吉林省白山市二岔鐵礦地質特征及礦床成因探討

王唯存，王守興，王向麗，左 雷，林 野

吉林省勘查地球物理研究院，吉林長春 130012

1 區域地質特征

1.1 地層

太古宙地層（ArB），為該地區出露最古老巖石地層，經歷漫長而復雜的地質演化階段，形成太古宙高級變質雜巖。該區域出露的巖石地層主要為太古宙變質表殼巖。表殼巖的原巖由中基性火山巖和沉積巖組成，經強烈的構造變形改造和多期區域變質作用，形成斜長角閃巖、黑云變粒巖、片麻巖、磁鐵石英巖等一套中深變質巖系，多呈大小不等的殘塊狀產出，零散分布于深成花崗質巖體中。該變質巖系為本區重要賦鐵層位，主要分部在礦區北部及中部，總體呈北東—南西向展布。

中元古界，在區域南部有少量出露，僅見珍珠門組，分布面積不大。珍珠門組（Pt1zh）：巖性以白云質大理巖為主，夾少量片巖、板巖。

新元古界，主要分布在大荒頂子—三岔子鎮一帶，見有青白口系和震旦系下統，覆蓋面積較大。

青白口系：下部為釣魚臺組（Qnd）灰白色長石石英砂巖；上部為南芬組（Qnn）雜色頁巖夾泥質灰巖。震旦系下統：由下部橋頭組（Z1q）石英砂巖、頁巖；中部萬隆組（Z1W）灰巖夾頁巖；八道江組（Z1b）厚層狀藻類灰巖組成。

中生界僅在江源區、三岔子鎮附近有零星出露，見有侏羅系上統，分布面積較小。侏羅系上統拉門子組（J3l）；巖性為凝灰質砂巖、頁巖、礫巖等。新生界，下更新統軍艦山組玄武巖（βQ1j）：主要分布在江源區、三岔子鎮附近，巖性有橄欖玄武巖、安山玄武巖、拉斑玄武巖等，具有致密塊狀、氣孔狀、杏仁狀等構造。

圖1 區域地質圖Fig.1 Regional geological map

1.2 巖漿巖

區域內巖漿活動頻繁，巖漿巖分布廣泛。TTG巖系是本區太古宙侵入體主要組成部分，由英云閃長質片麻巖類和花崗閃長質片麻巖類組成，呈北東—南西向、帶狀分部特征。還有零星基性巖脈的侵入。新生代第四紀玄武巖主要分部在區域內的東北部，面積較大。

1.3 構造

斷裂構造是在基底褶皺形成同時，沿北東向發生規模較大斷塊活動，其發生和發展，控制著本區蓋層的沉積。較大斷層為板石—二道江逆斷層，斷層在本區斷續分布，斷層面傾向北西。

1.4 礦產

區域內礦產主要為鞍山式鐵礦，如：頭道中型鐵礦、五道鐵礦、板石溝大型鐵礦等。另外區域內還賦存有硅石、膨潤土、煤等礦產資源。

2 礦體特征

2.1 礦體規模、形態及品位

圖2 礦體特征圖Fig.2 Ore body features map

二岔鐵礦由兩條礦體組成，1 號礦體長約350 m 左右，寬約6～7 m 左右；2 號礦體長約120 m左右，寬約5～6 m 左右，兩條礦體近于平行展布，間距約 20 m 左右。東南側礦體為1 號礦體（主礦體），西北側礦體為2 號礦體。

1 號礦體分布在4、0、3、5、7、勘探線之間，出露標高872～894 m，礦體呈似層狀產于灰白—灰色、中—粗粒斜長角閃片麻巖、灰色、細粒斜長角閃巖中。有時在礦體上、下盤見有淺紅色鉀長混合花崗巖，厚度幾厘米至幾米不等。礦體厚度在3.83～11.99 m（槽探），1.30～12.34 m（鉆探）之間變化。礦體平均厚度為5.9 m，采樣分析：全鐵品位在22.00%～57.80%之間變化,平均品位35.70%。

2 號礦體分布在3、5、勘探線之間，出露標高886～905 m，礦體呈似層狀產于斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖及淺紅色鉀長花崗巖中。2 號礦體特征與1 號礦體特征相近。礦體厚度在7.03～10.17 m（槽探），5.34～5.62 m（鉆探）之間變化。礦體平均厚度為7.04 m，采樣分析：全鐵品位在（26.10～46.00）%之間變化,平均品位34.74%。

礦體呈條帶狀，沿50°～ 60°方向延伸，傾向326°，傾角介于35°～72°之間，沿走向北東端翹起，西南方向側伏。

礦體厚度在1.30～12.34 m 之間變化，平均真厚度為 5.83 m 左右，厚度變化系數為46%，厚度變化較穩定。礦體形態復雜程度屬于中等。礦體全鐵品位在22.00%～57.80%之間變化,平均品位35.60%，品位變化系數為16%。

