地质勘查方法在辽宁省周家铜铁矿的应用

梁维天

(辽宁省第五地质大队有限责任公司，辽宁 大石桥 115100)

0 引言

随着矿产勘查程度的逐年提高和经济的高速发展，矿产资源的储量逐年减少，就目前矿产资源短缺的形势,加大了对辽宁周家镇地区铜铁矿勘探开发的研究。运用多种地质勘查方法进行探测，其中磁法勘探是找矿效果比较好的、最古典的地球物理勘探方法之一。该法具有轻便、快速、效率高、效果明显的特点，且其方法技术和解释理论也比较完整、系统和成熟，尤其在寻找磁性铁矿床中具有非常明显的优势。运用磁法的同时进行槽探钻探以及化验分析等方法对周家铜铁矿进行了评价，着重对其矿产质量与找矿方向进行了分析[1]。

1 区域矿床地质特征

1.1 区域地质特征

勘查区大地构造位置处于中朝准地台胶辽台隆营口—宽甸台拱风城凸起的西部，区域地质构造位置处于早元古代虎皮峪—红石砬子复背斜西部转折端，地层区划属于华北地层区辽东分区营口—宽甸小区。勘查区区域构造地质图见图1。

区域内出露地层自下而上为辽河群里尔峪组、高家峪组，辽河群中出现递增变质带，有明显的变形作用与变质作用相伴，其构造环境以克拉通内裂谷为主，上述特征说明辽河群属裂谷中的火山—沉积岩系经区域动力热流变形变质作用的产物。

早元古代沉积、区域变形变质作用形成了该区下元古界变形变质岩系及其层控矿产资源，主要有里尔峪组中的硼矿、硫铁矿、铁矿，大石桥组中的菱镁矿、滑石矿、玉石矿、白云岩矿、大理岩矿等。

图1 勘查区区域构造地质图

里尔峪组原岩属于火山沉积岩，是虎皮峪地区硼矿、硫铁矿、铁矿控制层位，硼矿赋存在里尔峪组下亚组，硫铁矿主要赋存在中亚组，铁矿主要赋存在中亚组、上亚组；硫铁矿常与铁矿相伴形成，铁矿体一般呈似层状、顺层脉状，矿体规模均为小型，矿石类型均为需选磁铁矿石。区域内的岩浆岩主要有早元古代花岗岩和中生代的花岗岩类。

1.2 矿床地质特征

1.2.1 地层

矿区出露地层为下元古界辽河群，自下而上依次为里尔峪组二段、里尔峪组三段，高家峪组一段、二段。

——里尔峪组二段：由电气石变粒岩、黑云母变粒岩、浅肉红色细粒微斜浅粒岩组成，主要由黄铁矿化绿泥石化磁铁矿化条纹条带状磁铁变粒岩(或磁铁浅粒岩)及含钴铜铁矿体组成，局部见有绿帘石化、硅化。

——里尔峪组三段:里尔峪三段分布在矿区北部，由磁铁浅粒岩斜长角闪片麻岩(斜长角闪岩)、条纹条带状钙硅变粒岩及黑云母变粒岩组成。

——高家峪组一段：由黑云变粒岩、斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、黑云片麻岩组成，分布于矿区北部。

——高家峪组二段：由细粒斜长角闪岩，含墨闪变粒岩、含石墨透闪石岩、石墨变粒岩组成，分布于矿区北部。

1.2.2 构造

矿区地层属于早元古代虎皮峪—红石砬子复背斜转折端，呈向北西倾伏背斜，以地层陡倾常倒转为特点。背斜北东翼地层走向稳定北西—南东，倾向北东或倒转倾向南西；倾角55°～86°；背斜南西翼地层走向北西—南东，倾向南西或倒转倾向北东；倾角53°～87°；背斜转折端地层倾向北西，倾角51°～83°。

区内早元古代变形变质期形成的层间断裂与成矿关系较密切，属控矿断裂构造。

成矿后断裂构造主要有F1，为—平移—逆断层，区内长度600m，宽度1～3m，主裂面倾向140°～175°，倾角71°～80°，带内岩石片理化、碎裂化强烈。

1.2.3 岩浆岩

矿区内出露的岩浆岩主要有元古代片麻状黑云母二长花岗岩，分布在矿区北部，围岩有透闪变粒岩、细粒层状斜长角闪岩、黑云变粒岩、磁铁浅粒岩。

区内脉岩主要有花岗斑岩、花岗岩、煌斑岩及石英脉，其分布受断裂构造控制。

2 地质勘查方法实施

2.1 地质填图

地质填图采用穿越法为主，追索法为辅的勘查方法，追索法主要用于圈定矿体、矿化带。实测1/1千地质剖面，确定的填图单元经填图实践说明适用可操作性强。1/2千地质图基本反映了矿区地层、构造特征及成矿规律。实际完成地质观测点241个，其内容基本反应了路线实况，并对地质勘查点出露情况进行记录分析，方便最后综合解译。

2.2 磁法测量

勘查区内完成1/1000地面磁法测量0.3km2(100m×10m)，磁法测量主要用于控矿层位分布区，野外施工采集的磁法数据通过绘制等值线平面图(见图2)，圈出两个次磁异常带类似于矿异常，异常区定性解释有待工程验证。磁法测量按相关规范要求进行设计施工，施工及成果质量可靠[2～3]。

图2 地表磁法测量等值线平面图

2.3 地面工程控制

新施工探槽垂直于矿体(或矿化带)，槽底已挖至基岩新鲜断面，达到取样要求。新施工的坑道控制段高45m，已揭露到矿化带，基本达到目的。设计时为了便于以后开采时利用，其规格为3m×3m～2.5m×2.5m。旧坑道清理时考虑到以后被利用的可能性，即可采样又可设计其下部盲竖井。清理的旧工程(包括露天采场)及新施工的工程较好地控制了矿体和矿化带，达到施工目的。

