吉林和龍太古代鐵礦床地質特征、礦化類型及形成環境

盧秀全，薛世遠，王堆珍

吉林省有色金屬地質勘查局六〇三隊,吉林 延邊 133300

1 地質背景及礦產概況

1.1 地質背景

和龍太古代鐵成礦帶位于吉林長白山北東段，處于中—朝準地臺與華力西晚期地槽褶皺系接觸過渡帶的臺區一側。區域上，太古界鞍山群是區內最古老的變質巖系，構成和龍斷塊褶皺基底，由下至上分別為雞南組、百日坪組及甲山組，為一套以碎屑沉積為主，夾有火山物質的深變質巖系。因受華力西晚期巖漿巖的侵蝕和高原玄武巖的覆蓋，多呈北西向殘塊形式存在，沿古洞河深斷裂南側的雞南—百日坪—甲山一帶大面積分布。中元古界色洛河群呈北西長條帶狀分布于臥龍—仲里一帶，巖性為黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、含石墨硅質條帶大理巖；二疊系柯島組廟嶺組、侏羅系長財組、白堊系龍井組大砬子組呈向斜盆地分布于和龍周邊地區。

太古宙為區內最老巖漿活動，早期形成英云閃長巖，后期為奧長花崗巖，侵入于鞍山群中，總體呈北西向展布。巖漿巖的侵位對含礦地層有一定破壞作用，在礦體附近亦常見該巖漿巖的分布。華力西晚期侵入巖發育，從巖基、巖株到巖墻均有出露，呈北西向帶狀分布，以中酸性巖體最為發育。燕山期沿大開河侵入的鉀質花崗巖,呈巖株狀產出，有的呈脈狀侵入于老地層中，又侵入于花崗閃長巖之中。除鉀質花崗巖外，尚有中基性脈巖分布，順層侵入老地層中。除石英脈外，均為中基性巖脈，主要巖石類型有輝綠巖、細粒閃長巖、煌斑巖。

喜山期新近系船底山玄武巖噴發，分布在南西部的山脊。巖性下部為灰黑色致密塊狀橄欖玄武巖，上部為紫紅色氣孔狀橄欖玄武巖。

1.2 區域礦產分布

和龍太古代鐵成礦帶是“遼東—吉南成礦帶”重要組成部分，蘊藏著豐富的鐵礦資源，具有地質條件相同、礦化類型近似、礦種單一、礦產地多、成礦時代相同的特征。自西向東依次分布有大開河、官地、東南村、泉水洞、八里溝、黑瞎子溝、甲山、雞南、土山子等中—小型鐵礦床（圖1）。

2 主要鐵礦化類型

和龍太古代鐵礦床均分布于太古界鞍山群變質巖系中，為一套火山巖-碎屑巖類巖石的深變質巖。礦石呈變余、變晶等結構，條帶狀、片麻狀、片狀構造。礦體的成生與基性火山噴發活動有直接關系，后來遭受區域變質作用與混合巖化作用。礦體形態簡單，多呈層狀、似層狀、扁豆狀產出，礦體產狀與地層產狀一致。礦體賦存標高535～950m，不同地段有所差別。

圖1 和龍區域地質及礦產分布圖Fig.1 Geology andmineral distributionmap of Helong area

礦石物質成分：礦石中鐵以Fe3O4、Fe2O3、FeSiO3、FeCO3、FeS等化合物形式存在，其中以Fe3O4為主，Fe3O4中鐵在礦石全鐵中的相對質量分數一般在75%以上。

金屬礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黑錳礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦、磁黃鐵礦。非金屬礦物有石英、角閃石、黑云母、斜長石、方解石、石榴子石、磷灰石、絹云母、白云母、綠泥石、綠簾石。

