吉林省铁矿主要矿床类型及成矿地质特征

陈 明，刘思宇，于政涛，朱星晔

1.吉林省区域地质矿产调查所，吉林 长春130022；2.吉林省地质科学研究所，吉林 长春130012；3.吉林省地质调查院，吉林 长春 130061；4.吉林省敦化地震台，吉林 敦化133700

吉林省铁矿主要矿床类型及成矿地质特征

陈 明1，刘思宇2，于政涛3，朱星晔4

1.吉林省区域地质矿产调查所，吉林 长春130022；2.吉林省地质科学研究所，吉林 长春130012；3.吉林省地质调查院，吉林 长春 130061；4.吉林省敦化地震台，吉林 敦化133700

吉林省铁矿主要分布于中东部地区，主要矿床类型有沉积变质型、岩浆型、海相沉积型、接触交代型四种，本文系统总结了吉林省地质构造演化与成铁作用，并对各矿床类型的成矿地质特征进行归纳总结。

铁矿；矿床类型；成矿地质特征；吉林省

0　引言

吉林省铁矿资源主要分布在中东部地区，并以吉南地区为主。截止2013年底，共发现铁矿产地174处，其中大型矿床5处，中型矿床10处，其他为小型矿床及矿点。累计查明资源储量为120 644万吨、保有铁矿石资源储量104 588万吨。

1　吉林省铁矿主要矿床类型

吉林省铁矿成因类型主要有沉积变质型、岩浆型、接触交代型、海相沉积型4种（表1）。

2　成矿地质构造背景

吉林省处于华北古陆块与西伯利亚古陆块的过渡地带，南部为华北陆块之龙岗复合地块，北部为吉黑陆缘增生造山带，主要由三种大地构造单元组成，构成弧盆系、地块、结合带共存的大地构造格局（图1）。

3　地质构造演化与成铁作用

吉林省的地质构造演化大致经历了太古宙陆块形成与演化过程、元古宙陆内裂谷（坳陷）形成与演化过程、新元古代—古生代古亚洲构造域多幕造山过程和中新生代滨太平洋构造域演化过程等4个阶段。

3.1太古宙陆壳的形成与演化（3 200～2 500 Ma）

根据表壳岩系和TTG岩系的发育状况，从中、新太古代表壳岩形成开始，至太古宙末超大陆形成，本区太古宙陆壳的形成与演化过程大致如下：在3 200 Ma±，大致相当于陈台沟运动时期，本区发生了初始陆核的拼贴事件，形成“白山地块”、“夹皮沟地块”、“板石沟地块”等岛状陆块。迁西运动时期（2 800 Ma±），这些岛状陆块相互拼贴，形成初始龙岗陆核，随后又发生了伸展作用形成了新太古沉积盆地，沉积了包括和龙绿岩带堆积在内的基性-中基性火山岩。2 500 Ma±，诸块体拼合形成龙岗—和龙复合陆块，并导致陆壳增厚，拼合带出现了钾质花岗岩和紫苏花岗岩侵位。

表1　吉林省铁矿成因类型分类表Table 1 Deposit types of iron mine in Jilin Province

图1　吉林省中东部地区大地构造分区图Fig.1　The geotectonic zoning map of the Middle East of Jilin Province

太古宙陆壳演化阶段沉积形成了重要的硅铁建造，是吉林省最重要的成铁时期，沿不同时期陆块边缘产有沉积变质型铁矿（鞍山式铁矿）。

3.2元古宙裂谷及断拗的形成与演化（2 500～800 Ma）

系指本区太古宙末大陆裂解直到早古生代海盆形成的全过程，大体经历了五台期、吕梁期、四堡期、晋宁期四个地壳演化过程。在五台—吕梁运动时期，陆壳经过多次拉张与闭合，先后形成了集安群裂谷初期环境的拗拉槽堆积和老 岭群中酸性火山-沉积岩系。四堡—晋宁运动时期，随着造山作用的发展，陆缘活动带不断拼贴增长，最终汇聚拼贴形成全球Rodinia超大陆。

