吉林省靖宇縣雙陽鐵礦磁異常特征及礦床開采技術條件

閆陶冶，潘彥平，賈生花，張克爽

（吉林省有色金屬地質勘查局六0 二隊，吉林 白山 134300）

1 區域地質特征

詳查區大地構造位置屬于中朝準地臺（I），遼東臺隆（Ⅱ），鐵嶺—靖宇臺拱（Ⅲ），龍崗斷塊（Ⅳ）中部。

1.1 地層

區域內出露地層由老至新主要為太古界，其次為古生界，中生界，新生界。

（1）太古界。太古界三合屯巖群批洲巖組是區內已知最古老的變質巖系，主要分布在楊岔河- 青山村一帶，呈大小不等包體、透鏡體或條帶狀殘存在花崗質片麻巖中，巖性組合為斜長角閃巖、黑云變粒巖、磁鐵石英巖等。變質作用屬角閃巖相，原巖為一套基性火山巖—碎屑沉積巖。是區域上鐵礦的主要賦存層位。

（2）古生界。是區內最古老的沉積蓋層，出露面積4.13km2。由寒武系張夏組鮞狀灰巖，崮山組紫色頁巖、粉砂巖，炒米店組薄板狀灰巖組成。分布在景山鎮河北屯一帶，巖層總體呈北東走向。

（3）新生界。由第四系玄武巖、階地、河漫灘等組成。主要分布在上營子、刺秋嶺一帶。

1.2 構造

區域內斷裂構造有三組：北東向、南北向及東西向，以北東向斷裂為主。主要斷裂構造有楊岔河—西南岔北東向斷裂，全長約18km ；景山—新勝林場北東向斷裂，全長約25km ；天合興—刺秋嶺南北向斷裂，全長約7km。其中北東向斷裂構造控制著區域內鐵礦點或礦床的分布，南北向斷裂構造控制著銅、鉬礦體的分布。

1.3 巖漿巖

區內巖漿活動時期主要為太古宙，經多期變形變質作用疊加形成大規模的變質深成侵入體，次為中生代形成天合興花崗斑巖淺成侵入體。

1.4 區域礦產

區域礦產主要有：鐵、銅、鉬。目前已發現小型鐵礦床2 處，鐵礦點5 處，銅鉬礦點1 處。典型鐵礦床有陽岔河鐵礦床、廟嶺鐵礦床。這些礦床成因類型皆屬于“鞍山式”沉積變質鐵礦床。

2 礦區磁異常特征

表1 雙陽地區磁異常特征

礦區位于航測C-59-12-1 號異常區內, 該異常走向近東西，長1.2km, 寬約0.5km, 異常強度100nT ～300nT, 通過地面1:1 萬磁法檢查, 異常重現性較好。以400nT 為下限, 圈出磁異常兩處，異常特征（表1）。

其中C1 號異常規模大，沿走向峰值變化大, 在測線156、164、和172 峰值分別為1600 nT、9600 nT、4000 nT。異常總體走向近東西向, 北側異常梯度變化大，等值線緊密，南側等值線稀疏，異常北側存在負異常。但在164 線最高值南北兩側，等值線緊密且對稱，說明磁性體向南傾伏，沿走向寬度變化大，延深變化也較大。選擇31、27、23、19、15、13、11、7、3、0、4、8 十二條勘探線，即異常強度高，規模較大地段，施工了探槽和鉆探工程，發現了Ⅰ號鐵礦體，說明C1 號磁異常是鐵礦體引起的。

