辽宁灯塔兴顺铁矿地质特征及找矿方向

李海洋

（辽宁省地质矿产研究院有限责任公司）

辽宁铁矿资源丰富，资源储量约占全国铁矿总量的1/4，尤其是鞍山、本溪、辽阳地区，矿床类型以沉积变质型（鞍山式铁矿）为主，赋矿层位主要为太古界鞍山岩群的茨沟岩组、大峪沟岩组和樱桃园岩组，矿石类型以磁铁矿为主，矿床通常具有规模大、易开采、易选矿等特点［1-3］。兴顺铁矿位于辽宁省辽阳灯塔市鸡冠山乡，紧邻弓长岭铁矿集中区，区域内铁矿分布广泛，且不乏大中型铁矿，其中大型铁矿有歪头山、棉花堡子、大河沿、北台沟和贾家堡子，中型铁矿有马耳岭、梨树沟、小汪沟等［1］。兴顺铁矿目前正在开采的矿体埋深较浅，矿体产状、厚度、品位等相对稳定，矿体向深部延伸趋势明显，其深部仍有较好的找矿潜力，在地质测量、磁法测量、钻探验证的基础上，结合矿山现有的开采中段，通过分析矿体地质特征、赋存规律等，以期为该矿床深部找矿提供依据和指导，有望在深部勘查工作中取得新的找矿突破。

1 区域地质

研究区大地构造位置处于中朝准地台（I）、胶辽台隆（II）、太子河—浑江台陷（III）、辽阳—本溪凹陷（IV）构造单元的东部［4］。太古代混合花岗岩构成了区域基底，新元古界至中生界沉积地层发育在基底裂陷部位，太古界变质表壳岩（即鞍山岩群）呈残留体存在于大面积分布的太古代混合花岗岩之中，著名的鞍山式铁矿即赋存于鞍山岩群之中［1，4］。

区域出露地层主要为太古界鞍山群大峪沟岩组（Ar3d）、茨沟岩组（Ar3c）及新生界第四系（Q），其中大峪沟岩组（Ar3d）岩性主要包括二云变粒岩、黑云变粒岩、斜长角闪岩及角闪变粒岩，原岩建造为陆相碎屑和火山岩；茨沟岩组（Ar3c）岩性主要包括斜长角闪岩、黑云变粒岩及云母石英岩，局部夹扁豆状磁铁石英岩。

研究区处于北东向断裂与北西向断裂交汇控制的近三角形构造格架内，经历了多次地壳运动，地质构造多次叠加，褶皱构造和断裂构造均很发育。褶皱构造表现为鞍山群呈断续的钩状体分布在歪头山—北台，长约30 km 的弧形构造带上，该弧形构造带走向近南北，弧顶向东突出，形成东西2个铁矿带，本区位于东部矿带中段。东西矿带构造样式从早期到晚期，由明显不协调紧闭同斜型向开阔等厚型褶皱过渡，表现出从早到晚岩石从塑性流动变形向韧脆性变形的演变历程，并留下了3期比较显著的褶皱变形形迹，变形过程中构造置换特征明显，并以第一期最为突出。褶皱枢纽以近南北向为主，轴面向西倾斜。由于褶皱的多次叠加以及花岗岩的侵入，褶皱构造常常呈极其复杂的形态。区域上存在北北东向、北北西向、近东西向和近南北向4组断裂构造，其性质多为逆断层或逆掩断层。就其规模而言，北北东向断裂规模最大，北北西向次之，近东西向又次之，近南北向的最小。就其时代而言，近南北向断裂最老，北北西向次之，近东西向又次之，北北东向的断裂时代最新。表现出线形构造由老至新规模愈来愈大、发育程度愈来愈高的特点。

区域岩浆岩主要为新太古代混合花岗岩体（γcAr3）及新太古代片麻岩（Ar3gn）。其中新太古代混合花岗岩体（γcAr3）主要分布在区域东部，规模相对较小，与茨沟岩组、新太古代片麻岩多呈构造接触；新太古代片麻岩（Ar3gn）分布范围较广，区域内多见且规模相对较大，与茨沟岩组呈侵入接触和构造接触（图1）。

2 矿区地质特征

矿区内出露地层主要为太古代鞍山岩群茨沟岩组变质岩和第四系。区内变质岩系由于强烈的混合岩化及构造作用，使变质岩系形成大小不等、形态不一的变质岩残块，第四系覆盖在变质岩及混合岩之上。茨沟岩组（Ar3c）上部为黑云片岩、云母石英岩、石榴阳起（绿泥）岩、阳起岩、少量黑云变粒岩；下部为斜长角闪岩夹阳起（透闪）磁铁石英岩，为主要赋铁矿层位。变质岩系呈层状和变质岩残块分布于混合岩中，岩性主要为阳起磁铁石英岩、斜长角闪岩、云母石英片岩等，铁矿赋存在此层中，阳起磁铁石英岩为赋矿岩石。岩层总体走向东西，倾向南，倾角45°～55°。