礦石結構以粒狀變晶結構，包含狀變晶結構為主，其次為交代結構、壓碎結構。礦石構造主要有片麻狀構造、條帶狀構造、片狀構造、浸染狀構造、塊狀構造。

上述礦床特征、賦存的地質條件和變化規律表明，礦體的成生與基性火山噴發活動有直接關系，后來遭受區域變質作用與混合巖化作用，礦床成因類型屬鐵硅質建造沉積變質鐵礦床。

圖2 官地鐵礦床地質圖Fig.2 Geologicalmap of Guandi iron deposit

3 典型礦床地質特征

3.1 官地鐵礦床

官地鐵礦床產于太古界鞍山群甲山組下部層位，由于構造作用，使區內鐵礦體不連續，斷續出現15個礦組。其中：I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅸ號礦組位于礦區東部，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ號礦組位于礦區北中部，其余Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、ⅩⅢ、ⅩⅣ、ⅩⅤ號礦組零星分布于礦區的南東部（圖2）。

I號礦組：賦存于官地背斜的南西翼長英片麻巖層的上部。礦組長1 350m，控制傾斜延伸420m。其中I-4、I-5、I-6、I-7四層具有工業價值。礦體走向320°～340°傾向南西，傾角60°～83°。全鐵（TFe）平均品位26.80%①吉林省有色金屬地質勘查局六〇五隊. 吉林省和龍縣官地鐵礦床勘探報告. 1971.。

礦體形態較為簡單，多呈層狀、似層狀、扁豆狀產出，小礦體為透鏡狀。沿走向與傾向變化較大，礦體走向近北西向，傾向南西。礦體賦存標高535～950m，不同地段有所差別。

Ⅵ號礦組：由12條鐵礦體組成。單個礦體長100～200m，最長者450m；延深50～100m，最大延深607m；厚度一般為2.00～5.00m，最厚達16.53m。全鐵平均品位30.09%。礦體產狀變化大，一組走向為300°～330°，另一組走向為360°～20°，南西傾,傾角30°～40°。礦體多呈扁豆狀、透鏡狀或似層狀，形態變化較大。賦存標高在602～950m之間。

Ⅶ號礦組：,礦體走向310°，呈似層狀，呈向斜構造產出，兩翼傾角20°～30°，向南東側伏，總長約600m，寬300～500m，由4條鐵礦體組成，全鐵平均品位29.69%。

單個礦體長度一般為100～200m，最長者450m；一般延深約50～100m，最大延深約200m；厚度一般為2.00～5.00m，最厚達13.48m。賦礦標高在605～945m間。

3.2 雞南鐵礦床

礦床產于太古界鞍山群雞南組，共有56條礦體。其中東區7條，中區23條，西區26條（圖2）。礦體最大延長可達1477m，最大延深831m。礦體總體走向近東西向，傾向南，傾角25°～35°。礦體形態較為簡單，多呈層狀、似層狀、扁豆狀、透鏡狀。礦體厚度1.00～22.85m，平均厚度3.59m；礦體品位分布較均勻，全鐵平均品位29.31%。賦存標高850 ～348m。

3.3 東南村鐵礦床

礦體賦存于太古界鞍山群甲山組下段層位中，呈似層狀、扁豆狀，共發現10條鐵礦體。礦體走向90°～100°，傾向北，傾角40°～60°。主礦體控制延長347m，傾斜延深332m，最大厚度15.45m，最小厚度1.21m，平均厚度5.02m，全鐵平均品位28.81%。賦礦標高525～804m。

圖3 雞南鐵礦床地質圖Fig.3 Geologicalmap of Jinan iron deposit

4 成礦背景與成礦過程

4.1 形成環境

經恢復原巖、角閃巖性為安山巖-玄武巖類、角閃斜長片麻巖類為中性的安山巖-英安巖類及英安質—安山質火山碎屑巖，磁鐵石英巖為石英砂巖類。本區太古代原巖主要為基性、中基性火山巖及火山碎屑巖。其巖石化學成分：CaO＞K2O+Na2O，CaO＞Na2O＞K2O，K2O+Na2O平均值3.67%，表明成巖環境與火山島弧環境相當，說明本區原巖成巖環境相當于火山島弧或活動大陸邊緣環境（劉洪文等，1995）。

