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        遼寧寬甸縣磚廟溝硼礦構造與找礦

        2012-12-08 06:43:40劉肅敬曲亞財
        化工礦產(chǎn)地質 2012年2期
        關鍵詞:粒巖北北東含硼

        劉 燚 劉肅敬 曲亞財

        1. 金瑪(寬甸)硼礦有限公司,遼寧寬甸,118200;

        2. 遼寧省化工地質勘查院,遼寧錦州,121000;

        3. 遼寧省礦產(chǎn)勘查院,遼寧沈陽,110032

        遼寧寬甸縣磚廟溝硼礦構造與找礦

        劉 燚*1劉肅敬2曲亞財3

        1. 金瑪(寬甸)硼礦有限公司,遼寧寬甸,118200;

        2. 遼寧省化工地質勘查院,遼寧錦州,121000;

        3. 遼寧省礦產(chǎn)勘查院,遼寧沈陽,110032

        通過對磚廟溝硼礦區(qū)進行研究,對比區(qū)域和礦區(qū)構造認為東西向構造和北北東向構造具有控礦作用。本次研究工作查明了磚廟溝礦段的礦體分布情況,認識了磚廟溝礦段FⅡ—16斷層及其下盤礦體的分布規(guī)律。以此為指導,在FⅡ—16逆掩斷層下盤找到隱伏硼礦體,擴大了礦山規(guī)模,取得良好找礦效果,對延長礦山壽命和尋找硼礦有重要意義。

        磚廟溝硼礦床 構造 礦產(chǎn)預測 遼寧寬甸縣

        1 礦區(qū)地質概況

        磚廟溝硼礦是20世紀60年代發(fā)現(xiàn)并開采的礦山。磚廟硼礦區(qū)位于遼東臺背斜,營口-寬甸古隆起之東北端,夾皮溝-楊木桿復背斜北翼。在夾皮溝-楊木桿復背斜北翼分布著磚廟硼礦區(qū)的二人溝硼礦段、花園溝硼礦段、磚廟溝硼礦段、欒家溝硼礦段和白石硼礦區(qū)【1】。

        前人在該區(qū)做了大量的工作,基礎研究較系統(tǒng),對磚廟溝礦段的研究主要是20世紀60年代進行的,分析一些資料的精度及對成礦規(guī)律認識的深化,發(fā)現(xiàn)限于當時技術條件,原研究并不全面。

        1.1 地層

        磚廟硼礦區(qū)地層以東西向倒轉背斜的形式產(chǎn)出,為元古宇遼河群變質巖系,走向近東西,向北或北北東陡傾,傾角65~80°,地層遭中深變質和強烈褶皺作用,混合巖化亦較普遍,因受北北東向斷裂切割,有較大錯移。

        上部為高家峪組(PtLhg),覆蓋在里爾峪組之上,與成礦無關。礦區(qū)含硼地層為里爾峪組,主要分為以下三段。

        混合巖段(Pt1Lhlr1):巖石為混合質磁鐵微斜(二長)淺粒巖,夾斜長角閃巖或角閃石巖。

        含硼變粒巖段(Pt1Lhlr2):由多種變粒巖組成,夾蛇紋石化白云質大理巖和斜長角閃巖。按巖石類型和含礦性分三個層。

        下含礦層(Pt1Lhlr12):巖石組合為斜長變粒巖、電氣黑云斜長變粒巖,含硼蛇紋石化白云質大理巖,夾層有角閃斜長變粒巖、斜長角閃巖。

        電氣微斜變粒巖層 (Pt1Lhlr22):與上含礦層界線清楚,向東變薄。電氣微斜變粒巖,巖性單一,東部為電氣微斜變粒巖,西部多為黑云電氣微斜變粒巖。

        上含礦層 (Pt1Lhlr32):上部為電氣黑云斜長變粒巖、黑云斜長變粒巖、角閃斜長變粒巖夾斜長角閃巖,下部為含硼蛇紋石化白云質大理巖、電氣黑云斜長變粒巖夾斜長角閃巖 (或角閃石巖),此含礦層是主要的賦礦層。

