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        鐵嶺縣紅印鐵礦地質(zhì)特征及成因探討

        2021-03-08 04:00:06趙紅軍
        中國金屬通報(bào) 2021年24期

        趙紅軍

        (鐵嶺縣不動(dòng)產(chǎn)登記中心,遼寧 鐵嶺 112000)

        1 區(qū)域地質(zhì)背景

        本區(qū)綜合構(gòu)造單元位置處于Ⅲ柴達(dá)木—華北板塊、Ⅲ-5華北陸塊、Ⅲ-5-7遼東新元古代—古生代坳陷帶、Ⅲ-5-7-1龍崗隆起、Ⅲ-5-7-1-3汎河中新元古代裂陷盆地西北側(cè)。

        本區(qū)前南華系構(gòu)造單元?jiǎng)t處于柴達(dá)木—華北板塊、華北陸塊、建平—龍崗微古陸塊、清原新太古代綠巖帶西北側(cè)。

        區(qū)域出露的地層新太古界地層,巖性為中—高級(jí)變質(zhì)作用形成的片麻巖、混合巖類,主要巖性為黑云角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖夾磁鐵石英巖,混合巖花崗巖等。原巖為一套基性~中酸性火山噴發(fā)巖系和硅鐵質(zhì)建造沉積產(chǎn)物。

        區(qū)域上構(gòu)造十分發(fā)育,東部為鐵嶺-葉赫斷裂帶(郯廬斷裂),西南側(cè)為汎河弧形斷裂構(gòu)造。受上述構(gòu)造活動(dòng)影響,次一級(jí)東北、東西、近東西向構(gòu)造較發(fā)育。

        區(qū)域巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,以印支期和燕山期為主;主要巖性為二長花崗巖、花崗斑巖、閃長巖、輝綠巖等,呈巖體、巖株產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)巖漿巖以太古代混合巖為主,局部地段見混合花崗巖?;旌蠋r石類型為均質(zhì)混合巖和條紋狀混合巖,其中以條帶狀混合巖為主。礦物成分為石英、長石及少量的黑云母。

        圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖

        2 礦區(qū)地質(zhì)

        2.1 地層

        區(qū)內(nèi)出露地層主要為主要為太古界地層,在溝谷地帶為第四系為坡積、沖積及洪積。

        2.1.1 鞍山群(Arcg)

        該組地層分布于礦區(qū)北部,主要巖性為角閃斜長片麻巖和磁鐵石英巖。

        巖石為深灰色,粒狀變晶結(jié)構(gòu),片麻狀構(gòu)造,主要礦物成分為斜長石、角閃石、石英及少量黑云母組成。其中斜長石含量40%~45%,角閃石含量為30%~40%,石英含量15%~20%,黑云母含量10%。副礦物見有磁鐵礦和磷灰石。暗色礦物多具綠泥石化、綠簾石化。并見有后期0.5cm~3.0cm寬的長英質(zhì)脈體沿片麻理注入,具有較強(qiáng)的混合化作用。由于變質(zhì)程度較深、局部可見有變粒巖和麻粒巖。角閃斜長片麻巖走向275°~285°,傾向北東,傾角50°~70°。

        深灰色,粒狀變晶結(jié)構(gòu),條帶狀、塊狀構(gòu)造,主要礦物成分為石英和磁鐵礦及少量綠簾石、黃鐵礦組成。石英含量55%~60%,磁鐵礦含量20%~40%。綠簾石含量5%~10%、黃鐵礦含量3%~5%。呈層狀、似層狀、大透鏡狀產(chǎn)出。地表局部地段見有碳酸鹽化,綠簾石,磁鐵石英巖即為區(qū)內(nèi)鐵礦體。

        2.1.2 第四系(Q4)

        主要分布于溝谷和低緩的坡地,基本上為礫石、砂、粉砂和黃土組成。厚度一般在1m~5m之間。

        2.2 構(gòu)造

        區(qū)內(nèi)斷裂較發(fā)育,褶皺簡(jiǎn)單。斷裂較發(fā)育,主要有兩組北西向和北東向兩組斷裂構(gòu)造,這兩組斷裂構(gòu)造及其分支對(duì)礦體有破壞作用。

        另外區(qū)內(nèi)巖石和地層普遍節(jié)理裂隙、片理化發(fā)育;褶皺簡(jiǎn)單,主要表現(xiàn)在區(qū)內(nèi)地層呈單斜層產(chǎn)出,總體走向近東西,傾向北,為單斜層。

        2.3 巖漿巖

        區(qū)內(nèi)西側(cè)出露有輝綠巖,另外在鉆孔內(nèi)見有數(shù)條寬1.30m~4.00m的閃長巖脈(δ),基本沿片麻巖層間裂隙侵入。閃長巖:灰綠色,細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物成分為斜長石、角閃石、少量黑云母及磁鐵礦,多具弱磁性,且綠泥石化較強(qiáng)。

