吉林省临江市大栗子铁矿中东部菱铁矿床地质特征及成矿规律

黄静　王迪　杨铁军

摘要：吉林省临江市大栗子铁矿是具有百年开采历史的老矿山，本次勘探的菱铁矿属“大栗子式铁矿”主要矿种之一。通过对成矿区域地质背景，结合矿区以往详细地质资料可知，菱铁矿床主要赋存于大栗子组H4大理岩地层中及H4大理岩地层和H3千枚岩地层接触部，铁矿体生成时间处在碳酸盐沉积的中期与晚期，就空间而论，与碳酸盐建造同时沉积生成，大栗子式菱铁矿床成因应属热液迭加沉积变质型矿床。

关键词：大栗子；菱铁矿床；成矿规律；地质特征；控矿因素

1成矿区域地质背景

矿区所处大地构造位置为：中朝准地台（Ⅰ）辽东台隆（Ⅱ）太子河-浑江陷褶断束（Ⅲ）老岭断块（Ⅳ）与鸭绿江凹褶断束衔接部位。成矿区断裂构造主要为脆性断裂，以北东向为主，北西向次之。成矿区出露地层属中元古界老岭群大栗子组。“大栗子铁矿”赋存于大栗子组地层里。

2矿区地质特征

2.1矿区地质

矿区位于老岭复背斜南东翼，鸭绿江深断裂北侧。

2.2地层与岩石

大栗子铁矿出露地层属中元古界老岭群大栗子组。前人（叶连俊先生）将该组划分7个岩性段，即H1至H7。在中东部区内仅见H3至H6，现将区内地层自下而上叙述如下：

H3：出露于矿区北侧边部，主要由兰绿色千枚岩组成，夹三层大理岩，中下部夹薄层变质粉砂岩。大理岩自西而东由三层变为两层，而且厚度变薄。大理岩单层厚度1cm左右，个别地段可达10cm。变质粉砂岩单层厚度在5cm左右，该层总厚度380-400m。

H4：分布于矿区的北部，主要由大理石组成，间夹一至二层千枚岩。千枚岩每层厚2-4m，少数地段可达16m，千枚岩于H4层任何部位均有产出。该层由西至东厚度逐渐增加。总厚度60-180m。

H5：出露于矿区中部，面积较广。顶部为浅灰至灰白色薄层状大理岩，层位稳定，厚1-25m左右。上部棕褐色绢云母千枚岩，夹薄层大理岩或扁豆状大理岩；下部为灰绿色千枚岩夹薄层大理岩或其扁豆体。大理岩单层厚度一般10cm-4m，局部10-13m。从西至东大理岩夹层由少增多。总厚度260-560m。

H6：出露于矿区南侧。灰绿、浅绿色千枚岩为主，夹大理岩。大理岩单层厚度不等，数厘米至数米，局部厚达10m-13m，总厚度>300m。

区内地层走向呈北东65°-80°展布，倾向南南东，倾角为35°-25°。

2.3岩浆岩

区内岩脉不太发育，主要见于钻孔中，充填于北东或北西向断裂中，有闪长玢岩、辉绿岩。区内所见脉岩较少，规模很小，是成矿后期形成，对矿体没有破坏作用。

2.4地质构造

区内地层走向呈北东55°-80°展布，倾向南东，倾角自北西至南东，由55°-40°转变为35°-25°。

矿区内分布大栗子组地层，由于受区域构造影响，产生了北西向，南东向强大的挤压力，形成北东向压性构造与北西向张性构造。前者表现形式为褶皱和断裂构造，以东岔向斜和同向断裂为代表，后者表现形式为断裂构造。

图1 大栗子铁矿中东部地质图

1-大罗圈河组，2-千枚岩，3-千枚岩夹大理岩，4-大理岩夹少量千枚岩，5-千枚岩夹大理岩，6-千枚岩夹少量大理岩，7-大理岩，8-逆断层，9-断层，10-向斜轴，11-推测地层界线，12-铁矿体

3矿体地质

3.1矿体特征

根据据现有工作程度和工程控制程度，共有3条铁矿体，编号为fs5、fs13-1、fs3-2，均为隐伏矿体。fs5号矿体为主矿体，其次为fs13-1号矿体，fs13-2号矿体规模最小。

3条铁矿体均赋存于大栗子组H5、H4、H3地层中，顺层产出，矿体上下盘围岩以大理岩为主，其次为大理岩与千枚岩互层或千枚岩。矿体与围岩界线清楚，呈整合接触。矿体产状与围岩一致，总体走向60°-70°，倾向南东，倾角40°-15°。矿体分布的标高-20-181m。在勘探地段范围内，矿体总体形态比较规则，呈层状、似层状，沿走向、倾斜方向均是中间部位较厚，向两端逐渐变薄至尖灭。各层中矿体规模不等，彼此迭置近似平行产出，就空间位置可分3个矿体，现分叙如下：

fs5号铁矿体分布于16-22线之间，由15个钻孔控制，7个孔见矿，工程控制间距为100×100m，矿体控制延长100m-296m，控制最大延深214m。赋存标高-20m至181m，矿体埋深410m-540m。真厚度1.96m—25.77m，平均真厚度9.28m，矿体厚度变化系数为88.98%，属较稳定类型。TFe品位在32.36%-39.50%间，平均品位34.37%，矿体品位变化系数为5.23%，属均匀类型。矿体走向65°±，倾向155°，倾角21°-33°±。铁矿体在走向上呈层状、似层状，在倾向上呈似层状或扁豆状。无论在走向上还是倾向上，矿体均出现中间厚，品位高，两边薄，品位低现象。