礦體與圍巖界線總體比較清楚，局部呈混染狀，圍巖蝕變不發育，偶見硅化、綠泥石化、黃鐵礦化。

2.2 礦石質量特征

2.2.1 礦石礦物成分礦石礦物成分比較簡單，金屬礦物主要有磁鐵礦、少量赤鐵礦、黃鐵礦，近地表見有少量褐鐵礦。非金屬礦物主要為石英，其次為角閃石，少量云母、長石、綠簾石等。

主要礦物特征：

（1） 磁鐵礦：黑色，多呈自形—半自形晶，粒徑0.05～0.35 mm，具有強磁性，在礦石中占40%±。

（2） 赤鐵礦：他形不規則粒狀。粒徑小于0.05 mm，在礦石中質量分數1%～2%±。（3） 石英：白色—黃白色，多呈大小不等的他形粒狀，在礦石中質量分數達50% 以上。

2.2.2 礦石結構礦石結構主要為粒狀變晶結構，少量為板狀、針狀變晶結構。（1）粒狀變晶結構：磁鐵礦與不等粒石英、少量的長石等呈粒狀變晶結構。

（2）針、柱狀變晶結構：角閃石為針、柱狀變晶結構。

2.2.3 礦石構造礦石構造主要以片麻狀、條帶狀構造為主，其次為塊狀構造。

（1）片麻狀構造：磁鐵礦與角閃石、石英及少量斜長石，呈拉伸變形且定向分布，形成片麻狀構造。

（2） 條帶狀構造：磁鐵礦及角閃石等暗色礦物與石英等淺色礦物相間分布形成條帶狀構造。

（3） 塊狀構造：磁鐵礦呈他形粒狀且均勻分布組成致密塊狀集合體。

2.3 礦石化學成分

（1）礦石有用組分：礦石中有用組分為鐵元素，主要賦存于磁鐵礦物中。其次少部分鐵存在于含鐵硅酸鹽礦物中，如角閃石、黑云母，綠泥石等礦物中，少量賦存于赤鐵礦、黃鐵礦、鈦鐵礦等。

（2）礦石有害組分： 礦石中有害組分為硫質量分數為0.2%～0.3%外，其它如：磷質量分數在0.02%～0.03%；砷質量分數在11.3×10-6～4.0×10-6；鉛質量分數在14.6×10-6～16.0×10-6,質量分數較小。

2.4 礦石類型及品級

礦石自然類型：該礦礦石自然類型為磁鐵礦型礦石，按脈石礦物種類劃為石英磁鐵礦型礦石，脈石礦物石英占55%～70%。

礦石工業類型及品級：按工業利用要求，該礦石屬于貧鐵礦石，需經過選礦，即用同一選礦方法，相同工藝流程處理的同一工業類型，屬于同一技術品級需選磁性鐵礦石。

3 找礦標志

礦體賦存規律：礦體產于太古宙變質表殼巖中，巖石組合為斜長角閃片麻巖、斜長角閃巖，礦體與圍巖產狀基本一致，礦體呈似層狀產出。

找礦標志：

（1）地質標志：礦體出露地表的原生露頭或在覆土掩蓋區的鐵礦轉石。

（2）地球物理標志：有磁異常的區域是尋找鐵礦體的較好地段。

4 礦床成因探討

（1）礦床產于一套中、深度火山沉積變質的太古代巖系中，礦體賦存于一定的層位，產狀與地層基本一致，與圍巖界線較清楚。

（2）礦體形態比較規則，呈透鏡狀、似層狀、厚度變化較穩定，厚度變化系數46% 。

（3）礦石組分簡單，化學成分SiO2+Fe2O3+FeO平均質量分數達93.6%，屬于海相火山噴發沉積條件下，經化學分異作用形成鐵質富集區。

（4）礦體與變質的火山巖、火山碎屑巖及角閃巖類、變粒巖類等密切共生。

（5）礦床受變質作用明顯。

上述特征表明，礦床的生成與火山噴發活動有關，后期遭受區域變質作用和混合巖化作用，使成礦元素鐵質進一步遷移、富集、重結晶，而形成沉積變質型鐵礦床。

5 結論及建議

本礦床通過高精度磁法測量及山地工程工作，對區內鐵礦資源進行詳查，基本查明礦體空間分布、礦體賦存特征及規律、礦石質量、礦石加工技術性能和開采技術條件等。根據已取得的資料，區內還有一些磁異常存在，并在異常區內發現了鐵礦石，今后通過進一步勘查工作，有可能找到新的同類型礦體。

通過詳查工作，已控制了該礦床內礦體的空間分布，其形態規模已經基本查明。為了礦山持續生產，今后可在礦區外圍繼續開展找礦工作，以增加后備資源儲量。

為使礦山獲得較好的經濟效益，應加強礦山生產中的生產探礦工作，加密探礦工程控制程度，提高資源儲量級別，指導采礦生產，增加采礦回收率，降低貧化率，降低生產成本，提高礦山生產的經濟效益。

[1] 姚鳳良，孫豐月. 礦床學教程[M],北京：地質出版社，2006.

[2] 張華力，李衛東，劉 默. 吉林省白山市二岔鐵礦詳查報告[R].吉林省勘查地球物理研究院，2007.