弓长岭铁矿二矿区地质特征及矿床成因

摘 要：分析、研究了弓长岭铁矿二矿区的矿岩系特征、矿体特征、矿石组构和成分特征。研究结果显示，该铁矿受海底火山的喷气、沉积作用——经区域变质形成的条带状铁闪石（角闪石），石英磁铁贫矿经混合岩化热液交代阶段，通过脱硅作用形成了块状磁铁富矿，且该矿为多种成因的复合矿床。

关键词：铁矿；矿体特征；花岗岩；鞍钢

中图分类号：P618.2 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）17-0156-02

弓长岭铁矿二矿区是鞍山—本溪地区最大的富铁矿床，自1949年建矿以来，该矿区主要为鞍钢提供高品位富矿。

1 矿区的地质特征

1.1 地层

矿区地层主要为太古界鞍山群茨沟组和古生界奥陶系。

鞍山群茨沟组的花岗岩中有大量残留体，且分布广泛，自下而上分为六层：①底部角闪岩（Hb），厚20～385 m。②底部片岩（Psp），厚0～40 m。③下含铁带第一层铁矿（Fe1），厚1～34 m；下含铁带中部片岩（Sps），厚0～20 m；下含铁带第二层铁矿（Fe2），厚1～56 m。④中部钠长石片岩带（K），厚70～180 m，中间夹第三层铁（Fe3）。⑤上含铁带主要有三层铁矿体，分别为第四层铁矿（Fe4）、下角闪岩（Am）、第五层铁矿（Fe5）、上角闪岩（Am）和第六层铁矿（Fe6），厚1～140 m。⑥硅质岩层（S，夹薄层铁矿），厚25～200 m。

古生界奥陶系岩层主要沿河谷出露于矿区西北部，与鞍山群茨沟组地层为断层接触。岩性主要为薄层、中厚层、厚层灰岩和白云质灰岩。

第四系主要分布于矿区西南侧，为近代风积、洪冲积物，主要由亚黏土、砂砾石组成，厚0～20 m。

1.2 构造

矿区位于弓长岭背斜的北翼，岩层走向为120°～160°，倾向北东，倾角为60°～85°。本区的断裂构造发育根据断层和岩层走向之间的关系，可划分为走向断层、横向断层。

走向断层主要为逆断层，部分为正断层。其中，包括大砬子走向逆断层（T1）、茨山走向逆断层（T3）、磨石沟走向逆断层（T7）、杨木山走向逆断层（T2）、F3走向正断层、F4走向正断层和T6断层。

矿床内的横向断层发育主要包括区域性寒岭断裂切割、大砬子横断层（F1）。此外，还包括第一横断层（N1）、第二横断层（N2）、第三横断层（N3）、第四横断层（N4）、第五横断层（N5）、第七横断层（N7）、第八横断层（N8）、第十横断层（N10）和F6断层。

1.3 岩浆岩

弓长岭片麻状花岗岩在矿区内分布广泛，在花岗岩中有硅质岩和斜长角闪岩的残留体。脉岩产于变质岩系或花岗岩中。此外，还有伟晶岩、长英岩、石英脉和基性侵入岩等脉岩，可见矿区内岩浆岩的分布极为广泛。

1.4 蚀变岩石

矿区发育有热液蚀变作用生成的岩石，在上含铁带和硅质岩层，特别是第六层铁矿及其附近的发育良好，主要蚀变岩石有绿泥片岩、石榴绿泥岩、石榴镁铁闪岩和绿泥石化石榴镁铁闪岩等。

蚀变岩的分带现象不明显，但有时也具有一定规律，即一般由富矿体向外依次为石榴镁铁闪岩、绿泥石化石榴镁铁闪岩、石榴绿泥岩、绿泥岩、绿泥斜长角闪岩或绿泥石英片岩。

2 矿床的地质特征

2.1 矿体特征

弓长岭铁矿二矿区有贫铁矿体和富铁矿体两种。

2.1.1 贫铁矿体

贫铁矿体赋存于两个含铁带之中，主要呈层状和似层状。含矿层总长4 800 m，矿体出露最大高差为1 384.88 m，矿体沿走向和倾向的延伸特别大。矿区规模最大的矿层为第六层铁矿（Fe6），剩余的矿层从大到小依次为第二层铁矿（Fe2）、第四层铁矿（Fe4）、第一层铁矿（Fe1）、第五层铁矿（Fe5）、硅质层中铁矿（Fes）和第三层铁矿（Fe3）。