C2 號異常，在規模和強度上，均小于C1 號異常，但在地表也發現磁鐵石英巖，推斷該異常是由磁鐵石英巖引起的。

3 礦床地質特征

礦體特征。區內共發現3 條鐵礦體（編號Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3）。其中Ⅰ-1 號礦體為主要礦體。主要礦體特征敘述如下：Ⅰ-1 號礦體賦存于太古界三合屯巖群批洲巖組黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖中，其中磁鐵石英巖為鐵礦床的賦礦母巖。礦體空間分布在33 ～24 號勘探線間，礦體的賦存標高320m ～780m。地表探槽以50m ～100m間距控制礦體長1550m，深部有24個鉆孔控制，控制礦體最大傾斜延深451m。單工程見礦真厚度最大為42.36m,最小真厚度1.25m, 平均真厚度約為9.40m，礦體產狀主要分兩個區段：第一區段33 ～10 號勘探線之間走向300°～255°，傾向210°～165°，第二區段10 ～24 號勘探線間礦體由近東西轉向南東135°，傾向225°。傾角25°～50°，其中在23 ～27線和2 ～4 線，礦體傾角為50°～55°，礦體形態為層狀、似層狀, 礦體沿走向或傾向有膨縮，分枝、復合現象，由礦體頂底板等高線圖可以看出，該礦體產狀變化，由西向東波狀起伏，由北向南傾角逐漸變緩。礦體厚度變化，沿走向呈透鏡狀產出，沿傾斜方向中間厚，邊部薄，明顯受褶皺構造控制。礦體厚度及品位變化程度在不同部位表現不同，其中11 ～24 號勘探線控制礦體長1020m，傾斜延深200m ～450m，平均真厚度10.62m。礦體厚度變化系數74%，屬較穩定的，礦石品位變化系數9%，屬均勻的。33 ～13 號勘探線控制礦體長530m，傾斜延深80m ～120m，平均真厚度3.38m。礦體厚度變化系數104%，屬不穩定的；礦石品位變化系數9%，屬均勻的，礦體中有用組分為鐵。

4 礦床開采技術條件

4.1 水文地質

（1）礦區水文地質。含水層：①第四系砂、礫石孔隙水含水層：該含水層分布于礦床北側雙陽河谷地區，河谷寬300m ～500m，由砂、礫石組成，礫石磨圓度和分選性較好，地下水埋深3m ～8m。該含水層水質為HCO3型水，地下水露頭處水流量為0.76L/s，含水層厚度為2.30m ～5.00m。該層水主要排泄于雙陽河，對礦床開采影響較小。②基巖風化裂隙水含水層：分布全區組成巖石有黑云斜長片麻巖、磁鐵石英巖、變花崗巖，通過全區24 個鉆孔簡易水文地質觀測資料統計，風化帶厚度為2.00m ～33.15m，且全部鉆孔均無涌水現象；含水層厚度為1.9m~24.70m。區內共發現兩處泉水，據觀測泉水q1 流量為0.096L/s，水質為HCO3型水，水溫為13℃；泉水q2 流量為0.12L/s，水質為HCO3型水，水溫為11℃。組成該含水層巖石節理、裂隙較不發育，且隨深度的增加而減弱；富水性較差。該含水層徑流條件較好，最終排泄于雙陽河。隔水層：該層位于基巖風化裂隙水含水層之下，組成巖石巖性為黑云斜長片麻巖、變花崗巖。該層巖石節理、裂隙不發育，透水性差。

（2）地下水補給、徑流、排泄。該區屬低山區，地下水主要由大氣降水補給，本區處于低山淺切割區，礦床所在位置地勢南高北低，地下水可以通過斜坡地帶徑流，向兩側斜坡排泄。基巖風化裂隙含水層是區內主要含水的巖層，大氣降水滲入是基巖裂隙潛水的補給來源，大氣降水沿山坡傾斜方向匯入溝底，只有部分滲入基巖裂隙。形成基巖風化裂隙水，以泉水的形式排泄于溝谷。

（3）涌水量估算。該區以南方向3km 處有陽岔河鐵礦正在開采，陽岔河鐵礦區侵蝕基準面標高534m，主要含水層為基巖風化裂隙含水層，含水層厚度21m~79.50m，主要補給來源為大氣降水，一部分以泉的形式排泄，泉水流量0.717L/s~5.12L/s ；一部分排泄于河谷。陽岔河鐵礦開采面積為80884.00 ，開采水位降深146.10m。本區預開采面積為259943.40，水位降深240.52m。采用比擬法進行涌水量估算。

計算公式：

Q- 預測礦坑涌水量（t/d）。Q1- 陽岔河鐵礦床礦坑涌水量為實際資料收集41.84（t/d）。S- 預測水位降低為24 個鉆孔平均終孔穩定水位標高與礦體標高之差240.52（m）。S1- 陽岔河鐵礦床水位降深為實際資料收集146.10（m）。F- 預計開采面積259943.40（m2）。F1- 陽岔河鐵礦床開采面積為實際開采面積80884.00（m2）。