        頂部變粒巖中含金紅石,局部地段含量可以達到1%左右。

        淺粒巖段(Pt1Lhlr3):主要由多種淺粒巖組成,巖性組合為磁鐵微斜淺粒巖、電氣更長淺粒巖、二長淺粒巖為主,夾斜長角閃巖、透輝方解大理巖等【2,3】。

        1.2 構造

        礦區(qū)位于夾皮溝(硼海鎮(zhèn))-楊木桿復背斜西部,變質巖系經(jīng)歷多次構造運動,次級褶皺和斷層(裂)很發(fā)育(圖1)。

        圖1 磚廟硼礦區(qū)構造綱要圖Fig.1 Structural outline map of Zhuanmiao boron area

        區(qū)內褶皺構造發(fā)育,并以緊閉平行排列,近東西方向展布為特征,可以見有兩個背斜和兩個向斜,兩翼地層倒轉,軸面與兩翼產(chǎn)狀一致,均向北傾斜,褶皺軸向向東傾伏,受后期斷裂構造破壞,軸線不連續(xù)。

        區(qū)內斷層(裂)較發(fā)肓,依其性質及走向分東西向壓剪性逆斷層、北北東向壓扭性逆斷層及北西向張扭性正斷層三組。

        北北東向斷層,切割含硼巖系地層及褶皺軸和東西向壓性斷層(圖2),對含礦層有較大破壞作用。

        2 礦床構造

        磚廟溝硼礦床剖析表明:在營口-寬甸褶皺帶這個應力場中,區(qū)內受到SN向擠壓和NNE和SSW向擠壓與順扭應力場的作用,形成了東西向的磚廟礦同斜倒轉背斜和斷裂構造、北北東向斷裂構造、北北西向斷裂構造。

        圖2 磚廟硼礦區(qū)地質簡圖Fig.2 Geological sketch of Zhuanmiao Boron area

        2.1 東西向構造

        區(qū)內分布有磚廟礦同斜倒轉背斜,軸向近東西,呈緊閉線形,核部為里爾峪組混合巖段磁鐵微斜淺粒巖層,兩翼皆由含硼巖系構成,其產(chǎn)狀兩翼地層產(chǎn)狀平行一致,北翼地層正置,南翼則倒轉,軸面傾向北,傾角65~80°,樞紐向東傾伏,傾伏角10~20°。因受北北東向斷裂切割而不連續(xù)。

        東西向斷層屬壓剪性逆斷層,不發(fā)育,在東部背斜南翼見有FⅠ-17、FⅠ-2縱向逆斷層。具地層缺失、糜棱巖發(fā)育、局部脈巖充填和巖石片理化等特征。形成時間早于其它方向斷層,對礦體無破壞作用。

        2.2 北北東向構造

        均為壓扭性逆斷層,呈25°~45°方向近平行分布,多向北西傾斜,局部傾角較陡,斷層面呈舒緩波狀,有中性脈巖充填,兩側擠壓破碎強烈、片理發(fā)育,可見構造角礫巖或糜棱巖(圖3)。斷層逆時針錯動,上下盤水平位移最大達500m,切割含硼巖系地層及褶皺軸和東西向壓性斷層,疊加在東西向構造之上。此組斷層比較發(fā)育,具有一定規(guī)模,對含礦層有較大破壞作用。

        圖3 FⅡ—16斷層帶、構造透鏡體素描圖(欒家溝166線南端)Fig.3 Sketch of FII-16 fault zone,the tectonic lens

        2.3 北西向構造

        北西均為張扭性正斷層,主要分布在中西部,切割含硼巖系地層與褶皺軸及東西向、北北東向構造,兩盤相對位移,最大斷距近70m,斷層面粗糙,參差不齊,具有膠結差的角礫巖,延伸不遠,顯張扭性和張性特征。

        2.4 構造控礦規(guī)律

        區(qū)內硼礦受東西向褶皺構造和北北東向斷裂構造控制,礦區(qū)內褶皺構造方向為東西向,而斷裂構造方向為北北東向。東西向褶皺屬于復式背斜褶皺,背斜核部出露含硼巖系混合巖段,翼部出露含硼變粒巖段和淺粒巖段及蓋層巖系,兩翼地層均向北陡傾,軸面傾角60~80°,呈傾斜褶皺。

