張 朋，彭明生，歐陽兆灼，喬樹巖

（1.沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧沈陽110034；2.中煤地質(zhì)工程總公司，北京100073）

0 引言

前寒武紀條帶狀鐵建造（BIF）是指前寒武紀海相環(huán)境下的化學沉積的產(chǎn)物，礦石主要由硅質(zhì)（碧玉、髓石、石英）和鐵質(zhì)（磁鐵礦、赤鐵礦）薄層組成［1-2］.根據(jù)形成的構(gòu)造環(huán)境，可進一步分為與海相火山作用密切相關(guān)的，產(chǎn)于島弧、弧后盆地或克拉通內(nèi)部斷裂帶中的阿爾戈馬（Algoma）型［2-3］和發(fā)育于大陸架被動大陸邊緣的淺海環(huán)境中、與沉積作用密切相關(guān)的的蘇必利爾（Superior）型［4-5］.前寒武紀條帶狀鐵建造在世界分布最為廣泛，占世界工業(yè)鐵礦總儲量的60%，占中國總儲量的67.70%.世界最大的條帶狀鐵礦位于南非的Transvaal地區(qū)和澳大利亞西部的Hamersley地區(qū)，而最古老的BIF型鐵礦位于西格林蘭的Iaua地區(qū)［6］.中國前寒武紀條帶狀鐵建造的鐵礦資源集中分布在華北地臺區(qū)，其中尤以鞍山-本溪地區(qū)最為典型，鐵礦探明儲量居全國首位，已探明資源儲量約占全國同類型鐵礦資源儲量的40%［7］.本文基于以往地質(zhì)工作基礎(chǔ)，綜合論述了我國鞍本地區(qū)鐵礦床的基本特點，并對其成礦規(guī)律和找礦標志進行了分析總結(jié).

1 成礦地質(zhì)背景及礦床時空分布特征

鞍山、本溪地區(qū)位于華北地臺西北部，大致呈北東-南西向延伸，寬50 km、長150 km，面積約7500 km2，大地構(gòu)造位置位于華北地臺遼東臺隆背斜的西部，兼跨鐵嶺-靖宇隆起的西南部、太子河凹陷的西端，以及營口-寬甸隆起的西北部.太古宙花崗巖-綠巖地體為本區(qū)的結(jié)晶基底，基底斷陷盆地中發(fā)育的新元古界至中生界沉積巖系構(gòu)成沉積蓋層.本區(qū)出露的地層由老到新有太古宙鞍山群、元古宙遼河群、震旦系、古生界、中生界和新生界.鐵礦主要賦礦層位是太古宙的中上鞍山群.該地區(qū)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，主要有北東、北西、北北東和北北西向4組，其中北北東向的郯廬斷裂、北東向的寒嶺斷裂和北西向的石橋子斷裂對該區(qū)影響較大.巖漿巖主要有前震旦紀超基性巖、基性巖和燕山期中酸性巖漿巖.目前，鞍本地區(qū)已探明的沉積變質(zhì)型條帶狀鐵礦床有東鞍山、西鞍山、眼前山、弓長嶺、歪頭山、南芬、齊大山、北臺、大孤山等特大型、大型和中小型礦床（圖1）.

2 典型條帶狀鐵礦床地質(zhì)特征

鞍本地區(qū)鐵礦主要集中于鞍山地區(qū)（東鞍山、西鞍山、齊大山、大孤山）、弓長嶺地區(qū)（弓長嶺一礦區(qū)、二礦區(qū)）和南芬地區(qū)（南芬、徐家堡子）.對有關(guān)典型鐵床地質(zhì)特征分析如下.

2.1 東鞍山鐵礦床

東鞍山礦床位于華北地臺北緣，遼東臺隆西部太子河-渾江凹陷西端，鞍山凸起，西鞍山-大孤山-眼前山東西向鐵礦帶的中西部.

