六塊地—廂房硫鐵礦地質特征及找隱盲礦方法探討

張海峰

遼寧省第五地質大隊，遼寧 大石橋 115100

六塊地—廂房硫鐵礦礦區位于遼寧省大石橋市建一鎮，六塊地—廂房一帶。礦山開采歷史較長，勘探查明的礦體基本上已采空，現在礦山多以邊采邊探方式進行生產。采礦和探礦坑道在空間分布廣泛，所以利用坑道來采集各種三維空間礦化信息。對采集的信息做四維空間分析，總結礦體特征和成礦規律，確定有利于成礦部位，指導探尋和發現隱盲礦體。

1 礦區地質

礦區位于虎皮峪—紅石砬子復背斜西部的虎皮峪復背斜北翼部分。虎皮峪背復斜：核部由早元古代花崗巖，兩翼由下元古界遼河群地層對稱組成。三荒地、廂房斷裂以東兩翼地層發生倒轉。礦區地層以寬緩的單斜構造為主。區域地層為下元古界遼河群變質巖系。見表1區域地層表。

1.1 礦區地層

主要為下元古界遼河群里爾峪組和高家峪組底部地層。兩組地層簡劃分以里爾峪組頂部的透閃透輝變粒巖為標志。

里爾峪組地層（Pt1lr）：厚646.45～907.86m。根據巖性特征分三個巖段。

里爾峪組一段（Pt1lr1）：厚373.29～413.68m。由下而上主要巖性為磁鐵淺粒巖、角閃變粒巖；黑云變粒巖、含角閃（輝石）變粒巖；磁鐵淺粒巖夾角閃變粒巖。該巖段頂層含電氣石多些。

里爾峪組二段（Pt1lr2）：厚102.83～184.07m。淺粒巖、變粒巖夾富電變粒巖，為含礦層位。該巖段以富電變粒巖為頂底標志。該段劃分三個巖層，由下而上∶

⑴、含磁鐵、黃鐵淺粒巖夾富電變粒巖：厚61.13～98.79m。含礦層。

⑵、黃鐵綠泥石巖及綠泥石化黃鐵淺粒巖∶厚12.83～32.85m，含礦層。

⑶、電氣石變粒巖：厚28.87～52.43m，。

里爾峪組三段（Pt1lr3）：淺粒巖變粒巖段，下部為含磁鐵淺粒巖，中部為角閃變粒巖夾黑云變粒巖，上部為透閃透輝變粒巖。

下部與二巖段的電氣石變粒巖呈漸變過渡關系，含磁鐵淺粒巖中的磁鐵礦多并含電氣石。

高家峪組見于礦區北部，緊見該組底部地層零星出露。主要巖石組合為含柘榴黑云變粒巖，含矽線黑云微斜片麻巖。

表1 區域地層表Table 1 Regional strata table

1.2 巖漿巖

區內主要巖漿巖為早元古代片麻狀黑云母花崗巖（（γ21），分布礦區南側，組成虎皮峪背斜核部。其次三疊紀黑云母花崗巖（ηγ52）的分枝，于礦區北部近東西向呈巖板和巖墻狀展布。其它有輝綠玢巖、煌斑巖、綠泥石巖、斜長角閃巖等脈巖，多呈北西、北東向分布，充填于各級斷裂帶中，并不同程度破壞礦體。

2 礦體特征

含礦層為里爾峪組二段，含石英綠泥石巖或綠泥石化淺粒巖中，含磁鐵、黃鐵淺粒巖，石英黃鐵礦化綠泥石巖、及綠泥石化黃鐵淺粒巖。含礦層頂底板為電氣石變粒巖。1981年勘探報告已知礦體54個，礦體為似層狀、透鏡狀，多以電氣石變粒巖為頂底板邊界。礦體走向66°～83°、傾角49°～85°與地層產狀近似。礦體長度50～1 588.44m。

圖1 六塊地—廂房硫鐵礦地質略圖Fig.1 Geological sketchmap of Liukuaidi-Xiangfang pyritemine

2.1 礦物成分

礦石礦物：主要為黃鐵礦，次為磁鐵礦，少量輝鈷礦、方鈷礦、黃銅礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦等。

