遼寧阜新宅山土鐵礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

李 奇，陳軍典，楊紅恩，羅銀花，韓曉濤，白昕冉，金 源，衣 欣，吳 曼

（1.阜新市自然資源事務(wù)服務(wù)中心，遼寧 阜新 123000；2.遼寧省物測(cè)勘查院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110031；3.遼寧有色勘察研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110013；4、遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)研究院有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110033；5.遼寧省有色地質(zhì)勘查總院有限責(zé)任公司〈遼寧省有色地質(zhì)局勘查總院〉，遼寧 沈陽(yáng) 110013）

1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于中朝準(zhǔn)地臺(tái)北緣（Ⅰ）、內(nèi)蒙地軸南端（Ⅱ）、遼西沉陷（Ⅲ）、舊廟斷凸（Ⅳ）的南側(cè)。區(qū)域上新太古宙片麻巖作為基底，中生代蓋層為白堊系義縣組（K1y）和孫家灣組（K2s）（圖1）。

新太古宙片麻巖主要為小牽馬嶺片麻巖、白廠門(mén)片麻巖等，其中小牽馬嶺片麻巖是沉積變質(zhì)型鐵礦的主要含礦層位。

中生界白堊系義縣組（K1y）多形成陡峻的山嶺，巖性主要為流紋巖、流紋質(zhì)角礫巖、斑狀流紋巖、灰綠色安山巖，是火山作用的產(chǎn)物，該組地層以角度不整合上覆于新太古代小牽馬嶺片麻巖單元（Ar3xqgn）之上。

中生界白堊系孫家灣組（K2s）礫巖出露在大五家子一帶，巖性主要為礫巖、砂巖和角礫巖。

區(qū)域內(nèi)構(gòu)造以褶皺為主，主要為石場(chǎng)背斜和平安地向斜構(gòu)成的復(fù)背斜。斷裂構(gòu)造多成群出現(xiàn)，產(chǎn)狀110°～120°∠75°～85°。

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要有元古代閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖、輝綠巖、角閃巖等，晚古生代正長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖和閃長(zhǎng)巖，中生代的二長(zhǎng)花崗巖和石英二長(zhǎng)花崗巖，這些巖體多見(jiàn)晚期巖漿巖侵入早期巖漿巖或變質(zhì)巖中。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層出露單一，為新太古代小牽馬嶺片麻巖單元（Ar3xqgn），巖性為黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、含石榴石黑云角閃片麻巖、混合巖化斜長(zhǎng)角閃片麻巖，產(chǎn)狀：走向50°～75°，傾向南東，傾角55°～87°，該層位是磁鐵石英巖的主要賦礦層位。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育，屬大喜營(yíng)子倒轉(zhuǎn)單斜構(gòu)造，呈NE50°～55°，倒轉(zhuǎn)巖層傾角56°～65°，局部右陡左緩。單斜構(gòu)造內(nèi)發(fā)育斷裂構(gòu)造，使局部地段出現(xiàn)地層產(chǎn)狀變化，逆斷層F2，走向北5°西，傾向北東，傾角65°～70°，落差10～50m。

2.3 脈巖

區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育，以花崗巖脈、閃長(zhǎng)巖脈為主，局部可見(jiàn)煌斑巖脈、角閃石巖脈和石英脈，多呈NE、NNE、NEE向展布，產(chǎn)狀受構(gòu)造控制。NNE向脈巖對(duì)區(qū)內(nèi)礦體有穿插破壞作用，BE 向脈巖則基本與礦體平行，NEE或EW向脈巖對(duì)礦體影響不大。

2.4 磁異常情況

通過(guò)高精度磁法測(cè)量工作，礦區(qū)內(nèi)磁場(chǎng)背景值在2500～3500NT 之間，大于3000NT 的區(qū)段多與鐵礦體有關(guān)，以3000NT為異常下限圈出4條磁測(cè)異常區(qū)。異常強(qiáng)度一般在3000～6000NT，最高可達(dá)10000NT，異常呈北東向條帶狀展布，異常峰值突出，形態(tài)規(guī)整，邊界較清晰，梯度較陡，與已知鐵礦體上的磁場(chǎng)特征基本一致。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)鐵礦體主要賦存于新太古代小牽馬嶺片麻巖單元（Ar3xqgn）黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖內(nèi)，鐵礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀一致[1]。