        礦區(qū)內斷裂構造主要北北東向斷層組成,斜切礦區(qū)褶皺構造及含硼巖系,斷裂構造與褶皺構造共同構成了礦區(qū)的主要控礦構造。

        2.4.1 多級控礦 區(qū)域營口-寬甸早元古代褶皺區(qū)為一級構造。礦區(qū)南部通過的夾皮溝-楊木桿復背斜為三級構造,控制了遼河群含硼巖系的分布。磚廟硼礦區(qū)位于該三級構造的北翼,控制礦段、礦體產(chǎn)出的構造為四級和五級東西向褶皺和北北東向斷裂構造。

        2.4.2 東西向褶皺控礦 礦體賦存在磚廟礦倒轉背斜的北翼——正常翼,其產(chǎn)狀嚴格受含礦大理巖所控制。礦床呈東西帶狀分布,由兩層近于平行的似層狀含礦蛇紋石化白云質大理巖所組成,其內分布有大小不等的四個礦體。兩層大理巖沿走向傾向均呈膨縮明顯的舒緩波狀,沿傾向方向膨縮尤其顯著,呈等距相間排列。

        2.4.3 北北東向斷裂控礦 首先根據(jù)磚廟溝礦床資料分析,該區(qū)斷裂構造發(fā)育,尤其是FⅡ—16斷層北北東向展布,橫貫南北,延伸長斷距大。沿走向呈舒緩波狀,傾向北西,斷層構造破碎帶寬達20多m,擠壓破碎明顯,破碎帶內糜棱巖發(fā)育,多為后期脈巖充填,斷層近垂直切割礦區(qū)地層,東盤相對向北東水平錯動,西盤相對向南西水平錯動,平面斷距近300m。但是剖面上地表及淺部斷層傾角較陡,一些地段近于直立,而經(jīng)過淺井深部揭露,斷層傾角漸進平緩趨勢,深部傾角逐漸小于45°,成為傾角較緩的逆斷層。

        根據(jù)FⅡ—16斷層性質及特征解剖,分析該區(qū)其它斷層特征資料,可以看出這是一組NNE向延伸的左行剪切逆掩斷層,推覆構造控制了該區(qū)礦床礦體的分布。

        2.4.4 礦體分布規(guī)律 礦體均呈不規(guī)則的透鏡狀和扁豆狀,沿走向、傾向多有分支復合現(xiàn)象,礦體厚度變化不穩(wěn)定,少部分礦體局部被斷層切割【4】。

        兩層大理巖的巖石組合和巖性特征基本相同,但上部大理巖含礦性好,為主要含礦層。

        大理巖蝕變均較強烈,其中蛇紋石化連續(xù)性較好,透輝石、透閃石、金云母、滑石等僅局部集中。下部含礦大理巖蝕變程度強于上部大理巖。

        礦體賦存在蛇紋石化白云質大理巖中,呈吻合產(chǎn)出,斷續(xù)延展,平行排列或不規(guī)則的斜列式展布。礦體多分布在大理巖膨大部位,并隨其同步膨縮和等距尖滅再現(xiàn)。

        磚廟溝礦段FⅡ—16斷層下盤的含硼大理巖CaO與MgO的比值為0.08(22個樣品平均)。富鎂大理巖中CaO和MgO比值小于0.20有利于成礦【2】。

        3 礦產(chǎn)預測及找礦

        根據(jù)前述成礦規(guī)律,分析磚廟溝礦床特征,東西向褶皺構造及北北東向構造產(chǎn)出,控礦規(guī)律,含硼大理巖厚度及CaO和MgO比值變化情況,礦化強度和分布,認為在北北東向斷層下盤是找到隱伏硼礦較好的靶區(qū)。

        磚廟溝礦床是磚廟硼礦區(qū)最早開采的礦段,但發(fā)現(xiàn)的四個礦體已基本采完,經(jīng)過多年的勘查一直沒有進展。該礦是開采幾十年的老礦山,揭露較清楚,工作中作為典型進行了詳細觀測和剖析。

