白山市板石沟铁矿井下矿资源储量变化及成矿远景分析

路 猛，李广铁

1.吉林省第四地质调查所，吉林 通化 134001；2.吉林省区域地质矿产调查所，吉林 长春 130022

0 引言

板石沟铁矿井下矿位于吉林省白山市板石镇，大地构造处于龙岗隆起的南缘，四方山-板石沟铁成矿带的北东段，矿体就在太古界鞍山群杨家店组变质表壳岩中（见图1）。1958年发现, 1963年提交资全区源储量 7 455.51万吨，其中井下矿提交1 597.7万吨，占总资源储量1/5。1984年航局航磁资料显示板石沟铁矿有4处异常高值区，其编号为吉C-77-17井下矿磁异常为板石沟井下矿异常，占异常区总面积的1/2。到2010年板石沟铁矿查明资源储量127 157.867千吨，其中井下矿30 788千吨，点总资源储量的1/4。

几年来我们在前人已取得地质资料的基础上，总结板石沟铁矿三期褶皱叠加、变形褶皱构造的控矿规律，研究探讨板石沟铁矿的三期褶皱构造变形，认为井下矿处于板石沟复式向斜南西翼（见图2），三矿组之间存着向背形构造，2011年-2012年生产勘探又增加30 155.76千吨。结合吉板石沟航磁异常形态特征、所占面积比，认为井下矿矿体向深部及构造两翼存在着未查明资源，本论文分析推断了该区的资源潜力，并建议了下一步找矿方向。

1 矿床地质概况

1.1 地层

白山市板石沟铁矿位于龙岗隆起的南缘，四方山-板石沟铁成矿带的北东段，矿体赋存于太古界鞍山群杨家店组上段第三层（Arab2-3）变质表壳岩中（见图1），主要岩性为角闪片岩、斜长角闪岩、磁铁石英岩等组成。矿区南部与上覆的老岭群珍珠门组（Pt1z）呈不整合断层接触。其原岩为一套中基性火山岩类、硅铁质岩和长石石英砂岩沉积组合。

1.2 区内岩浆岩

主要为新太古代混合岩、混合花岗岩呈岩株状、岩枝状侵入到太古代地层中，经多期变质作用，均已变质为片麻状、条带状二长花岗质片麻岩、英云闪长片麻岩、奥长花岗质片麻岩，规模大,分布广；早元古宙侵入脉岩，主要为钾长伟晶岩，多沿北东向破碎带浸入；燕山期脉岩主要有闪长岩、辉绿岩和闪长玢岩等。

图1 板石沟铁矿地质图Fig.1 Geological map of Banshigou iron ore

1.3 矿区构造

本矿床受控制于板石沟倒转复式向形构造（见图2），向斜西起木通沟翘起，东至上青沟倾没, 长近8 km。轴向总体呈55°～65°，枢纽呈波状起伏，向斜核部为太古宙杨家店组上段Ary2-4。井下矿（板石沟铁矿16、17、18矿组）处于板石沟复式向斜南翼的次一级复式向斜构造（见图1），控制着矿体的形态和分布，其中16矿组分布于向斜核部，17矿组分布于向斜南东翼，18矿组分布于向斜的北西翼。区域主要断裂构造是二道江—板石沟断裂，分布于矿区南部浑江上游凹陷与龙岗复式背斜之间，造成向形南翼地层出露不全（见图1）。矿区内发4组断裂，对矿体有影响的为北西向F403断层发育在18矿组东部，长1 600 m，为压扭性平移断层，切割矿体 ，但错距不大。

1.4 矿体特征

矿区内查明3个矿组28条铁矿体，主矿体为18矿组的1矿体和17矿组的1-2、4号矿体，其资源储量占资源储量总量的70%以上。矿床平均品位TF32.91%。矿石中有用组分为铁，磁性铁占有率为87.80%～97.58%，属磁性铁矿石。矿石的金属矿物以磁铁矿为主，非金属矿物主要为石英、角闪石；矿石的主要类型为石英磁铁矿石、角闪磁铁矿石、角闪石英磁铁矿三种。矿石结构以粒状变晶结构为主，构造主要为块状构造。变质作用为角闪岩相-石榴角闪岩相。

图2 板石沟铁矿区域构造格架示意图（据文献[1]）Fig.2 Sketch map of regional tectonic framework of Banshigou iron mine

1.5 航磁异常特征

1987年1∶5万航空磁测△T剖面平面图显示，区域性磁场较明显，西起木通沟，东至东上青沟磁异常带长11 Km，宽5 Km，面积达40 km2, 总体形成一个半封闭的环状磁异常带，其中井下矿异常值最高、面积最大，占板石沟矿区异常总面积的1/2。见图2。

