遼寧省石棚子地區(qū)沉積變質(zhì)型鐵礦地質(zhì)特征及成礦規(guī)律研究

姜春宇

（遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，遼寧 沈陽 110031）

遼寧東部地區(qū)是我國乃至世界著名的沉積變質(zhì)型鐵礦分布區(qū)，區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)眾多特大型、大型的沉積變質(zhì)型鐵礦（鞍山式鐵礦），如東鞍山、弓長嶺、大臺溝等，礦體賦存于新太古代變質(zhì)表殼巖中，具有鐵礦層厚、較穩(wěn)定的特點。除上述大型礦床外，區(qū)域上還分布有眾多的中小型鐵礦，它們具有分布集中，單個礦體規(guī)模小，礦體多的特點，本文研究的石棚子礦區(qū)即具有上述特點。通過石棚子地區(qū)鐵礦的地質(zhì)特征及成礦規(guī)律研究，對區(qū)域上眾多該類型的中小型鐵礦床的找礦與勘探具有重要的指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

研究區(qū)地處華北板塊膠遼古陸塊北緣，區(qū)域上出露大量的太古宙變質(zhì)表殼巖及變質(zhì)深成巖，為古隆起區(qū)。在中生代濱太平洋構(gòu)造域作用下，有火山沉積地層發(fā)育及花崗巖類侵位。

區(qū)內(nèi)太古宙變質(zhì)表殼巖主要有中太古界通什村巖組、石棚子巖組，其中通什村巖組為一套深變質(zhì)巖系，巖性主要為黑云斜長片麻巖、黑云變粒巖、黑云角閃片麻巖夾磁鐵石英巖及斜長角閃巖；石棚子巖組總體呈不規(guī)則狀包體產(chǎn)出于新太古代石英閃長質(zhì)片麻巖（網(wǎng)戶片麻巖）中，巖性主要為斜長角閃巖、黑云變粒巖、片麻巖夾磁鐵石英巖、滑石片巖、透閃片巖和角閃片巖。

區(qū)內(nèi)變質(zhì)深成巖出露廣泛，可分為新太古代大冰溝片麻巖、新太古代網(wǎng)戶片麻巖、新太古代平嶺后片麻巖、新太古代太陽溝頂片麻巖。其中，大冰溝片麻巖巖性主要為紫蘇黑云角閃石英閃長質(zhì)片麻巖、中粗粒紫蘇花崗閃長質(zhì)片麻巖，呈包體產(chǎn)出于后期侵位的網(wǎng)戶片麻巖中；網(wǎng)戶片麻巖巖性主要為英云閃長質(zhì)片麻巖，侵位于太古宙變質(zhì)表殼巖及大冰溝片麻巖中；平嶺后片麻巖巖性主要為石英閃長質(zhì)片麻巖；太陽溝頂片麻巖巖性主要為二長花崗質(zhì)片麻巖。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡可分為鞍山期和燕山期兩期構(gòu)造。其中，鞍山期構(gòu)造為深構(gòu)造層次變形，發(fā)育于變質(zhì)表殼巖及變質(zhì)深成巖中，包括片麻理、各類腸狀褶皺、石香腸構(gòu)造等，該期構(gòu)造控制了本區(qū)鐵礦體的規(guī)模、形態(tài)及展布；燕山期構(gòu)造表現(xiàn)為淺層次的脆性斷層，除控制測區(qū)中生代火山～沉積作用的發(fā)生外，還對本區(qū)鐵礦體的分布具有改造作用。

2 礦床地質(zhì)特征

研究區(qū)內(nèi)經(jīng)查明的鐵礦體主要分布在黑達溝礦段（圖1Ⅰ區(qū)）與馬蹄溝礦段（圖1Ⅱ區(qū)），西北部窯溝地區(qū)有零星產(chǎn)出。礦體呈透鏡體狀、似層狀，整合產(chǎn)出于太古界鞍山群石棚子組變質(zhì)表殼巖中，受后期變質(zhì)及構(gòu)造影響大，礦體產(chǎn)狀與含石榴石角閃黑云斜長片麻巖、變粒巖的片麻理產(chǎn)狀一致，以埋深淺，單體規(guī)模較小，集中分布為特點。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)圖

2.1 礦體地質(zhì)特征

（1）Ⅰ區(qū)礦體特征。Ⅰ區(qū)內(nèi)共有鐵礦體5條，以Ⅰ-1號礦體規(guī)模最大，通過8個鉆孔控制，主要由3層礦石組成，礦層厚度3m～15m，夾石厚度2m。礦體呈不規(guī)則透鏡體狀，最大厚度26m，平均厚度10.7m，長約550m，北西330°展布。礦體延伸方向厚度變化大，在標高51.7m處鉆孔控制厚度為1.5m。

