吉林省白山市二岔铁矿地质特征及矿床成因探讨

王唯存，王守兴，王向丽，左 雷，林 野

吉林省勘查地球物理研究院，吉林长春 130012

1 区域地质特征

1.1 地层

太古宙地层（ArB），为该地区出露最古老岩石地层，经历漫长而复杂的地质演化阶段，形成太古宙高级变质杂岩。该区域出露的岩石地层主要为太古宙变质表壳岩。表壳岩的原岩由中基性火山岩和沉积岩组成，经强烈的构造变形改造和多期区域变质作用，形成斜长角闪岩、黑云变粒岩、片麻岩、磁铁石英岩等一套中深变质岩系，多呈大小不等的残块状产出，零散分布于深成花岗质岩体中。该变质岩系为本区重要赋铁层位，主要分部在矿区北部及中部，总体呈北东—南西向展布。

中元古界，在区域南部有少量出露，仅见珍珠门组，分布面积不大。珍珠门组（Pt1zh）：岩性以白云质大理岩为主，夹少量片岩、板岩。

新元古界，主要分布在大荒顶子—三岔子镇一带，见有青白口系和震旦系下统，覆盖面积较大。

青白口系：下部为钓鱼台组（Qnd）灰白色长石石英砂岩；上部为南芬组（Qnn）杂色页岩夹泥质灰岩。震旦系下统：由下部桥头组（Z1q）石英砂岩、页岩；中部万隆组（Z1W）灰岩夹页岩；八道江组（Z1b）厚层状藻类灰岩组成。

中生界仅在江源区、三岔子镇附近有零星出露，见有侏罗系上统，分布面积较小。侏罗系上统拉门子组（J3l）；岩性为凝灰质砂岩、页岩、砾岩等。新生界，下更新统军舰山组玄武岩（βQ1j）：主要分布在江源区、三岔子镇附近，岩性有橄榄玄武岩、安山玄武岩、拉斑玄武岩等，具有致密块状、气孔状、杏仁状等构造。

图1 区域地质图Fig.1 Regional geological map

1.2 岩浆岩

区域内岩浆活动频繁，岩浆岩分布广泛。TTG岩系是本区太古宙侵入体主要组成部分，由英云闪长质片麻岩类和花岗闪长质片麻岩类组成，呈北东—南西向、带状分部特征。还有零星基性岩脉的侵入。新生代第四纪玄武岩主要分部在区域内的东北部，面积较大。

1.3 构造

断裂构造是在基底褶皱形成同时，沿北东向发生规模较大断块活动，其发生和发展，控制着本区盖层的沉积。较大断层为板石—二道江逆断层，断层在本区断续分布，断层面倾向北西。

1.4 矿产

区域内矿产主要为鞍山式铁矿，如：头道中型铁矿、五道铁矿、板石沟大型铁矿等。另外区域内还赋存有硅石、膨润土、煤等矿产资源。

2 矿体特征

2.1 矿体规模、形态及品位

图2 矿体特征图Fig.2 Ore body features map

二岔铁矿由两条矿体组成，1 号矿体长约350 m 左右，宽约6～7 m 左右；2 号矿体长约120 m左右，宽约5～6 m 左右，两条矿体近于平行展布，间距约 20 m 左右。东南侧矿体为1 号矿体（主矿体），西北侧矿体为2 号矿体。

1 号矿体分布在4、0、3、5、7、勘探线之间，出露标高872～894 m，矿体呈似层状产于灰白—灰色、中—粗粒斜长角闪片麻岩、灰色、细粒斜长角闪岩中。有时在矿体上、下盘见有浅红色钾长混合花岗岩，厚度几厘米至几米不等。矿体厚度在3.83～11.99 m（槽探），1.30～12.34 m（钻探）之间变化。矿体平均厚度为5.9 m，采样分析：全铁品位在22.00%～57.80%之间变化,平均品位35.70%。

2 号矿体分布在3、5、勘探线之间，出露标高886～905 m，矿体呈似层状产于斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩及浅红色钾长花岗岩中。2 号矿体特征与1 号矿体特征相近。矿体厚度在7.03～10.17 m（槽探），5.34～5.62 m（钻探）之间变化。矿体平均厚度为7.04 m，采样分析：全铁品位在（26.10～46.00）%之间变化,平均品位34.74%。

矿体呈条带状，沿50°～ 60°方向延伸，倾向326°，倾角介于35°～72°之间，沿走向北东端翘起，西南方向侧伏。

矿体厚度在1.30～12.34 m 之间变化，平均真厚度为 5.83 m 左右，厚度变化系数为46%，厚度变化较稳定。矿体形态复杂程度属于中等。矿体全铁品位在22.00%～57.80%之间变化,平均品位35.60%，品位变化系数为16%。

