齊大山鐵礦與陳臺溝隱伏鐵體深部構(gòu)造關(guān)系研究

滕壽仁

摘要：地質(zhì)-地球物理綜合信息反演是“三位一體”找礦預(yù)測理論中深部礦體預(yù)測的關(guān)鍵內(nèi)容。本文通過對比齊大山已知礦床和陳臺溝隱伏礦體的成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造及成礦結(jié)構(gòu)面等特征，闡述了二者在成礦地質(zhì)作用上的一致性，時(shí)間和空間的緊密聯(lián)系是推斷并建立齊大山-陳臺溝隱伏鐵礦體地質(zhì)—地球物理正反演模型的先決條件，經(jīng)過物探2.5D反演等手段，得出結(jié)論：齊大山鐵礦體和陳臺溝隱伏鐵礦體在空間上具有“二元空間結(jié)構(gòu)”特征，即在地表為層狀礦體，深部受鞍山運(yùn)動(dòng)影響，呈向型構(gòu)造相連。

1引論

遼寧鞍山-本溪鐵礦整裝勘查區(qū)是全國第一批確立的48個(gè)整裝勘查區(qū)之一，作為全國鐵礦遠(yuǎn)景資源量最大的勘查區(qū)，目前累計(jì)提交近百億噸鐵礦資源量。為了總結(jié)找礦預(yù)測理論，深化研究勘查技術(shù)方法，中國地質(zhì)調(diào)查局2014年下達(dá)了《遼寧鞍山-本溪整裝勘查區(qū)專題填圖與技術(shù)應(yīng)用示范》，項(xiàng)目編號：12120114027801。在該項(xiàng)目實(shí)施工程中，一直存在著一個(gè)爭議，即齊大山鐵礦與陳臺溝鐵礦體之間的關(guān)系問題。本文通過總結(jié)兩年來該項(xiàng)目在找礦預(yù)測方法上取得的成果，在“三位一體”找礦預(yù)測理論體系指導(dǎo)下，從成礦規(guī)律入手，對齊大山和陳臺溝隱伏礦體的關(guān)系以及深部礦體形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)研究。

2礦體地質(zhì)特征

2.1齊大山鐵礦體地質(zhì)特征

齊大山鐵礦位于鞍山南北礦帶中部，含鐵層呈北北西向分布，雖然受構(gòu)造破壞或晚期脈巖侵入及混合巖化作用的影響，礦體仍基本相連。其南部與紅旗鐵礦。礦體大部分裸露地表，經(jīng)露天開采挖掘，較高處已被剝露，礦體上盤及上部千枚巖中的平行礦體被遼河群不整合的覆蓋或第四系覆蓋，第四系厚約20～50m。礦體北端被橫斷層所截與混合巖相接觸，南端礦體未尖滅，與胡家廟子鐵礦相連。

主礦層的上盤千枚巖中的平行礦體有三層，其產(chǎn)狀與主礦層一致。其中一層較厚者距主礦層50～85m間，一般在70m左右。北采區(qū)較穩(wěn)定，除個(gè)別剖面未見外，基本上縱貫全區(qū)，斷續(xù)延長達(dá)1400余m，分布在460～1880線間。礦層厚度波動(dòng)在10～40m，一般為13～35m，平均厚度為30.2m。延深自零m向下至-500m未尖滅，已控制在-350m。南采區(qū)主要分布在2400～3250線間，延長近1000m，厚度波動(dòng)在15～30m間，平均18m，分布標(biāo)高-5～-240m。

2.2陳臺溝隱伏礦體特征

陳臺溝隱伏BIF型鐵礦位于齊大山鐵礦東側(cè)的陳臺溝村東側(cè)，目前尚無公開的地質(zhì)資料發(fā)表。根據(jù)鞍山冶金局鉆探驗(yàn)證孔反映大約在？750 m深見礦，單礦層厚度大于60m。頂板巖石為綠泥石英片巖，上下鐵礦層間發(fā)育厚約1.5m的綠泥石英片巖夾層，底板巖石為角閃石英片巖，頂?shù)装鍑鷰r與鐵礦層呈整合接觸。磁鐵石英巖中發(fā)育大量剪切-揉皺作用，部分條帶發(fā)生彎曲變形。

陳臺溝礦石類型為硅鐵互層的BIF型鐵礦石，硅質(zhì)條帶寬度0.1-2.5 cm，主要由石英（粒徑50-550μm）組成，含少量磁鐵礦及綠泥石、陽起石等；暗色鐵質(zhì)條帶寬約0.1-3.5cm，主要由磁鐵礦（粒徑40-450μm）及少量石英、綠泥石、陽起石組成。綠泥石英片巖為灰綠色，中粗粒變晶結(jié)構(gòu)，具定向構(gòu)造。