        該區(qū)域范圍內成礦條件極好,已發(fā)現(xiàn)探明多個大型硼礦床。該礦段成礦條件與區(qū)域上基本一致,推測也應具有較好的成礦條件的找礦遠景。

        在分析該礦床資料過程中發(fā)現(xiàn)北北東向斷層特征與原來認識的不一致,找礦一直圍繞下盤,也就在上盤原礦體、含礦層北側進行探礦,而在斷層上盤的工作也主要限于靠近斷層的北部,尋找下盤可能存在的礦體。大量的工作都沒有取得好的找礦效果。這可能是導致以往探礦工作不理想的原因。

        本次工作認識到,原發(fā)現(xiàn)的四個礦體均分布在北北東向逆掩斷層FⅡ—16的上部,同時對FⅡ—16逆掩斷層進行了剖析,認為以水平移動為主,逆斷層次之。水平斷距200~300m,垂直斷距僅20~50m。含礦層位的位移方向和距離發(fā)生明顯變化。在整理資料時發(fā)現(xiàn)2勘探線CK4鉆孔在FⅡ—16斷層下盤見到硼礦體【4】,經(jīng)綜合分析認為該礦段FⅡ—16斷層下盤在上盤原礦體南側是找礦靶區(qū)。

        4 結語

        對磚廟溝硼礦段進行剖析,對比區(qū)域和礦區(qū)構造認為東西向構造和北北東向構造具有控礦作用,進而對礦段的控礦構造進行地質測量,查明了FⅡ—16逆掩斷層對硼礦的控制作用,對靶區(qū)進行地質勘查,最終在FⅡ—16逆掩斷層下盤找到隱伏硼礦體,位于FⅡ—16逆掩斷層上盤原礦體南側,分布于礦段的0~6勘探線之間。擴大了磚廟溝硼礦規(guī)模,延長了礦山開采年限。

        通過對礦區(qū)地質及礦區(qū)構造的綜合研究,查明了礦段礦體的分布規(guī)律和北北東向斷層的產(chǎn)狀和性質,取得了礦山良好的找礦成果,對尋找硼礦有重要意義。

        1 劉敬黨,肖榮閣,王文武,等. 遼東硼礦區(qū)域成礦模型[M]. 北京:地質出版社,2007

        2 蔣文濤,劉德壽,李純洲,等. 遼寧省寬甸縣磚廟硼礦區(qū)欒家溝礦段勘探地質報告[R]. 化學工業(yè)部地質勘探公司遼寧省地質勘探大隊,1988

        3 劉肅敬,王耀世,樊敏,等. 遼寧省寬甸滿族自治縣硼海鎮(zhèn)硼海興業(yè)理石礦礦產(chǎn)資源儲量核實報告[R]. 遼寧省化工地質勘查院,2011

        4 李慶森,史忠富,鄭慶順,等. 遼寧省寬甸縣磚廟溝硼鎂石礦區(qū)磚廟礦段儲量報告[R]. 遼寧省地質局第三勘探大隊,1966

        THE CONSTRUCTION AND PROSPECTING OF ZHUANMIAOGOU BORON,KUANDIAN COUNTY,LIAONING

        Liu Yi1Liu Sujing2Qu Yacai3

        1. The Jinma(Kuandian) boron Ltd.,Kuandian,Liaoning ,118200,China;
        2. The Liaoning Chemistry Geological Propecting Academy,Jinzhou,Liaoning ,121000,China;
        3. Liaoning Provincial Institute of Mineral Exploration,Shenyang,Liaoning,110032,China

        According to the reaserch to the Zhuanmiaogou boron and the comparation of the regional and tectonic ,we conclude that east-west structure and the NNE-trending tectonic have Ore-controlling role.This research identify the Zhuanmiaogou mine orebody and know the distribution law of the Zhuanmiaogou ore block FII-16fault and its footwall orebodies.As a guiding,F(xiàn)inding the buried boron body in the FII-16overthrust plate ,expanding the size of the mine,and mading good prospecting effect have essencial Significance to extend the mine life and look for boron.

        Zhuanmiaogou boron bed,structure,mineral prediction,Kuandian county,Liaoning

        P619.219

        A

        1006–5296(2012)02–0085–05

        * 第一作者簡介:劉燚(1971~),男,現(xiàn)主要從事礦山地質工作,工程師

        2012-02-17;改回日期:2012-05-19

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