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低缓磁异常在苇沙河金、铁矿深部找矿的应用

2015-11-25王迪黄静杨威

环球人文地理·评论版 2015年8期

王迪 黄静 杨威

摘要:吉林省临江市苇沙河金、铁矿位于大栗子老矿山外围西南部,本次勘探的铁矿属“大栗子式铁矿”主要矿种之一。通过对成矿区域地质背景,结合矿区以往低缓磁异常,对磁异常进行立体分析,经钻探工程验证,在苇沙河金、铁矿深部见到了高品位、厚度大的铁矿体。应用低缓磁异常对“大栗子式铁矿”深部找矿具有重要意义。

关键词: 苇沙河;大栗子式铁矿;磁异常;矿体特征

1.区域矿产地质特征

1.1地层

矿区所处大地构造位置在华北地台(Ⅰ级)北缘东段、辽东台隆(Ⅱ级)、太子河—浑江陷褶断束(Ⅲ级)、老岭断块(Ⅳ级)中段之南东翼。区域内出露地层主要由中元古界老岭群、晚元古界青白口系大罗圈河组和马达岭组、中生界侏罗系地层以及新生界第四系组成。

中元古界老岭群下亚群地层在区域内广泛分布,总体呈北东—南西向展布。自下而上划分为临江组和大栗子组。临江组分布在临江市城区一带,岩性为厚层石英岩夹二云片岩、十字石二云片岩、绢云石英片岩等。大栗子组主要分布在大栗子沟~头道沟一带。该组地层自下而上分为三段,下段岩性以二云片岩、绢云千枚岩为主,底部二云片岩夹薄层石英岩,上部夹白云质大理岩。为“大栗子式铁矿”主要赋矿层位之一;中段二云石英片岩、绢云千枚岩夹数层大理岩,该段赋存铁矿层;上段底部为厚层状、块状大理岩,下部为绢云千枚岩与薄层大理岩互层,中部绢云千枚岩夹少量大理岩,上部为绢云千枚岩夹少量镁质大理岩、大理岩及石英岩,该段为主要含铁矿层段。大栗子组地层与下伏临江组地层为整合接触。

晚元古界青白口系地层自下而上划分为大罗圈河组、马达岭组。大罗圈河组分布于小栗子沟~大栗子沟~帽儿山一线,总体呈北东向展布;岩性为—套杂色长石石英砂岩、粉砂岩、页岩等,产“临江式”铁矿。马达岭组分布在小栗子沟—大栗子沟—望江楼一带,总体呈北东向展布,岩性主要为一套杂色含砾粗粒长石石英砂岩。与下伏大罗圈河组为平行不整合接触。

中生界侏罗系地层仅沿鸭绿江边零星分布。中侏罗系望江楼组分布在大栗子望江楼、白房子、小葫芦套等地。岩性下部为砂岩、粉砂岩、页岩夹劣质薄煤层,上部为紫色致密状、杏仁状安山岩。晚侏罗系果松组分布在临江帽儿山附近。岩性为厚层状安山岩、含砾安山质凝灰岩、玄武安山岩、薄层状安山岩等。

新生界第四系主要包括阶地堆积物、河滩河床沉积、山前冲积等,由砾石、砂、粘土、淤泥等组成。

1.2构造

区域内总体构造格架属老岭断块(老岭复式背斜)中段南东翼的一部分,由早元古代老岭群地层组成基底构造,晚元古代青白口系地层组成盖层构造。由于区内经历多次构造运动影响,尤其是吕梁期和燕山期构造运动,使构造更加复杂多样化。

老岭群下亚群大栗子组中的褶皱构造为区域内主要的褶皱构造,形成轴向北北东向的大栗子开阔向斜构造。

断裂构造主要为脆性断裂,以北东向为主,北西向次之。北东向断裂带主要为鸭绿江断裂带的一部分,在本区发育于老岭群下亚群、青白口系地层中,图幅内长10公里,走向40°~60°,倾向NW或SE。北西向断裂一般规模不大,主要有小栗子沟北西向断裂。

1.3岩浆岩

区域内岩浆活动较强烈,岩浆岩种类较多,主要表现为燕山早期侵入岩草山单元和各种脉岩,中、新生代火山岩。草山单元分布在区内西北部,为草山岩体的一部分,其直接围岩为老岭群下亚群大栗子组千枚岩、片岩,呈侵入接触关系,并形成角岩圈。岩石类型为似斑状巨粒黑云母花岗岩。主要脉岩有闪长岩、闪长玢岩、辉绿岩、花岗细晶岩、钾长花岗岩等。各种脉岩与构造关系密切,多产在北东向或北西向构造断裂中。火山岩主要为产于中生代侏罗系望江楼组、果松组中的安山岩、安山质凝灰岩等。

