辽宁省岫岩县五道沟铁矿地质特征及找矿标志

于 浩，高 艳，赵久悦，魏 征

1.吉林省第四地质调查所，吉林 通化134001；2.辽宁省第五地质大队，辽宁 大石桥115100

1 区域成矿地质背景

矿区位于中朝准地台（Ⅰ级）胶辽台隆（Ⅱ级）营口宽甸古隆起（Ⅲ级）中部，虎皮峪复背斜南翼。区域出露地层主要有下元古界辽河群和新生界第四系。见表1。

区域内岩浆岩广泛分布，侵入岩以元古宙花岗杂岩为主，其次为侏罗纪侵入的似斑状花岗岩、闪长岩和花岗斑岩。

区域基底构造是近东西向的，但由于后期构造影响，趋于复杂化；这些后期构造主要为北东、北西和近东西向断裂；在区域中部和东部辽河群地层中，较为密集，成为有色金属成矿的有利条件。矿区附近以北东和北西向断裂为主。

从本区1/5万航磁图可以看出，铁矿异常反映为低缓的正磁异常，磁异常强度一般在100～300 nT，而本区辽河群地层及花岗岩、花岗斑岩等均反映为几十纳特低缓正磁场。

根据磁参数测定结果，磁铁矿k值一般在86 000×10-6CGSM，其它岩石磁性很弱或无磁性。并经实践证明，表现明显的航磁异常均为磁铁矿床引起。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区内出露地层较单一，主要为早元古界辽河群里尔峪组、高家峪组和新生界第四系（见表2）。

2.1.1 里尔峪组

分布于矿区中北部，岩性主要由黑云斜长变粒岩、浅粒岩、含磁铁变粒岩组成。是本区主要含矿层。黑云斜长变粒岩：鳞片粒状变晶结构，条纹状构造。矿物成分斜长石45%，石英30%，黑云母20%，电气石3%，含少量铁质氧化物等。斜长石他形粒状，粒径一般小于0.2mm。石英他形粒状，粒径小于0.5mm。黑云母薄片状，片长小于0.35mm。电气石粒状或柱状，柱长小于0.35mm。铁质氧化物尘点状分布。石英、长石和少量黑云母定向排列形成相对浅色条纹，黑云母断续排列形成相对暗色条纹，两者共同形成浅、暗相间条纹状。

含磁铁变粒岩：灰黑色、粒状变晶结构，块状、条带状构造。矿物成分主要为长石4 0%～4 5%、石英1 0%～2 0%、磁铁矿，含少量黑云母、角闪石、白云母、阳起石等组成。磁铁矿半自形—他形粒状，粒径多为0.0 3 5～0.3mm，粒度总体细小，质量分数一般5%～3 5%左右。角闪石细小纤柱状，柱长一般小于0.2mm。以长石、石英为主体断续排列形成浅色条带；以磁铁矿、角闪石为主体形成暗色条带，两者共同形成浅暗相间条带状。

表1 区域地层表Table 1 Regional stratigraphic table

表2 矿区地层层序表Table 2 Stratum sequence table ofmining area

图1 辽宁省岫岩县五道沟铁矿地质图Fig.1 Geologicmap of Wudaogou iron ore in Xiuyan County, Liaoning Province

浅粒岩：浅肉红色，粒状变晶结构，块状—弱条纹状构造；主要矿物成分为斜长石55%，石英38%，黑云母7%，含少量黑云母、角闪石。斜长石以更长石为主，他形粒状，粒径小于0.3mm；石英他形粒状，粒径一般小于0.7mm。黑云母叶片状集合体，片长轴方向长一般小于1mm。磁铁矿他形粒状，粒径0.07～0.2mm；黑云母断续状定向排列在长石石英粒间，形成弱条纹状。

2.1.2 高家峪组

主要岩性为含石榴黑云斜长片麻岩、浅粒岩及含石墨斜长变粒岩。与下伏里尔峪组地层呈整合接触，且以含石墨斜长变粒岩与里尔峪组地层分界。含石榴黑云斜长片麻岩：深灰色，鳞片粒状变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为斜长石40%，石英30%，黑云母25%，含少量石榴石、磁铁矿等；斜长石以更长石为主，他形粒状，粒径0.5～2mm，可见聚片双晶。石英他形粒状，粒径一般小于1mm，局部呈拉长粒状，具定向排列。黑云母呈叶片状集合体，片长一般小于1mm，略具定向排列。石榴石他形粒状，粒径0.5mm左右。磁铁矿半自形粒状，粒径0.15mm左右，大部分已氧化成褐铁矿。