2.4 钻探工程控制

在工作区选区有利位置施工的9个钻孔，有效进尺为1 821.43m，平均矿芯采取率为75%，其中有3个孔采取率较低(47%～61%)，其余6个孔采取率均在75%以上。总体合格率67%，各孔均为斜孔，多在70°～75°之间。按要求各孔均测了孔斜、方位、校正孔深，观测了水文动态情况。具体情况见表1。

表1 钻孔质量一览表

2.5 样品化学分析

基本分析样取自探槽、露天采场、坑道底板，采用连续刻槽法，样槽断面规格10cm×5cm、样长1～2m，采样样重误差不超过样重理论值±20%，样品加工损失率小于5%，缩分误差小于3%，缩分系数0.2。分析项目：目估岩石中含磁铁矿20%以上时分析TFe，当TFe达到20%时补充分析FeO；当矿石中含黄铁矿2%以上时分析Co；当样品中见到铜矿物时分析Cu；样品由第五地质大队化验室分析，样品内检(10%)分析合格，合格率93%，样品分析质量较可靠。

3 勘查成果

3.1 矿体一般地质特征

通过地质填图和地面磁法以及槽探测量等手段在矿区内共圈定铁矿体两个，1区矿体分布在虎皮峪背斜北翼，呈层状，长380m，宽度85～203m，厚度7.98m～11.30m，平均厚度9.34m。矿体倾向187°～213°，倾角70°～86°，矿体赋存标高+258m～+7.0m。

2区矿体分布在虎皮峪背斜北翼1区矿体的东南部，呈透镜状，长255m，宽75～168m，平均厚8.50m，矿体倾向67°～73°，倾角72°，矿体赋存标高+235m～+303m。

3.2 矿石质量

——矿石矿物成分：矿石中主要矿石矿物为磁铁矿、假像赤铁矿，还可见到少量赤铁矿、磁赤铁矿、褐铁矿，部分铁矿石中可见少量含钴黄铁矿、黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、铜蓝、孔雀石等金属矿物。

——矿石结构构造：矿石以交代结构为主、变晶结构次之。矿石常呈条纹条带状构造、稠密浸染状构造、致密块状构造。致密块状矿石品位可高达(TFe)约46%。

——矿物生成顺序：根据矿物交代关系、结构构造变化，初步认为铁矿石中主要有用矿物形成于早元古代火山沉积变形变质热液期，可划分为二个成矿阶段：

第一阶段：细粒磁铁矿+细粒含钴黄铁矿—常形成条纹条带状构造；

第二阶段：粗粒磁铁矿—粗粒含钴黄铁矿+黄铁矿+黄铜矿+斑铜矿—常叠加在条纹条带状贫矿石之上形成富矿。

——矿石化学成分:矿石主要有用组分为铁，其TFe含量变化在15.0%～69.75%，伴生的铜元素含量均很低，铜含量0.1%～0.2%，在现在的选冶条件下，很难被综合利用。铁矿石伴生钴，钴含量0.020%～0.027%。钴赋存在含钴黄铁矿中，形成伴生钴矿石。铜赋存在黄铜矿、斑铜矿等铜矿物中[4]。

3.3 矿石类型

——矿石自然类型：按主要矿石矿物类型划分矿石自然类型，矿床的矿石类型属于磁铁矿石。依据分析结果计算了矿石氧化率，一般均小于2.7，属于原生矿。按矿石伴生有用组分划分矿石自然类型，矿石属于铁钴矿石。

——矿石工业类型：1958年矿石曾被开采利用，相邻矿山同类矿石正在被开采利用，利用磁法选矿可以加工出含TFe66%的铁精矿，矿石工业类型属于需选铁矿石。按伴生有用组分划分矿石工业类型，矿区内矿石属于铁钴矿石。

3.4 矿体围岩和夹石

矿体直接围岩为条纹条带状黄铁矿化绿泥石化硅化(石英化)磁铁矿化磁铁变粒岩(或磁铁浅粒岩)，含磁铁矿5%～20%，磁铁矿矿体与直接围岩常呈渐变过渡关系。在坑道内还见到脉岩为矿体直接围岩。矿体中的夹石很少，一般均为黄铁矿化绿泥石化硅化磁铁矿化磁铁变粒岩。偶尔可见脉岩夹石，开采时可手选废弃。矿体直接围岩及夹石含磁铁矿较多，采矿过程中降低了矿石贫化率。围岩蚀变主要有硅化(石英化)、绿泥石化、绢云母化、绿帘石、碳酸盐化。

3.5 矿床成因及找矿标志

矿床成因类型属于火山沉积变质热液型，形成于早元古代。矿床工业类型属于火山沉积变质含钴磁铁矿矿床。矿床受下元古界辽河群里尔峪组控制，绿泥石化、硅化(石英化)、绿帘石化、磁铁矿化常为其找矿标志，磁异常也常为此类铁矿直接找矿标志。

4 结语

——经过地质测量、面积性地面磁测，又有取样工程和钻孔工程控制，大致查明勘查区地层、构造，大致掌握矿体的形态、产状等特征。

——在铜铁矿的勘查中，磁法测量效果明显，与其他的地质工程勘查手段的共同应用，相互验证，可判断矿产质量与矿床成因等因素，方便找矿实施。

——在周家镇同类矿床已有多处，矿体局部伴生钴、铜元素，目前均未被综合利用，建议瓦房沟矿床开采时将钴元素进行综合利用，以提高资源综合利用水平、提高矿山经济效益。