元古宙陆壳演化阶段，早期拉张环境下，在裂谷盆地中沉积了含铁碳酸盐岩建造，经过区域变质作用形成大栗子式沉积变质型铁矿；后期在裂谷闭合之后，在挤压机制下，沿裂谷边缘断裂发生基性岩浆侵入作用，于断裂带旁侧或次级断裂交叉处形成岩浆型铁矿。

3.3新元古代—古生代古亚洲构造域多幕造山阶段（800～200 Ma）

新元古代（兴凯期）开始，全球进入Rodinia超大陆裂解时期，直至前寒武纪末—早寒武世初新的超级大陆出现。在北部微陆块之间及与华北板块之间出现拉张性过渡型陆壳，吉南地区主要表现为新元古代至早寒武世早期的陆表海沉积，接受化学沉积，形成沉积型铁矿。

从早古生代海盆形成到晚二叠世—早三叠世全球超大陆形成，本区先后经历了加里东期、华力西期、印支早期等构造运动旋回，形成浅海相-海陆交互相沉积及大面积花岗岩侵入，致使吉林、黑龙江诸陆块与西伯利亚、华北板块联为一体，亚洲大陆形成，古亚洲构造域结束。

3.4中新生代滨太平洋构造域发展演化阶段（200Ma～）

指本区在全球Pangaea联合古陆裂解的影响下，直至新构造运动时期，进入滨太平洋构造域发展阶段。伴随着太平洋板块向欧亚板块的俯冲作用，经历了印支晚期、燕山期、喜山期等构造运动旋回，形成陆缘火山弧和盆岭构造体系。

在滨太平洋构造域发展阶段，燕山期是金及有色金属矿产成矿大爆发的主要时期，在东部陆缘形成了巨型贵金属及有色金属成矿带。这一阶段形成的铁矿主要为产于中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触带内的接触交代型矿床。

4　矿床地质特征

4.1沉积变质型铁矿床

吉林省沉积变质型铁矿主要形成于中晚太古宙和元古宙时期，进一步划分为鞍山式、大栗子式、塔东式三种矿床式。

4.1.1成矿环境及含矿建造

太古宙沉积变质型铁矿（鞍山式）的成矿环境主要为古陆块间的海底火山盆地和古陆边缘裂谷盆地。早期为拉张环境，有一定规模的基性火山喷发，晚期有一定规模的海相沉积，含矿建造为中基性火山岩建造。元古宙沉积变质型铁矿的成矿环境主要表现为古元古代陆表海盆地和新元古代海底火山盆地，含矿建造分别为碎屑岩-碳酸盐岩建造和中基性火山岩建造。

4.1.2赋矿层位及岩石组合

太古宙沉积变质型铁矿主要赋存于龙岗岩群杨家店岩组、夹皮沟岩群三道沟岩组和老牛沟岩组、南岗岩群鸡南岩组和官地岩组。杨家店组为一套斜长角闪岩、含榴斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩夹磁铁石英岩组合；三道沟岩组为绢云石英片岩、角闪变粒岩、绿泥片岩夹斜长角闪岩、磁铁石英岩组合；老牛沟岩组为斜长角闪岩、角闪片岩夹绢云绿泥片岩、磁铁石英岩组合；鸡南岩组为黑云变粒岩与浅粒岩互层夹磁铁石英岩组合；官地岩组为长英质片麻岩、斜长角闪岩、含电气石变粒岩、二云片岩夹磁铁石英岩组合。

元古宙沉积变质型铁矿赋存于下元古界老岭群大栗子岩组、上元古界塔东岩群拉拉沟岩组。大栗子岩组为千枚岩、二云片岩、白云石大理岩、糖粒状大理岩组合；拉拉沟岩组下部为浅粒岩、透辉斜长片麻岩、斜长角闪岩和薄铁矿层，上部为斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、磁铁角闪岩、黑云斜长片麻岩、透辉岩、透辉斜长片麻岩组合。