含石墨黑云斜长变粒岩：灰黑色，局部深灰色，鳞片粒状变晶结构，块状构造；主要矿物成分为斜长石40%、石英30%，石墨和黑云母20%，少量褐铁矿、磁黄铁矿等；斜长石由钠～更长石组成，他形粒状，粒径一般小于0.2mm，石英他形粒状,粒径小于0.15mm，黑云母和石墨呈叶片状集合体。

2.1.3 新生界第四系

主要展布在山坡、阶地、沟谷等地，为山坡堆积物及冲积层，由粘土、砂、砂砾、砾石组成。其厚度从一米至数十米不等，由砂、粘土和植物根系组成的腐殖土多分布在山坡和耕地。由砂、砂砾、砾石组成的河流冲积物则沿沟谷两侧分布。砂砾的粒径为1～5mm，分选性较好。砾石则大小不均，小者直径10～50mm，大者粒径在1m以上。

2.2 岩浆岩

矿区内出露的岩浆岩以为脉岩为主，主要有花岗伟晶岩，闪长玢岩、辉绿玢岩和煌斑岩。花岗伟晶岩多顺层浸入。其它脉岩多为斜切地层，走向300°～340°，倾向北东，倾角50°～70°。

花岗伟晶岩：灰白色，伟晶结构，块状构造，矿物成分钾长石50%，石英25%，斜长石15%，含少量白云母、铁质氧化物。钾长石以微斜长石为主，有少量条纹长石，他形粒状，粒径0.5～2 cm。石英他形粒状，粒径0.1～1 cm，填隙状分布。斜长石他形粒状，粒径 0.3～1 cm，已强烈绢云母化。白云母叶片状集合体，片长0.35 cm左右。铁质氧化物由磁铁矿和褐铁矿组成，他形粒状，粒径0.05～0.5 cm。

闪长玢岩：斑状结构，基质显微粒状结构，块状构造。斑晶由中长石、黑云母及少量绿泥石组成，质量分数20%。中长石斑晶自形—半自形粒状，粒径0.5～3mm，环带构造发育。黑云母斑晶叶片状集合体，叶片长0.35～1mm。绿泥石斑晶为交代黑云母形成，保持黑云母假象。基质由显微粒状中长石、显微叶片状黑云母、绿泥石及少量石英、辉石、铁质氧化物组成

辉绿玢岩：变余斑状结构，基质变余辉绿结构，块状构造。矿物成分变余斑晶以基性斜长石为主，有少量黑云母、绿泥石和辉石，斑晶质量分数30%。基性斜长石斑晶自形—半自形板状，板粒大小0.7mm×0.5mm～1mm×0.5mm，有弱的碳酸盐（方解石）化；黑云母、绿泥石斑晶由辉石褪变形成，保持辉石柱状或粒状假象，粒度0.7～1.5mm；辉石斑晶呈柱状或粒状，粒度0.7～2mm，为被黑云母、绿泥石交代残留物。基质由细小板条状基性斜长石、黑云母、绿泥石、辉石及少量碳酸盐矿物方解石组成，在基性斜长石板条搭成的三角格架中充填有黑云母、绿泥石、辉石形成变余辉绿结构。

煌斑岩：煌斑结构，块状构造。矿物成分斑晶由黑云母组成，质量分数5%。黑云母斑晶呈叶片状集合体组成粒状，粒度0.5mm左右。基质由显微板条状斜长石（55%）和显微叶片状黑云母（30%）及少量他形细粒状石英组成。除石英外，各矿物自形程度高。