礦區(qū)出露的地層主要有太古宙鞍山群櫻桃園組和新元古界震旦系釣魚臺組，新生界第四系（圖 2）［8］.礦區(qū)出露大面積太古宙混合花崗巖和燕山期千山花崗巖，脈巖主要為煌斑巖，在鉆孔中見有少量規(guī)模不大的輝綠玢巖、鞍山玢巖、閃長玢巖和霏細斑巖等.區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造發(fā)育，褶皺構(gòu)造主要表現(xiàn)為軸向北西-南東向東傾伏和軸向北西向北東傾伏的向斜構(gòu)造，斷裂構(gòu)造按其構(gòu)造方向可分為走向斷層、橫向斷層和斜交斷層.

東鞍山鐵礦體上盤圍巖為櫻桃園組上部灰色千枚巖，下盤圍巖為櫻桃園組下部灰綠色千枚巖和混合巖，礦體依橫斷層切割關(guān)系，可分為西部礦體、東部礦體和極東部3部分礦體.其中西部礦體形態(tài)復雜多變，長120～940 m，寬 40～350 m，控制延深 36～730 m；東部礦體為一厚大的單斜層與一向斜復合體，礦體下盤為水平厚度160～300 m、北西窄南東厚的單斜層，上盤為一寬150～300 m，北西寬、南東窄的向斜，礦體的總體走向 135～140°，傾向北東，傾角 50～80°；極東部礦體規(guī)模較小，礦體形態(tài)不明，走向與礦區(qū)總體走向一致，長約50 m，水平寬度330 m，寬度大于走向長度.東鞍山鐵礦石礦物主要為磁鐵礦、假象赤鐵礦、赤鐵礦、菱鐵礦，鐵礦深部有少量黃鐵礦和黃銅礦.脈石礦物主要有石英、綠泥石、透閃石、陽起石，角閃石和電氣石.礦石主要具有半自形等粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)、殘留結(jié)構(gòu)、纖維粒狀變晶結(jié)構(gòu).主要構(gòu)造有條帶狀、條紋狀和角礫狀構(gòu)造.礦石的全鐵品位為20%～40%，變化不大，全區(qū)平均品位為32.46%.

2.2 弓長嶺鐵礦床

弓長嶺鐵礦位于鞍本鐵礦成礦帶中部，大地構(gòu)造位置位于華北地臺遼東臺背斜中部.弓長嶺鐵礦共分4個礦區(qū)：一礦區(qū)、二礦區(qū)、三礦區(qū)和老嶺-八盤嶺礦區(qū).其中尤以二礦區(qū)規(guī)模最大，最為典型.以下主要介紹二礦區(qū)鐵礦床地質(zhì)特征.

礦區(qū)出露的地層主要為太古宙鞍山群茨溝巖組，巖石類型分別為底部角閃巖層、底部片巖層、下部含鐵礦層、中部鈉長變粒巖層、含鐵礦層帶和上部奧陶系石灰?guī)r硅質(zhì)巖層，礦區(qū)西部同時分布少量的石灰?guī)r.礦區(qū)斷裂構(gòu)造發(fā)育，可劃分為走向斷層、橫向斷層.該區(qū)巖漿巖主要為花崗巖，依據(jù)形成時代至少可分為形成于條帶狀磁鐵石英巖之前和之后兩種類型（圖3）［9-10］.

弓長嶺二礦區(qū)鐵礦可分為含鐵石英巖（貧鐵）和富鐵礦兩種，其中貧鐵礦呈厚層狀與地層產(chǎn)狀一致產(chǎn)出，礦體連續(xù)性較好，層位穩(wěn)定，與圍巖漸變接觸，該類型鐵礦層在二礦區(qū)長達4800 m，延伸大于600 m，厚度5～160 m，鐵礦體總體走向 120～160°，傾向北東，傾角60～85°，平均品位達 32.20%［10］.而富鐵礦多呈似脈狀分布于斷裂構(gòu)造附近含鐵石英巖和邊部圍巖中，礦體產(chǎn)狀變化較大，與貧鐵礦近于一致，沿走向長達2840 m，深部延伸大于500 m，傾向北東，傾角60～90°，厚度2～30 m，平均品位達64.77%.礦石普遍具有鑲嵌結(jié)構(gòu)、自形—半自形結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造，條紋狀構(gòu)造.礦石礦物主要為磁鐵礦，含有少量的黃鐵礦、黃銅礦和銳鈦礦.脈石礦物主要為石英，綠泥石、角閃石等.

