辽宁省凤城市弟兄山镇大南沟一带地质特征及铁矿成因讨论
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摘要：辽宁省凤城市弟兄山镇大南沟位于鸭绿江成矿带的西南地段。以下元古界辽河群变质岩系最为发育，本区铁矿床即位于下元古界辽河群里尔峪组二段地层中。该区铁矿成因类型属于变质火山—沉积型铁矿床，本区矿石自然类型为角闪岩型磁铁矿矿石，矿石工业类型为需选磁性铁矿石。
关键词：辽河群里尔峪组 铁矿 变质作用
中图分类号：P618.31 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0143-02
铁矿是钢铁工业的基本原料，广泛应用于国民经济的各个部门和人民日常生活的各个方面[1]，目前我国铁矿石探明储量为581.19亿吨，平均品位32.7%，其中贫矿占总量的97.7%，富矿很少。我国2006年进口铁矿石量3.25亿吨，预测2010年将进口5亿吨，十一五期间，我国所需铁矿石对外依存度为53%～65%，是世界铁矿市场用量最大的国家。而近几十年来，铁矿一直没有作为主攻矿种，铁矿勘查工作基本处于停滞状态，新发现矿产地和新增储量很少，因此加大铁矿勘查力度，保证矿石的供给迫在眉睫[2]。
本区位于营口—宽甸元古宙硼、铁、铅、锌四级成矿带的中段北部。区域内有铁矿、硼矿、黄铁矿、铅锌矿及钾长石、蛇纹石、硅石、萤石、理石等九种矿产15处以上的矿床、矿点。其中以分布于大石桥组中的磁黄铁矿和赋存于里尔峪组中的铁硼矿等层控矿床最为重要。自上世纪八十年代经过多次地质评价工作，对该矿床的地质特征、规模形态和资源潜力有了初步的认识。近年来，通过对本区金矿的进一步研究，对该区的地质特征、矿床成因、成矿规律和找矿标志及资源前景有了新的认识。
1 区域地质概况
1.1 地质概况
该区地理位置处于凤城市弟兄山镇与刘家河镇接壤部位，其大地构造位置位于中朝准地台（Ⅰ）胶辽台隆（Ⅱ）营口-宽甸台拱（Ⅲ）东部南侧。区域内分布着下元古界辽河群地层和辽河期与燕山期岩浆岩。特别是下元古界辽河群变质岩系发育，且与区内矿产资源成矿关系密切，加之区内断裂构造发育，为区域内矿产资源的形成了良好的地质条件。可见该区附近具有较好的成矿潜力。
该区附近出露的地层主要有下元古界辽河群里尔峪组、高家峪组、大石桥组、盖县组及新生界第四系地层。地层总体近东西分布，为辽东地区硼、铁矿产的蕴矿层位之一。其中以辽河群里尔峪组地层在本区域内出露最为广泛，根据其岩石组合，赋矿特征自下而上划分为二个岩性段，一段为变粒岩段（Pt1Ll1），其岩石组合为黑云角闪变粒岩、黑云变粒岩、电气变（浅）粒岩夹镁质大理岩、含硼蛇纹岩。构成硼、铁火山-沉积变质建造。二段为浅粒岩段（Pt1Ll2），其岩石组合为黄铁磁铁浅粒岩、磁铁浅（变）粒岩、钾长浅粒岩。构成含铁、铜、钴火山-沉积变质建造。辽河群里尔峪组二段地层是本区铁矿的重要含矿层位。
区域内岩浆岩主要有早燕期黑云母花岗岩（r25）、二长花岗岩（ηr25），其次为闪长岩，另外有局部出露的正长斑岩，花岗闪长岩、花岗斑岩、闪长玢岩，伟晶岩等脉岩。
1.2 地球物理场特征
