白山市板石溝鐵礦井下礦資源儲(chǔ)量變化及成礦遠(yuǎn)景分析

路 猛，李廣鐵

1.吉林省第四地質(zhì)調(diào)查所，吉林 通化 134001；2.吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春 130022

0 引言

板石溝鐵礦井下礦位于吉林省白山市板石鎮(zhèn)，大地構(gòu)造處于龍崗隆起的南緣，四方山-板石溝鐵成礦帶的北東段，礦體就在太古界鞍山群楊家店組變質(zhì)表殼巖中（見(jiàn)圖1）。1958年發(fā)現(xiàn), 1963年提交資全區(qū)源儲(chǔ)量 7 455.51萬(wàn)噸，其中井下礦提交1 597.7萬(wàn)噸，占總資源儲(chǔ)量1/5。1984年航局航磁資料顯示板石溝鐵礦有4處異常高值區(qū)，其編號(hào)為吉C-77-17井下礦磁異常為板石溝井下礦異常，占異常區(qū)總面積的1/2。到2010年板石溝鐵礦查明資源儲(chǔ)量127 157.867千噸，其中井下礦30 788千噸，點(diǎn)總資源儲(chǔ)量的1/4。

幾年來(lái)我們?cè)谇叭艘讶〉玫刭|(zhì)資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)板石溝鐵礦三期褶皺疊加、變形褶皺構(gòu)造的控礦規(guī)律，研究探討板石溝鐵礦的三期褶皺構(gòu)造變形，認(rèn)為井下礦處于板石溝復(fù)式向斜南西翼（見(jiàn)圖2），三礦組之間存著向背形構(gòu)造，2011年-2012年生產(chǎn)勘探又增加30 155.76千噸。結(jié)合吉板石溝航磁異常形態(tài)特征、所占面積比，認(rèn)為井下礦礦體向深部及構(gòu)造兩翼存在著未查明資源，本論文分析推斷了該區(qū)的資源潛力，并建議了下一步找礦方向。

1 礦床地質(zhì)概況

1.1 地層

白山市板石溝鐵礦位于龍崗隆起的南緣，四方山-板石溝鐵成礦帶的北東段，礦體賦存于太古界鞍山群楊家店組上段第三層（Arab2-3）變質(zhì)表殼巖中（見(jiàn)圖1），主要巖性為角閃片巖、斜長(zhǎng)角閃巖、磁鐵石英巖等組成。礦區(qū)南部與上覆的老嶺群珍珠門(mén)組（Pt1z）呈不整合斷層接觸。其原巖為一套中基性火山巖類、硅鐵質(zhì)巖和長(zhǎng)石石英砂巖沉積組合。

1.2 區(qū)內(nèi)巖漿巖

主要為新太古代混合巖、混合花崗巖呈巖株?duì)?、巖枝狀侵入到太古代地層中，經(jīng)多期變質(zhì)作用，均已變質(zhì)為片麻狀、條帶狀二長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖、英云閃長(zhǎng)片麻巖、奧長(zhǎng)花崗質(zhì)片麻巖，規(guī)模大,分布廣；早元古宙侵入脈巖，主要為鉀長(zhǎng)偉晶巖，多沿北東向破碎帶浸入；燕山期脈巖主要有閃長(zhǎng)巖、輝綠巖和閃長(zhǎng)玢巖等。

圖1 板石溝鐵礦地質(zhì)圖Fig.1 Geological map of Banshigou iron ore

1.3 礦區(qū)構(gòu)造

本礦床受控制于板石溝倒轉(zhuǎn)復(fù)式向形構(gòu)造（見(jiàn)圖2），向斜西起木通溝翹起，東至上青溝傾沒(méi), 長(zhǎng)近8 km。軸向總體呈55°～65°，樞紐呈波狀起伏，向斜核部為太古宙楊家店組上段Ary2-4。井下礦（板石溝鐵礦16、17、18礦組）處于板石溝復(fù)式向斜南翼的次一級(jí)復(fù)式向斜構(gòu)造（見(jiàn)圖1），控制著礦體的形態(tài)和分布，其中16礦組分布于向斜核部，17礦組分布于向斜南東翼，18礦組分布于向斜的北西翼。區(qū)域主要斷裂構(gòu)造是二道江—板石溝斷裂，分布于礦區(qū)南部渾江上游凹陷與龍崗復(fù)式背斜之間，造成向形南翼地層出露不全（見(jiàn)圖1）。礦區(qū)內(nèi)發(fā)4組斷裂，對(duì)礦體有影響的為北西向F403斷層發(fā)育在18礦組東部，長(zhǎng)1 600 m，為壓扭性平移斷層，切割礦體 ，但錯(cuò)距不大。

