遼寧省鐵礦資源潛力定量分析*

姚志宏

(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

遼寧省鐵礦資源潛力定量分析*

姚志宏

(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院)

遼寧省鐵礦資源豐富，類型較多，概述了全省鐵礦類型及分布范圍，總結(jié)了預(yù)測(cè)要素。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)不同鐵礦類型圈定了最小預(yù)測(cè)區(qū)，全省鐵礦共圈定405個(gè)，其中A類20個(gè)，B類73個(gè)，C類312個(gè)。采用地質(zhì)參數(shù)體積法，對(duì)最小預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)潛在的鐵礦資源量進(jìn)行了預(yù)測(cè)，全省鐵礦預(yù)測(cè)資源量3 869 849.5萬t，其中沉積變質(zhì)型鐵礦3 832 299.6萬t，沉積型鐵礦34 172.7萬t，接觸交代型鐵礦3 377.2萬t。通過定量分析該省的鐵礦資源潛力，為該省地質(zhì)勘探及礦產(chǎn)資源開發(fā)利用提供參考。

鐵礦資源潛力 預(yù)測(cè)要素 最小預(yù)測(cè)區(qū) 預(yù)測(cè)資源量

鐵礦是中國重要的大宗礦產(chǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著重要的支撐作用[1]。遼寧省鐵礦資源儲(chǔ)量豐富，占全國總量的1/4，居全國首位，其中鞍山式沉積變質(zhì)型鐵礦儲(chǔ)量最大，占全省總儲(chǔ)量的96%以上。以全國礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)項(xiàng)目為依托，以礦床模型綜合地質(zhì)信息預(yù)測(cè)方法為指導(dǎo)，利用地質(zhì)調(diào)查長期積累的多專業(yè)勘查信息，采用計(jì)算機(jī)信息技術(shù)，進(jìn)行成礦信息的提取與挖掘，總結(jié)預(yù)測(cè)要素、圈定最小預(yù)測(cè)區(qū)，采用地質(zhì)參數(shù)體積法定量估算未發(fā)現(xiàn)的潛在資源量[2-4]。經(jīng)過2 a的工作，在遼寧省完成了1∶50 000鐵礦預(yù)測(cè)工作，圈定了各類型鐵礦最小預(yù)測(cè)區(qū)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)全省鐵礦資源潛力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，為今后遼寧省鐵礦地質(zhì)勘查工作提供參考。

1 鐵礦類型劃分

1.1 沉積變質(zhì)型鐵礦

沉積變質(zhì)型鐵礦又稱受變質(zhì)沉積鐵礦，是沉積或火山沉積鐵礦受區(qū)域變質(zhì)作用或混合巖化作用改造形成的，成礦時(shí)代一般為前寒武紀(jì)，含鐵量為20%～40%，SiO2含量為43%～56%，具有明顯的條帶狀構(gòu)造特征[1]。根據(jù)原巖建造、層位、成礦物質(zhì)組分和礦床成因，遼寧省沉積變質(zhì)型鐵礦可分為鞍山式、大安口式、翁泉溝式、楊林式和仰山式等類型。

(1)鞍山式沉積變質(zhì)型鐵礦。成礦時(shí)代為太古代，含礦建造主要是新太古代鞍山群片巖夾磁鐵石英巖，為中國重要的含鐵層位。其次為新太古代清原群紅透山組、石棚子組含磁鐵石英巖建造和遼西新太古代表殼巖斜長角閃巖夾磁鐵石英巖建造。遼寧省內(nèi)鞍山式鐵礦主要分布于鞍山—遼陽—本溪地區(qū)、撫順—清原地區(qū)及凌源、建平、興城、阜新、瓦房店等地區(qū)。

