辽宁本溪团山子铁矿矿床特征

2020-06-05张鐘月郭亚波王生文

资源信息与工程 2020年2期

彭虎, 张鐘月, 郭亚波, 张松, 王生文

(1. 辽宁省能源地质勘查开发研究院有限责任公司,辽宁沈阳 110013; 2. 辽宁省地震局,辽宁沈阳 110031)

0 引言

团山子铁矿位于辽宁省本溪市柳河子地区，紧邻著名的歪头山铁矿附近。鞍山—本溪地区是我国鞍山式磁铁矿研究程度最深入的地区[1-3]。前人对团山子铁矿附近的歪头山铁矿从岩石地球化学特征、构造、成因类型及形成时代等多个方面做了详细研究[4-6]。依据该区地质特征结合高精度磁法测量，辽宁省能源地质勘查开发研究院在团山子地区发现两条良好的磁铁矿矿体，显示了该区良好的磁铁矿成矿地质条件。

1 矿区地质特征

矿区位于著名的歪头山铁矿西侧，出露的地层主要为太古界中鞍山群茨沟组、大峪沟组变质岩系和第四系(图1)。茨沟组主要分布在矿区东部，大峪沟主要分布在矿区西部。岩浆岩主要为中生代早白垩世花岗岩，对矿体有一定破坏作用。矿区构造比较复杂，既有褶皱构造又有断裂构造。区内褶皱构多为复式褶皱，断裂多以北东～南西向断裂为主。

2 矿区地球物理特征

通过前人工作成果，磁性参数测定，研究区磁铁矿石磁化率变化范围在1 000×10-6～1 300 000×10-64πSI之间，剩余磁化强度变化范围在500×10-3～460 000×10-3A/M之间。1∶10000高精度磁测共发现3个高值异常区，T1异常区钻探揭露共发现两条铁矿体。

图1 研究区地质图

图2 矿区1∶10000高精度磁测ΔT异常等值线图

2.1 T1异常区

从ΔT等值线平面图看，本区被高值异常覆盖，异常值变化不均匀、不集中。异常最高值为1 200 nT，最低值为-400 nT。其中西北部出现高值异常并且有继续向北延伸的趋势，东部存在对应的低异常并且有继续向东延伸的趋势；在东南部出现高值异常，其西北部存在对应的低异常，两侧异常近于对称。两边窄中部宽，整体向西南侧方向宽度有渐增的趋势。

2.2 T2异常区

从ΔT等值线平面图看，本区异常最高值为1 000 nT，最低值为-400 nT。高值异常呈包体状，异常值变化均匀、集中，向四周异常值呈环状有渐减趋势；西南部出现负异常。异常体走向北西，倾向西南。

2.3 T3异常区

从ΔT等值线平面图看。异常最高值为1 200 nT，最低值为-600 nT。其中异常区中东部出现包体状高值异常；西北部出现正异常，呈对称状，中间为负异常；南部出现负异常。整体异常值变化均匀，呈现北部异常值高，南部异常值低。等值线呈现北部窄南部宽，整体向西南侧ΔT等值线宽度有渐增的趋势。

3 矿体地质特征

T1异常区钻探揭露共发现两条铁矿体，矿体地表出露不佳，多为隐状的盲矿体赋存在太古宙鞍山群地层中。矿体顶部埋深253.15～385.90 m(标高～148.00～342.29 m)，赋存于太古宇鞍山群大峪沟组中，呈单斜厚板状产出。

3.1 矿体特征

区内已经发现的铁矿化主要分布在矿区的西南部，矿体即为达到工业品位的条带状磁铁石英岩。钻探工作共圈定两个矿体，形态为板状，与围岩界线清楚。

1号矿体产状倾向南西210°～240°，倾角30°，呈单斜层产出。见矿深度在253.20～423.60 m之间，矿体宽约50～100 m，延伸超过380 m，厚度在8.3～43.8 m之间，厚度平均约为17.48 m，品位在15.00%～39.11%之间，平均品位28.55%，矿体内夹层从0.2～2 m不等。

2号矿体产状倾向南西210°～240°，倾角45°，呈单斜层产出。见矿深度在291.40～451.80 m之间，矿体宽约150～200 m，延伸超过380 m，厚度在8～60 m之间，厚度平均约为32.45 m，品位在15.00%～45.28%之间，平均品位30.54%，密度为3.4 g/cm3，矿体内夹层从0.2～1.5 m不等。

3.2 矿石质量

(1)矿石矿物的成分。矿石矿物主要为为磁铁矿，含量15%～47.5%，伴生矿物为黄铁矿，约占1%以下。矿石中的矿物成分较简单。通过光、薄片观察研究，铁矿石中发现有十余种矿物，分别属于氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硫化物等4大类。按其生成环境可分为原生及次生两大类。原生矿物主要有磁铁矿、石英、方解石、白云石、铁白云石、透闪石、阳起石、绿泥石、电气石、黄铁矿、黄铜矿；次生矿物主要为镜铁矿、假象赤铁矿、绢云母、滑石。

(2)矿石的结构构造。铁矿层经历了多期次的变形变质作用的改造，形成了不同的结构构造类型。构造类型有条带状、条纹状、角砾状、小褶皱状、块状、石香肠状等，以条带状为主，其次为角砾状及小褶皱状。条带状构造的条带宽窄不一，最宽条带>35 mm，最窄条带<0.5 mm，多数条带宽为1～5 mm；条带由黑白相间的铁质条带和硅质条带构成，黑色条带主要由铁矿物组成，有少量的石英、硅酸盐矿物及碳酸盐矿物；浅色条带主要由石英及少量碳酸盐矿物和硅酸盐矿物组成。

结构类型有镶嵌粒状变晶结构、鳞片粒状变晶结构、柱状粒状变晶结构等。镶嵌粒状变晶结构，二种粒径的条带呈相间分布，粗粒粒径在0.15～0.25 mm之间，细粒粒径在0.025～0.05 mm之间，细颗粒间呈锯齿状、港湾状接触，见有后期的碳酸盐矿物呈脉状平行条带贯入，粒径在0.035～0.35 mm之间。

4 矿床成因与找矿标志

4.1 矿床成因

团山子床铁矿位于鞍山—本溪铁矿成矿带内。结合区域资料，斜长角闪岩层原岩系海底拉斑玄武岩，石榴阳起片岩夹黑云片岩等原岩为泥质、砂质沉积岩，阳起石英岩原岩为镁铁质、硅质沉积岩[5]。含铁的基性火山岩进入海水后经化学沉积形成铁硅质化学沉积岩，以后经历了漫长的地质作用，区域变质作用而形成了铁矿床[3,7]。本矿床产于鞍山群茨沟组与大峪沟组之中，在区域上其特征与周边的歪头山、马耳岭、棉花堡子铁矿特征相似[4]。对比邻近的歪头山铁矿，团山子铁矿床应为典型的变质火山～沉积铁矿，即鞍山式铁矿。