1m以上。

2.2 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)出露的巖漿巖以為脈巖為主，主要有花崗偉晶巖，閃長玢巖、輝綠玢巖和煌斑巖?；◢弬ゾr多順層浸入。其它脈巖多為斜切地層，走向300°～340°，傾向北東，傾角50°～70°。

花崗偉晶巖：灰白色，偉晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分鉀長石50%，石英25%，斜長石15%，含少量白云母、鐵質(zhì)氧化物。鉀長石以微斜長石為主，有少量條紋長石，他形粒狀，粒徑0.5～2 cm。石英他形粒狀，粒徑0.1～1 cm，填隙狀分布。斜長石他形粒狀，粒徑 0.3～1 cm，已強烈絹云母化。白云母葉片狀集合體，片長0.35 cm左右。鐵質(zhì)氧化物由磁鐵礦和褐鐵礦組成，他形粒狀，粒徑0.05～0.5 cm。

閃長玢巖：斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)顯微粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶由中長石、黑云母及少量綠泥石組成，質(zhì)量分數(shù)20%。中長石斑晶自形—半自形粒狀，粒徑0.5～3mm，環(huán)帶構(gòu)造發(fā)育。黑云母斑晶葉片狀集合體，葉片長0.35～1mm。綠泥石斑晶為交代黑云母形成，保持黑云母假象?；|(zhì)由顯微粒狀中長石、顯微葉片狀黑云母、綠泥石及少量石英、輝石、鐵質(zhì)氧化物組成

輝綠玢巖：變余斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)變余輝綠結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分變余斑晶以基性斜長石為主，有少量黑云母、綠泥石和輝石，斑晶質(zhì)量分數(shù)30%?；孕遍L石斑晶自形—半自形板狀，板粒大小0.7mm×0.5mm～1mm×0.5mm，有弱的碳酸鹽（方解石）化；黑云母、綠泥石斑晶由輝石褪變形成，保持輝石柱狀或粒狀假象，粒度0.7～1.5mm；輝石斑晶呈柱狀或粒狀，粒度0.7～2mm，為被黑云母、綠泥石交代殘留物?；|(zhì)由細小板條狀基性斜長石、黑云母、綠泥石、輝石及少量碳酸鹽礦物方解石組成，在基性斜長石板條搭成的三角格架中充填有黑云母、綠泥石、輝石形成變余輝綠結(jié)構(gòu)。

煌斑巖：煌斑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分斑晶由黑云母組成，質(zhì)量分數(shù)5%。黑云母斑晶呈葉片狀集合體組成粒狀，粒度0.5mm左右?；|(zhì)由顯微板條狀斜長石（55%）和顯微葉片狀黑云母（30%）及少量他形細粒狀石英組成。除石英外，各礦物自形程度高。

2.3 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)地層呈單斜層產(chǎn)出。地層總體走向290°～310°，傾向南西，傾角多為40°～50°。

斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要為北西向斷裂，均被脈巖充填，并切割礦體，錯距不明顯，對礦體完整性影響不大。

2.4 變質(zhì)作用

礦區(qū)內(nèi)的變質(zhì)作用主要為區(qū)域變質(zhì)作用。遼河群里爾峪組及高家裕組均由區(qū)域變質(zhì)巖石所組成，變質(zhì)巖石類型主要有黑云變粒巖和黑云斜長片麻巖等，變質(zhì)相為綠簾角閃巖相。

2.5 礦區(qū)地球物理特征

通過對所采集的59塊標本進行了磁參數(shù)測定，結(jié)果見表3。

由上表可看出：

①磁鐵礦具有較強的磁性，磁化率變化較大，常見值為k＝86 000×10-64πSI，余磁大于感磁。

②磁鐵角閃巖，磁鐵（變）淺粒巖屬弱磁性，為近礦圍巖。

③變粒巖，淺粒巖無磁性。

礦體與圍巖具有明顯的磁性差異，礦區(qū)內(nèi)的磁異常均是由鐵礦引起。

3 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)中部分布一較穩(wěn)定含磁鐵黑云斜長變粒巖層，是本區(qū)主要含礦層，其中賦存有9條主礦體（即Fep1～Fep9），根據(jù)礦體空間分布特征，大致分為西部礦體Fep1和Fep2 ，及東部礦體Fep3～Fep9。礦體呈似層狀或扁豆狀順層產(chǎn)出，局部具分枝復合，礦體厚度變化簡單—中等；總體走向北西280°～310°，傾向南西，傾角30°～83°。礦石為磁鐵貧礦，礦化較連續(xù)，品位分布均勻。