計算結果：

上述計算結果為開采時的正常涌水量，在計算過程中所引用的預測面積是礦體儲量計算的面積，待正式開采時，用實際面積重新計算。

（4）供水方向。本區地下水為基巖風化裂隙水，含水層的富水性較差，地下水補給又具有季節性特征，枯水期內地下水資源有限，滿足不了工業用水的要求。本區可以攔截雙陽河水，雙陽河距離礦區直線距離約600m，河水流量1.07L/s，可作為本區的供水水源。

4.2 礦區工程地質

表2 巖( 礦) 石力學性質一覽表

（1）巖( 礦) 石物理力學性質。本區進行了物理力學試驗，該區共分為黑云斜長片麻巖組、磁鐵石英巖組和變花崗巖組。黑云斜長片麻巖組厚度為28.85m ～136.85m，花崗巖組厚度為8.75m ～34.85m，磁鐵石英巖組為1.40m ～37.55m。對礦體及其頂底圍巖進行了力學性質試驗，測試結果見表2。由于黑云斜長片麻巖上盤取樣位置靠近風化帶，故巖石強度屬軟弱巖石。對礦床開采影響較小。

（2）礦體與圍巖。礦體巖性為磁鐵石英巖，為塊狀結構，節理不發育。圍巖巖性為黑云斜長片麻巖，為整體塊狀結構，節理不發育，裂隙水甚為微弱，礦體與圍巖界限清楚，巖體質量系數RQD 均＞90%。

（3）構造條件。斷裂構造發育在礦區西部15 ～23 號勘探線間，在鉆孔中見多條破碎帶，破碎帶寬度為1.9m ～3.5m，由灰綠色斷層泥、片麻角礫組成。斷層產狀與地層產狀基本一致，對礦體無破壞作用。構造條件屬簡單類型。

4.3 礦區環境地質

（1）區域穩定性。該區在“東北地區烈度區劃圖”上，白山地區抗震設防烈度為Ⅵ度區，地震動峰值加速度值小于0.05g，自有地震記載以來，區域內未發生過破壞性地震。據吉林省地震局記錄，僅發生過幾次小于4 級的地震，對該區無破壞性影響，故該區屬地震穩定區。

（2）自然地理環境及社會環境。該區位于低山地區，植被茂盛，林地密集，自然環境好，附近無居民居住；該區不屬于旅游區，不屬于文物保護區和自然保護區，無滑坡、泥石流等地質災害發生，開采礦石不會造成山體開裂、巖體崩塌、滑坡、泥石流等人為地質災害和地質環境的污染。該區開采礦床不會影響當地自然地理及社會環境。

（3）地表水及地下水環境。①地表水：礦區范圍在雙陽河支流上游，無居民居住，植被、林木發育，不存在污染源，地表水質量較好。②地下水：地下水含水層主要為基巖裂隙水，靠大氣降水滲入補給，今后采礦坑道中為不含水的巖( 礦) 石，只有微量礦坑水排出，不會對地表水造成污染，加之地下水不含有害成分。

（4）環境地質評價。本區地質環境類型為第一類，礦區地質環境質量良好，礦區附近無污染源，地表、地下水水質良好，無自然地質災害發生。開采礦石和廢石不易分解出有害組分，不含造成地質環境的污染成分。區域穩定性好，區域未發生過破壞性地震，對礦床開采沒有影響。礦區水環境質量良好，地下水、地表水水質良好，水化學類型為HCO3型水，PH 值一般為6.5 ～7.3。適用于生活、工業及農業用水要求。總體來看，礦區位于地震穩定的低山地區，無自然地質災害發生。開采礦石也不會造成人為地質災害和地質環境的污染。環境地質質量為良好類型，即Ⅰ類型。

4.4 礦床開采技術條件評價

綜上所述，該礦床的地形有利于自然排水，大部分礦體位于侵蝕基準面以上，地形有利于自然排泄。含水層富水性弱，附近無地表水體影響。礦床水文地質條件為簡單類型。礦體圍巖單一，力學性質強度高，結構面不發育，井巷穩定性好。工程地質條件為簡單類型。礦床地處地震穩定的低山地區，無原生環境地質問題，礦石及廢棄物不易分解出有害組分，采礦活動不會形成對附近環境和水體的污染，環境地質質量為良好型。其開采技術條件屬簡單型。

5 結語

在尋找安山式鐵礦時，應用地表高精度磁法工作是可行、準確的，本文總結了雙陽礦床磁異常特征及礦床開采技術條件，對該地區下一步地質找礦工作具有指導意義。