由区域航磁异常平剖示意图可见：区域南部主要为正缓磁场，与早燕山期二长花岗岩（ηr25）对应；区域西部，为低缓的正负跳跃场，其南部戴家沟附近与里尔峪组变质火山岩对应，北部与大石桥、盖县组及张家沟-马坊子一带较多的磁黄铁矿床、矿点对应；区域北部的中部和东部为负缓场，与高家峪组、大石桥组和盖县组对应。在曲榆背-砬子沟老坪坨一带，即北部负缓场和南部正缓场之间，存在一个400～800nT的较高的航磁异常带，其异常强度西部较高，为600～800nT，东部较低，为400nT。该异常带与辽河群里尔峪组二段地层对应。根据本区以往多年找矿经验，这种异常可能是由辽吉花岗岩下伏的里尔峪组中的硼矿、硫铁矿体或杨林式铁矿体引起的，因而该异常带具有较重要的找矿指示意义。
本区内矿体呈透镜状，赋存于里尔峪组二段地层中磁铁浅（变）粒岩与斜长角闪岩的接触部位，矿体总体走向与地层走向基本一致，产状为325°～330°∠65°～70°。矿石矿物主要为磁铁矿，局部见有黄铁矿。磁铁矿：黑色，金属光泽，半自形、他形晶，呈细粒浸染状，或与黑云母一起构成条带状分布，含量占15%～20%。黄铁矿：黄～黄白色，金属光泽，呈自形立方体晶形，以星散状分布在局部的矿石中，含量占1%～5%（局部）。黄铁矿为混合岩化热液活动的产物。脉石矿物主要有斜长石、角闪石等。
根据区内的铁矿石的矿物成份和结构构造特征，本区铁矿矿石自然类型确定为角闪岩型磁铁矿矿石。由于矿石中TFe品位较低，且含铁矿物除角闪石、斜长石外，主要的铁矿物为磁铁矿，故该矿区的铁矿石工业类型为需选磁性铁矿石。
3 矿床成因分析
3.1 区域变质作用与成矿
距今20～25亿年，营口-宽甸一带太古代基底南北裂开，有人称之为“辽东裂谷”。该阶段陆续堆积了海相、火山碎屑、泥砂质及碳酸盐岩沉积。约在距今20亿年发生了辽河期造山运动，伴随强烈的变形变质作用，形成了辽河群一套变粒岩、浅粒岩、片岩和大理岩类的火山-沉积变质岩系。由于强烈的变形变质作用，使原来的火山-沉积岩层形成了大量变质矿物，某些矿物组分发生了迁移和富集，伴随变质气液作用，形成了多种有用矿产。辽河群里尔峪组中的硼矿、铁矿等层控矿床都经历了火山-沉积初始富集，变形变质迭加改造重就位等复杂成矿过程。
3.2 地层与成矿
（1）成矿控制因素。
地层控制因素：铁矿床的形成与地层层位有着密切的关系，铁矿体赋存在下元古界辽河群里尔峪组二段磁铁浅粒岩与斜长角闪岩接触部位，矿体呈透镜状、扁豆状、与层理一致。这套地层属于海底火山沉积变质产物，海底火山喷发，带来丰富的铁质成份，是形成这类铁矿床的物质基础。
岩性控制因素：铁矿体赋存在斜长角闪岩中，斜长角闪岩为铁矿体顶底板的直接围岩。
变质热液控制因素：原始海底火山喷发带来的铁元素经初始沉积富集，经区域变质作用，变质热液活动，使初始富集的铁矿物质活化迁移、富集，经后期长英脉体混合注入，使磁铁矿颗粒变粗并进一步富集，都说明变质热液在铁矿成矿过程起着一定控制作用[3]。
（2）矿床成因。
辽东裂谷裂开后形成了一套海底火山沉积及海相陆源沉积的岩石。经辽河期区域变质作用及变质热液作用，使初始沉积的铁元素活化迁移，含铁溶液沿层理、层间裂隙运移和富集形成铁矿。该铁矿床属变质火山—沉积型铁矿床。
（3）找矿标志。
第一，本区内的下元古界辽河群里尔峪二段地层是区域内铁矿的主要蕴矿层位；第二，本区的矿体多位于里尔峪组二段磁铁浅（变）粒岩与斜长角闪岩接触部位；第三，区内里尔峪组二段地层中航磁和地磁异常较好地段是铁矿成矿的有利部位，对本区航磁、地磁异常规律的解译是寻找本区铁的关键所在。
参考文献
[1] 张义勋，等.矿产资源工业要求手册.2010，8.
[2] 王宝金，等.吉林省铁矿找矿潜力及找矿方向，地质与资源，2009，18（1）.
[3] 王振生，等.辽宁省凤城市弟兄山镇大南沟—— 南天门硼铁矿普查报告，2010，6.