(2)大安口式沉積變質(zhì)型鐵礦。產(chǎn)于遼河群大石橋三段透閃白云石大理巖中，分布于營口—遼陽地區(qū)。

(3)翁泉溝式沉積變質(zhì)型鐵礦。賦存于古元古代里爾峪巖組一段黑云變粒巖夾蛇紋石化碳酸巖層中，主要分布于大石橋—寬甸一帶。

(4)楊林式沉積變質(zhì)型鐵礦。賦存于里爾峪組三段淺粒巖、磁鐵變粒巖中含硫磁鐵礦淺粒巖建造中，分布于寬甸、岫巖、大石橋三縣境內(nèi)。

(5)仰山式沉積變質(zhì)型鐵礦。產(chǎn)于中元古代榆樹砬子組底部礫巖層的千枚巖中，主要分布于蓋州、復(fù)縣及莊河一帶。

1.2 沉積型鐵礦

根據(jù)沉積環(huán)境與巖相特征，遼寧省沉積型鐵礦可劃分為野豬溝式、類宣龍式和興民村式等。

(1)野豬溝式沉積型鐵礦。賦存于新元古界薊縣系下馬嶺組，分布于凌源、建昌、朝陽一帶。

(2)類宣龍式沉積型鐵礦。產(chǎn)出于遼東半島新元古界青白口系細(xì)河群中的釣魚臺(tái)組、南芬組、橋頭組含鐵石英砂巖中。

(3)興民村式沉積型鐵礦。含礦建造為新元古代崔家屯組、興民村組黃褐色頁巖、粉砂質(zhì)頁巖夾薄層含海綠石石英砂巖、含鐵石英巖建造，該類型鐵礦皆產(chǎn)于遼寧省大連地區(qū)。

1.3 接觸交代型鐵礦

接觸交代型鐵礦可分為與中、酸性巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)的千石嶺式接觸交代(矽卡巖)型和與基性巖漿侵入活動(dòng)有關(guān)的二道河式接觸交代型等3類。

(1)千石嶺式接觸交代(矽卡巖)型鐵礦。主要產(chǎn)出于中生代中、酸性侵入巖與早期碳酸鹽圍巖接觸帶中，廣泛分布于昌圖、開原、本溪、鳳城、建昌等地區(qū)。

(2)二道河式接觸交代型鐵礦。產(chǎn)于古元古代角閃輝長巖與早元古代遼河群大石橋組白云質(zhì)大理巖的接觸帶上及臨近接觸帶的層間裂隙中，主要分布于遼寧省遼陽地區(qū)。

2 鐵礦預(yù)測(cè)要素

沉積變質(zhì)型鐵礦含礦建造為新太古代硅鐵建造，常常表現(xiàn)為一定規(guī)模的磁異常，主要礦石礦物為磁異常。其預(yù)測(cè)要素為變質(zhì)建造、礦致磁異常及鐵礦控礦構(gòu)造。

(1)沉積型鐵礦。含礦建造主要是新元古代頁巖-白云巖組合、含鐵石英砂巖-頁巖或泥巖組合，往往受一定的古地理環(huán)境控制，主要礦石礦物為赤鐵礦或菱鐵礦。預(yù)測(cè)要素有巖相古地理、沉積建造、鐵礦含礦巖系厚度等。

(2)接觸交代型鐵礦。含礦建造主要為碳酸鹽巖與侵入巖的外接觸帶，為一套矽卡巖礦物組合，在區(qū)域上常表現(xiàn)為一定規(guī)模的磁異常和多金屬異常，主要礦石礦物為磁鐵礦。預(yù)測(cè)要素為成礦巖體、有利地層巖性段和礦致磁異常。

3 最小預(yù)測(cè)區(qū)圈定、優(yōu)選及分類

3.1 預(yù)測(cè)區(qū)圈定

根據(jù)不同的礦產(chǎn)類型及其預(yù)測(cè)要素，遼寧省鐵礦最小預(yù)測(cè)區(qū)范圍的界定采用了3種不同方法。沉積變質(zhì)型鐵礦采用“磁異常+含礦建造”法，沉積型鐵礦采用“含礦建造”法，接觸交代型采用“接觸帶+磁異?！狈?。

