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摘要 :吉林白山及周边地区铁矿资源丰富,是我国 重要的铁矿产地。通过梳理已有铁矿资料,总结出白山 及周边地区铁矿成因类型主要分为沉积—变质型铁矿床、 沉积型铁矿床、卡岩型铁矿床、岩浆分异型铁矿床以及风 化淋滤型铁矿床等五大类型。在分析矿床地质特征及区 域成矿背景的基础上,通过对地层、岩浆岩与地层接触 带、已有矿床及航磁异常等方面分析研究, 圈定了四个找 矿的远景区 :辉南县大椅山—靖宇县景山—桦甸市马家 店沉积—变质型铁矿成矿远景区、板石沟—爱林沉积— 变质型铁矿成矿远景区、辉南县楼街乡—永胜屯沉积— 变质型铁矿、柳河县大砬子沟—辉南县永安堡矽卡岩型 铁矿成矿远景区。
关键词 :铁矿床,矿床类型,找矿方向,吉林白山
我国是钢铁消耗大国,也是生产大国,但对于钢铁的 基础原材料铁矿石进口依存度高居不下。目前国际形式 下,应加大国内铁矿地质勘查勘查力度,增加国内铁矿石 的自给度,降低铁矿石对外依存的风险,提高产业链供应 链安全保障程度。而吉林白山地区铁矿资源丰富,是我国 重要的铁矿产出地, 具有较好的铁矿成矿条件和成矿地质 背景,目前已发现有中小型铁矿床几十处,其中板石沟铁 矿为大型铁矿,是通化钢铁的主要资源产地之一。通过近 些年在白山及周边地区的工作, 开展了该区铁矿矿床类型 和成因研究,总结该区铁矿资源潜力,探讨白山地区铁矿 地质特征及找矿方向,提出该区的找矿远景区,指导下一 步找矿工作,力争新一轮找矿突破战略行动中,该区域实 现新的突破。
1 区域成矿背景
吉林白山及周边地区大地构造位于开原—和龙断裂 带的南侧, 华北地台的北缘东段的营口—宽甸台隆的长白 断块,属于古亚洲构造成矿域、滨西太平洋构造成矿域的 结合部位,龙岗背斜出露于区内。区内出露有太古代鞍山 群地层,为区内主要的沉积—变质型铁矿的赋矿地层,由 各类片麻岩、条带状角闪磁铁石英岩、斜长角闪岩及各种混合岩组成的古老变质岩系, 原岩为基性火山岩—碎屑沉 积岩。被后期混合岩化作用、岩浆作用的破坏,将太古代 地层穿插、吞噬成七零八碎的。元古界主要分布在龙岗背 斜的南北两侧翼部,为本区早元古界集安群和老岭群、中 元古界的色洛河群及新元古界青白口系, 震旦系为浅海沉 积建造,为本区沉积型铁矿的主要赋矿层位。古生界主要 为杂碎屑岩建造和火山碎屑岩建造, 是本区矽卡岩型铁矿 的主要围岩。
发育有断裂构造,有集安—松江断裂,为区内最大的 断裂构造,贯穿白山及周边地区 ;本溪 - 通化断裂也属于 大型断裂,规模大、活动强烈。同时区域发育褶皱构造, 有龙岗背斜, 多数的鞍山式沉积变质型铁矿位于龙岗背斜 褶皱构造两测翼部。
岩浆侵入活动十分频繁,从老至新可划分为阜平期、 五台期、加里东期、华力西期、印支期和燕山期六大旋 回,其中尤以华力西期和燕山期最为发育。岩浆侵入活 动以花岗岩最为发育。阜平期和五台期花岗质岩体为变 质花岗质岩石即TTG 组合。加里东期为基性—中酸性岩 浆侵入。华力西期岩浆活动强烈,早期基性、超基性岩浆 活动为主,其中部分基—超基性岩体与磁铁矿有关。中 期不发育,晚期大面积出露。印支期侵入岩与构造关系 十分密切。