        2.4 變質(zhì)作用

        區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了早前寒武紀(jì)多期次強(qiáng)烈的變質(zhì)作用形成鞍山群變質(zhì)雜巖,使原來的硅鐵質(zhì)沉積巖變成為磁鐵石英巖或磁鐵礦體。區(qū)內(nèi)蝕變見有碳酸鹽化,絹云母化,綠泥石化及高嶺土化等。

        3 礦體特征

        紅印鐵礦床共有10條礦體,分布于3個(gè)采區(qū)內(nèi)。礦體均賦存于太古界層位中,與圍巖呈整合接觸,接觸界線清楚,顯示了層控礦床的特征。

        3.1 臺(tái)子溝采區(qū)

        圖2 臺(tái)子溝區(qū)二中段平面圖

        圖3 臺(tái)子溝區(qū)三中段平面圖

        圖4 臺(tái)子溝區(qū)四中段平面圖

        Fe①號(hào)礦體:分布于2號(hào)~3號(hào)勘探線之間,由L11-1C10、L11-2Y2控制,礦體傾向350°,傾角68°~70°??刂崎L度55m,賦存標(biāo)高-45m~-85m。礦體厚度平均為6.94m,TFe平均品位32.07%,mFe平均品位27.11%。厚度變化系數(shù)為16.63。

        Fe②號(hào)礦體:分布于2號(hào)~6號(hào)勘探線之間,由L2-9Y2、L11-1C0、L11-1C3、L11-1C6、L11-1C9、L11-2Y1控 制,礦 體 傾向10°~20°,傾角65°~70°??刂崎L度100m,賦存標(biāo)高+5m~-85m。礦體厚度平均為4.77m,TFe平均品位32.04%,mFe平均品位25.76%。厚度變化系數(shù)為39.91。

        Fe③號(hào)礦體:分布于5號(hào)~7號(hào)勘探線之間,由L2-9-4Y1、L2-6Y2控制,礦體傾向20°,傾角70°~73°??刂崎L度135m,賦存標(biāo)高+5m~-45m。礦體厚度平均為5.80m,TFe平均品位33.23%,mFe平均品位26.85%。厚度變化系數(shù)為76.80。

        Fe④號(hào)礦體:分布于8號(hào)~9號(hào)勘探線之間,由L1-21C13、L1-21C10、L2-10C2控制,礦體傾向355°,傾角55°~60°。控制長度70m,賦存標(biāo)高+40m~-85m。礦體厚度平均為11.69m,TFe平均品位33.75%,mFe平均品位29.70%。厚度變化系數(shù)為19.05。

        Fe⑤號(hào)礦體:分布于9號(hào)~11號(hào)勘探線之間,由L1-21C9、L1-21C7、L1-21C4、L1-21C1、L1-22C1控制,礦體傾向350°,傾角55°~60°??刂崎L度100m,賦存標(biāo)高+40m~-45m。礦體厚度平均為14.90m,TFe平均品位33.09%,mFe平均品位30.12%。厚度變化系數(shù)為28.20。

        3.2 夏家溝采區(qū)

        FeⅠ號(hào)礦體:分布于4號(hào)~6號(hào)勘探線之間,由S-9Y1、X83C3、X83C4、X83C5、X84CM5、X84CM3、X84CM2、X84CM6、X84CM8、X84CM12控 制,礦 體 傾 向10°,傾 角65°~75°??刂崎L度180m,賦存標(biāo)高-80m~-165m。礦體厚度平均為4.72m,TFe平均品位29.28%,mFe平均品位23.15%。厚度變化系數(shù)為33.92。

        FeⅡ號(hào)礦體:分布于6號(hào)~9號(hào)勘探線之間,由X01Y2、X02Y1、X02C15、X02C13、X02C11、X02C8、X02C3、X02C1、X03Y1控制,礦體傾向5°,傾角60°~65°。控制長度210m,賦存標(biāo)高-80~-165m。礦體厚度平均為4.07m,TFe平均品位29.41%,mFe平均品位22.07%。厚度變化系數(shù)為12.61。

        FeⅢ號(hào)礦體:分布于4號(hào)、5號(hào)勘探線之間,由X91Y2控制,礦體傾向10°,傾角70°??刂崎L度10m,賦存標(biāo)高-80m。礦體厚度平均為7.97m,TFe平均品位29.58%,mFe平均品位23.08%。

        FeⅣ號(hào)礦體:分布于4號(hào)、5號(hào)勘探線之間,由X91Y3控制,礦體傾向10°,傾角70°。控制長度20m,賦存標(biāo)高-80m。礦體厚度平均為14.00m,TFe平均品位28.59%,mFe平均品位28.70%。

        圖5 夏家溝區(qū)一中段平面圖

        圖6 夏家溝區(qū)二中段平面圖

        圖7 夏家溝區(qū)三中段平面圖

        表1 礦體特征一覽表

        表2 組合分析表

        3.3 張富沿采區(qū)

        Fe101號(hào)礦體:礦體傾向345°,傾角70°~73°。由6個(gè)鉆孔控制。控制長度150m,延深230m,賦存標(biāo)高+86m~-82m。礦體厚度平均為5.81m,TFe平均品位26.05%。厚度變化系數(shù)為24.30。