(1)“磁異常+含礦建造”法圈定最小預(yù)測(cè)區(qū)。磁鐵礦是沉積變質(zhì)型鐵礦的主要礦物，因此可以利用磁異常與含礦建造組合來界定最小預(yù)測(cè)區(qū)范圍。遼寧省沉積變質(zhì)型鐵礦最小預(yù)測(cè)區(qū)圈定步驟為：①航磁化極垂向一階導(dǎo)數(shù)正等值線為異常邊界；②同時(shí)考慮化極垂向二階導(dǎo)數(shù)正等值線的異常邊界；③在①、②的基礎(chǔ)上，根據(jù)前人磁異常地檢資料，結(jié)合 1∶50 000平面剖面圖上的異常，經(jīng)專家校驗(yàn)后得出的磁異常圖圈定磁性鐵礦體的邊界線。

(2)“含礦建造”法直接圈定最小預(yù)測(cè)區(qū)。①在成礦要素圖上直接提取崔家屯組和興民村組內(nèi)的含鐵石英砂巖，并將其作為興民村式鐵礦的最小預(yù)測(cè)區(qū)；②提取釣魚臺(tái)組、南芬組和橋頭組含鐵石英砂巖的邊界作為類宣龍村式鐵礦最小預(yù)測(cè)區(qū)的邊界；③提取青白口系下馬嶺組含礦建造中的含鐵石英砂巖界線作為野豬溝式鐵礦最小預(yù)測(cè)區(qū)。

(3)“接觸帶+磁異?！狈ㄈΧㄗ钚☆A(yù)測(cè)區(qū)。在碳酸鹽巖與侵入巖接觸帶上，采用磁異常界定磁性礦體范圍，在此范圍內(nèi)，將接觸帶附近圈定的矽卡巖范圍作為最小預(yù)測(cè)區(qū)范圍。

3.2 預(yù)測(cè)區(qū)優(yōu)選

將圈定的預(yù)測(cè)區(qū)范圍疊加于區(qū)域預(yù)測(cè)要素圖上，充分分析含礦建造、磁異常等值線、重力異常等值線及礦產(chǎn)地與預(yù)測(cè)區(qū)范圍的套合關(guān)系，屬于以下幾種情況的預(yù)測(cè)區(qū)予以保留：①磁異常好，但地表沒有含礦建造出露； ②磁異常不佳，但地表出露含礦硅鐵建造；③有礦床分布的位置。綜合以上因素并考慮地質(zhì)體引起重力正異常的可能性，對(duì)圈定的預(yù)測(cè)區(qū)進(jìn)行篩選，剔除不符合條件的最小預(yù)測(cè)區(qū)。

3.3 預(yù)測(cè)區(qū)分類

(1)A類。成礦條件十分有利，預(yù)測(cè)依據(jù)充分，成礦匹配程度高，資源潛力大或較大的最小預(yù)測(cè)區(qū)，綜合外部環(huán)境較好，經(jīng)濟(jì)效益明顯的地區(qū)。

(2)B類。成礦條件有利，有預(yù)測(cè)依據(jù)，成礦匹配程度高，有一定的資源潛力，或成礦匹配程度低、資源潛力大的最小預(yù)測(cè)區(qū)或可獲得經(jīng)濟(jì)效益，可考慮安排工作的地區(qū)。

(3)C類。根據(jù)成礦條件，有可能發(fā)現(xiàn)資源，可作為探索的其他預(yù)測(cè)區(qū)，或現(xiàn)有礦區(qū)外圍和深部有預(yù)測(cè)依據(jù)的地區(qū)。