表3 巖、礦石磁參數(shù)統(tǒng)計結(jié)果表Table 3 Statistical results of rock, oremagnetic parameters

3.1 礦體特征

Fep1礦體：位于礦區(qū)中西部的-100～-1000線之間。礦區(qū)內(nèi)礦體走向延長約930m，北西端延至區(qū)外，礦體厚度4.86～17.99m，平均厚度10.07m。礦體局部有薄層黑云斜長變粒巖夾石。礦體總體走向295°，傾向南西，傾角70°～83°。平均品位TFe：19.05%，mFe：13.87%。礦體中部受脈巖切割有小錯動，不影響其整體完整性和連續(xù)性。

Fep2礦體：位于Fep1礦體南側(cè)-200線附近，由單工程TC3揭露，礦體規(guī)模較小，礦體走向延長約50m，厚度5.88m，礦體含有黑云斜長變粒巖夾層。礦體走向305°，傾向南西，傾角40°。平均品位TFe：16.16%，mFe：6.58%。

Fep3礦體∶ 位于礦區(qū)中部0～150線之間，礦體走向延長220m，控制延深180m，礦體厚度1.02～12.61m，平均厚度6.76m，厚度變化系數(shù)80.71%，礦體總體走向315°，傾向南西，傾角30°～50°。平均品位TFe： 20.07%,mFe：13.01%，TFe變化系數(shù)14.55%，mFe變化系數(shù)30.43%。

Fep4礦體：位于礦區(qū)中部0～150線之間，礦體走向延長約200m，控制延深150m，礦體厚度1.00～11.78m，平均厚度4.72m，厚度變化系數(shù)83.64%。礦體總體走向300°，傾向南西，傾角30°～50°。平均品位TFe：24.36%,mFe：16.41%，TFe變化系數(shù)19.52%，mFe變化系數(shù)40.05%。

Fep5礦體：位于礦區(qū)中部0～150線之間，礦體走向延長約150m，控制延深150m，礦體厚度1.63～13.50m，平均厚度4.72m，厚度變化系數(shù)85.83%。礦體總體走向300°，傾向南西，傾角30～50。平均品位TFe：23.47%,mFe：14.90%，TFe變化系數(shù)18.34%，mFe變化系數(shù)34.78%。

Fep6礦體：位于礦區(qū)中部0～150線之間，礦體走向延長約100m，控制延深110m，礦體厚度1.05～1.36m，平均厚度1.21m，厚度變化系數(shù)12.83%。礦體總體走向305°，傾向南西，傾角46°。平均品位TFe：16.84%,mFe：9.80%，TFe變化系數(shù)6.18%，mFe變化系數(shù)36.28%。

Fep7礦體：位于礦區(qū)中部0～150線之間，礦體走向延長約140m，控制延深95m，礦體厚度2.22～5.10m，平均厚度3.20m，厚度變化系數(shù)39.69%，礦體含有黑云斜長變粒巖夾層。礦體總體走向305°，傾向南西，傾角55°。平均品位TFe：18.62%,mFe：11.65%。TFe變化系數(shù)14.23%，mFe變化系數(shù)27.53%。

Fep8礦體：位于礦區(qū)中部100線上，由單工程TC100控制，礦體走向延長約60m，礦體厚度4.04m。平均品位TFe：21.19%,mFe：15.47%。礦體總體走向310°，傾向南西，傾角45°。

Fep9礦體：位于礦區(qū)中部100～150線之間，礦體走向延長約110m，控制延深170m，礦體厚度3.62～4.22m，平均厚度4.00m，厚度變化系數(shù)6.79%。礦體總體走向315°，傾向南西，傾角46°。平均品位TFe：18.45%,mFe：10.64%，TFe變化系數(shù)4.53%，mFe變化系數(shù)0.42%。

圖2 岫巖縣五道溝鐵礦100線地質(zhì)剖面圖Fig.2 Line 100 geological pro fi le of Wudaogou iron ore of Xiuyan County

