弓長嶺鐵礦二礦區地質特征及礦床成因

摘 要：分析、研究了弓長嶺鐵礦二礦區的礦巖系特征、礦體特征、礦石組構和成分特征。研究結果顯示，該鐵礦受海底火山的噴氣、沉積作用——經區域變質形成的條帶狀鐵閃石（角閃石），石英磁鐵貧礦經混合巖化熱液交代階段，通過脫硅作用形成了塊狀磁鐵富礦，且該礦為多種成因的復合礦床。

關鍵詞：鐵礦；礦體特征；花崗巖；鞍鋼

中圖分類號：P618.2 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）17-0156-02

弓長嶺鐵礦二礦區是鞍山—本溪地區最大的富鐵礦床，自1949年建礦以來，該礦區主要為鞍鋼提供高品位富礦。

1 礦區的地質特征

1.1 地層

礦區地層主要為太古界鞍山群茨溝組和古生界奧陶系。

鞍山群茨溝組的花崗巖中有大量殘留體，且分布廣泛，自下而上分為六層：①底部角閃巖（Hb），厚20～385 m。②底部片巖（Psp），厚0～40 m。③下含鐵帶第一層鐵礦（Fe1），厚1～34 m；下含鐵帶中部片巖（Sps），厚0～20 m；下含鐵帶第二層鐵礦（Fe2），厚1～56 m。④中部鈉長石片巖帶（K），厚70～180 m，中間夾第三層鐵（Fe3）。⑤上含鐵帶主要有三層鐵礦體，分別為第四層鐵礦（Fe4）、下角閃巖（Am）、第五層鐵礦（Fe5）、上角閃巖（Am）和第六層鐵礦（Fe6），厚1～140 m。⑥硅質巖層（S，夾薄層鐵礦），厚25～200 m。

古生界奧陶系巖層主要沿河谷出露于礦區西北部，與鞍山群茨溝組地層為斷層接觸。巖性主要為薄層、中厚層、厚層灰巖和白云質灰巖。

第四系主要分布于礦區西南側，為近代風積、洪沖積物，主要由亞黏土、砂礫石組成，厚0～20 m。

1.2 構造

礦區位于弓長嶺背斜的北翼，巖層走向為120°～160°，傾向北東，傾角為60°～85°。本區的斷裂構造發育根據斷層和巖層走向之間的關系，可劃分為走向斷層、橫向斷層。

走向斷層主要為逆斷層，部分為正斷層。其中，包括大砬子走向逆斷層（T1）、茨山走向逆斷層（T3）、磨石溝走向逆斷層（T7）、楊木山走向逆斷層（T2）、F3走向正斷層、F4走向正斷層和T6斷層。

礦床內的橫向斷層發育主要包括區域性寒嶺斷裂切割、大砬子橫斷層（F1）。此外，還包括第一橫斷層（N1）、第二橫斷層（N2）、第三橫斷層（N3）、第四橫斷層（N4）、第五橫斷層（N5）、第七橫斷層（N7）、第八橫斷層（N8）、第十橫斷層（N10）和F6斷層。

1.3 巖漿巖

弓長嶺片麻狀花崗巖在礦區內分布廣泛，在花崗巖中有硅質巖和斜長角閃巖的殘留體。脈巖產于變質巖系或花崗巖中。此外，還有偉晶巖、長英巖、石英脈和基性侵入巖等脈巖，可見礦區內巖漿巖的分布極為廣泛。

1.4 蝕變巖石

礦區發育有熱液蝕變作用生成的巖石，在上含鐵帶和硅質巖層，特別是第六層鐵礦及其附近的發育良好，主要蝕變巖石有綠泥片巖、石榴綠泥巖、石榴鎂鐵閃巖和綠泥石化石榴鎂鐵閃巖等。

蝕變巖的分帶現象不明顯，但有時也具有一定規律，即一般由富礦體向外依次為石榴鎂鐵閃巖、綠泥石化石榴鎂鐵閃巖、石榴綠泥巖、綠泥巖、綠泥斜長角閃巖或綠泥石英片巖。

2 礦床的地質特征

2.1 礦體特征

弓長嶺鐵礦二礦區有貧鐵礦體和富鐵礦體兩種。

2.1.1 貧鐵礦體

貧鐵礦體賦存于兩個含鐵帶之中，主要呈層狀和似層狀。含礦層總長4 800 m，礦體出露最大高差為1 384.88 m，礦體沿走向和傾向的延伸特別大。礦區規模最大的礦層為第六層鐵礦（Fe6），剩余的礦層從大到小依次為第二層鐵礦（Fe2）、第四層鐵礦（Fe4）、第一層鐵礦（Fe1）、第五層鐵礦（Fe5）、硅質層中鐵礦（Fes）和第三層鐵礦（Fe3）。

