弓长岭铁矿一矿区构造演化分析

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摘要：弓长岭铁矿包括一、二、三矿区和老岭-独木矿区，其中一矿区是目前弓矿公司最大的露天采区，已进入危机矿山行列，因此，开展弓长岭铁矿一矿区的构造演化研究，厘清弓长岭铁矿一矿区构造控矿规律，对于弓长岭铁矿一矿区深部及找矿分析具有较大的借鉴意义。研究表明：随着寒岭断裂的走滑运动，在弓长岭铁矿南盘左部出现了一个相对伸展区，右侧出现了一个相对压缩区。然后使得弓长岭矿带整体以软弱点为中心的逆时针旋转。在旋转的同时，弓长岭矿带被略微的拉长。在整个变形过程中，矿带尾端的转折端形成了第二软弱点。随着寒岭走滑运动的消减，弓长岭矿带开始沿着前期形成的断裂发生走滑，最终把弓长岭矿段改造成一大两小三个反“S”型，最终将弓长岭切割为三个矿区：弓长岭一号矿区、二号矿区、三号矿区。

关键词：弓长岭铁矿；地质；构造；演化分析

中图分类号：TD82文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）08（c）-0000-00

太古宙鞍山群是赋存条带状铁矿的地层，这是世界铁矿中规模最大、储量最多的一种类型，称之为鞍山式铁矿。这类矿床受到不同程度区域变质作用并与火山-铁硅质沉积建造有关。典型矿床分布在辽宁-鞍山-本溪地区的弓长岭、齐大山、歪头山等矿床。在过去50余年里，有众多的科研院所的科研人员来矿进行科学研究。著名地质学家程裕淇院士和董申葆院士等对该区进行了多次地质研究，建立了条带状铁矿床火山沉积-变质成矿模式，推动了鞍山地区铁矿的勘查工作[1-2]。

弓长岭地区铁矿开采历史悠久，包括一、二、三矿区和老岭-独木矿区，其中一矿区是目前弓矿公司最大的露天采区，由于长期开采，目前该采区已进入深凹开采，进入危机矿山行列，因此，开展弓长岭铁矿一矿区的构造演化研究，厘清弓长岭铁矿一矿区构造控矿规律，对于弓长岭铁矿一矿区深部及找矿分析具有较大的借鉴意义。

1.弓长岭铁矿一矿区地质背景

矿区出露地层主要为太古代鞍山群变质岩系，其次为震旦系钓鱼台组石英岩，南芬组泥灰岩、灰岩及第四系山坡堆积物和冲积层。其中鞍山群变质岩系分为四层，最下面的是斜长角闪岩层，其上是含铁带，其中有两层条带状铁矿（Fe1、Fe2），并夹有一些薄层条带状铁矿、斜长角闪岩、片岩等。

弓长岭铁矿带构造发育，褶皱、断层齐全，它们控制着矿床的形成与分布。铁矿带整体呈北西向，长约12千米，但由于受寒岭断裂、偏岭断裂等一系列行的北东向断层的影响，铁矿带被切割分为一矿区、二矿区、三矿区、老岭～八盘岭矿区（包括老弓长岭、独木、哑叭岭和八盘岭）。

弓长岭铁矿带北西端分布寒岭断裂，其位于山嘴子～三星村～阎家堡子。走向北东60°，倾向南东，倾角80～85°，长15千米。断裂北侧为古生代地层，南侧为鞍山群和混合岩、混合花岗岩。断裂在水平和垂直方向上有较大的位移，水平方向上表现为左旋扭动，垂直方向上总的表现为南盘向北逆冲的性质。弓长岭铁矿带受其影响在西北端走向变为NEE向。

在弓长岭铁矿带的南东端分布偏岭断裂，其位于刘家街～东黄泥岗，走向北东60°，倾向南东，倾角较陡，断裂表现为压扭性质，平面上表现为明显的左旋错移，断距1～2千米左右。弓长岭铁矿带受其影响，南端走向上变为近东西向。

弓长岭铁矿带是由寒岭断裂与偏岭断裂之间的一系列陡立的北西向单斜岩层、宽缓的北西向褶皱组成的含铁岩系。

位于寒岭断裂与老岭断裂之间的二矿区含铁岩系呈单层状残留体产于大片混合花岗岩中，岩层走向北20～60?西，倾向北东，倾角60～85°。两端受断层影响产状有些变化。其北西端受寒岭断裂的影响，地层走向变为北80?西，倾向南东；在其东南因受老岭断裂的影响，产状变为南北走向，向东陡倾斜。

弓长岭一、三矿区位于老岭断裂与偏岭断裂之间。一矿区是一个宽缓的向斜盆地，褶皱轴向为北40～45?西，南东端轴向逐步转为近东西向，三矿区受南东端偏岭断裂影响，发育为轴向东西或北东东向的宽缓向斜。总体看来，弓长岭铁矿带是一北西向反S型 褶皱带[3]。

