遼西地區鐵礦類型及地質與磁異常特征

■袁國平 張大明 楊振東 張磊 袁和

（遼寧省有色地質局109隊 遼寧朝陽 122000）

遼西地區鐵礦類型及地質與磁異常特征

■袁國平 張大明 楊振東 張磊 袁和

（遼寧省有色地質局109隊 遼寧朝陽 122000）

在前人勘查開發研究成果的基礎上，總結了該地區鐵礦床類型的時空分布及地質與磁異常的基本特征。希望在該地區今后尋找鐵礦工作中會對靶區選定，測網布設及解釋推斷等有一定的借鑒意義。

遼西地區鐵礦類型地質特征磁異常特征

1 鐵礦類型的劃分

遼西地區主要是指遼寧省阜新市以西的廣大地區。在大地構造上，南東部始于山海關～醫巫閭山臺拱，北部終于赤峰～開原斷裂。其中以凌源～北票殼斷裂為界，北西側為建平臺拱，南東側為遼西臺陷。在這一區域上廣泛發育著以“鞍山式”沉積變質鐵礦為主的各種鐵礦床。依其成因特征，大體可劃分為沉積變質型、沉積型、巖漿巖型和巖漿熱液型等4大類。依其成礦機制，可將后三者各劃分成兩個亞類。

1.1 沉積變質型鐵礦

太古宙時期在古陸邊緣的海盆或島弧盆地沉積了巨厚層的基性中基性火山巖及硅鐵質巖。經區域高溫變形變質作用，形成由麻粒巖、片麻巖、斜長角閃巖、變粒巖及磁鐵石英巖等組成的太古宙古老基底。奠定了遼西金鐵成礦的硅鐵建造體系。經后期的強烈抬升運動，使太古宙古老基底隆起而出露地表。形成了現在的建平臺拱區和山海關～醫巫閭山臺拱區。在這兩個臺拱區上產出于建平群變質系中的鐵礦稱其為沉積變質型（亦稱其為“鞍山式”）鐵礦。把這兩個臺拱區分別稱為凌源～北票鐵成礦帶和綏中～北寧鐵成礦帶。其規模前者遠大于后者。

1.2 沉積型鐵礦

中新元古宙時期，在太古界古老基底上，沉積了巨厚的石英砂巖、頁巖、灰巖、白云巖和鐵錳質巖等沉積巖系。其中在薊縣系鐵嶺組地層中形成了鐵錳礦層；在清白口系下馬嶺組地層中形成了菱鐵礦層。在宏觀上形成了凌源～喀左～朝陽鐵（錳）礦或錳（鐵）礦的成礦帶。把這類鐵（錳）或錳（鐵）礦統稱為沉積型鐵礦。依有用礦物的經濟價值及產出層位又可劃分成沉積型菱鐵礦和沉積型錳礦兩個亞類。即在清白口系下馬嶺組地層中產出的鐵（錳）礦稱為沉積型菱鐵礦；在薊縣系鐵嶺組地層中產出的錳（鐵）礦稱為沉積型錳礦。

1.3 巖漿巖型鐵礦

在凌源～北票殼斷裂的兩側，即建平臺拱區和遼西臺陷的北西邊緣區，有大規模基性中基性雜巖體侵入于相對的新、老地層中。這些基性中基性雜巖體自身形成了該區域獨特的以輝長巖、輝綠巖、蘇長巖和角閃巖為主的鈦鐵礦、磷鐵礦等貧鐵或超貧鐵礦。把這類由侵入巖自身形成的鐵礦稱為巖漿巖型鐵礦。由基性中基性雜巖體侵入的時代和成礦機制及分布空間等特征，該類型鐵礦又可劃分成巖漿熔離型鐵礦和巖漿型鐵礦兩個亞類。

海西運動時期，又有大規模基性中基性雜巖體沿凌源～北票殼斷裂的南東側，遼西臺陷的北西邊緣部侵入于元古界地層中。這些基性中基性雜巖體未熔離到圍巖的鐵元素，只靠自身鐵元素成礦。亦形成了以輝綠巖、蘇長巖、輝石閃長巖為主的含鈦貧鐵礦。把這類鐵礦稱為巖漿型鐵礦。