带内分布有吉C-77-15木通沟磁异常、板石沟吉C-77-16李家堡磁异常、吉C-77-17井下矿磁异常、吉C-77-21上青沟矿磁异常，异常峰值区是板石沟铁矿各矿组矿体出露位置。经近年露天矿深部勘查吉C-77-16异常值100 nT～200 nT分布区，矿体埋藏深度400 m～900 m。木通沟吉C-77-15异常处于板石沟异常最西端与井下矿C-77-17磁异常相邻，最高值达190 nT为矿至异常。吉C-77-17井下矿磁异常等值线北密南稀疏，矿体向南倾伏，反应了产状较陡，且有一定的埋藏深度，是深部找盲矿体的重要标志。

2 储量变化情况

2011年底井下矿累计查明资源储量29 954 kt，比1963年增加1.87倍。在此基础上进行生产勘探，又施工了近93个钻孔，投入45 054.53钻探工作量，累计查明资源储量达60 110 kt,增加30 155.76 kt。本次主要对采矿权内的17矿组387 m至-100 m、18矿组510 m至-100 m标高进行了工程控制，17矿组主矿体倾斜延深增加487 m，增加了主矿体规模，同时矿体的分布范围有明显扩大，新增加了3条矿体。向深部矿体厚度局部增厚。与2010年底井下矿储表资源储量相比，增加资源储量30 155.76 kt，相当于又增加一个中型矿床（表1）。

3 成矿规律新认识

根据我们近年勘查成果的研究并结合前人的研究成果（路恩兰等，2012；高明珠等，2014；科研成果报告2016等文献）。使我们重新总结本矿床的成矿规律与控矿因素有如下几点：

图2 板石沟一带航磁ΔT平面等值线示意图Fig.2 Diagram of Aeromagnetic ΔT plane isoline in Banshigou area

表1 井下矿2012年勘查资源储量变化对比表Table 1 Change comparison of exploration resources and reserves of underground mines in 2012单位：矿石∕kt

3.1 板铁矿井下矿“三位一体”模型有如下特点

（1）成矿地质体：新太古界鞍山群杨家店组上段第三层（Arab2-3）斜长角闪岩、角闪片岩、磁铁石英岩组合。原始沉积环境：火山岛弧，含铁建造。

（2）成矿构造：三期褶皱构造及同期断裂构造。第一期褶皱构造：叶理S1 （包括片理、片麻理和条带状构造），其中S1//S0；矿物拉伸线理L1；褶皱构造，主要为紧闭同斜褶皱、无根勾状褶皱和叶内不规则流动状褶皱，主要为A型褶皱；石香肠构造和透镜状构造；第二期褶皱构造轴部、褶皱核部，褶皱层间滑动面。第三期褶皱构造轴倾伏端。第三期叠加改造构造，产生北东和北西向脆性断层破坏。

（3）成矿结构面：厚层斜长角闪岩与灰白色石英岩(硅质岩)的接触界面，为成分、沉积环境界面，三期褶皱轴面。

（4）成矿作用标志特征：矿体特征为层状、似层状、透镜状磁铁矿体，受多期次褶皱构造变型影响在平面和剖面上呈“S”形；矿体倾向延深大于走向延长；矿体总体侧伏方向与褶皱轴倾伏方向一致。矿石矿物主要为磁铁矿，脉石矿物主要为石英、角闪石、石榴石等。构造特征三期褶皱变形核部、褶皱倾伏端。磁法特征地面磁测正异常峰值大于3 000 nT。重力特征是磁铁矿密度、重力异常是预测标志。电法特征是磁铁矿电阻率最低，围岩呈相对中高阻特征。

3.2 矿床成因

依据矿石类型主要为海底火山喷发磁铁角闪岩型-海底火山间歇期沉积磁铁石英岩型。

4 找矿预测与成矿远景分析

根据该矿床成因、成矿规律的分析，板石沟铁矿井下矿还有比较广阔的成矿前景。今后的找矿应注意如下几点。

（1）井下矿吉C—77—17磁异常面积占板石沟铁矿异常面积的1/2，2010年核查板石矿查明的资源储量12 715.79万吨，近年生产勘查增至约2亿，井下矿只占板石沟铁矿总资源储量的1/4，因此预测井下矿复式向背形倾没端及两南翼还有大量未探明资源量，是板石沟铁矿最佳找矿潜力区。

（2）经3D磁异常反演见下图3，深度大于500 m以下的磁性体产生的磁异常低缓，对总磁异常的形态几乎没有影响，特别是向背斜的南东翼。

图3 井下矿17矿组磁异常2D反演剖面图Fig.3 The 2D inversion pro file of magnetic anomaly in No.17 mine group of underground mine

（3）井下矿向背形的轴向南西倾没，矿体沿着褶皱220～240°方向倾伏，以24°侧伏，矿体侧伏方向是有利的找矿方向。已在老岭群珍珠门组的盖层下低缓异常区发现肓矿体，说明区内是找深部矿体的重要远景区。