矿区构造处于大汪沟背斜的西南部，为单斜地层，岩层总体走向近东西，倾向南，倾角45°～55°，区内未见断裂构造。

矿区岩浆岩主要为新太古代混合花岗岩（γcAr3），与铁矿及变质岩多呈混合交代接触关系，可分2种类型：一是灰白色混合花岗岩，出露较少，多呈灰白色，偶呈粉红色、黄褐色，中粗粒花岗变晶结构，块状构造，主要由斜长石、石英、少量微斜长石、黑云母、绿泥石组成，含极少量钾长石；二是肉红色混合花岗岩，分布较广，岩石呈红褐色，中细粒花岗变晶结构，块状构造，主要由斜长石（30%）、微斜长石（35%）、石英（30%）、绿泥石（2%～3%）、白云母和绢云母（1%～2%）、微量磁铁矿等组成。斜长石为钠更长石，具钠氏双晶，晶体具绢云母化，半自形至他形晶，粒径1～2 mm，被微斜长石交代，其接触处缝合线状结构。微斜长石多为他形晶，粒径1～3 mm，晶体中多具细粒斜长石、石英、白云母、绿泥石等包裹物。石英为他形晶，波状消光强烈，多为中细粒状，粒径0.5～2 mm，多被包裹在长石矿物晶体和集中分布在细鳞片白云母、绿泥石聚合体中，反映交代残留的原生组构（基体）轮廓。混合花岗岩对铁矿起破坏作用，产生切穿矿体的长英质脉贯入或穿插现象等，往往会影响矿石品位。区内出露的岩脉主要有煌斑岩脉、闪长玢岩脉、花岗闪长斑岩脉，均为成矿后脉岩。

通过地面高精度磁法测量工作，发现矿区内分布有连续（或断续）的磁异常带（或点），圈定出2处高磁异常区。Ⅰ号磁异常区磁异常分布于矿区东南部采矿区中，磁场最高值为2 400 nT，连续分布范围510 m×（200～50）m，其中向东南断续分布3 处磁异常，地表出露岩性为茨沟岩组，包括斜长角闪岩、磁铁石英岩、角闪斜长片麻岩。偏高磁场为磁铁石英岩引起，为顺层磁化有限延伸厚板状体。Ⅱ号磁异常区磁异常分布于矿区西北部，磁场最高值为3 100 nT，连续分布范围400 m×（300～100）m，磁异常呈断续分布，分布杂乱，地表出露岩性为茨沟岩组，包括斜长角闪岩、磁铁石英岩、角闪斜长片麻岩。偏高磁场为磁铁石英岩引起，为顺层磁化有限延伸厚板状体。

3 矿体地质特征

3.1 矿体特征

区内含矿层位为太古界鞍山岩群茨沟岩组的变质岩系，目前已开采的2 条矿体，编号分别为FeⅠ、FeⅡ，矿体产状走向近东西，倾向南，倾角50°～60°。在矿区西部的Ⅱ号磁异常区，通过钻探工程验证，于60～0 m标高新发现了1条隐伏矿体FeⅢ，走向北东东，倾向北西，倾角50°～55°。矿体形态多呈长透镜体状或断续分布的不规则状（图2）。

（1）FeⅠ矿体位于矿区中部1～4 号勘探线，地表由4 条槽探工程控制，由于2 号勘探线与3 号勘探线实际间距为140 m，虽然技术上推断为同一矿体，但超过了规范要求的控制间距，所以将FeⅠ矿体断开成两部分，分别为FeⅠ-1、FeⅠ-2。其中FeⅠ-1 深部由250 m中段坑道工程控制，FeⅠ-2 深部由240，210，160，130，100 m 中段坑道工程控制。矿体呈长透镜状产出，走向近东西，倾向南，倾角约57°，矿体长约400 m，平均真厚度约9.80 m，平均品位（TFe）29.73%。现有工程最低开采中段为100 m 标高，矿体厚度、品位稳定，对FeⅠ铁矿体做磁法反演推断剖面图，发现矿体向深部延伸明显，与现有巷道控制矿体的拟合程度极高，结合现有采矿巷道可见的矿体特征，矿体沿倾向向深部仍有明显的延伸趋势，可自然延伸到90 m 标高以下，深部成矿潜力较好。

（2）FeⅡ矿体组位于矿区西部，由ZK01 钻孔控制，为隐伏矿体，走向近东西，推测长度100 m，倾向南，倾角约55°，矿体赋存标高340～290 m，矿石平均品位（TFe）27.09%。