鐵礦層的總走向為120°～160°，傾向北東，傾角為60°～85°。

貧鐵礦每層的具體資料如下：第一層鐵礦（Fe1）的厚度為1～34 m，延長2 320 m，礦石的平均品位為TFe31.58%；第二層鐵礦（Fe2）的厚度為1～56 m，延長2 468 m，礦石的平均品位為TFe35.53%；第三層鐵礦（Fe3）的厚度為1～14 m，延長1 700 m，礦石的平均品位為TFe34.18%；第四層鐵礦（Fe4）的厚度1～26 m，延長4 500 m，沿傾斜延伸達1 000 m，礦石的平均品位為TFe33.87%；第五層鐵礦（Fe5）延長約2 000 m，厚1～21 m，礦石的平均品位為TFe31.92%；第六層鐵礦（Fe6）厚1～140 m，延長約4 800 m，延深在-600 m以下，垂深在1 000 m以上，礦石的平均品位為TFe32.59%。該段礦層內有赤鐵富礦和磁鐵富礦，厚1～20 m。該礦體為本區最大的礦體，占全區資源量的52.1%.

硅質層中的鐵礦（Fes）呈盲礦體產出，厚1～20 m，主要為薄層狀和透鏡狀。該層貧礦多同富礦伴生。

2.1.2 富鐵礦體

富鐵礦集中分布于中央區和西北區的第六層鐵礦中，在硅質層中也有分布，在東南區的第六層鐵礦中分較少。全區總共有138個富鐵礦體。下面僅對第六層鐵礦中的富鐵礦進行簡單敘述。

第一富礦體（RⅠ）：本區最大的富礦體，礦體沿走向長為2 840 m，向上尖滅，礦體一般延深至-500 m以下，基本上呈似層狀，局部為復脈狀，有時可見分叉現象，一般厚2～30 m。

第二富礦體（RⅡ）：本區第二大富礦體，礦體沿走向長為1 550 m，向上尖滅，礦體一般延深至0～-100 m，礦體一般下大上小，上薄下厚，主要為似層狀，一般厚5～30 m。

此外，在東南區的第六層鐵礦中，有37個小富鐵礦體，礦體沿走向長為120～290 m，延深150～535 m，一般厚2～15 m，且厚度變化較大。

2.2 礦石組構和成分特征

礦石的種類較多，按礦石的自然類型可分為磁鐵石英巖、假象赤鐵石英巖和磁鐵富礦和赤鐵富礦；按礦石的工業類型，可分為貧礦石、煉鐵用富礦和煉鋼用富礦。在實際情況中，有以下幾種類型：①磁鐵石英巖；②假象赤鐵石英巖；③磁鐵富礦—平爐富礦（煉鋼用富礦）—高爐富礦（煉鐵用富礦）；④赤鐵富礦—平爐富礦（煉鋼用富礦）—高爐富礦（煉鐵用富礦）。

該礦區內礦石、礦物的成分比較復雜。貧鐵礦石和富鐵礦石中均含有磁鐵礦、赤鐵礦、假像赤鐵礦、鏡鐵礦和褐鐵礦等金屬礦物。貧鐵礦石中的非金屬礦物有石英、陽起石、透閃石、綠泥石、黑云母和磷灰石；富鐵礦石中的非金屬礦物有石英、石榴石、鎂鐵閃石、綠泥石、方解石、白云母和石墨。

該礦區礦石的結構：自形、半自形粒狀結構、葉片狀、鱗片變晶結構、交代假象結構和粒狀嵌晶結構。

該礦區礦石的構造：條帶狀構造、塊狀構造和致密塊狀構造。

該礦區礦石的化學成分為：TFe在貧鐵礦石中的含量為20%～40%，在磁鐵石英巖中的含量為25%～40%，平均占33.28%，TFe在假象赤鐵石英巖中的平均含量為27.54%；FeO在磁鐵石英巖中的含量為10%～25%之間，但假象赤鐵石英巖中FeO的含量一般低于10%；SiO2在磁鐵石英巖中的含量很高，平均含量為46.23%，假象赤鐵石英巖中SiO2的平均含量為57.58%；貧鐵礦石中 S、P、Mn的含量均很低，S的含量為0.011%～0.148%，P的含量為0.012%～0.032%，Mn的含量為0.06%～0.20%.