矿体与围岩界线总体比较清楚，局部呈混染状，围岩蚀变不发育，偶见硅化、绿泥石化、黄铁矿化。

2.2 矿石质量特征

2.2.1 矿石矿物成分矿石矿物成分比较简单，金属矿物主要有磁铁矿、少量赤铁矿、黄铁矿，近地表见有少量褐铁矿。非金属矿物主要为石英，其次为角闪石，少量云母、长石、绿帘石等。

主要矿物特征：

（1） 磁铁矿：黑色，多呈自形—半自形晶，粒径0.05～0.35 mm，具有强磁性，在矿石中占40%±。

（2） 赤铁矿：他形不规则粒状。粒径小于0.05 mm，在矿石中质量分数1%～2%±。（3） 石英：白色—黄白色，多呈大小不等的他形粒状，在矿石中质量分数达50% 以上。

2.2.2 矿石结构矿石结构主要为粒状变晶结构，少量为板状、针状变晶结构。（1）粒状变晶结构：磁铁矿与不等粒石英、少量的长石等呈粒状变晶结构。

（2）针、柱状变晶结构：角闪石为针、柱状变晶结构。

2.2.3 矿石构造矿石构造主要以片麻状、条带状构造为主，其次为块状构造。

（1）片麻状构造：磁铁矿与角闪石、石英及少量斜长石，呈拉伸变形且定向分布，形成片麻状构造。

（2） 条带状构造：磁铁矿及角闪石等暗色矿物与石英等浅色矿物相间分布形成条带状构造。

（3） 块状构造：磁铁矿呈他形粒状且均匀分布组成致密块状集合体。

2.3 矿石化学成分

（1）矿石有用组分：矿石中有用组分为铁元素，主要赋存于磁铁矿物中。其次少部分铁存在于含铁硅酸盐矿物中，如角闪石、黑云母，绿泥石等矿物中，少量赋存于赤铁矿、黄铁矿、钛铁矿等。

（2）矿石有害组分： 矿石中有害组分为硫质量分数为0.2%～0.3%外，其它如：磷质量分数在0.02%～0.03%；砷质量分数在11.3×10-6～4.0×10-6；铅质量分数在14.6×10-6～16.0×10-6,质量分数较小。

2.4 矿石类型及品级

矿石自然类型：该矿矿石自然类型为磁铁矿型矿石，按脉石矿物种类划为石英磁铁矿型矿石，脉石矿物石英占55%～70%。

矿石工业类型及品级：按工业利用要求，该矿石属于贫铁矿石，需经过选矿，即用同一选矿方法，相同工艺流程处理的同一工业类型，属于同一技术品级需选磁性铁矿石。

3 找矿标志

矿体赋存规律：矿体产于太古宙变质表壳岩中，岩石组合为斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩，矿体与围岩产状基本一致，矿体呈似层状产出。

找矿标志：

（1）地质标志：矿体出露地表的原生露头或在覆土掩盖区的铁矿转石。

（2）地球物理标志：有磁异常的区域是寻找铁矿体的较好地段。

4 矿床成因探讨

（1）矿床产于一套中、深度火山沉积变质的太古代岩系中，矿体赋存于一定的层位，产状与地层基本一致，与围岩界线较清楚。

（2）矿体形态比较规则，呈透镜状、似层状、厚度变化较稳定，厚度变化系数46% 。

（3）矿石组分简单，化学成分SiO2+Fe2O3+FeO平均质量分数达93.6%，属于海相火山喷发沉积条件下，经化学分异作用形成铁质富集区。

（4）矿体与变质的火山岩、火山碎屑岩及角闪岩类、变粒岩类等密切共生。

（5）矿床受变质作用明显。

上述特征表明，矿床的生成与火山喷发活动有关，后期遭受区域变质作用和混合岩化作用，使成矿元素铁质进一步迁移、富集、重结晶，而形成沉积变质型铁矿床。

5 结论及建议

本矿床通过高精度磁法测量及山地工程工作，对区内铁矿资源进行详查，基本查明矿体空间分布、矿体赋存特征及规律、矿石质量、矿石加工技术性能和开采技术条件等。根据已取得的资料，区内还有一些磁异常存在，并在异常区内发现了铁矿石，今后通过进一步勘查工作，有可能找到新的同类型矿体。

通过详查工作，已控制了该矿床内矿体的空间分布，其形态规模已经基本查明。为了矿山持续生产，今后可在矿区外围继续开展找矿工作，以增加后备资源储量。

为使矿山获得较好的经济效益，应加强矿山生产中的生产探矿工作，加密探矿工程控制程度，提高资源储量级别，指导采矿生产，增加采矿回收率，降低贫化率，降低生产成本，提高矿山生产的经济效益。

[1] 姚凤良，孙丰月. 矿床学教程[M],北京：地质出版社，2006.

[2] 张华力，李卫东，刘 默. 吉林省白山市二岔铁矿详查报告[R].吉林省勘查地球物理研究院，2007.