2 铁矿床类型及地质特征
2.1 铁矿床类型
我国已发现多种铁矿床类型,主要为沉积—变质型铁 矿床、沉积型铁矿床、岩浆型铁矿床、矽卡岩型铁矿床、 火山岩型铁矿床等。通过近些年的地质勘查工作认为,白 山及周边地区铁矿床可分为四类 :沉积—变质型铁矿(变 质硅铁建造型和变质碳酸岩建造型)、沉积型铁矿,矽卡 岩型铁矿及岩浆分异型铁矿以及风化淋滤型铁矿等类型。 上述几种类型以沉积—变质型铁矿为白山地区主要的铁 矿床类型,其它类型仅发现一些小型的铁矿或矿点,如江 源区五道阳岔铁矿(岩浆分异型小型铁矿)。
2.2 主要地质特征
按照不同矿床类型, 阐述各类矿床的主要地质特征。
2.2.1 沉积—变质型铁矿
按照变质前原岩可将该类矿床分为两种,分别为变质 硅铁建造型铁矿床和变质碳酸岩建造型铁矿矿。
其中变质硅铁建造铁矿,分布于龙岗背斜的南北两翼 及轴部,其分布方向受地层的控制,与龙岗背斜轴向方向 一致,呈北东—南西向带状展布,矿体赋存于太古代变质 岩系内,主要为鞍山群的四道砬子河组、杨家店组及三道 沟组中。鞍山群岩石以达到角闪岩—绿片岩相,岩石组合 为斜长角闪岩、黑云角闪斜长片麻岩、黑云变粒岩及磁铁 石英岩等,具有片麻状、条带状构造等,原岩是以基性中 基性火山岩和中酸性火山岩为主的火山岩—碎屑沉积岩。 受后期的混合岩化作用及伟晶岩和石英脉穿插, 该套地层 已经被破坏成残留团块、扁豆体及透镜状等。典型矿床有 板石沟铁矿、马架子庙岭铁矿及靖宇县阳岔河铁矿等。矿 体受地层控制, 矿体主要产于斜长角闪岩和黑云角闪片岩 之中。与围岩呈整合接触,成层或互层状产出。矿石结构 为中细粒变晶结构,矿石构造为块状、条带状或条文状 ; 矿石矿物为磁铁矿为主,少数伴有赤铁矿、镜铁矿、磁黄 铁矿及黄铁矿等,磁铁矿颗粒粗大,利于选矿回收。围岩 蚀变有绿泥石化、黄铁矿化等。该类型矿床品位较低。该 类矿床多存在着盲矿体,如阳岔河铁矿、靖宇县二道阳岔 铁矿床, 在矿区内均发现了多条隐伏矿体。
变质碳酸岩型铁矿床的原岩遭受区域变质作用较浅, 主要赋存于辽河群千枚岩和碳酸岩地层中, 主要矿床为大 栗子铁矿。碎屑岩建造和碳酸岩建造构成该类型的含矿岩 系。矿体一般呈不规则状分布, 如扁豆状。
2.2.2 沉积型铁矿
震旦系钓鱼台组、南芬组为本类型铁矿的赋矿层位, 已发现七道沟铁矿、小南岔铁矿等。分布大体与区域构造 线方向相同,成北东南西向的成矿带。含矿岩系为千枚岩 夹石英岩、大理岩等。铁矿层严格受层位控制,产状与地 层一致,与地层呈整合接触,多层产出,层位稳定,矿体 为层状、似层状、扁豆状或梳状、豆荚状等。矿体一般短 而薄,但深度大。矿石结构为中细粒、自形—他形结构, 交代残余结构、花斑状结构等。矿石构造为致密状、同心 环状、葡萄状及角粒状等构造。矿石矿物成分主要为赤铁 矿、磁铁矿、菱铁矿。围岩蚀变为白云岩化、绿泥石化及 硅化等。
2.2.3 矽卡岩型铁矿