2.3 南芬鐵礦床

南芬鐵礦大地構(gòu)造位置位于華北地臺遼東臺背斜營口-寬甸隆起的北緣太子河凹陷中.礦區(qū)出露的地層主要為太古宙鞍山群茨溝巖組、元古宙遼河群浪子山組、震旦系釣魚臺組、南芬組、寒武系堿廠組、饅頭組.礦區(qū)主要構(gòu)造有黑背山及露天鐵礦兩個倒轉(zhuǎn)背斜和北北東向大斷裂.巖漿巖主要為中細粒斑狀黑云母花崗巖，脈巖主要為花崗斑巖、石英斑巖（圖4）.

礦體主要呈層狀—似層狀產(chǎn)出，礦床由三層鐵礦組成，第一層鐵礦層走向北西，傾向南西或西，傾角平均47°.礦層平均厚為11 m，最厚28 m，工業(yè)礦段長2200 m.第二層鐵礦工業(yè)礦段長2500 m；礦層走向北西，傾向南西或西，傾角平均47°.礦層平均厚為21 m，層厚為8～78 m；第三層鐵礦工業(yè)礦段長2900 m，走向北西，傾向南西，傾角47°，平均厚88 m，沿走向厚度變化較大，一般為35～100 m，而沿傾向較穩(wěn)定.

礦石礦物成分主要為磁鐵礦、赤鐵礦，次要成分為黃鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦及少量黃銅礦.脈石礦物有石英、透閃石、白云母、方解石和陽起石等.礦石結(jié)構(gòu)為不均勻粒狀變晶結(jié)構(gòu)、纖狀變晶結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要是條帶狀、條紋狀和塊狀構(gòu)造.根據(jù)礦石礦物組合、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，礦石可分為磁鐵石英巖、透閃石磁鐵石英巖、磁鐵赤鐵石英巖和赤鐵磁鐵石英巖、赤鐵石英巖、菱鐵磁鐵石英巖和磁鐵滑石片巖六種自然類型.

全區(qū)鐵礦石主要成分為SiO2及TFe，兩者占礦石化學成分的30%.礦層中全鐵品位為25%～40%，全鐵含量與礦石類型密切相關(guān)，含鐵最高的是磁鐵石英巖，一般在28%～40%；赤鐵石英巖次之，含量為25%～37%；透閃磁鐵石英巖較低，多為20%～30%，少數(shù)低于20%.

3 找礦標志

3.1 地層標志

鞍本地區(qū)鐵礦主要為層控型火山-沉積變質(zhì)鐵礦或沉積變質(zhì)鐵礦，礦體主要產(chǎn)于太古宙鞍山群茨溝巖組、櫻桃園巖組和大峪溝巖組中.其中茨溝巖組主要分布在本溪地區(qū)，櫻桃園巖組主要分布在鞍山地區(qū)，茨溝巖組和櫻桃園巖組含礦較好，而大峪溝巖組含礦性較差，因此前兩者是尋找鐵礦的主要層位.

3.2 構(gòu)造標志

鞍本地區(qū)條帶狀含鐵建造沉積之后，經(jīng)歷了長期多次的構(gòu)造活動，原始簡單層狀的巖層和礦層遭受褶皺、斷裂等后期構(gòu)造作用的改造，形成復雜多樣的礦體形態(tài)和礦帶分布格局，但是，構(gòu)造對礦體的改造作用具有一定規(guī)律，具有重要的找礦意義.