4.1.3控矿构造及矿体特征

早期受同沉积构造控制，成矿物质聚集在一定的层位；后期矿体就位受变质变形构造控制，矿体多沿褶皱构造的转折端及两翼部展布。

4.1.4成矿模式

早期沉积成矿阶段，伴随着基性-中基性海底火山喷发活动，裂谷盆地中堆积了镁铁质火山岩建造，在适宜的物理化学条件下，Fe初步聚集在一定的层位形成含铁层。后期伴随着广泛的区域变质作用，含铁建造发生变质变形作用，并在混合岩化及深成花岗质岩浆侵入作用下，最终被改造成现在的样式（图2、图3）。

图2　鞍山式铁矿成矿模式图(据陈尔臻等)Fig.2　Metallogenic model of Anshan type iron deposit

图3　大栗子式铁矿成矿模式图(据李厚民)Fig.3　Metallogenic model of Dalizi type iron deposit

4.2岩浆型铁矿床

岩浆型铁矿床是指成因上与基性-超基性杂岩体有关、矿体产于岩体内的铁矿床，矿石中常伴生钒钛钴等元素。目前，吉林省已发现的岩浆型铁矿床仅有白山市有五道羊岔铁矿，矿床规模为大型。

4.2.1成矿环境及成矿岩体

矿床的成矿环境为龙岗陆块南东边缘断裂带，是辽吉裂谷的边缘断裂带，成矿时代为古元古代，成矿岩体为基性岩浆侵入杂岩体。

4.2.2含矿岩相及岩石组合

含矿基性杂岩体的相带从边缘至中心依次划分为细粒角闪石岩相、中-粗粒角闪石岩相、斑杂状粗粒斜长角闪岩相，矿体赋存于中心相斑杂状粗粒斜长角闪岩相。岩石组合包括角闪岩、斜长角闪岩、含磁铁斜长角闪岩及角闪磁铁岩（磁铁矿体），在含矿杂岩体中常出现有花岗质片麻岩捕掳体。

4.2.3控矿构造及矿体特征

控矿构造为龙岗古陆边缘北东向深大断裂带，该断裂带四辽吉裂谷的边缘断裂，控制了含矿基性杂岩体的就位空间。矿体形态呈似层状、板状，平行叠置、成群成带产出。

4.2.4成矿模式

古元古代早期，深源镁铁质岩浆（上地幔或下地壳）上涌，龙岗复合陆块裂解形成辽吉裂谷带，沿裂谷边缘形成北东向深大断裂，镁铁质岩浆沿断裂构造带侵入，伴随着岩浆的演化，早期结晶分异作用形成超贫磁铁矿体，晚期熔离作用形成的含矿熔体沿先期形成的岩石裂隙、片理化带贯入形成贯入矿体（图4）。

图4　五道羊岔铁矿成矿模式图Fig.4　Metallogenic model of Wudaoyangcha iron deposit

4.3.4成矿模式

晚元古代时期，老岭坳陷盆地两侧陆缘遭受风化剥蚀，铁质被林滤、搬运迁移至坳陷盆地的滨海地带，在氧化条件下形成赤铁矿沉淀并胶结砂砾岩而成矿（图4、图5）。

图5　浑江式海相沉积型铁矿成矿模式图（据李厚民）Fig.5　Metallogenic model of Hunjiang type marine sedimentary iron deposit

4.3海相沉积型铁矿床

4.3.1成矿环境及含矿建造

吉林省海相沉积型铁矿床主要产于辽吉裂谷区，成矿时代为晚元古代，成矿环境为陆缘坳陷盆地-老岭坳陷盆地，含矿建造为滨浅海相陆源细碎屑岩-泥质岩含铁建造。

4.3.2赋矿层位及岩石组合

赋矿层位有青白口系白房子组（临江市白房子铁矿）和南华系钓鱼台组（临江市青沟铁矿）。白房子组铁质岩建造分布于鸭绿江流域大粟子、苇砂河、帽儿山一带，主要岩石有铁质石英角砾岩、含铁泥质粉砂岩及透镜体状菱铁矿体，含铁矿物以菱铁矿为主，其次为铁绿泥石、赤铁矿等；钓鱼台组铁质岩建造主要分布在浑江一带，通化、白山，向东到靖宇、抚松及长白等地仍有出露，主要岩石有含赤铁石英砂岩、角砾状赤铁石英砂岩、含赤铁石英角砾岩和赤铁矿体，矿石以赤铁矿为主。