（3）Fe Ⅲ矿 体 位 于 矿 区 西 南 部，由ZK1010、ZK1011、ZK1031 和ZK1032 4 个钻孔控制，为隐伏矿体，矿体走向北东东，倾向北西，倾角在50°～55°，工程控制矿体赋存标高为60～0 m，矿体平均厚度5.7 m，推测长度约190 m，矿石平均品位（TFe）25.75%。该矿体为新发现矿体，矿体赋存位置较深，赋存标高明显低于现有采矿工程的最低开采中段（100 m 中段），是该矿区深部找矿的典型成果，表明矿区深部仍有较好的找矿前景。

3.2 矿石质量

矿石矿物主要由磁铁矿组成，脉石矿物有石英、阳起石、透闪石、透辉石、方解石、绿泥石等。矿石结构主要为中粒变晶结构，矿石构造主要为条带状构造和块状构造。矿体内非矿岩石主要有透闪阳起岩、含铁阳起石英岩、阳起云母石英片岩及伟晶岩。前3种岩石均呈薄层状、扁豆体沿铁矿体条带层面分布，规模不大，数量不多，对矿体的完整性无太大影响。

3.3 矿石类型

矿区铁矿石工业类型主要是未氧化的磁铁矿，矿石自然类型包括磁铁石英岩、阳起磁铁石英岩2种，其中以阳起磁铁石英岩为主。

3.4 矿体围岩及蚀变

矿体围岩与夹石主要为斜长角闪岩、云母石英片岩、变粒岩、片麻岩、混合伟晶岩及混合岩等。矿体及围岩的蚀变主要有绿泥石化、碳酸盐化及黄铁矿化等。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

该矿床的矿体主要赋存于太古宙鞍山岩群茨沟岩组的变质岩系地层中，为海底火山喷发形成的条带状硅铁建造型铁矿床，该类矿床在我国分布广、规模大、储量大，特别是在鞍山地区更有广泛分布并且研究最早，因此，在我国有鞍山式铁矿之称。在其成因研究中，认为一般是由硅铁质互层形成的条带状硅铁建造（简称BIF），是薄层状或条带状结构的富铁沉积岩，是太古宙沉积岩经变形变质作用形成的产物［1-3，5-7］。太古代时期地壳较薄，在拉张性断裂作用下形成了大洋裂谷及海盆地，强烈的岩浆活动使大量富铁幔源岩浆沿裂隙喷发、沉积到海底，加之从洋壳中淋滤（萃取）出的硅、铁物质，经化学沉积作用形成了硅铁沉积层，后期陆壳形成过程中又经历了多次岩浆活动和变质变形作用，使富含铁矿的硅铁建造发生富集或破坏，呈不规则的残留体赋存在变质岩系地层之中［1，8-9］，形成沉积变质型铁矿床。

兴顺铁矿区内太古宙鞍山岩群茨沟岩组变质岩系发育，多呈残留体分布在大面积发育的太古代混合花岗岩内，铁矿体主要赋存于茨沟岩组下部的斜长角闪岩中，受各种脉岩及混合花岗岩的侵入作用，使铁矿体的形态呈不规则状或长透镜体状。矿体分布受茨沟岩组控制明显，已发现的矿体均产于茨沟岩组内，主要矿石类型为条带状磁铁石英岩，矿石及围岩蚀变以绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化及阳起石化等为主。结合周边相同成矿地质条件下形成的邻近矿山矿床成因研究结果［9］，确定兴顺铁矿属于典型的沉积变质型磁铁矿床。

4.2 找矿标志

（1）地层标志：太古宙鞍山岩群的茨沟岩组变质岩系是铁矿的赋存部位，尤其是下部的斜长角闪岩，是寻找铁矿的主要标志。

（2）地球物理标志：磁铁矿体（磁铁石英岩）具有强磁性，可引起明显的磁异常，是寻找铁矿的有效标志。

（3）蚀变标志：绿泥石化、碳酸盐化、黄铁矿化、阳起石化等典型蚀变，是找矿的重要标志。

5 结 语

兴顺铁矿区内矿体赋矿层位为太古宙鞍山岩群茨沟岩组，矿石类型主要为磁铁石英岩，围岩以斜长角闪岩为主，围岩蚀变以绿泥石化、碳酸盐化及黄铁矿化等为主，属于典型的鞍山式铁矿。已开采矿体沿倾向向深部延伸明显，且在矿区西南部较深位置发现了新的隐伏矿体，表明矿区深部找矿潜力良好，可利用已有矿体特征及找矿标志继续探寻深部矿体，扩大矿山资源储量规模。