富鐵礦石中TFe品位的含量一般在45%～70%之間。其中，RⅠ礦體中煉鋼用富礦TFe的平均含量為64.62%，煉鐵用富礦中TFe的平均含量為52.02%，其他小富礦體中70%的TFe含量在60%以下；煉鋼用富礦中SiO2的平均含量為4.97%，煉鐵用富礦中SiO2的平均含量為19.56%；煉鋼用富礦中S的平均含量為0.098%，煉鐵用富礦中S的平均含量為0.193%；煉鋼用富礦中P的平均含量為0.011%，煉鐵用富礦中P的平均含量為0.049%；煉鐵用富礦和煉鐵用富礦中Mn的含量均為0.011%～0.12%.

富礦中鐵礦物顆粒的粒度多在0.037～0.25 mm之間，為中細粒，約占總數的61.86%.脈石礦物的粒度一般大于鐵礦物的粒度。

2.3 礦體圍巖和夾石

本礦床鐵礦體圍巖蝕變的發育非常好，蝕變巖與鐵礦體形影相隨，關系密切。一般來說，鐵礦體周圍都有蝕變圍巖，二者之間在規模上常成正相關。

鐵礦體的圍巖蝕變包括綠泥石化、鎂鐵閃石化、石榴石化、黑云母化和碳酸鹽化等。礦區鐵礦層上下的盤圍巖主要包括斜長角閃巖、石英黑云母鈉長石片巖、云母石英巖、石榴綠泥巖、石榴鎂鐵閃巖和綠泥巖等。鐵礦體與蝕變巖石之間的界線一般是漸變的。蝕變巖石常分布在鐵礦體的一側或兩側，有些地方可以看到蝕變巖石的分帶現象，自鐵礦體向外依次是石榴鎂鐵閃巖、石榴綠泥巖、綠泥巖。蝕變巖的厚度從幾米到幾十米不等。被蝕變的巖石一般是斜長角閃巖、黑云變粒巖等。

蝕變巖石常呈片狀構造，片理平行于富鐵礦體的外部輪廓。

圍巖蝕變的強度與鐵礦體的規模成正相關，通常在圍巖蝕變強烈、蝕變帶厚大之處，也是鐵礦的體積厚大、品位較高之處；反之，在圍巖蝕變弱、蝕變帶微薄之處，也是鐵礦的體積較小、品位較低之處。

在礦床中，蝕變圍巖與鐵礦體發育的特點是相似的，蝕變帶與鐵礦體一樣，是沿著斷裂構造發育的。此外，蝕變圍巖的分布具有上部較少、下部逐漸增大和最終聯成一片的發育特點。

組成蝕變巖石的主要礦物有綠泥石、石榴石和鎂鐵閃石等。在鐵礦體邊緣的蝕變巖石中，局部可見磁鐵礦的自形晶體，還有少量的陽起石、黑云母、鐵滑石、菱鐵礦和硫化物等。

本區貧、富礦體中均有夾石。貧鐵礦中的夾石主要有斜長角閃巖、綠泥云母石英巖、綠泥片巖、石榴綠泥巖、石榴鎂鐵閃巖、含鐵石英巖和花崗巖等，還有少量的巖脈侵入到鐵礦層中。下含鐵帶中的夾石主要為斜長角閃巖，上含鐵帶中的夾石主要為蝕變巖。夾石的厚度一般為2～8 m。

地表貧鐵礦體中的夾石較少，而深部逐漸增多；西北區和東南區鐵礦層中的夾石較少，中央區的夾石較多。

3 礦床成因

貧鐵礦是海相火山沉積礦床，因此，它具有一般沉積礦床的特點，包括礦體呈層狀、似層狀和與圍巖整合產出等，又具有火山礦床的特征，礦床與火山熔巖、凝灰巖有密切聯系。礦床經受了區域變質作用，在變質較深的片巖、角閃巖中發育，具有了變質礦床的特點，形成了具有一定特征的變質礦物。富鐵礦床由混合巖化熱液交代貧鐵礦而成，具有熱液礦床的一般特征，礦體呈脈狀、團塊狀，還具有明顯的交代現象和圍巖蝕變。

參考文獻

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個人簡歷：李永（1971— ），男，山西左云縣人，1995年畢業于西安地質學院，工程師，現從事地質礦產勘查工作。

〔編輯：張思楠〕

Two Iron Ore Mining Gongchangling Geological Characteristics and Genesis

Li Yong

Abstract： The study of the mine rock series features two iron ore mining Gongchangling， ore characteristics， structure and composition of the ore group characteristics. The results show that the ore by undersea volcanic jet， the deposition-by regional metamorphism of banded iron formation amphibole（hornblende）， quartz magnet lean ore by migmatization hydrothermal stage， through desilication role in the formation of the bulk magnet bonanza， and mine for a variety of causes complex deposits.

Key words： iron ore； ore characteristics； granite； Anshan Iron and Steel