2.3 构造

矿区内地层呈单斜层产出。地层总体走向290°～310°，倾向南西，倾角多为40°～50°。

断裂构造发育，主要为北西向断裂，均被脉岩充填，并切割矿体，错距不明显，对矿体完整性影响不大。

2.4 变质作用

矿区内的变质作用主要为区域变质作用。辽河群里尔峪组及高家裕组均由区域变质岩石所组成，变质岩石类型主要有黑云变粒岩和黑云斜长片麻岩等，变质相为绿帘角闪岩相。

2.5 矿区地球物理特征

通过对所采集的59块标本进行了磁参数测定，结果见表3。

由上表可看出：

①磁铁矿具有较强的磁性，磁化率变化较大，常见值为k＝86 000×10-64πSI，余磁大于感磁。

②磁铁角闪岩，磁铁（变）浅粒岩属弱磁性，为近矿围岩。

③变粒岩，浅粒岩无磁性。

矿体与围岩具有明显的磁性差异，矿区内的磁异常均是由铁矿引起。

3 矿体地质特征

矿区中部分布一较稳定含磁铁黑云斜长变粒岩层，是本区主要含矿层，其中赋存有9条主矿体（即Fep1～Fep9），根据矿体空间分布特征，大致分为西部矿体Fep1和Fep2 ，及东部矿体Fep3～Fep9。矿体呈似层状或扁豆状顺层产出，局部具分枝复合，矿体厚度变化简单—中等；总体走向北西280°～310°，倾向南西，倾角30°～83°。矿石为磁铁贫矿，矿化较连续，品位分布均匀。

表3 岩、矿石磁参数统计结果表Table 3 Statistical results of rock, oremagnetic parameters

3.1 矿体特征

Fep1矿体：位于矿区中西部的-100～-1000线之间。矿区内矿体走向延长约930m，北西端延至区外，矿体厚度4.86～17.99m，平均厚度10.07m。矿体局部有薄层黑云斜长变粒岩夹石。矿体总体走向295°，倾向南西，倾角70°～83°。平均品位TFe：19.05%，mFe：13.87%。矿体中部受脉岩切割有小错动，不影响其整体完整性和连续性。

Fep2矿体：位于Fep1矿体南侧-200线附近，由单工程TC3揭露，矿体规模较小，矿体走向延长约50m，厚度5.88m，矿体含有黑云斜长变粒岩夹层。矿体走向305°，倾向南西，倾角40°。平均品位TFe：16.16%，mFe：6.58%。

Fep3矿体∶ 位于矿区中部0～150线之间，矿体走向延长220m，控制延深180m，矿体厚度1.02～12.61m，平均厚度6.76m，厚度变化系数80.71%，矿体总体走向315°，倾向南西，倾角30°～50°。平均品位TFe： 20.07%,mFe：13.01%，TFe变化系数14.55%，mFe变化系数30.43%。

Fep4矿体：位于矿区中部0～150线之间，矿体走向延长约200m，控制延深150m，矿体厚度1.00～11.78m，平均厚度4.72m，厚度变化系数83.64%。矿体总体走向300°，倾向南西，倾角30°～50°。平均品位TFe：24.36%,mFe：16.41%，TFe变化系数19.52%，mFe变化系数40.05%。

Fep5矿体：位于矿区中部0～150线之间，矿体走向延长约150m，控制延深150m，矿体厚度1.63～13.50m，平均厚度4.72m，厚度变化系数85.83%。矿体总体走向300°，倾向南西，倾角30～50。平均品位TFe：23.47%,mFe：14.90%，TFe变化系数18.34%，mFe变化系数34.78%。

Fep6矿体：位于矿区中部0～150线之间，矿体走向延长约100m，控制延深110m，矿体厚度1.05～1.36m，平均厚度1.21m，厚度变化系数12.83%。矿体总体走向305°，倾向南西，倾角46°。平均品位TFe：16.84%,mFe：9.80%，TFe变化系数6.18%，mFe变化系数36.28%。

Fep7矿体：位于矿区中部0～150线之间，矿体走向延长约140m，控制延深95m，矿体厚度2.22～5.10m，平均厚度3.20m，厚度变化系数39.69%，矿体含有黑云斜长变粒岩夹层。矿体总体走向305°，倾向南西，倾角55°。平均品位TFe：18.62%,mFe：11.65%。TFe变化系数14.23%，mFe变化系数27.53%。

Fep8矿体：位于矿区中部100线上，由单工程TC100控制，矿体走向延长约60m，矿体厚度4.04m。平均品位TFe：21.19%,mFe：15.47%。矿体总体走向310°，倾向南西，倾角45°。