太古界鞍山群是區內最古老的變質巖系，構成和龍斷塊褶皺基底，由下至上分別稱為雞南組、百日坪組和甲山組，為一套以碎屑沉積為主，夾有火山物質的深變質巖系。因受華力西晚期巖漿巖的侵蝕和喜瑪拉雅期玄武巖的覆蓋，多呈北西向小殘塊形式存在②張克奇，杜希明，等. 吉林省和龍縣官地鐵礦區初步勘探地質報告書.吉林省有色金屬地質勘查局六〇五隊. 1972.。沿古洞河深斷裂南側的大開河—官地—甲山—雞南—土山子一帶大面積分布，約500～600 km2。

上述研究表明，和龍太古代鐵成礦帶在太古代晚期屬于碰撞造山晚期階段的陸緣弧環境，局部存在擠壓—伸展轉變的環境。這種環境利于鐵礦的形成。

4.2 礦床類比與成礦過程

和龍太古代鐵成礦帶內多個鐵礦床具有共同的成礦地質特征：①礦石以磁鐵礦為主，具有富鐵低硫貧磷的特點；②產于相同的動力學背景下，圍巖多為斜長角閃片麻巖、角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖夾黑云母片巖及磁鐵石英巖；③產于深變質的太古代基性火山巖-沉積巖建造中。礦體有明顯的層位，產狀與地層一致，與圍巖呈整合接觸，界線基本清楚。礦體多受含鐵沉積火山巖控制；④礦體與圍巖界線多數清楚，圍巖蝕變現象不明顯，礦體與圍巖接觸面較平穩。⑤礦床受太古界鞍山群雞南、百日坪、甲山組控制，含礦層達40以上，主要分布于褶皺構造的兩翼或核部；⑥根據賦礦層位以及與成礦對比，鐵礦床的形成與火山-侵入活動有密切的成因聯系，成礦時代為晚太古代。

這些地質特征顯示出帶內沉積變質型鐵成礦作用與早期的強烈的基性火山活動有關，成礦過程如下：

早期變質階段：沉積階段的早期以強烈的基性火山活動為主，堆積了巨厚的拉斑玄武巖，伴隨小規模鐵建造沉積，形成下鐵建造層，中晚期基性火山活動減弱，中酸性火山活動和沉積作用加強，形成一套包括拉斑玄武巖、中酸性火山巖和沉積巖組合，沉積了大規模鐵建造，形成鐵建造層。

中期變質階段：變質作用是元素發生分異，鐵和其它元素，特別是硅分別聚集，形成磁鐵礦和石英等主要的礦石礦物和脈石礦物隨著變質作用增強，磁鐵礦和其他脈石礦物再結晶又進一步發生鐵、硅分離。變質變形作用階段是成礦作用的重要過程。

晚期表生階段：由于構造運動礦體抬升遭到風化剝蝕，地表礦體遭到氧化淋濾，形成次生礦物并局部富集。

4.3 礦床形成及就位機制

鐵礦伴隨綠巖帶的形成、發展和消亡演化而成礦，綠巖帶形成的裂谷環境也就是鐵礦的形成環境。綠巖帶形成早期和中期，以強烈的基性火山活動為主，堆積了厚大的拉斑玄武巖，伴隨小規模鐵建造沉積，形成了下鐵建造層。中晚期，基性火山活動減弱，中酸性火山巖和沉積作用加強，形成一套包括拉斑玄武巖、中酸性火山巖和沉積巖組合。在這個過渡性階段，沉積了大規模鐵建造，形成上鐵建造層。

總之，經后期改造而演變成現在礦床形態，是成礦作用的重要過程。

[1] 李晨輝，松權衡，馬 晶.和龍市官地鐵礦典型礦床研究[J].吉林地質，2011. 30（4）：40-43.

[2] 任留東，楊崇輝，杜利林.阜平雜巖中低品位磁鐵礦的形成與深熔作用的關系[J]. 礦床地質，2009.28（5）：653-662.