鞍本隆起區(qū)由于長期遭受剝蝕，礦體保存不好，分布比較零星，如東部清原隆起，面積大，僅有幾個中型礦床和幾個小型礦床，隆起中心部位只有一些零星小礦.凹陷地區(qū)礦層保留比較完整，但往往覆蓋較厚、埋藏深，情況不明，找礦難度較大，如本區(qū)下遼河沉陷帶及太子河凹陷帶.但在隆起區(qū)和凹陷交接地區(qū)，蓋層薄、礦層埋藏淺，或出露地表剝蝕程度較低，礦層保留較好，是綜合找礦最有利的部位.

3.3 磁異常標志

鞍本地區(qū)條帶狀鐵礦均具有較強的磁性，均會引起磁異常.就一個獨立的鐵礦磁異常而言，磁異常長軸方向反映礦體的走向，軸向越長礦體延長就越大；短軸方向反映礦體的厚度，短軸越寬礦體的厚度越大；梯度反映礦體的埋藏深度，梯度越陡礦體埋藏就越淺，反之就越深；磁場強度反映礦體規(guī)模，礦體的規(guī)模越大，磁場的強度也越大，影響的范圍也就越廣.但由于鐵礦體的規(guī)模產(chǎn)狀、構(gòu)造形態(tài)以及埋深等不同，磁異常特征也表現(xiàn)不同.總結(jié)鞍本地區(qū)鐵礦磁異常特征，大致可歸納為以下幾種類型.

（1）高大磁異常

由出露地表或埋藏很淺的厚大鐵礦引起，磁場強度大，梯度陡.鞍本地區(qū)的高大磁異常均進行過勘探，礦床規(guī)模均為大型、超大型.

（2）復雜磁異常

此類磁異常在航磁異常圖上的反映還是比較規(guī)則的，但地磁異常比較復雜，會出現(xiàn)多個異常中心，正負異常交替，梯度忽陡忽緩，但異常的長軸方向大體一致.異常形態(tài)復雜的原因主要是多層鐵礦體緊密褶皺的結(jié)果.

（3）低緩磁異常

磁場強度低緩，一般由產(chǎn)狀平緩的隱伏鐵礦引起.該類磁異常最初并未引起重視，后經(jīng)研究在找礦上取得了突破.如獨木礦區(qū)，產(chǎn)狀平緩并隱伏于太古宙鉀質(zhì)花崗巖之下，形成低緩磁異常，經(jīng)勘探為大型鐵礦床.

（4）深大磁異常

實際上也應(yīng)屬于低緩磁異常，這里指的是異常范圍和磁場強度都比較大，梯度一般，推測埋深較大，資源潛力也較大的磁異常.

（5）剩余磁異常

在已知礦床的周邊，利用已取得的勘探資料進行正演計算獲得的理論曲線，與實測異常曲線進行擬合，可以發(fā)現(xiàn)是否有剩余異常.通過剩余磁異常研究，可以擴大礦床的資源儲量，或發(fā)現(xiàn)新的隱伏礦體.

4 結(jié)論

通過對鞍本地區(qū)成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征研究并結(jié)合以往詳細地質(zhì)勘查、航磁資料，得出如下結(jié)論：

（1）鞍本地區(qū)條帶狀鐵礦主要呈層狀賦存在太古宙晚期花崗巖-綠巖帶內(nèi)，并受鞍山群地層嚴格控制，礦石主要具有條帶狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造，半自形等粒粒狀變晶結(jié)構(gòu)、殘留結(jié)構(gòu)、纖維粒狀變晶結(jié)構(gòu).

（2）鞍山群茨溝巖組、櫻桃園巖組是含礦的主要層位，鞍本凹陷區(qū)以及高大磁異常、復雜磁異常、低緩磁異常、深大磁異常和剩余磁異常處是尋找大型、超大型鐵礦的最有利部位.

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