4.3.3控矿构造及矿体特征

海相沉积型铁矿的成矿作用主要为沉积成矿作用，矿床的分布受老岭坳陷盆地控制，同沉积构造控制着矿体的形态及展布，成矿后断裂构造对矿体具有一定的破坏作用，在矿体的空间展布上造成一定程度的错断。矿体形态一般呈层状、透镜体状、扁豆状，矿石品位一般为TFe：20%～30%。

4.4接触交代型铁矿床

4.4.1成矿环境及含矿建造

吉林省接触交代型铁矿床主要产于吉黑造山带内，成矿环境属于陆缘裂陷槽，含矿建造为碳酸盐岩建造，成矿岩体为酸性的花岗质侵入岩体，成矿时代以中生代为主。代表性矿床主要有产于吉中地区磐双裂陷槽内的吉昌铁矿。

4.4.2赋矿层位及岩石组合

赋矿层位主要为下石炭统鹿圈屯组，岩石燧石条带状灰岩、大理岩，薄层状灰岩、大理岩；侵入岩为燕山期花岗岩。

4.4.3控矿构造及矿体特征

控矿构造主要为花岗质侵入岩体与碳酸盐岩地层的接触带构造，包括接触带及其附近的不（假）整合面、不同岩性接触界面、最终核部虚脱空间、层间破碎带、断裂破碎带等。矿体一般呈透镜状、条带状、脉状、囊状及其它不规则形状，具有分枝、复合、膨胀、收缩、尖灭等现象。矿石类型为钙矽卡岩型，铁矿物以磁铁矿为主，赤铁矿次之，菱铁矿最少。蚀变类型主要有矽卡岩化、绿泥石化、绢云母化、硅化、透辉石化、叶腊石化和重晶石化。

4.4.4成矿模式

下石炭统鹿圈屯组浅海相碎屑岩-碳酸盐岩建造含铁质较高，在燕山期构造岩浆活动过程中，花岗质岩浆侵入到鹿圈屯组地层中，在含矿热液的作用下，发生Ca-Fe交代反应，形成矽卡岩矿物并产生磁铁矿、赤铁矿等矿物的沉淀堆积作用，形成矽卡岩型铁矿体（图6）。

图6　吉昌铁矿成矿模式图Fig.6　Metallogenic model of Jichang iron deposit

［1］ 李厚民，等.中国铁矿成矿规律［M］.北京：地质出版社，2012.

［2］ 赵一鸣，等.中国主要金属矿床成矿规律［M］.北京：地质出版社，2002.

［3］ 沈保丰，等.中国前寒武纪成矿作用［M］.北京：地质出版社.2012.

［4］ 陈尔臻，等.中国主要成矿区（带）研究（吉林省部分）［R］.2001.

［5］ 松权衡，等.吉林省矿产资源潜力评价成果报告［R］.2013.

Metallogenic geological characteristics and main deposit types of iron mine in Jilin Province

CHEN Ming1， LIU Si-yu2， YU Zheng-tao3， ZHU Xing-ye4
1.Regional Survey of Geological and Mineral Resources of Jilin Province， Changchun 130022， Jilin， China； 2.Institute of Geological Science of Jilin Province， Changchun 130012， Jilin， China； 3.Institute of geological survey of Jilin Province，Changchun 130061， Jilin， China；4.Dunhua Seismic Station of Jilin Province， Dunhua 133700， Jilin， China

The iron deposit is mainly distributed in the Middle East part of Jilin Province.The main deposit types are：sedimentary metamorphic type， magmatic type， marine facies sedimentary type， contact metasomatic type.This paper systematically summarized the geological structure evolution and iron mineralization in Jilin Province， and metallogenic geological characteristics of each deposit type.

Iron deposit； deposit type； metallogenic geological characteristics； Jilin Province

P618.31

A

1001—2427（2015）04 - 66 -5

2015-07-05；

2015-12-20

陈 明（1989—），男，辽宁西丰人，吉林省区域地质矿产调查所助理工程师.