遼寧省石棚子地區沉積變質型鐵礦地質特征及成礦規律研究

姜春宇

（遼寧省地質礦產調查院，遼寧 沈陽 110031）

遼寧東部地區是我國乃至世界著名的沉積變質型鐵礦分布區，區內已發現眾多特大型、大型的沉積變質型鐵礦（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表殼巖中，具有鐵礦層厚、較穩定的特點。除上述大型礦床外，區域上還分布有眾多的中小型鐵礦，它們具有分布集中，單個礦體規模小，礦體多的特點，本文研究的石棚子礦區即具有上述特點。通過石棚子地區鐵礦的地質特征及成礦規律研究，對區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意義。

1 區域地質概況

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

區內太古宙變質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則狀包體產出于新太古代石英閃長質片麻巖（網戶片麻巖）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。

區內變質深成巖出露廣泛，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片麻巖、中粗粒紫蘇花崗閃長質片麻巖，呈包體產出于后期侵位的網戶片麻巖中；網戶片麻巖巖性主要為英云閃長質片麻巖，侵位于太古宙變質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片麻巖；太陽溝頂片麻巖巖性主要為二長花崗質片麻巖。

區內構造形跡可分為鞍山期和燕山期兩期構造。其中，鞍山期構造為深構造層次變形，發育于變質表殼巖及變質深成巖中，包括片麻理、各類腸狀褶皺、石香腸構造等，該期構造控制了本區鐵礦體的規模、形態及展布；燕山期構造表現為淺層次的脆性斷層，除控制測區中生代火山～沉積作用的發生外，還對本區鐵礦體的分布具有改造作用。

2 礦床地質特征

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

圖1 礦區地質圖

2.1 礦體地質特征

（1）Ⅰ區礦體特征。Ⅰ區內共有鐵礦體5條，以Ⅰ-1號礦體規模最大，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區礦體特征。Ⅱ區內共有鐵礦體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。工業長度290m，北東72°展布，礦體呈透鏡體、似層狀產出，與地層產狀一致。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。工業長度400m，北東70°展布，礦體呈透鏡體狀、層狀、似層狀產出，與地層產狀一致。

表1 礦石化學成分表

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。工業長度950m北東65°展布，礦體呈層狀、似層狀產出，與地層產狀一致。鉆孔控礦標高為+334m～+138m，礦體傾斜延深274m。其余礦體產出狀態類似，呈層狀、似層狀、透鏡體狀，與地層產狀一致。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內主要含鐵礦石。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～半自形粒狀結構、條帶狀、塊狀構造，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～斷續的條帶與石英相間分布。石英呈灰白色～深灰色，具他形粒狀～蠕蟲狀結構。角閃石、斜長石等其它礦物呈柱狀、鱗片狀、板狀，呈連續～斷續的條帶與磁鐵礦相間分布。

礦石結構主要為自形～半自形粒狀變晶結構、它形粒狀變晶結構，礦石構造主要為浸染狀、條帶狀或塊狀構造。礦石中有用組分為Fe，經分析查定區內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，導致礦體貧化。

3 礦床成因類型及成礦規律

（1）礦床成因類型。石棚子巖組是遼東地區重要的含鐵層位，是太古宙層狀巖系（綠巖帶）的重要組成部分，根據原巖恢復，石棚子巖組原巖為含鐵硅質巖、泥質砂巖，含鐵硅質巖為火山噴發沉積巖，砂質泥巖為陸源沉積巖，是一套基性-中酸性火山～沉積建造。硅鐵質巖經區域變形變質作用、變質分異作用，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巖石中。

（2）成礦規律。①通過觀測發現，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造作用對礦體的改造，致使區內眾多規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，即原始規模較大的礦體在鞍山期強烈的伸展作用下，經歷了被類似于石香腸構造形成機制的構造變形，致使礦體呈現出與鞍～本地區單個鐵礦體規模巨大且穩定不一樣的特點。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正磁異常向負磁異常轉變的線狀梯度帶是該類型鐵礦的有利找礦標志。