1.4 巖漿熱液型鐵礦

在燕山運動時期，構造運動和巖漿噴發～侵入活動十分強烈。形成了大規模的中酸性侵入巖體。在其侵入過程中受接觸交待作用影響，在接觸帶常形成一些規模不等的鐵礦（化）體。這類鐵礦稱為巖漿熱液型鐵礦。把其中與矽卡巖關系密切的鐵礦稱為矽卡巖型鐵礦；而與矽卡巖無必然關聯性的鐵礦稱為接觸交待型鐵礦。

2 各類型鐵礦的地質及磁異常特征

2.1 沉積變質型鐵礦的地質及磁異常特征

2.1.1 地質特征

建平群自下而上劃分為小塔子溝組，大營子組和瓦子峪組。其中小塔子溝組地層是遼西地區最主要的金鐵賦礦層位，沉積變質型鐵礦主要是指該層位的鐵礦。分布上以凌源～北票鐵成礦帶為主，即鐵礦體在凌源市黑溝至阜蒙縣查馬屯之間較密集地斷續產出。老礦山以北票寶國老鐵礦為代表，新發現的礦山以阜蒙縣查馬屯鐵礦為代表。鐵礦體產狀多與其圍巖產狀一致。鐵礦體寬度一般較小，走向及延深均較大，產狀較穩定。綏中～北寧鐵成礦帶上該層位鐵礦較少且規模亦較小。最大的礦山以義縣張家堡小型鐵礦為代表。鐵礦體嚴格受地層、扭曲和斷裂所控制。在空間上呈產狀各異的小透鏡體或小扁豆體北東向斷續展布。該層位主要成礦原巖是基性中基性火山沉積巖系。變質相為麻粒巖相～角閃巖相。成礦以磁鐵石英巖層或片麻巖中網脈狀磁鐵石英巖薄層為主，礦體圍巖以斜長角閃巖，黑云角閃斜長片麻巖為主。大營子組地層成礦性較差。主要分布于建平臺拱區的北部和山海關～醫巫閭山臺拱區。主要成礦原巖為中酸性火山熔巖和火山碎屑巖。變質相為角閃巖相～綠片巖相。礦體多產出于斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖、黑云片巖中。礦體產狀亦多與圍巖產狀一致。建平臺拱北部的礦體與圍巖邊界多不甚清晰。常以礦體與圍巖膠結混雜的小團塊形態呈串珠狀產出。山海關～醫巫閭山臺拱區礦體多以小脈狀或小透鏡狀產出。

2.1.2 磁異常特征

該類型鐵礦體上的磁異常幅值均較高，一般為數千納特，最高可超過1萬納特。宏觀規模形態多受礦體產出特征所制約。凌源～北票鐵成礦帶上小塔子溝組地層中的鐵礦體走向長度較大，一般多為數百米至數千米。寬度較小，多為數米至10余米，20～30米的較少見。延深較大，一般多為數百米。所以磁異常多呈連續性較好的條帶狀展布。大營子組地層中的鐵礦體多呈團塊狀、透鏡狀產出，且宏觀品位較低。所以磁異常常以囊形、透鏡形呈串珠狀斷續展布。瓦子峪組地層中的鐵礦體規模甚小。單個礦體長約10～50m（50～100m的較少，大于100m的極為少見），較好的礦體寬約1～1.5m（2m以上的極其少見）。所以磁異常形態多呈小規模的透鏡狀或小條帶狀。總體來講，該類型鐵礦體的磁異常呈幅值高幅寬窄的條帶狀特征，易于提取。但由于建平群變質巖系的磁場存在一定的波動性，致使大部分鐵礦體上的磁異常帶，很難依其梯度變化特征來推測鐵礦體的傾向。只有在結合實際地質環境下圍巖及附近已知礦體的產狀，才能做出較客觀的判斷。

2.2 沉積型鐵礦的地質及磁異常特性

2.2.1 地質特征

該類型鐵礦主要產出于凌源太平溝～喀左北洞～朝陽瓦房子一帶的遼西臺陷區內。由大地構造環境看，屬濱海相淺海相沉積礦床。其中沉積型錳礦主要產出于薊縣系鐵嶺組含錳砂頁巖中，以朝陽瓦