fs13-1号矿体分布于14—18线之间，由11个钻孔控制，5个孔见矿，工程控制间距为100×100m，矿体控制最大延长213m，最大延深98m，赋存标高83至-96m，矿体埋深450-636m。真厚度1.00m-10.70m，平均真厚度4.74m，矿体厚度变化系数为104.44%，属较稳定类型。TFe品位一般在32.45%-35.12%，平均品位为34.09%，矿体品位变化系数为1.82%，属均匀类型。矿体走向65°±，倾向155°，倾角32°±。铁矿体在走向上呈层状，在倾向上呈似层状或扁豆状。

fs13-2号只在18线见到，由单孔控制，控制标高3m，真厚度8.79m，TFe平均品位35.58%，矿体特征及产状同fs13-1矿体类似。

图2 大栗子铁矿中东部18线地质剖面图endprint

1-钻孔位置及编号 2-采矿权边界 3-铁矿体位置及编号 4-坑道

3.2矿石特征

3.2.1矿石矿物成分

铁的矿石矿物主要以菱铁矿为主，尚有少量的黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、亦见微量的褐铁矿、黄铜矿等。脉石矿物有方解石、石英、绿泥石等。

菱铁矿呈棕灰、棕黄色细粒块状，局部有粗粒，粒径1-3mm，含量占组成矿物85—95%。黄铁矿呈少量星点状分布，但分布不均匀；方铅矿、闪锌矿局部聚集，呈星点状分布，含量不高。石英、方解石等脉石矿物含量不多，为菱铁富矿。

矿石平均含硫量0.95%，（CaO+MgO）/（SiO2+Al2O3）比值一般为1.36-7.34，属碱性矿石，个别为半自熔矿石（0.67）。

3.2.2矿石结构、构造

矿石结构主要为粒状变晶结构，呈自形、半自形不等颗粒，粒径1-3mm，局部0.1-0.5mm，粒径微小者显示致密结构。

矿石构造主要为块状构造和条带状构造。块状构造由自形、半自形不等粒状菱铁矿组成，菱铁矿颗粒间彼此作镶嵌形式，其表面呈混浊状。条带状构造由菱铁矿组成，矿石条带由黑色碳质及泥质物构成，条带稠密，颗粒直径1毫米左右。

4成矿规律

4.1矿床成因

菱铁矿体赋存于碳酸盐建造的大理岩层中，或产于大理岩与千枚岩接触部位，就部位来看，居碳酸盐建造层的上部及中部，出现的部位相当稳定。铁矿体生成时间处在碳酸盐沉积的中期与晚期，就空间而论，与碳酸盐建造同时沉积生成，这一点可由矿体与围岩整合接触、产状一致作为佐证。

矿体与围岩界线清楚，比较规则，矿体形态不复杂，显示膨胀、狭缩造成厚度不均匀的特点，中心部位膨大，边缘逐渐变薄的不规则的似层状、扁豆状。

矿体同围岩接触部位普遍不具蚀变现象。矿石普遍呈自形至半自形晶粗粒，不等粒变晶结构，粒径较粗大，可达1—3mm。局部可见热液菱铁矿脉，交代、切割菱铁矿体，时见经矿体顶底界面向围岩中伸出的细小分枝脉。

总观菱铁矿体上述地质特点，我们认为矿体与围岩同时沉积生成，是同生沉积矿床。后经地壳运动，在区域变质作用下，矿石结构发生了变化，生成粒径不等的变晶结构。在断裂和裂隙发育之处，含铁矿液充填交代矿体，与此同时生成了菱铁矿细脉。综上所述，大栗子式菱铁矿床成因应属热液迭加沉积变质型矿床。

4.2成矿规律

大栗子式铁矿赋存在大栗子组地层的H2至H7六个层位中，以H4、H5两个层位为主要含矿层，本次勘探的菱铁矿体主要赋存层位为H3至H5。矿体的分布与大理岩关系密切，矿体主要产于H4层中大理岩或大理岩与千枚岩的接触部位。

（1）菱铁矿体赋存在H4层上部及中部和H4层与H3层接触部。

（2）矿体呈叠置产出，彼此相互近于平行。

（3）矿体中夹石多出现在矿体厚大部位，层数不多。

（4）矿体呈似层状或扁豆状，与围岩顺层产出，产状与围岩一致，矿体总体上延深大于延长。

4.3找矿标志

（1）大栗子组H3-H5地层是菱铁矿赋存层位，岩性主要为大理岩或大理岩夹千枚岩。

（2）根据已知矿带地质特征，按矿体赋存规律的认识，沿H3-H5岩层的延长或延深寻找新的矿段来扩大远景。

（3）大栗子矿区构造发育，沿东岔向斜核部及其褶皱构造发育部位找矿。

参考文献：

[1]吉林省地质矿产局.吉林省区域地质志[M].北京：地质出版社，1988

[2]临江大栗子沟铁矿调查报告[R].叶连俊，刘鸿允，沈永和，1951

[3]吉林省地质矿产局.吉林省岩石地层[M].武汉：中国地质大学出版社，1997endprint