（2）Ⅱ區(qū)礦體特征。Ⅱ區(qū)內(nèi)共有鐵礦體20條，共31個鉆孔控制，其中以Ⅱ-1、Ⅱ-2、Ⅱ-3號礦體規(guī)模較大（圖1）。Ⅱ-1號礦體由3個鉆孔控制，礦層厚度4.73m～29.25m，最大厚度32.78m，平均厚度16.99m。工業(yè)長度290m，北東72°展布，礦體呈透鏡體、似層狀產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀一致。鉆孔控礦標高為+273m～+87m，控制礦體傾斜延深300m，厚度變化大。Ⅱ-2號礦體由3個鉆孔控制，礦層厚度3.88m～20.20m，最大厚度21.6m，平均厚度12.04m。工業(yè)長度400m，北東70°展布，礦體呈透鏡體狀、層狀、似層狀產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀一致。

表1 礦石化學(xué)成分表

鉆孔控礦標高為+260m～+100m，控制礦體傾斜延深230m，沿延伸方向厚度變化較大。Ⅱ-3號礦體由9個鉆孔控制，礦體厚度1.00m～11.64m，平均厚度6.76m。工業(yè)長度950m北東65°展布，礦體呈層狀、似層狀產(chǎn)出，與地層產(chǎn)狀一致。鉆孔控礦標高為+334m～+138m，礦體傾斜延深274m。其余礦體產(chǎn)出狀態(tài)類似，呈層狀、似層狀、透鏡體狀，與地層產(chǎn)狀一致。沿傾斜方向厚度變化較大。

2.2 礦石特征

石棚子組條帶狀磁鐵石英巖為研究區(qū)內(nèi)主要含鐵礦石。鐵礦石中礦物成分簡單，金屬礦物主要為磁鐵礦及少量黃鐵礦、磁黃鐵礦，脈石礦物主要為石英，斜長石、角閃石、黑云母、綠簾石等。磁鐵礦呈亮黑色，自形～半自形粒狀結(jié)構(gòu)、條帶狀、塊狀構(gòu)造，集合體狀嵌布于脈石礦物中，粒徑一般在0.5mm～1.0mm之間，個別可達到3.0mm。礦石品位為TFe15.18%～41.20%。磁鐵礦呈連續(xù)～斷續(xù)的條帶與石英相間分布。石英呈灰白色～深灰色，具他形粒狀～蠕蟲狀結(jié)構(gòu)。角閃石、斜長石等其它礦物呈柱狀、鱗片狀、板狀，呈連續(xù)～斷續(xù)的條帶與磁鐵礦相間分布。

礦石結(jié)構(gòu)主要為自形～半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、它形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要為浸染狀、條帶狀或塊狀構(gòu)造。礦石中有用組分為Fe，經(jīng)分析查定區(qū)內(nèi)TFe/FeO大多≤2.70，屬磁鐵礦石。有害組分磷、硫含量較低，符合冶煉標準。礦石化學(xué)成分見表1。

2.3 礦體圍巖與夾石

礦體上下盤圍巖均為角閃黑云斜長片麻巖。近礦層部分構(gòu)造分異條帶有時明顯增多，礦體與圍巖接觸部位石榴子石富集。礦體中的夾石主要為角閃斜長片麻巖，夾石多呈條帶狀、透鏡狀分布于礦體中，長3m～5m，厚度0.50m～1m左右，夾石相互之間互不相連。夾層多但厚度很薄不能剔除時，導(dǎo)致礦體貧化。

3 礦床成因類型及成礦規(guī)律

（1）礦床成因類型。石棚子巖組是遼東地區(qū)重要的含鐵層位，是太古宙層狀巖系（綠巖帶）的重要組成部分，根據(jù)原巖恢復(fù)，石棚子巖組原巖為含鐵硅質(zhì)巖、泥質(zhì)砂巖，含鐵硅質(zhì)巖為火山噴發(fā)沉積巖，砂質(zhì)泥巖為陸源沉積巖，是一套基性-中酸性火山～沉積建造。硅鐵質(zhì)巖經(jīng)區(qū)域變形變質(zhì)作用、變質(zhì)分異作用，形成條帶狀硅鐵建造（BIF）型鐵礦。后期太古宙花崗巖對鐵礦及其圍巖的侵入、改造，使其呈大小不等的包體狀賦存在太古宙花崗質(zhì)巖石中。

（2）成礦規(guī)律。①通過觀測發(fā)現(xiàn)，礦體多呈北東向展布，與片麻理嚴格一致，顯示出片麻理形成期構(gòu)造作用對礦體的改造，致使區(qū)內(nèi)眾多規(guī)模不等的鐵礦體在空間上平行展布（圖1）。該類型鐵礦單個礦體規(guī)模小、分布集中、平行展布、方向與片麻理一致等特點可能暗示了這么一個過程，即原始規(guī)模較大的礦體在鞍山期強烈的伸展作用下，經(jīng)歷了被類似于石香腸構(gòu)造形成機制的構(gòu)造變形，致使礦體呈現(xiàn)出與鞍～本地區(qū)單個鐵礦體規(guī)模巨大且穩(wěn)定不一樣的特點。②圖1可看出，鐵礦體集中分布于磁異常梯度帶附近，礦體走向與磁異常的空間展布方向近于一致。上述特征指示了在太古宙綠巖帶內(nèi)正磁異常向負磁異常轉(zhuǎn)變的線狀梯度帶是該類型鐵礦的有利找礦標志。