3.2 礦石特征

3.2.1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石結(jié)構(gòu)主要為不等粒柱狀及粒狀變晶結(jié)構(gòu)。

（1）粒狀變晶結(jié)構(gòu)：主要是磁鐵礦、石英、角閃石及陽起石的不等粒狀變晶結(jié)構(gòu)。

（2）針、柱狀變晶結(jié)構(gòu)：各種長石及閃石類礦物平行或近于平行鐵礦條帶方向分布形成針、柱狀變晶結(jié)構(gòu)。

（3）包含變晶結(jié)構(gòu)：主要是指角閃石包裹細小鐵礦物顆?；蜩F礦物包含角閃石形成的結(jié)構(gòu)。

石的構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造。

條帶狀構(gòu)造由斜長石、石英形成寬5～8mm淺色條帶；磁鐵礦、角閃石及黑云母形成寬0.5～3mm暗色條帶，兩者相間展布形成淺暗相間條帶狀。

3.2.3 礦石類型

礦石自然類型：按礦石的礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和成因特征，本區(qū)礦石自然類型為磁鐵變粒（角閃）巖型。

礦石工業(yè)類型：礦床礦石TFe平均品位為21.06%， 其中TFe最高品位為41.10%，最低品位為14.10%，因此為需選貧鐵礦石。

根據(jù)194件參加資源量估算的樣品統(tǒng)計，通過基本分析結(jié)果計算礦石的磁性鐵占有率（mFe/TFe），最高為94.02%，最低為4.29%，平均為56.43%。其中mFe/TFe≥85%的7件，占3.61%。磁性鐵占有率偏低。

造成磁性鐵占有率偏低的主要原因是硅酸鐵和硫化鐵偏高。

3.2.4 圍巖特征

礦體的圍巖為里爾峪組黑云斜長變粒巖、淺粒巖，礦體完整性較好，局部含有黑云斜長變粒巖夾層。

4 礦床成因

遼河群里爾峪組變質(zhì)地層中鐵礦主要分布在遼東裂谷中部的營口、岫巖、風城、寬甸及丹東等地。該類礦床沿著營口—寬甸古隆起之虎皮峪—紅石砬子復背斜兩翼的里爾峪組地層呈東西向帶狀分布，具有明顯的層控特點。人們將此類鐵礦床稱之為“楊林式鐵礦”。本礦床即屬于該類型鐵礦。

根據(jù)本次工作大致可歸納出以下成因特征：

（1）鐵礦近礦圍巖主要為含磁鐵黑云斜長變粒巖、淺粒巖及綠簾陽起石巖，礦體與圍巖界線較清楚。

（2）鐵礦體產(chǎn)狀與地層基本一致，顯示了原生沉積特點。

（3）圍巖蝕變不甚強烈，僅見綠簾石化，局部見絹云母化、硅化。顯微鏡下可見黃鐵礦、磁黃鐵礦呈細粒狀、網(wǎng)脈狀充填于磁鐵礦或其它礦物裂隙間。

根據(jù)上述特征，我們認為本礦床成因?qū)儆诨鹕匠练e變質(zhì)，經(jīng)后期熱液改造而成。

5 找礦標志

（1）下元古界遼河群里爾峪組火山沉積變質(zhì)巖是“楊林式”鐵礦的找礦前提。

（2）鐵礦石具有強磁性，可以引起磁異常，圍巖如黑云變粒巖、淺粒巖等不具有磁性，物性差異大。地表鐵礦露頭或埋深不大的情況下可引起較強的磁異常，在埋深較大的情況下，可以引起低緩異常。可根據(jù)異常所處的地質(zhì)背景解釋異常是否由鐵礦引起，利用磁異常進行找礦。值得注意的是：該類型鐵礦引起的磁異常無論從規(guī)模還是強度上都較鞍山式鐵礦要低的多。

（3）地表鐵礦露頭、鐵礦轉(zhuǎn)石等均屬于直接找礦標志。

[1] 厲學凱.遼寧省岫巖縣五道溝鐵礦詳查報告[R].2011.

[2] 遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局.遼寧省區(qū)域地質(zhì)志[M].1982,33-55，707-716.