脈石礦物：主要為斜長石、微斜長石、石英、黑云母、角閃石、電氣石、綠簾石、綠泥石、滑石、絹云母、柘磂石、透閃石、方柱石、方解石、螢石、磷灰石、金紅石等。

黃鐵礦體與磁鐵礦體伴生，磁鐵礦常富集成小礦體，TFe∶48.85%。上述礦體基本上已采空。

3 找礦方法

3.1 含礦層標志

該區黃鐵礦受里爾峪組地層控制，含礦層為里爾峪組二段，綠泥石巖或綠泥石化淺粒巖中，含磁鐵、黃鐵淺粒巖，石英黃鐵礦化綠泥石巖、及綠泥石化黃鐵淺粒巖。

3.2 利用圍巖蝕變確定礦體部位

（1）電氣石化：高溫熱液對圍巖作用形成含電氣石蝕變巖石的蝕變作用。電氣石化是該礦最普遍的圍巖蝕變，里爾峪組二段（含礦層）以電氣石化劃分，電氣石變粒巖為礦層頂底板標志，在相鄰的上下巖段電氣石化逐漸減弱。電氣石在礦物分帶早于黃鐵礦帶[2]。

（2）綠簾石化：綠簾石為熱液階段早期產物，含礦層普遍遭受綠簾石化，綠簾石大量出現并伴有黃鐵礦為主，磁鐵礦次之。構成工業礦體。

（3）綠泥石化：由熱液帶入鐵、鎂組分發生交代蝕變而成。為熱液階段中期產物，伴有大量黃鐵礦，和少量磁鐵礦形成。還有少量的磁黃鐵礦、黃銅礦生成。構成工業礦體。

綠簾石化和綠泥石化為礦體是近礦蝕變，范圍較小。電氣石化范圍廣，是較好的找礦標志。

3.3 地球物理方法

（1）磁法：黃鐵礦基本都含磁鐵礦，有的還形成磁鐵礦礦體，磁鐵礦具有強磁性，磁鐵礦石磁性強，比圍巖大1個數量級。地磁異常強度大、梯度陡，且與黃礦層的走向基本一致。應當注意的是，當礦床埋藏深度大時，也可能表現為強度不大的低緩異常。

（2）重力方法∶礦體密度在3.14～3.64 g/cm3之間，圍巖密度在2.6～2.8 g/cm3之間[1]，密度差0.54～1.04 g/cm3。所以重力法找礦也可以應用。

3.4 礦物學方法確定礦體部位和礦化富集趨勢

黃鐵礦δ34S測定結果，礦體δ34S ：9.60‰～11.1‰，礦體夾石δ34S：10.0‰～12.2‰，遠離礦體的圍巖δ34S：15.0‰～15.4‰[1]。分布范圍較窄，說明成礦物質S為同源，且分餾不大可能與后期熱液活動有關。礦體δ34S接近中酸性巖漿熱液，圍巖δ34S在變質巖范圍內[3]。說明成礦物質來源地層并遭受中酸性巖漿熱液作用。

測定該區黃鐵礦爆裂溫度：綠泥石化階段225～310 ℃，綠簾石化溫度在310～350 ℃，沉積變質溫度在137～225 ℃，矽卡巖化溫度在350～460 ℃[1]。該礦成礦溫度在225～350℃之間。利用巖石中黃鐵礦溫度測定結果，和變化趨勢可作為找盲礦體的信息。

利用黃鐵礦的熱電性，也可作為找盲礦體的信息，高溫形成黃鐵礦形成電子導電N型，低溫形成黃鐵礦形成空穴導電P型[2]。一般情況礦體上部和頂部黃鐵礦導型顯P型（空穴導電），熱電系數a為正值。礦體底部黃鐵礦表現N型導電，a值低，礦體中心為最低。礦體中心黃鐵礦表現N+P和P+N型導電。到原礦圍巖黃鐵礦導型顯P型。

還可以利用黃鐵礦標型特征等，能收集到的礦化信息進行綜合分析，了解礦化規律，來指導礦山探尋隱盲礦體。

[1] 遼寧省第五地質大隊.遼寧省營口縣六塊地黃鐵礦床初步勘探地質報告[R].1981.

[2] 王順金.礦床礦物學[M].中國地質大學出版社,1989:166－192.

[3] 長春地質學院.巖漿巖石學[M].1979:196.