铁矿层的总走向为120°～160°，倾向北东，倾角为60°～85°。

贫铁矿每层的具体资料如下：第一层铁矿（Fe1）的厚度为1～34 m，延长2 320 m，矿石的平均品位为TFe31.58%；第二层铁矿（Fe2）的厚度为1～56 m，延长2 468 m，矿石的平均品位为TFe35.53%；第三层铁矿（Fe3）的厚度为1～14 m，延长1 700 m，矿石的平均品位为TFe34.18%；第四层铁矿（Fe4）的厚度1～26 m，延长4 500 m，沿倾斜延伸达1 000 m，矿石的平均品位为TFe33.87%；第五层铁矿（Fe5）延长约2 000 m，厚1～21 m，矿石的平均品位为TFe31.92%；第六层铁矿（Fe6）厚1～140 m，延长约4 800 m，延深在-600 m以下，垂深在1 000 m以上，矿石的平均品位为TFe32.59%。该段矿层内有赤铁富矿和磁铁富矿，厚1～20 m。该矿体为本区最大的矿体，占全区资源量的52.1%.

硅质层中的铁矿（Fes）呈盲矿体产出，厚1～20 m，主要为薄层状和透镜状。该层贫矿多同富矿伴生。

2.1.2 富铁矿体

富铁矿集中分布于中央区和西北区的第六层铁矿中，在硅质层中也有分布，在东南区的第六层铁矿中分较少。全区总共有138个富铁矿体。下面仅对第六层铁矿中的富铁矿进行简单叙述。

第一富矿体（RⅠ）：本区最大的富矿体，矿体沿走向长为2 840 m，向上尖灭，矿体一般延深至-500 m以下，基本上呈似层状，局部为复脉状，有时可见分叉现象，一般厚2～30 m。

第二富矿体（RⅡ）：本区第二大富矿体，矿体沿走向长为1 550 m，向上尖灭，矿体一般延深至0～-100 m，矿体一般下大上小，上薄下厚，主要为似层状，一般厚5～30 m。

此外，在东南区的第六层铁矿中，有37个小富铁矿体，矿体沿走向长为120～290 m，延深150～535 m，一般厚2～15 m，且厚度变化较大。

2.2 矿石组构和成分特征

矿石的种类较多，按矿石的自然类型可分为磁铁石英岩、假象赤铁石英岩和磁铁富矿和赤铁富矿；按矿石的工业类型，可分为贫矿石、炼铁用富矿和炼钢用富矿。在实际情况中，有以下几种类型：①磁铁石英岩；②假象赤铁石英岩；③磁铁富矿—平炉富矿（炼钢用富矿）—高炉富矿（炼铁用富矿）；④赤铁富矿—平炉富矿（炼钢用富矿）—高炉富矿（炼铁用富矿）。

该矿区内矿石、矿物的成分比较复杂。贫铁矿石和富铁矿石中均含有磁铁矿、赤铁矿、假像赤铁矿、镜铁矿和褐铁矿等金属矿物。贫铁矿石中的非金属矿物有石英、阳起石、透闪石、绿泥石、黑云母和磷灰石；富铁矿石中的非金属矿物有石英、石榴石、镁铁闪石、绿泥石、方解石、白云母和石墨。

该矿区矿石的结构：自形、半自形粒状结构、叶片状、鳞片变晶结构、交代假象结构和粒状嵌晶结构。

该矿区矿石的构造：条带状构造、块状构造和致密块状构造。

该矿区矿石的化学成分为：TFe在贫铁矿石中的含量为20%～40%，在磁铁石英岩中的含量为25%～40%，平均占33.28%，TFe在假象赤铁石英岩中的平均含量为27.54%；FeO在磁铁石英岩中的含量为10%～25%之间，但假象赤铁石英岩中FeO的含量一般低于10%；SiO2在磁铁石英岩中的含量很高，平均含量为46.23%，假象赤铁石英岩中SiO2的平均含量为57.58%；贫铁矿石中 S、P、Mn的含量均很低，S的含量为0.011%～0.148%，P的含量为0.012%～0.032%，Mn的含量为0.06%～0.20%.