根據(jù)目前資料，全省共圈定鐵礦最小預(yù)測(cè)區(qū)405個(gè)， 其中A類20個(gè)，B類73個(gè)，C類312個(gè)。

4 鐵礦資源量估算

采用地質(zhì)體積法估算遼寧省鐵礦資源量。該方法主要是將模型區(qū)內(nèi)代表性的礦體單位體積內(nèi)礦產(chǎn)資源的平均含量估算值外推至其他最小預(yù)測(cè)區(qū)，從而估算其他最小預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)的鐵礦資源量。預(yù)測(cè)步驟為：①從所圈定的最小預(yù)測(cè)區(qū)中選出典型礦床所在的模型區(qū)；②查明典型礦床資源量及礦體形態(tài)等參數(shù)，在此基礎(chǔ)上估算典型礦床含礦地質(zhì)體預(yù)測(cè)深度及預(yù)測(cè)資源量；③確定模型區(qū)資源總量及含礦系數(shù)；④將模型區(qū)含礦系數(shù)值外推至最小預(yù)測(cè)區(qū)，從而估算出最小預(yù)測(cè)區(qū)資源量。

在計(jì)算過程中，模型區(qū)含礦系數(shù)的確定是關(guān)鍵，根據(jù)下式計(jì)算最小預(yù)測(cè)區(qū)資源量，

Zy=kαSyHy，

式中，Zy為最小預(yù)測(cè)區(qū)預(yù)測(cè)資源總量，t，該值與查明資源量的差值即為此次預(yù)測(cè)的新增資源量；k為模型區(qū)礦床的含礦系數(shù)；α為相似系數(shù)；Sy為最小預(yù)測(cè)區(qū)面積，km2；Hy為最小預(yù)測(cè)區(qū)延深，km。

延深是指含礦地質(zhì)體在傾向上的延長深度，對(duì)于產(chǎn)狀不明確的地質(zhì)體，延伸相當(dāng)于垂直深度。遼寧省鐵礦延深參數(shù)的確定方法有：①第1種是收集鉆孔資料，根據(jù)鉆孔深度及控制情況來確定；②第2種是根據(jù)物探反演的含礦地質(zhì)體形態(tài)深度來確定；③第3種是由專家對(duì)地質(zhì)及磁異常特征進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上結(jié)合典型礦床深度參數(shù)而給定。最小預(yù)測(cè)區(qū)相似系數(shù)是指最小預(yù)測(cè)區(qū)與模型區(qū)的相似程度，由最小預(yù)測(cè)區(qū)成礦概率值確定，而最小預(yù)測(cè)區(qū)成礦概率是通過MRAS軟件，對(duì)地質(zhì)、磁異常、重力異常以及礦點(diǎn)數(shù)據(jù)等預(yù)測(cè)要素進(jìn)行綜合評(píng)估后確定的。遼寧省鐵礦資源預(yù)測(cè)結(jié)果見表1。

表1 遼寧省鐵礦預(yù)測(cè)資源量 萬t

5 結(jié) 語

在對(duì)遼寧省鐵礦資源類型進(jìn)行討論的基礎(chǔ)上，分析了鐵礦預(yù)測(cè)要素并進(jìn)行了鐵礦最小預(yù)測(cè)區(qū)的圈定、優(yōu)選和分類。通過采用地質(zhì)體積法估算了遼寧省各類型鐵礦的資源量，為該省的鐵礦資源地質(zhì)勘探及開發(fā)利用提供參考。

[1] 肖克炎，婁德波，陰江寧，等.中國鐵礦資源潛力定量分析[J].地質(zhì)通報(bào)，2011，30(5)：650-660.

[2] 陳毓川，裴榮富，宋天銳，等.中國礦床成礦系列初論[M].北京:地質(zhì)出版社，1998.

[3] 肖克炎，葉天竺，李景朝，等.礦床模型綜合地質(zhì)信息預(yù)測(cè)資源量的估算方法[J].地質(zhì)通報(bào)，2010，29(10)：1404-1412.

[4] 葉天竺，肖克炎，嚴(yán)光生.礦床模型綜合地質(zhì)信息預(yù)測(cè)技術(shù)研究[J].地學(xué)前緣，2007，14(5)：11-19.

*中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目(編號(hào)：1212011121004)。

2015-01-22)

姚志宏(1983—)，女，工程師，碩士，110031 遼寧省沈陽市皇姑區(qū)寧山中路42號(hào)。