簡述鳳城弟兄山大南溝一帶地質(zhì)特征及成因

遼寧省地氣地質(zhì)大隊 118003

摘要：遼寧省鳳城弟兄山大南溝位于鴨綠江成礦帶的西南地段。以下元古界遼河群變質(zhì)巖系最為發(fā)育，本區(qū)鐵礦床即位于下元古界遼河群里爾峪組二段地層中。該區(qū)鐵礦成因類型屬于變質(zhì)火山—沉積型鐵礦床，本區(qū)礦石自然類型為角閃巖型磁鐵礦礦石，礦石工業(yè)類型為需選磁性鐵礦石。

關(guān)鍵詞：遼河群里爾峪組；鐵礦；變質(zhì)作用

鐵礦是鋼鐵工業(yè)的基本原料，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個部門和人民日常生活的各個方面，目前我國鐵礦石探明儲量為581.19億噸，平均品位32.7%，其中貧礦占總量的97.7%，富礦很少。我國2006年進口鐵礦石量3.25億噸，預測2010年將進口5億噸，十一五期間，我國所需鐵礦石對外依存度為53%～65%，是世界鐵礦市場用量最大的國家。而近幾十年來，鐵礦一直沒有作為主攻礦種，鐵礦勘查工作基本處于停滯狀態(tài)，新發(fā)現(xiàn)礦產(chǎn)地和新增儲量很少，因此加大鐵礦勘查力度，保證礦石的供給迫在眉睫。

本區(qū)位于營口—寬甸元古宙硼、鐵、鉛、鋅四級成礦帶的中段北部。區(qū)域內(nèi)有鐵礦、硼礦、黃鐵礦、鉛鋅礦及鉀長石、蛇紋石、硅石、螢石、理石等九種礦產(chǎn)15處以上的礦床、礦點。其中以分布于大石橋組中的磁黃鐵礦和賦存于里爾峪組中的鐵硼礦等層控礦床最為重要。自上世紀八十年代經(jīng)過多次地質(zhì)評價工作，對該礦床的地質(zhì)特征、規(guī)模形態(tài)和資源潛力有了初步的認識。近年來，通過對本區(qū)金礦的進一步研究，對該區(qū)的地質(zhì)特征、礦床成因、成礦規(guī)律和找礦標志及資源前景有了新的認識。

一、地質(zhì)概況

該區(qū)地理位置處于鳳城市弟兄山鎮(zhèn)與劉家河鎮(zhèn)接壤部位，其大地構(gòu)造位置位于中朝準地臺（Ⅰ）膠遼臺隆（Ⅱ）營口-寬甸臺拱（Ⅲ）東部南側(cè)。區(qū)域內(nèi)分布著下元古界遼河群地層和遼河期與燕山期巖漿巖。特別是下元古界遼河群變質(zhì)巖系發(fā)育，且與區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源成礦關(guān)系密切，加之區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，為區(qū)域內(nèi)礦產(chǎn)資源的形成了良好的地質(zhì)條件。可見該區(qū)附近具有較好的成礦潛力。

該區(qū)附近出露的地層主要有下元古界遼河群里爾峪組、高家峪組、大石橋組、蓋縣組及新生界第四系地層。地層總體近東西分布，為遼東地區(qū)硼、鐵礦產(chǎn)的蘊礦層位之一。其中以遼河群里爾峪組地層在本區(qū)域內(nèi)出露最為廣泛，根據(jù)其巖石組合，賦礦特征自下而上劃分為二個巖性段，一段為變粒巖段（Pt1Ll1），其巖石組合為黑云角閃變粒巖、黑云變粒巖、電氣變（淺）粒巖夾鎂質(zhì)大理巖、含硼蛇紋巖。構(gòu)成硼、鐵火山-沉積變質(zhì)建造。二段為淺粒巖段（Pt1Ll2），其巖石組合為黃鐵磁鐵淺粒巖、磁鐵淺（變）粒巖、鉀長淺粒巖。構(gòu)成含鐵、銅、鈷火山-沉積變質(zhì)建造。遼河群里爾峪組二段地層是本區(qū)鐵礦的重要含礦層位。

區(qū)域內(nèi)巖漿巖主要有早燕期黑云母花崗巖（r25）、二長花崗巖（ηr25），其次為閃長巖，另外有局部出露的正長斑巖，花崗閃長巖、花崗斑巖、閃長玢巖，偉晶巖等脈巖。