富铁矿石中TFe品位的含量一般在45%～70%之间。其中，RⅠ矿体中炼钢用富矿TFe的平均含量为64.62%，炼铁用富矿中TFe的平均含量为52.02%，其他小富矿体中70%的TFe含量在60%以下；炼钢用富矿中SiO2的平均含量为4.97%，炼铁用富矿中SiO2的平均含量为19.56%；炼钢用富矿中S的平均含量为0.098%，炼铁用富矿中S的平均含量为0.193%；炼钢用富矿中P的平均含量为0.011%，炼铁用富矿中P的平均含量为0.049%；炼铁用富矿和炼铁用富矿中Mn的含量均为0.011%～0.12%.

富矿中铁矿物颗粒的粒度多在0.037～0.25 mm之间，为中细粒，约占总数的61.86%.脉石矿物的粒度一般大于铁矿物的粒度。

2.3 矿体围岩和夹石

本矿床铁矿体围岩蚀变的发育非常好，蚀变岩与铁矿体形影相随，关系密切。一般来说，铁矿体周围都有蚀变围岩，二者之间在规模上常成正相关。

铁矿体的围岩蚀变包括绿泥石化、镁铁闪石化、石榴石化、黑云母化和碳酸盐化等。矿区铁矿层上下的盘围岩主要包括斜长角闪岩、石英黑云母钠长石片岩、云母石英岩、石榴绿泥岩、石榴镁铁闪岩和绿泥岩等。铁矿体与蚀变岩石之间的界线一般是渐变的。蚀变岩石常分布在铁矿体的一侧或两侧，有些地方可以看到蚀变岩石的分带现象，自铁矿体向外依次是石榴镁铁闪岩、石榴绿泥岩、绿泥岩。蚀变岩的厚度从几米到几十米不等。被蚀变的岩石一般是斜长角闪岩、黑云变粒岩等。

蚀变岩石常呈片状构造，片理平行于富铁矿体的外部轮廓。

围岩蚀变的强度与铁矿体的规模成正相关，通常在围岩蚀变强烈、蚀变带厚大之处，也是铁矿的体积厚大、品位较高之处；反之，在围岩蚀变弱、蚀变带微薄之处，也是铁矿的体积较小、品位较低之处。

在矿床中，蚀变围岩与铁矿体发育的特点是相似的，蚀变带与铁矿体一样，是沿着断裂构造发育的。此外，蚀变围岩的分布具有上部较少、下部逐渐增大和最终联成一片的发育特点。

组成蚀变岩石的主要矿物有绿泥石、石榴石和镁铁闪石等。在铁矿体边缘的蚀变岩石中，局部可见磁铁矿的自形晶体，还有少量的阳起石、黑云母、铁滑石、菱铁矿和硫化物等。

本区贫、富矿体中均有夹石。贫铁矿中的夹石主要有斜长角闪岩、绿泥云母石英岩、绿泥片岩、石榴绿泥岩、石榴镁铁闪岩、含铁石英岩和花岗岩等，还有少量的岩脉侵入到铁矿层中。下含铁带中的夹石主要为斜长角闪岩，上含铁带中的夹石主要为蚀变岩。夹石的厚度一般为2～8 m。

地表贫铁矿体中的夹石较少，而深部逐渐增多；西北区和东南区铁矿层中的夹石较少，中央区的夹石较多。

3 矿床成因

贫铁矿是海相火山沉积矿床，因此，它具有一般沉积矿床的特点，包括矿体呈层状、似层状和与围岩整合产出等，又具有火山矿床的特征，矿床与火山熔岩、凝灰岩有密切联系。矿床经受了区域变质作用，在变质较深的片岩、角闪岩中发育，具有了变质矿床的特点，形成了具有一定特征的变质矿物。富铁矿床由混合岩化热液交代贫铁矿而成，具有热液矿床的一般特征，矿体呈脉状、团块状，还具有明显的交代现象和围岩蚀变。

参考文献

[1]程裕淇.变质岩的一些基本问题和研究方法[M].北京：中国工业出版社，1966.

[2]李秉伦.试论弓长岭二矿区磁铁富矿的成因及找矿标志[J].地质与勘探，1977（06）.

[3]周世泰.我国北方太古界绿岩带地层之对比及其中条带状铁矿之赋存规律[J].地质论评，1983，29（05）.

[4]王守伦.鞍本地区鞍山群富铁矿成因类型的讨论[J].矿床地质，1986（04）.

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个人简历：李永（1971— ），男，山西左云县人，1995年毕业于西安地质学院，工程师，现从事地质矿产勘查工作。

〔编辑：张思楠〕

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