        4 礦石質(zhì)量

        4.1 礦石礦物組成

        礦石礦物組成:金屬礦物以磁鐵礦為主,含少量赤鐵礦等。脈石礦物以石英、角閃石為主。

        (1)磁鐵礦:為礦石主要礦物,含量占35%~40%,呈不規(guī)則半自形粒狀結(jié)構(gòu),具方向性排列,分布比較均勻,與脈石礦物石英等有嵌晶現(xiàn)象。粒徑一般在0.2mm~0.4mm。此外,見有次生的細(xì)脈狀磁鐵礦條,穿入礦體與圍巖中,規(guī)模甚小,磁鐵礦物呈隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)。

        (2)赤鐵礦:是礦石中次要礦物,含量占0.7%~1.02%,分布不均勻,在地表易變成褐鐵礦。

        (3)角閃石;含量7%~20%,呈自形長柱狀晶體,粒徑一般在0.5mm~1.2mm,是脈石中另一種主要含鐵硅酸鹽礦物。

        (4)石英;含量20%~38%,他形晶粒狀體,粒徑0.5mm~1.5mm,與磁鐵礦、輝石、角閃石等共生,并與其它共生礦物形成鑲嵌結(jié)構(gòu)。

        4.2 礦石化學(xué)成份

        有益有害組份:礦石中主要有益組份為全鐵,組合分析TFe25.11%~36.00%,平均品位為28.59%;有害組份SiO2、S、P,組合分析SiO261.23%~66.15%,平均63.58%,S0.10%~0.13%,平均0.11%,P0.10%~0.12%平均0.11%。

        4.3 礦體圍巖和夾石

        磁鐵石英巖型礦體賦存于太古界鞍山群變質(zhì)地層中,近礦圍巖為石英片巖。巖石呈中細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu),片狀構(gòu)造,礦物成分以石英為主,含少量長石。礦體與圍巖界線清楚,并且產(chǎn)狀與圍巖一致。石英片巖屬于含鐵巖系巖石,經(jīng)取樣分析普遍含鐵(TFe),但含量不高,一般在5%~19%左右,(mFe)含量一般在3%~14%左右。因礦體規(guī)模甚小,礦脈薄,未有夾石圈出。

        礦區(qū)內(nèi)近地表礦體氧化比較嚴(yán)重,氧化帶深度一般為2m~4m。變?yōu)檠趸F(褐鐵礦)含量增高,磁性鐵含量降低。

        4.4 礦床共(伴)生礦產(chǎn)

        為查明礦石中可供利用的元素,進(jìn)行了光譜分析及礦石的組成分析,沒有發(fā)現(xiàn)其它可供利用的元素。

        5 成因探討

        紅印鐵礦根據(jù)其區(qū)域位置、賦存層位、礦石特點(diǎn)等探討礦床成因。

        紅印鐵礦區(qū)域位置處在汎河中新元古代裂陷盆地北側(cè),屬于該構(gòu)造單元內(nèi)未接受沉積(或后期抬升沉積層被剝蝕掉)。故出露地層仍為太古界地層。但從前南華系構(gòu)造單元來看該地層與紅透山巖群和鞍山群形成與同一時(shí)期同一地質(zhì)環(huán)境的不同區(qū)域,故將該地層認(rèn)定為鞍山群地層。

        礦體賦存與磁鐵石英巖中,礦體上下盤地層以角閃斜長片麻巖。磁鐵石英巖呈粒狀變晶結(jié)構(gòu),條帶狀、塊狀構(gòu)造,主要礦物成分為石英和磁鐵礦及少量綠簾石、黃鐵礦組成。礦石質(zhì)量與鞍山式磁鐵礦也極為相似。

        由于本區(qū)構(gòu)造較為復(fù)雜對(duì)原生礦體的二次改造較為強(qiáng)烈。包括有斷裂和褶皺構(gòu)造對(duì)礦體從形態(tài)上的改造和巖漿熱液作用對(duì)礦石成分的改造。

        綜上,本區(qū)發(fā)現(xiàn)的鐵礦屬于獨(dú)立賦存于汎河中新元古代裂陷盆地的鞍山式鐵礦,該類礦床屬于沉積變質(zhì)型鐵礦,由于賦存于鞍山群,又稱為鞍山式鐵礦。主要由石英(燧石)和磁鐵礦組成,具有典型的條帶狀構(gòu)造,由條帶狀鐵建造(BIF)變質(zhì)改造而成。

        6 外圍找礦

        本區(qū)鞍山式鐵礦屬于汎河裂陷盆地邊緣的太古界地層中,下一步找礦,可根據(jù)根據(jù)區(qū)域磁異常,對(duì)比已知磁鐵礦與磁異常的結(jié)合情況,進(jìn)行選擇性驗(yàn)證。另外也應(yīng)重視磁異常顯示不是特別明顯,但是范圍較大的區(qū)域,可能是深部賦存具有形成大型礦床的潛力。

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