1.4 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)查明3個(gè)礦組28條鐵礦體，主礦體為18礦組的1礦體和17礦組的1-2、4號(hào)礦體，其資源儲(chǔ)量占資源儲(chǔ)量總量的70%以上。礦床平均品位TF32.91%。礦石中有用組分為鐵，磁性鐵占有率為87.80%～97.58%，屬磁性鐵礦石。礦石的金屬礦物以磁鐵礦為主，非金屬礦物主要為石英、角閃石；礦石的主要類型為石英磁鐵礦石、角閃磁鐵礦石、角閃石英磁鐵礦三種。礦石結(jié)構(gòu)以粒狀變晶結(jié)構(gòu)為主，構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造。變質(zhì)作用為角閃巖相-石榴角閃巖相。

圖2 板石溝鐵礦區(qū)域構(gòu)造格架示意圖（據(jù)文獻(xiàn)[1]）Fig.2 Sketch map of regional tectonic framework of Banshigou iron mine

1.5 航磁異常特征

1987年1∶5萬(wàn)航空磁測(cè)△T剖面平面圖顯示，區(qū)域性磁場(chǎng)較明顯，西起木通溝，東至東上青溝磁異常帶長(zhǎng)11 Km，寬5 Km，面積達(dá)40 km2, 總體形成一個(gè)半封閉的環(huán)狀磁異常帶，其中井下礦異常值最高、面積最大，占板石溝礦區(qū)異?？偯娣e的1/2。見(jiàn)圖2。

帶內(nèi)分布有吉C-77-15木通溝磁異常、板石溝吉C-77-16李家堡磁異常、吉C-77-17井下礦磁異常、吉C-77-21上青溝礦磁異常，異常峰值區(qū)是板石溝鐵礦各礦組礦體出露位置。經(jīng)近年露天礦深部勘查吉C-77-16異常值100 nT～200 nT分布區(qū)，礦體埋藏深度400 m～900 m。木通溝吉C-77-15異常處于板石溝異常最西端與井下礦C-77-17磁異常相鄰，最高值達(dá)190 nT為礦至異常。吉C-77-17井下礦磁異常等值線北密南稀疏，礦體向南傾伏，反應(yīng)了產(chǎn)狀較陡，且有一定的埋藏深度，是深部找盲礦體的重要標(biāo)志。

2 儲(chǔ)量變化情況

2011年底井下礦累計(jì)查明資源儲(chǔ)量29 954 kt，比1963年增加1.87倍。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)勘探，又施工了近93個(gè)鉆孔，投入45 054.53鉆探工作量，累計(jì)查明資源儲(chǔ)量達(dá)60 110 kt,增加30 155.76 kt。本次主要對(duì)采礦權(quán)內(nèi)的17礦組387 m至-100 m、18礦組510 m至-100 m標(biāo)高進(jìn)行了工程控制，17礦組主礦體傾斜延深增加487 m，增加了主礦體規(guī)模，同時(shí)礦體的分布范圍有明顯擴(kuò)大，新增加了3條礦體。向深部礦體厚度局部增厚。與2010年底井下礦儲(chǔ)表資源儲(chǔ)量相比，增加資源儲(chǔ)量30 155.76 kt，相當(dāng)于又增加一個(gè)中型礦床（表1）。

3 成礦規(guī)律新認(rèn)識(shí)

根據(jù)我們近年勘查成果的研究并結(jié)合前人的研究成果（路恩蘭等，2012；高明珠等，2014；科研成果報(bào)告2016等文獻(xiàn)）。使我們重新總結(jié)本礦床的成礦規(guī)律與控礦因素有如下幾點(diǎn)：

圖2 板石溝一帶航磁ΔT平面等值線示意圖Fig.2 Diagram of Aeromagnetic ΔT plane isoline in Banshigou area