Fep9矿体：位于矿区中部100～150线之间，矿体走向延长约110m，控制延深170m，矿体厚度3.62～4.22m，平均厚度4.00m，厚度变化系数6.79%。矿体总体走向315°，倾向南西，倾角46°。平均品位TFe：18.45%,mFe：10.64%，TFe变化系数4.53%，mFe变化系数0.42%。

图2 岫岩县五道沟铁矿100线地质剖面图Fig.2 Line 100 geological pro fi le of Wudaogou iron ore of Xiuyan County

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石结构构造

矿石结构主要为不等粒柱状及粒状变晶结构。

（1）粒状变晶结构：主要是磁铁矿、石英、角闪石及阳起石的不等粒状变晶结构。

（2）针、柱状变晶结构：各种长石及闪石类矿物平行或近于平行铁矿条带方向分布形成针、柱状变晶结构。

（3）包含变晶结构：主要是指角闪石包裹细小铁矿物颗粒或铁矿物包含角闪石形成的结构。

石的构造主要为块状构造和条带状构造。

条带状构造由斜长石、石英形成宽5～8mm浅色条带；磁铁矿、角闪石及黑云母形成宽0.5～3mm暗色条带，两者相间展布形成浅暗相间条带状。

3.2.3 矿石类型

矿石自然类型：按矿石的矿物成分、结构构造和成因特征，本区矿石自然类型为磁铁变粒（角闪）岩型。

矿石工业类型：矿床矿石TFe平均品位为21.06%， 其中TFe最高品位为41.10%，最低品位为14.10%，因此为需选贫铁矿石。

根据194件参加资源量估算的样品统计，通过基本分析结果计算矿石的磁性铁占有率（mFe/TFe），最高为94.02%，最低为4.29%，平均为56.43%。其中mFe/TFe≥85%的7件，占3.61%。磁性铁占有率偏低。

造成磁性铁占有率偏低的主要原因是硅酸铁和硫化铁偏高。

3.2.4 围岩特征

矿体的围岩为里尔峪组黑云斜长变粒岩、浅粒岩，矿体完整性较好，局部含有黑云斜长变粒岩夹层。

4 矿床成因

辽河群里尔峪组变质地层中铁矿主要分布在辽东裂谷中部的营口、岫岩、风城、宽甸及丹东等地。该类矿床沿着营口—宽甸古隆起之虎皮峪—红石砬子复背斜两翼的里尔峪组地层呈东西向带状分布，具有明显的层控特点。人们将此类铁矿床称之为“杨林式铁矿”。本矿床即属于该类型铁矿。

根据本次工作大致可归纳出以下成因特征：

（1）铁矿近矿围岩主要为含磁铁黑云斜长变粒岩、浅粒岩及绿帘阳起石岩，矿体与围岩界线较清楚。

（2）铁矿体产状与地层基本一致，显示了原生沉积特点。

（3）围岩蚀变不甚强烈，仅见绿帘石化，局部见绢云母化、硅化。显微镜下可见黄铁矿、磁黄铁矿呈细粒状、网脉状充填于磁铁矿或其它矿物裂隙间。

根据上述特征，我们认为本矿床成因属于火山沉积变质，经后期热液改造而成。

5 找矿标志

（1）下元古界辽河群里尔峪组火山沉积变质岩是“杨林式”铁矿的找矿前提。

（2）铁矿石具有强磁性，可以引起磁异常，围岩如黑云变粒岩、浅粒岩等不具有磁性，物性差异大。地表铁矿露头或埋深不大的情况下可引起较强的磁异常，在埋深较大的情况下，可以引起低缓异常。可根据异常所处的地质背景解释异常是否由铁矿引起，利用磁异常进行找矿。值得注意的是：该类型铁矿引起的磁异常无论从规模还是强度上都较鞍山式铁矿要低的多。

（3）地表铁矿露头、铁矿转石等均属于直接找矿标志。

[1] 厉学凯.辽宁省岫岩县五道沟铁矿详查报告[R].2011.

[2] 辽宁省地质矿产局.辽宁省区域地质志[M].1982,33-55，707-716.