房子錳（鐵）礦為代表；沉積型菱鐵礦主要產出于青白口系下馬嶺組砂頁巖中，以凌源野豬溝菱鐵礦為代表。

沉積型錳礦礦層絕大部分賦存于薊縣系鐵嶺組砂頁巖及薄層含錳質白云巖互層產出的頁巖中，產出于薄層含錳質白云巖層中的錳礦較少。錳礦體多以小薄層狀斷續產出于錳成礦層中。錳成礦層在空間上呈相距較近的三層形式產出，層間距一般為5～20m。以朝陽瓦房子錳（鐵）礦為例，下層礦距中層礦約3～6m，上層礦距中層礦約8～12m。成礦層延長較大，一般為幾百米至數千米。中、下層錳礦體厚度比較穩定，一般約為2m左右，最厚處約4m左右；上層錳礦體厚度變化較大，一般多小于1m，最厚處接近2m，但極為少見。沉積型菱鐵礦屬于碳酸鹽型鐵礦。礦層絕大部分賦存于青白口系下馬嶺組底部中粗粒石英砂巖與砂質頁巖之間。礦體呈單層產出，礦層延長一般亦為幾百米至數千米。礦體厚多為2m左右，最厚處約3m左右。宏觀上具北厚南薄的特征，傾斜方向的厚度及產狀均較穩定。礦石礦物主要為菱鐵礦、砂質碳酸鐵礦，其次為鮞狀及腎狀赤鐵礦。礦體在地表多有出露，次生氧化礦物以褐鐵礦為主。同時還可見少量的針鐵礦及硬錳礦、軟錳礦。

2.2.2 磁異常特征

沉積型錳礦的磁性微弱。出露地表或近地表的礦體的局部地段有時可出現100～200nT的磁異常，最高不大于500nT。而大部分區段無磁異常。

沉積型菱鐵礦體常伴生一些磁鐵礦，因而磁異常顯示稍強。以凌源野豬溝及喀左北洞的菱鐵礦體為例：淺表處礦體可出現200～500nT的磁異常，局部可大于1000nT。礦體埋深較大時，磁異常則難于提取。只能把全區的磁異常的趨勢與成礦層位結合起來推測礦體是否存在。

2.3 巖漿巖型鐵礦的地質及磁異常特征

2.3.1 地質特征

該類型鐵礦在空間上受凌源～北票殼斷裂帶所控制。其北西側建平臺拱上產出的主要是由輝長巖、蘇長巖、輝石閃長巖、角閃石巖形成的巖漿熔離型磷鐵礦、磁鐵礦的貧鐵～超貧鐵礦；其南東側遼西臺陷北部邊緣產出的主要是由輝綠巖、蘇長巖、輝石閃長巖形成的巖漿型磁鐵礦、鈦磁鐵礦及鈦鐵礦的貧鐵～超貧鐵礦。兩者成礦巖體的巖性雖基本相同，但本質上卻有很大差異。巖漿熔離型鐵礦的成礦巖體多為元古宙的基性中基性侵入巖體，有用成分除鐵外還顯高磷低鈦特征。巖石顆粒比較粗大，強風化后巖石多呈灰色或灰黑色，強風化巖多呈砂粒狀。巖漿型鐵礦的成礦巖體多為海西運動時期的基性中基性侵入巖體，有用成分除鐵外卻顯高鈦低磷特征。巖石顆粒比較細小，強風化后巖石多呈褐色或紅褐色，強風化巖多呈土狀。

2.3.2 磁異常特征

該類型鐵礦因宏觀是整個巖體成礦，所以往往形成面狀高背景異常區，其形狀多與巖體近地表的形狀相似。巖漿熔離型鐵礦的背景場較高，一般地磁場值達55000～55500nT方能反映成礦巖體的宏觀邊界。56000nT以上即可大致圈定成礦巖體的富鐵部位。巖漿型鐵礦的背景場較低，一般地磁場值達54000～54500nT即可反映成礦巖體的宏觀邊界。55000nT以上即可大致圈定成礦巖體的富鐵部位。前者成礦巖體的磁場波動較小，后者成礦巖體的磁場波動較大。但兩者的磁異常值均可達2000～3000nT。因此，依上述特征可較容易地圈出成礦巖體的富鐵部位。

2.4 巖漿熱液型鐵礦的地質及磁異常特征

2.4.1 地質特征

遼西地區的巖漿熱液型鐵礦主要分布于燕山期中酸性雜巖體與碳酸鹽巖的接觸帶上，受斷裂構造或接觸構造所控制。區域內所發現的該類型礦體的規模甚小，多為礦化點級，但位品卻較高。目前僅在喀左肖家營子鉬多金屬礦區及朝陽富家溝門各發現一處該類型鐵礦。前者與矽卡巖關系密切為矽卡巖型鐵礦；后者與矽卡巖無必然關聯性為接觸交代型鐵礦。其地質特征僅以這兩處礦床為代表。