礦區(qū)內(nèi)共圈出鐵礦體8條，其中規(guī)模較大的礦體為T(mén)3、T8和T10。

T3 礦體呈透鏡狀、似層狀，分布宅山土采區(qū)的中部，延長(zhǎng)250m左右，延深25m，最大見(jiàn)礦厚度9.58m，最小見(jiàn)礦厚度6.65m，平均厚度8.12m，礦體受F2斷層影響，被斷開(kāi)，沿走向和傾向厚度變化較大，礦體連續(xù)性較差，產(chǎn)狀145°∠55°，有2 個(gè)槽探工程控制礦體，礦體平均品位MFe23.37%，賦存標(biāo)高400～453m。

T8 礦體呈透鏡狀，分布在二采區(qū)西北部，延長(zhǎng)300m 左右，最大見(jiàn)礦厚度13.64m,最小見(jiàn)礦厚度3.88m，平均厚度8.23m，沿走向和傾向厚度變化較大，礦體連續(xù)性較差，總體產(chǎn)狀傾向155°∠76°～77°由槽探3個(gè)、平硐2個(gè)控制，延深95m，賦存標(biāo)高400～479m，平均品位MFe23.41%。

T10 礦體呈透鏡狀，分布在二采區(qū)西北部，延長(zhǎng)360m 左右，最大見(jiàn)礦厚度8.44m，最小見(jiàn)礦厚度2.98m，平均厚度5.71m，沿走向和傾向厚度變化較小，礦體連續(xù)性較好，總體產(chǎn)狀傾向155°∠73°～75°，由槽探4 個(gè)、淺井4 個(gè)工程控制，延深55m，賦存標(biāo)高431～508m，平均品位MFe24.03%。

其他礦體特征見(jiàn)表1。

表1 其他礦體特征一覽表

3.2 礦石質(zhì)量

3.2.1 礦石礦物成分

礦區(qū)的鐵礦為含赤鐵磁鐵礦石，呈灰黑色，多見(jiàn)不等粒狀變晶結(jié)構(gòu)、針柱狀變晶結(jié)構(gòu)和鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)，以條紋條帶狀構(gòu)造為主。礦石中礦物成分簡(jiǎn)單，金屬礦物主要為磁鐵礦，并含有少量的赤鐵礦和黃鐵礦，脈石礦物為石英、斜長(zhǎng)石、角閃石、黑云母等。

3.2.2礦石化學(xué)成分

礦區(qū)內(nèi)鐵礦體平均品位MFe23.73%。磁性鐵（MFe)與全鐵（TFe)呈正相關(guān)特征。鐵礦中有害組分有SiO2、S、P 等。其中SiO2主要賦存于石英當(dāng)中，S 主要賦存于以黃鐵礦中，S含量多小于0.03%。

鐵物相分析見(jiàn)表2，SiFe 平均含量4.32%；CFe 平均含量1.73%；SfFe平均0.67%。SiFe+CFe+SfFe之和為6.72%＞3%。

表2 鐵物相分析結(jié)果一欄表

3.3 礦石類(lèi)型和品級(jí)

根據(jù)表2，20 件樣品中有14 件礦石MFe/（TFe-SiFe-SfFe-CFe）=88.48%≥85%，可見(jiàn)礦區(qū)內(nèi)礦石以磁性鐵礦石為主，有少部分弱磁性鐵礦石，工業(yè)類(lèi)型屬需選鐵礦石，因此，礦區(qū)內(nèi)鐵礦石屬于需選磁性貧鐵礦石。