此类型铁矿形成于燕山期,主要与这一时期的中酸性侵入岩有关,同时还有铜、铅、锌等金属矿化现象。矿化 部位产在正长岩、闪长岩及正长花岗岩等小岩珠与地层的 接触带上或者附近 , 或在岩体内部或内、外矽卡岩带中。 此类型铁矿规模较小。矿石有致密块状和浸染状两种,主 要矿物是磁铁矿,含有少量的赤铁矿、黄铁矿及黄铜矿 等,脉石矿物有钙铝榴石、钙铁榴石、透闪石、透辉石、绿 帘石及少量的符山石等矽卡岩矿物。品位较富,如刁窝砬 子北山铁矿TFe55.90%、SFe55.80%。但矿体形态复杂,产 状多变,呈不规则脉状、透镜状和似层状。少数矿体出露 地表, 多数是隐伏的盲矿体。
2.2.4 岩浆分异型铁矿
成矿时代为加里东期—燕山期,主要与基—超基性岩 体有关。数量较少,有江源区五道阳岔铁矿等。由于岩体 的分异作用较差,矿石品位低,具有浸染构造和条带状构 造的特点,构成具有本区特色的岩浆型贫铁—超贫铁矿 床。五道阳岔铁矿辉长岩—辉石闪长岩侵入到太古代鞍 山群的杨家店组的斜长角闪岩、黑云斜长角闪片麻岩、云 母片岩等中,呈不规则状形态。辉长苏长岩是贫磁铁—超 贫磁铁矿的赋矿岩体,岩石暗灰绿色,变余半自形粒状结 构,块状、斑杂状构造。主要造岩矿物有斜长石、紫苏辉 石、透辉石, 次要矿物有角闪石、黑云母、磷灰石, 次生蚀 变矿物有滑石、绢云母、次闪石、绿泥石、绿帘石、碳酸盐 等,可利用矿物为磷灰石、磁铁矿、钛磁铁矿和钛铁矿。
2.2.5 风化淋滤型铁矿床
在白山及周边地区发现的风化淋滤型矿床主要为一 些矿点,其主要在新生代成矿,且与构造关系密切。中新 元古界色洛河群和古生代的石炭系鹿圈屯组为该类矿床 的矿源层,常赋存于构造破碎带内,地表踏勘发现为胶状 褐铁矿,为风化淋滤形成,受原生矿源层品位变化,该类 型矿床的全铁品位变化大, 属于不稳定矿床 .
3 成矿规律及找矿远景区的圈定
在对白山及周边地区铁矿类型总结的基础上,梳理赋 矿层位、构造控矿及围岩等成矿地质条件,归纳出白山及 周边地区铁矿床成矿规律, 圈定出白山及周边地区的找矿 远景区。
3.1 成矿规律
从上述的各种类型的铁矿床的成矿地质特征的综合 分析, 认为白山地区的铁矿床具有一下几条成矿规律 :首 先矿体受一定地层控制,与围岩呈整合接触,成层、互层 状或似层状产出, 如沉积—变质型铁矿床明显受到鞍山群 地层的控制分布,围岩为角闪质岩石类、云母片岩、片麻岩及黑云变粒岩等,遭受到后期的岩浆作用,混合岩化作 用的破坏 ;沉积型铁矿主要赋存于大栗子组和钓鱼台组、 南芬组等。其次受岩浆和构造的控制,矽卡岩型铁矿床主 要受燕山期中酸性侵入岩的控制, 赋存于中酸性侵入岩与 地层的接触带上。
3.2 预测原则(标志)
根据铁矿产出特点,从地层、岩浆岩与地层接触带及 已发现矿床的深边部和航磁异常等方面确定预测原则。
3.2.1 地层
沉积—变质型铁矿床明显受地层控制,位于复式向斜 褶皱构造的两侧翼部或者倒转两侧翼部, 为经过变质的火 山—沉积建造, 区域上有一定分布的航磁异常及地面高磁 异常等,赋存在太古代鞍山群的斜长角闪岩、黑云角闪斜 长片麻岩、黑云变粒岩及磁铁石英岩等岩石组合中。沉积 型铁矿受位于龙岗陆块两侧大栗子组和钓鱼台组、南芬组 等岩性控制,地面具有高磁异常和航磁异常。因此出露鞍 山群的区域是沉积 - 变质型铁矿的找矿远景区,大栗子组 和钓鱼台组、南芬组等岩性出露地区是沉积型铁矿的找矿 远景区。