3成礦地質(zhì)作用

對比兩個(gè)鐵礦體賦存層位發(fā)現(xiàn)，其成礦地質(zhì)體為鞍山群櫻桃園巖組變質(zhì)建造，為一套綠泥千枚巖-絹云千枚巖-磁鐵石英巖-二云變粒巖-碳質(zhì)千枚巖-絹云石英片巖巖石組合，主要巖石結(jié)構(gòu)為鱗片變晶結(jié)構(gòu)及鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)，根據(jù)其巖石類型可以判斷原巖應(yīng)該是一套以泥質(zhì)-粉砂質(zhì)沉積巖及英安質(zhì)火山凝灰?guī)r為主的原巖建造。

根據(jù)前人成果總結(jié)，齊大山和陳臺溝鐵礦體為海底島弧或大洋中脊基性火山活動(dòng)向中酸性火山活動(dòng)或向陸源沉積作用演化環(huán)境下形成的，硅鐵建造層主要是來源于淺海陸源粉砂質(zhì)、中基性、酸性火山凝灰質(zhì)碎屑沉積及化學(xué)沉積方式形成。礦體局部發(fā)生強(qiáng)烈的柔皺變形，且靠近礦體的圍巖片理化較強(qiáng)，推測應(yīng)為后期構(gòu)造活動(dòng)所致；礦體中可見后期石英方解石脈的穿插，常常切穿早期可是礦石紋層。通過觀察發(fā)現(xiàn)，陳臺溝和齊大山鐵礦體均主要呈似層狀、透鏡狀展布。區(qū)域上多受向形構(gòu)造控制，一些區(qū)域韌性變形帶以一定的間距形成應(yīng)變的強(qiáng)帶與弱帶。向斜構(gòu)造轉(zhuǎn)折端是太古界硅鐵建造增大、增厚區(qū)，尋找向型構(gòu)造轉(zhuǎn)折端對于預(yù)測深部厚大礦體意義重大。因此，我們認(rèn)為鞍山式鐵礦的成礦構(gòu)造主要受鞍山運(yùn)動(dòng)作用影像下的向型構(gòu)造轉(zhuǎn)折端。

3深部礦體地球物理推斷解譯

3.1 二維正反演推斷解譯

以齊大山鐵礦床3760線2.5維剩余磁異常開展反演計(jì)算，反演中結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)分析，推測西側(cè)陳臺溝鐵礦與東側(cè)齊大山礦體呈向形構(gòu)造連接，因而兩個(gè)礦體深部之間可能存在厚大礦體。

根據(jù)已知陳臺溝和齊大山鐵礦的地質(zhì)情況，首先計(jì)算已知礦體的剩余磁異常進(jìn)而針對剩余磁異常開展了2.5為反演計(jì)算，反演顯示陳臺溝鐵礦與齊大山鐵礦在地下2600m左右形成向形控礦構(gòu)造模式。

3.2 三維正演研究

三維研究是在2.5維研究基礎(chǔ)上開展的，通過2.5維反演計(jì)算模型，構(gòu)建三維網(wǎng)格模型開展正演研究，并將正演的研究結(jié)果與原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，其目的在于進(jìn)一步驗(yàn)證每條2.5維反演計(jì)算結(jié)果的合理性與可靠性。圖2為根據(jù)2.5維反演所獲得的結(jié)果構(gòu)建的不同定界面深度的三維正演模型。結(jié)果表明，三維磁法正演網(wǎng)格化模型是可行的，三維正演結(jié)果與實(shí)際觀測數(shù)據(jù)間在磁異常形態(tài)、異常范圍、異常幅值等基本吻合，這也從另一個(gè)方面證明正演結(jié)果的有效性，同時(shí)證明隱伏陳臺溝鐵礦與齊大山露天礦在地下深部相連，呈一種向形控礦構(gòu)造模式。

4 結(jié)論

齊大山鐵礦床（王家堡子礦區(qū)）與陳臺溝鐵礦床在巖石特征、巖石組合、礦物特征、構(gòu)造特征等方面存在一致性。雖然在空間分布上相距3公里，但根據(jù)“三位一體”找礦預(yù)測理論的論述，其屬于地表與地下為不同構(gòu)造樣式的“二元空間結(jié)構(gòu)”，磁異常2.5D正反演和3D反演都印證了這一點(diǎn)。因此，我們認(rèn)為齊大山鐵礦體和在地下深處隱伏著的陳臺溝礦體在地下2000m左右連為一體，共同組成了鞍山地區(qū)規(guī)模較大的硅鐵建造向型構(gòu)造，向型構(gòu)造根據(jù)磁異常反演可延伸至地下3000m，軸向?yàn)楸北蔽飨?。因此，我們預(yù)測陳臺溝鐵礦體與齊大山鐵礦床東南側(cè)（王家堡子礦區(qū)）鐵礦呈向斜構(gòu)造連接，兩個(gè)礦體深部之間可能存在有巨厚磁鐵貧礦體。