二、地球物理場特征

由區(qū)域航磁異常平剖示意圖可見：區(qū)域南部主要為正緩磁場，與早燕山期二長花崗巖（ηr25）對應；區(qū)域西部，為低緩的正負跳躍場，其南部戴家溝附近與里爾峪組變質(zhì)火山巖對應，北部與大石橋、蓋縣組及張家溝-馬坊子一帶較多的磁黃鐵礦床、礦點對應；區(qū)域北部的中部和東部為負緩場，與高家峪組、大石橋組和蓋縣組對應。在曲榆背-砬子溝老坪坨一帶，即北部負緩場和南部正緩場之間，存在一個400～800nT的較高的航磁異常帶，其異常強度西部較高，為600～800nT，東部較低，為400nT。該異常帶與遼河群里爾峪組二段地層對應。根據(jù)本區(qū)以往多年找礦經(jīng)驗，這種異常可能是由遼吉花崗巖下伏的里爾峪組中的硼礦、硫鐵礦體或楊林式鐵礦體引起的，因而該異常帶具有較重要的找礦指示意義。

三、礦體地質(zhì)特征

本區(qū)內(nèi)礦體呈透鏡狀，賦存于里爾峪組二段地層中磁鐵淺（變）粒巖與斜長角閃巖的接觸部位，礦體總體走向與地層走向基本一致，產(chǎn)狀為325°～330°∠65°～70°。礦石礦物主要為磁鐵礦，局部見有黃鐵礦。磁鐵礦：黑色，金屬光澤，半自形、他形晶，呈細粒浸染狀，或與黑云母一起構(gòu)成條帶狀分布，含量占15%～20%。黃鐵礦：黃～黃白色，金屬光澤，呈自形立方體晶形，以星散狀分布在局部的礦石中，含量占1%～5%（局部）。黃鐵礦為混合巖化熱液活動的產(chǎn)物。脈石礦物主要有斜長石、角閃石等。

根據(jù)區(qū)內(nèi)的鐵礦石的礦物成份和結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，本區(qū)鐵礦礦石自然類型確定為角閃巖型磁鐵礦礦石。由于礦石中TFe品位較低，且含鐵礦物除角閃石、斜長石外，主要的鐵礦物為磁鐵礦，故該礦區(qū)的鐵礦石工業(yè)類型為需選磁性鐵礦石。

四、礦床成因分析

1、區(qū)域變質(zhì)作用與成礦

距今20～25億年，營口-寬甸一帶太古代基底南北裂開，有人稱之為“遼東裂谷”。該階段陸續(xù)堆積了海相、火山碎屑、泥砂質(zhì)及碳酸鹽巖沉積。約在距今20億年發(fā)生了遼河期造山運動，伴隨強烈的變形變質(zhì)作用，形成了遼河群一套變粒巖、淺粒巖、片巖和大理巖類的火山-沉積變質(zhì)巖系。由于強烈的變形變質(zhì)作用，使原來的火山-沉積巖層形成了大量變質(zhì)礦物，某些礦物組分發(fā)生了遷移和富集，伴隨變質(zhì)氣液作用，形成了多種有用礦產(chǎn)。遼河群里爾峪組中的硼礦、鐵礦等層控礦床都經(jīng)歷了火山-沉積初始富集，變形變質(zhì)迭加改造重就位等復雜成礦過程。

2、地層與成礦

（1）成礦控制因素。

地層控制因素：鐵礦床的形成與地層層位有著密切的關(guān)系，鐵礦體賦存在下元古界遼河群里爾峪組二段磁鐵淺粒巖與斜長角閃巖接觸部位，礦體呈透鏡狀、扁豆狀、與層理一致。這套地層屬于海底火山沉積變質(zhì)產(chǎn)物，海底火山噴發(fā)，帶來豐富的鐵質(zhì)成份，是形成這類鐵礦床的物質(zhì)基礎(chǔ)。

巖性控制因素：鐵礦體賦存在斜長角閃巖中，斜長角閃巖為鐵礦體頂?shù)装宓闹苯訃鷰r。

變質(zhì)熱液控制因素：原始海底火山噴發(fā)帶來的鐵元素經(jīng)初始沉積富集，經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用，變質(zhì)熱液活動，使初始富集的鐵礦物質(zhì)活化遷移、富集，經(jīng)后期長英脈體混合注入，使磁鐵礦顆粒變粗并進一步富集，都說明變質(zhì)熱液在鐵礦成礦過程起著一定控制作用[3]。

（2）礦床成因。

遼東裂谷裂開后形成了一套海底火山沉積及海相陸源沉積的巖石。經(jīng)遼河期區(qū)域變質(zhì)作用及變質(zhì)熱液作用，使初始沉積的鐵元素活化遷移，含鐵溶液沿層理、層間裂隙運移和富集形成鐵礦。該鐵礦床屬變質(zhì)火山—沉積型鐵礦床。

（3）找礦標志。

第一，本區(qū)內(nèi)的下元古界遼河群里爾峪二段地層是區(qū)域內(nèi)鐵礦的主要蘊礦層位；第二，本區(qū)的礦體多位于里爾峪組二段磁鐵淺（變）粒巖與斜長角閃巖接觸部位；第三，區(qū)內(nèi)里爾峪組二段地層中航磁和地磁異常較好地段是鐵礦成礦的有利部位，對本區(qū)航磁、地磁異常規(guī)律的解譯是尋找本區(qū)鐵的關(guān)鍵所在。