2. 弓长岭铁矿一矿区构造演化分析

在区域构造演化的同时，弓长岭一号矿区也在同时演化。相比于区域构造演化，弓长岭铁矿一矿区矿体构造演化过程是复杂的，多成因的。笔者从力学的角度，简单的阐述弓长岭一矿区构造演化过程。

对于弓长岭一矿区的构造演化笔者也是分为四个期次，结合区域构造来进行详细的描述。如图1是一个弓长岭矿带发生反“S”雏形市所受的力。其实对于挤压力，此时在寒岭断裂南盘，来自南向挤压力要远远大于北向的。因为由两极运动产生的来自北向挤压力，很大一部分已经被寒岭断裂北盘岩层和寒岭断裂的走滑消除了。除此之外，由于寒岭断裂的左行走滑运动，在弓长岭矿带北部还有比较大的左向拖拽力。在矿体尾部还有需要平衡的自身平衡力，正是这一系列力的作用，最终将弓长岭切割为三个矿区：弓长岭一号矿区、二号矿区、三号矿区。

图1 弓长岭矿带主要受力示意图

根据演化特征，将其综合整理转变为演化简图（图2）.现在将具体演化详细描述如下：

（1）从图2的Ⅰ图可以得出，已经具有条带韵律的弓长岭铁矿带只受到由两极运动产生的南北向的挤压力。可是南北向挤压力还不够是整个矿带变形，可是随着南北向压力的积累，局部地方会发生片麻理揉皱。伴随的变质作用是角闪岩相的区域变质。

（2）从图2的Ⅱ图可看出，随着寒岭断裂的走滑运动程度的缓慢启动，在寒岭断裂南盘左部出现了一个相对伸展区，右侧出现了一个相对压缩区。由两极运动产生的南北向的挤压力继续作用，但是由于在寒岭断裂南盘，来自南向的挤压力远远大于来自北向的挤压力，所以在弓长岭矿带南部的变形程度要大于矿带北部。直到南盘右侧的相对压缩力产生一个纬向的效应力，而在南盘左侧则由于相对伸缩，产生了两个效应力。这两个消应力呈一定锐夹角作用向南北两个方向。同时由于南盘左侧相对伸展区，产生的拉张力，使得弓长岭矿带产生亏损。这样一来，就导致这些力的交汇处成为一个构造薄弱点。正是因为这些原因，使得这个薄弱点开始向左发生弯曲。

由于岩石的性质，发生的弯曲的地方会产生许多节理，这些节理会随着凸起的增大而逐渐发育。这些节理的发育就为以后弓长岭矿带的分离奠定了基础。

图2 一矿区形成构造演化图

（3） 从图2的Ⅲ图，随着寒岭断裂左行走滑运动的继续，寒岭断裂对弓长岭矿带北段产生一个向西的拖拽力，同时在矿带尾端也产生了一个右向的平衡力。弓长岭矿带所受的各向力方向开始发生略微的逆时针旋转，形成途中所示的力，这些力的作用使得弓长岭矿带整体以软弱点为中心的逆时针旋转。这就是一个局部的旋钮结构。同时区域性的旋钮就够也在对弓长岭地区作用。在旋转的同时，弓长岭矿带被略微的拉长。在整个变形过程中，矿带尾端的转折端形成了第二软弱点。从图Ⅱ～图Ⅲ过程中，所有的裂隙都得到了极大的发育，甚至有些裂隙已经发育为断裂。比如老岭断裂和N断裂，基本形成了这个阶段。

（4）随着寒岭走滑运动的消减，弓长岭矿带开始沿着前期形成的断裂发生走滑。最终把弓长岭矿段改造成一大两小三个反“S”型。弓长岭矿体的构造演化是多种因素复杂的叠加的结果，研究其构造演化，有利于我们对控矿构造的分析，同时也能知道我们对矿体的远景预测。

3结论

具有条带韵律的弓长岭铁矿带只受到由两极运动产生的南北向的挤压力，局部地方会发生片麻理揉皱；伴随的变质作用是角闪岩相的区域变质。随着寒岭断裂的走滑运动，在弓长岭铁矿南盘左部出现了一个相对伸展区，右侧出现了一个相对压缩区。然后使得弓长岭矿带整体以软弱点为中心的逆时针旋转。在旋转的同时，弓长岭矿带被略微的拉长。在整个变形过程中，矿带尾端的转折端形成了第二软弱点。随着寒岭走滑运动的消减，弓长岭矿带开始沿着前期形成的断裂发生走滑。最终把弓长岭矿段改造成一大两小三个反“S”型。最终将弓长岭切割为三个矿区：弓长岭一号矿区、二号矿区、三号矿区。

参考文献

[1] 周世泰. 鞍山-本溪地区条带状铁矿地质[M]. 北京： 地质出版社，1994. 1-277.

[2] 郭洪方. 鞍山地区太古宙地壳的构造演化序列[J]. 中国区域地质， 19941（ 1） ： 1-9.

[3] 王恩德， 夏建明， 赵纯福等.弓长岭铁矿床物质来源及沉积古地理环境研究[J].矿床地质，2013，32（2）：3680-396.