3.4 礦體圍巖和夾石

礦區(qū)內(nèi)鐵礦體主要賦存于小牽馬嶺片麻巖中，礦體的圍巖一般為片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖和變粒巖，礦體與圍巖的界線十分清楚，礦體中的夾石較少，規(guī)模較小，出露不規(guī)則，對(duì)礦體的完整性沒(méi)有太大影響。礦體的頂?shù)装鍑鷰r和夾石中有用、有益及有害組分含量很少。

4 成礦地質(zhì)條件分析

遼西新太古宙片麻巖的原巖主要為拉斑玄武質(zhì)的超基性—基性火山巖，期間夾有酸性火山碎屑巖及含鐵硅質(zhì)建造，同時(shí)伴有層狀或似層狀侵入的橄欖巖、輝石巖和角閃石巖。小牽馬嶺單元片麻巖原巖組合類(lèi)似遼東地區(qū)鞍山群下部組合，普遍發(fā)育硅鐵建造，較穩(wěn)定、厚度大，是遼西重要含鐵層位，形成時(shí)代同屬于新太古代，是沉積變質(zhì)型鞍山式鐵礦床形成的最重要時(shí)期[2]。含礦建造屬于中基—基性火山沉積建造，主要巖性組合為斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、磁鐵石英巖，變質(zhì)相為角閃巖相，常見(jiàn)礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、石英、透閃石、綠泥石等，以粒狀變晶結(jié)構(gòu)為主，礦石類(lèi)型主要為磁鐵石英巖。磁鐵礦礦床嚴(yán)格受層位控制，主要賦存于角閃巖相中[8]。

5 礦床成因及找礦標(biāo)志

5.1 礦床成因

阜新北部含鐵巖系位于遼寧西部的新太古代變質(zhì)巖系中，這套巖系主要呈北東向展布，主要由麻粒巖相和鐵鋁榴石角閃巖相的變質(zhì)巖組成，原巖為火山巖及少量陸源碎屑沉積巖。成礦所需的鐵與硅質(zhì)主要由地幔噴氣或噴漿作用提供，噴氣或噴漿進(jìn)入海水后形成鐵硅質(zhì)化學(xué)沉積巖；化學(xué)沉積巖經(jīng)區(qū)域變形變質(zhì)作用及變質(zhì)分異作用，形成條紋條帶狀硅鐵建造的沉積變質(zhì)型鐵礦。

5.2 找礦標(biāo)志

5.2.1 地層與圍巖標(biāo)志

區(qū)域內(nèi)磁鐵礦體賦存于新太古代小牽馬嶺片麻巖單元（Ar3xqgn）中，黑云斜長(zhǎng)片麻巖常相變?yōu)楹谠平情W斜長(zhǎng)片麻巖—角閃黑云斜長(zhǎng)片麻巖及斜長(zhǎng)角閃巖—斜長(zhǎng)角閃片麻巖，斜長(zhǎng)角閃巖—斜長(zhǎng)角閃片麻巖常為鐵礦的底板。含鐵層位的巖石組合經(jīng)常為角閃斜長(zhǎng)角閃巖—斜長(zhǎng)片麻巖—磁鐵石英巖型。新太古代小牽馬嶺片麻巖單元（Ar3xqgn）是尋找磁鐵礦的有利層位、直接標(biāo)志。

5.2.2 構(gòu)造標(biāo)志

區(qū)域變質(zhì)作用強(qiáng)烈，內(nèi)部構(gòu)造相對(duì)發(fā)育，尤其是早期構(gòu)造發(fā)育地帶，更有利于沉積變質(zhì)型磁鐵礦的形成。

5.2.3 物探標(biāo)志

鐵礦石具有強(qiáng)磁性，在鐵礦體出露地段或礦體埋深較淺的情況下可引起很強(qiáng)的磁異常；在埋深較大的情況下，可引起低緩磁異常，因此可根據(jù)異常所處的地質(zhì)背景解釋磁異常是否由鐵礦引起，磁異常是尋找鐵礦的間接標(biāo)志[9]。