3.2.2 岩浆岩与地层接触带
矽卡岩型铁矿床主要受燕山期中酸性侵入岩的控制, 赋存于中酸性侵入岩与地层的接触带上,并存在航磁异 常,接触带的围岩有矽卡岩、磁铁矿化等蚀变。
3.2.3 已有铁矿的深边部
已发现了中型矿床阳岔河铁矿和如二道阳岔铁矿等 多个小型矿床的深边部是找矿远景区优选部位。
3.2.4 航磁异常
在大于 100 纳特的航磁异常,同时地面高磁异常在 800纳特以上的异常强度。
3.3 找矿远景区
在上述的成矿规律研究和预测原则的基础上总结出 本区的四个主要的找矿远景区,但 3 个为沉积 - 变质岩型 铁矿床, 1 个为矽卡岩型铁矿。具体为 :
3.3.1 辉南县大椅山—靖宇县景山—桦甸市马家店沉积—变质 型铁矿成矿远景区
位于龙岗背斜的轴部,呈北东—南西走向,具有多处 航磁异常, 如吉 C-59-12.航磁异常强度达 100nT~1280nT,经地面高磁测量和地面异常检查, 发现了磁铁石英岩或转 石头,发现了阳岔河小型铁矿床。目前已经发现中型铁矿 床 1 处(阳岔河铁矿),多处小型铁矿如二道阳岔铁矿床、 马架子庙岭铁矿床等。以太古代鞍山群四道砬子河组的上 亚组和杨家店组上亚组为铁矿勘查对象。
3.3.2 板石沟—爱林沉积—变质型铁矿成矿远景区
位于龙岗背斜的南翼,呈北东—南西走向,赋矿地层 为太古代鞍山群四道砬子河组及杨家店组中。该远景区已 发现大型矿床 1 处(板石沟铁矿),小型铁矿多处,如爱林 铁矿、西坡铁矿、盖家沟铁矿及白山二道阳岔铁矿等,具 有多处航磁异常, 如吉C-77-15、吉C-77-16、吉C-77-17等, 经地面检查该处异常为磁铁石英岩引起。
3.3.3 辉南县楼街乡—永胜屯沉积—变质型铁矿成矿远景区
位于龙岗背斜的北翼,呈北东—南西走向。为太古代 鞍山群三道沟组上下亚组和杨家店组的上亚组为赋矿地 层。该远景区已发现多处小型铁矿床,如五分所铁矿床、 太平沟铁矿床等。
3.3.4 柳河县大砬子沟—辉南县永安堡矽卡岩型铁矿成矿远景区
该远景区已发现多个小型铁矿床及数个矿化点。该远 景区呈北东走向,矿体位于正长岩、二长岩与寒武系徐庄 组、张夏组的灰岩、页岩的接触带上, 如九里堡铁矿床等。
4 结论
白山及周边地区铁矿成因类型主要分为沉积 - 变质型 铁矿床、沉积型铁矿床,矽卡岩型铁矿床、岩浆分异型铁 矿床以及风化淋滤型铁矿床等五大类型。通过对地层、岩 浆岩与地层接触带、已有矿床及航磁异常等方面分析研 究, 圈定了了四个找矿的远景区 :辉南县大椅山—靖宇县 景山—桦甸市马家店沉积—变质型铁矿成矿远景区、板石 沟—爱林沉积—变质型铁矿成矿远景区、辉南县楼街乡— 永胜屯沉积—变质型铁矿、柳河县大砬子沟—辉南县永安 堡矽卡岩型铁矿成矿远景区。
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