喀左肖家營子鉬多金屬礦區位于遼西臺陷北部邊緣的凌源～北票殼斷裂與中三家斷層交匯部。侵入巖為輝綠巖、斑狀石英閃長巖，地層為薊縣系霧迷山組白云質大理巖。鉬多金屬礦體的產出空間受接觸帶的形態所控制。即侵入巖突出且側伏于圍巖體內的巖舌的周邊部及巖體內，是銅鉬及鐵最有利的成礦部位。鐵礦體多與銅鉬礦體共生，并產出于矽卡巖體內或矽卡巖帶上。鐵礦體形態與產狀多與其產出位置或附近的銅鉬礦體一致，均呈不規則脈狀、透鏡狀及似層狀產出。產狀雖然變化較大，但宏觀向侵入巖體內傾斜，多層產出時礦體頂面向圍巖內側伏。這種客觀特征導至鐵礦體多隱伏于地下，地表僅見少量鐵礦化。朝陽富家溝門接觸交代型鐵礦產出于燕山期花崗斑巖接觸帶及外接觸帶的薊縣系霧迷山組灰巖地層中，宏觀受斷裂構造控制。礦體規模較小，礦體中礦石礦物主要為磁鐵礦，成巖礦物主要為透輝石、透閃石、黑云母等。礦石品位較高，一般TFe＞50%，最高TFe60～70%。

2.4.2 磁異常特征

矽卡巖型鐵礦體的磁性較強，與小塔子溝組地層中產出的沉積變質型鐵礦體在同一數量級上。近地表礦體磁異常幅值多在5000nT左右，甚至更高。但隨著埋藏深度的加大，異常幅值急速衰減。肖家營子鐵礦體蓋層大于400 m時，磁異常最大幅值衰減為700nT。矽卡巖富含鐵磁性礦物，其自身也呈強磁性反映。而且其規模遠大于鐵礦體，因而導至了鐵礦體與矽卡巖體磁場的迭加。所以形成了幅值高、幅寬大的不規則磁異常帶。依磁異常特征難以區分礦體與矽卡巖體。但可依其梯度帶變化特征推測接觸帶或矽卡巖體的宏觀產狀。

接觸交代型鐵礦礦體因其磁鐵礦含量高，而使其磁性反映最強，礦體上磁異常幅值多為5000～10000nT。但因其延長與延深均有限，致使異常多呈透鏡狀或等軸狀，梯度陡且傾向一側負值明顯。當礦體傾角極緩時，極大值不明顯，常出現似水平板狀的磁異常特征。

3 現實意義

通過對各類型鐵礦的地質與磁異常特征的總結，結合各類礦床的規模前景、找礦的難易程度及經濟價值等因素，認為在遼西地區尋找鐵礦的重點次序應為：沉積變質型→巖漿巖型→沉積型→巖漿熱液型。其中應以沉積變質型、巖漿巖型及沉積型為主。

①依沉積變質型鐵礦磁異常的幅值高、規模大及連續性好的特點，應把在凌源～北票成礦帶上尋找該類型的隱伏礦體做為首選。2009年《遼寧省凌源市瓦房店～建平縣北廟鐵礦調查》項目曾在凌源白玉帶溝及建平新城、大城一帶的第四系蓋層下發現了多處規模較大的隱伏鐵礦體，2011年在阜蒙縣查馬屯鐵礦普查項目中，在火山巖蓋層下發現了較大規模的隱伏鐵礦體。由這些實例證明，該成礦帶上的第四系及火山巖蓋層區仍存在較大的找礦空間。

②依巖漿巖型鐵礦的磁異常規模大、幅值較為突出的特點，結合凌源～北票成礦帶兩側基性雜巖體較為發育的事實，可在該成礦帶的兩側開展尋找巖漿巖型鐵礦。

③沉積型菱鐵礦上的磁異常雖然較弱，但因其成礦層位比較穩定，亦可依磁異常的宏觀連續性，結合成礦層位來確定隱伏礦體。依目前科技水平發展趨勢來看，該類礦體可做為儲備資源。

TF521[文獻碼]B

1000-405X（2015）-10-123-2