1.4矿产

区域内矿产丰富,已知的金属矿产有产于老岭群大栗子组地层中的“大栗子式”铁矿和产于青白口系大罗圈河组地层中的“临江式”含锰铁矿;产于大栗子组地层的当石沟、大栗子沟的铅、锌、铜矿;产于侏罗系地层中的白房子多金属矿。另有产于白房子鸭绿江对岸朝鲜的五四青年大中型斑岩型铜矿;产于大栗子组地层的当石锑矿,白房子银矿。另有非金属矿产,如石灰石、石墨矿等。

2.矿区地质

2.1地层

矿区范围内出露地层有中元古界老岭群下亚群大栗子组,晚元古界青白口系大罗圈河组、马达岭组,中生界侏罗系望江楼组和少量的第四系。

大栗子组地层在矿区内分布的主要为H2、H3岩性段,地层总体呈近南北走向,倾向西~北西西向,寻找的磁铁矿体主要赋存于H2地层中,H3地层中分布有少量菱铁矿。H2岩性以千枚岩为主,局部夹有少量变质粉砂岩,赋存矿体有磁铁矿、赤铁矿,黄铁矿化较为普遍。H3在H2地层上部,主要由兰绿色千枚岩组成,夹2~3层大理岩,局部夹薄层变质粉砂岩。该层赋存少量薄层状菱铁矿体,该层普遍见有黄铁矿化。

大罗圈河组地层基本覆盖整个矿区,总体呈北东向展布,产状受后期断裂构造影响,变化较大,与下伏大栗子组地层呈不整合或断层接触。该组地层自下而上可分为3个岩性段, 下段岩性主要为黑色页岩夹薄层状粉砂岩,其底部常见有厚几米至0米不等的砾岩或细砂岩层,称为底砾岩层;中段主要岩性为灰白色长石石英砂岩夹灰绿色粉砂岩,近下部粒度变粗,为含砾粗砂岩。该段底部赋存 “临江式”含锰铁矿矿层,厚1~3米不等,一般为±1.5米。上段主要岩性为紫色、灰绿色粉砂岩、砂岩、页岩等。

马达岭组分布在小栗子沟两侧,下部以灰白色、黄白色长石石英砂岩为主,上部以紫色含砾长石石英砂岩为主。与下伏大罗圈河组为平行不整合接触。

2.2 构造

矿区的构造格架大致可划分为两部分,即基底构造和盖层构造。

大栗子组地层构成了矿区内的基底,矿区东部大栗子沟一带出露的大栗子组地层为大栗子向斜北西翼的一部分,为一走向北东40°~50°,倾向南东,倾角40°~60°的单斜构造。矿区的中部小栗子沟一带,大栗子组地层被青白口系地层覆盖,据以往勘查资料获知,矿区内大栗子组地层产状走向近南北,倾向西,倾角65°~75°,为一单斜构造。该单斜构造与大栗子向斜的关系,因两者之间被盖层覆盖。控制和研究程度较差,加之两者之间断裂构造发育,目前尚难定论。endprint

矿区内大面积出露为青白口系地层,构成了以大栗子组地层为基底的盖层构造。盖层地层总体为走向北东,倾向南东,倾角15°~40°的单斜岩层。由于受后期断裂构造影响,局部产状变化很大,特别是处于不整合面和大的断裂构造附近的地层,地层产状变化更大。

矿区内断裂构造发育,特别是盖层中断裂构造更为发育,各方向的断裂在区内均有,其中以北北东向断裂最为发育,规模较大,其次有北西向、北东向和东西向断裂。

2.3岩浆岩

矿区范围内岩浆岩主要为各种脉岩,主要有:基性脉岩、辉绿岩和中性脉岩闪长岩、闪长斑岩、花岗斑岩、石英闪长斑岩等。

3.区域物探

白山地区航磁以大面积出现的正磁异常为主,磁场总强度异常一般在-320~780nT之间变化,根据磁场分布特征,磁场可分为以下几个部分:

白山市—靖宇高磁场区:为研究区内磁场强度较大的地段,磁场总强度异常最大值400nT,磁场走向呈北东向,在太安-黑沟一带走向有所变化,为北西向。在蒙江乡以西、三道湖镇以东、龙湾林场以西以及东风林场以东磁场强度变化较快,在白山市附近,磁场强度变化不大。可以看出,该地段磁场的形态和梯度变化明显受断裂构造和太古宙基底的空间分布控制。