表1 井下礦2012年勘查資源儲(chǔ)量變化對(duì)比表Table 1 Change comparison of exploration resources and reserves of underground mines in 2012單位：礦石∕kt

3.1 板鐵礦井下礦“三位一體”模型有如下特點(diǎn)

（1）成礦地質(zhì)體：新太古界鞍山群楊家店組上段第三層（Arab2-3）斜長(zhǎng)角閃巖、角閃片巖、磁鐵石英巖組合。原始沉積環(huán)境：火山島弧，含鐵建造。

（2）成礦構(gòu)造：三期褶皺構(gòu)造及同期斷裂構(gòu)造。第一期褶皺構(gòu)造：葉理S1 （包括片理、片麻理和條帶狀構(gòu)造），其中S1//S0；礦物拉伸線理L1；褶皺構(gòu)造，主要為緊閉同斜褶皺、無(wú)根勾狀褶皺和葉內(nèi)不規(guī)則流動(dòng)狀褶皺，主要為A型褶皺；石香腸構(gòu)造和透鏡狀構(gòu)造；第二期褶皺構(gòu)造軸部、褶皺核部，褶皺層間滑動(dòng)面。第三期褶皺構(gòu)造軸傾伏端。第三期疊加改造構(gòu)造，產(chǎn)生北東和北西向脆性斷層破壞。

（3）成礦結(jié)構(gòu)面：厚層斜長(zhǎng)角閃巖與灰白色石英巖(硅質(zhì)巖)的接觸界面，為成分、沉積環(huán)境界面，三期褶皺軸面。

（4）成礦作用標(biāo)志特征：礦體特征為層狀、似層狀、透鏡狀磁鐵礦體，受多期次褶皺構(gòu)造變型影響在平面和剖面上呈“S”形；礦體傾向延深大于走向延長(zhǎng)；礦體總體側(cè)伏方向與褶皺軸傾伏方向一致。礦石礦物主要為磁鐵礦，脈石礦物主要為石英、角閃石、石榴石等。構(gòu)造特征三期褶皺變形核部、褶皺傾伏端。磁法特征地面磁測(cè)正異常峰值大于3 000 nT。重力特征是磁鐵礦密度、重力異常是預(yù)測(cè)標(biāo)志。電法特征是磁鐵礦電阻率最低，圍巖呈相對(duì)中高阻特征。

3.2 礦床成因

依據(jù)礦石類型主要為海底火山噴發(fā)磁鐵角閃巖型-海底火山間歇期沉積磁鐵石英巖型。

4 找礦預(yù)測(cè)與成礦遠(yuǎn)景分析

根據(jù)該礦床成因、成礦規(guī)律的分析，板石溝鐵礦井下礦還有比較廣闊的成礦前景。今后的找礦應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。

（1）井下礦吉C—77—17磁異常面積占板石溝鐵礦異常面積的1/2，2010年核查板石礦查明的資源儲(chǔ)量12 715.79萬(wàn)噸，近年生產(chǎn)勘查增至約2億，井下礦只占板石溝鐵礦總資源儲(chǔ)量的1/4，因此預(yù)測(cè)井下礦復(fù)式向背形傾沒(méi)端及兩南翼還有大量未探明資源量，是板石溝鐵礦最佳找礦潛力區(qū)。

（2）經(jīng)3D磁異常反演見(jiàn)下圖3，深度大于500 m以下的磁性體產(chǎn)生的磁異常低緩，對(duì)總磁異常的形態(tài)幾乎沒(méi)有影響，特別是向背斜的南東翼。

圖3 井下礦17礦組磁異常2D反演剖面圖Fig.3 The 2D inversion pro file of magnetic anomaly in No.17 mine group of underground mine

（3）井下礦向背形的軸向南西傾沒(méi)，礦體沿著褶皺220～240°方向傾伏，以24°側(cè)伏，礦體側(cè)伏方向是有利的找礦方向。已在老嶺群珍珠門(mén)組的蓋層下低緩異常區(qū)發(fā)現(xiàn)肓礦體，說(shuō)明區(qū)內(nèi)是找深部礦體的重要遠(yuǎn)景區(qū)。