图1 白山地区航磁平面等值线图

六道岔—闹枝镇—负磁场区:磁场总强度异常-120~-20nT之间变化。磁场走向在六道岔附近为北东向,在闹枝镇一带转为东西向,磁场强度变化较为平稳,表明古生代、中生代沉积盆地的存在。

苇沙河金、铁矿区以磁场总强度异常80~120nT的正异常形式存在于六道岔—闹枝镇—负磁场区的南侧,经地质工作证实部分为大栗子铁矿和临江式铁矿引起。

4.矿区磁法异常特征

4.1平面等值线异常

1980年对小栗子—苇沙河一带做过磁法扫面,发现了较好异常,异常面积约4km2,最高值600Tn,异常近于圆形,南西方向到鸭绿江边未封闭,异常的高值点偏于小栗子四区,异常等值线密集部位在苇沙河金、铁矿区和小栗子四区之间,缓的部位在苇沙河铁矿区范围内,从磁异常特征分析,矿体群的头部位于小栗子四区内,矿体向南西倾,即深部在苇沙河铁矿区内。因此苇沙河铁矿区找矿空间大,资源前景较好。详见图2。

图2 苇沙河金、铁矿区磁异常综合地质图

1-侏罗系地层;2-大罗圈河组地层;3-第四系地层;4-断层;

5-角度不整合界线;6-磁异常等值线及异常值;7-勘探线及线号

4.2剖面异常曲线

剖面曲线异常总体呈两段低,中部相对较高趋势。经钻探工程验证,波峰处相对应的铁矿体厚度较大,品位较高。波峰西部磁异常变缓趋势明显大于东部,表明深部磁性体向西倾斜,且矿体较陡峭,约65°-75°之间。东部磁异常变缓程度较低,可能表明矿体头部未尖灭或尖灭再现,或是东部依然还有平行矿体存在。详见图3和图4。

图3 苇沙河金、铁矿区9线剖面图

1-大罗圈河组地层;2-大栗子组地层;3-闪长岩;4-不整合面界线;

5-磁异常曲线;6-铁矿体及编号

图4 苇沙河金、铁矿区13线剖面图

1-大罗圈河组地层;2-大栗子组地层;3-不整合面界线;4-磁异常曲线;5-铁矿体及编号

5.矿体地质特征

5.1矿体特征

通过近几年的普查探矿工作,根据地表低缓磁异常,结合钻探工程。共发现铁矿体11条,主要铁矿体有3条,为9号、2号、1号。

铁矿体均赋存于老岭群大栗子组下段地层中,顺层产出,矿体呈层状、似层状,中间厚大,向四周逐渐变薄。矿体上下盘岩性为灰绿色千枚岩,局部见有灰白色大理岩。

9号铁矿体分布于13~9线间,赋存标高-50~-412m,控制最大延深377m,控制延长182m,TFe品位在43.95%~59.20%,TFe平均品位在 53.72%,真厚度在1.29~13.45m,平均真厚度为4.62m。矿体类型为磁铁矿体,含少量黄铁矿、黄铜矿(化),矿体走向0°~20°,倾向西,倾角65°±。矿体与上下盘围岩接触界线较清晰。

2号铁矿体分布于13~1线间,控制矿体最大延深346m,控制延长311m,TFe品位在27.20%~66.64%,TFe平均品位在54.84%,真厚度在0.46~18.08m,平均真厚度为4.91m。矿体类型为赤铁磁铁混合型矿体,含少量黄铁矿,矿体走向近南北,倾向西,倾角70°±。矿体与上下盘围岩接触界线较清晰。该层矿体上部千枚岩中普遍见有赤磁铁矿化,厚度在20m~80m不等矿化带,红褐色,多呈条带状、互层状不均匀分布,条带宽0.5~2cm不等。

1号铁矿体分布于13~9线间,控制最大延深177m,延长97m,TFe品位在26.40%~61.00%,TFe平均品位在48.48%,真厚度在3.98~7.84m,平均真厚度为5.42m。矿体类型为赤铁磁铁矿体,矿体走向近南北,倾向西,倾角67°±。矿体与上下盘围岩接触界线较清晰。

结论

苇沙河金、铁矿区位于大栗子铁矿外围西南部,与大栗子铁矿小栗子四区相邻,矿区内铁矿石品质较好,厚度大。本次勘探结合以往高精度地表磁异常,打破了前人对“大栗子式铁矿”赋存深度0米标高以上的认识,本次勘查见矿深度在-300m~-1000m之间,表明老矿山外围和深部仍然具有较大的找矿潜力。本次勘查的结果对以后研究和寻找“大栗子式铁矿”在空间都有一定的指导意义。

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]叶连俊,刘鸿允,沈永和.临江大栗子沟铁矿调查报告[R].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