鞍本地区超大型铁矿床分布规律及特征①

刘忠元　付海涛　刘陆山辽宁省地质矿产勘查局，辽宁沈阳，110032

鞍本地区超大型铁矿床分布规律及特征①

刘忠元*付海涛刘陆山
辽宁省地质矿产勘查局，辽宁沈阳，110032

提 要 鞍本地区是我国最重要的沉积变质铁矿产地之一，该区已探明的铁矿资源/储量约占全国同类型铁矿已探明资源/储量的40%。区内已发现有9个资源/储量大于10亿t的超大型铁矿，它们分布在东西长约85km、南北宽约25km的带状区域内，超大型铁矿密度之大非常罕见。超大型铁矿分布于区内鞍山群南部边部区域，与茨沟岩组、樱桃园岩组含铁层位密切相关。如果去除人为划分矿床范围因素，一些超大型铁矿床的资源储量大于30亿t。这些超大型铁矿床延深很深、规模很大；矿体既有厚大板状体，也有多层状矿体。

关键词鞍本地区 超大型铁矿床 分布规律 矿体特征

0 序言

辽宁作为矿产资源大省，钢铁产量长期居于全国首位【1】。形成于前寒武纪硅铁建造中的铁矿，在世界铁矿资源中储量最大、分布最广，是全球钢铁产业最主要的矿石来源。根据对世界范围内铁矿床的统计，该类铁矿床占世界富铁矿储量的60%～70%，占全球铁矿产量的90%以上。在中国，该类铁矿的探明储量占全国铁矿总储量的50%以上。辽宁鞍（山）－本（溪）地区（简称鞍本地区）是我国这种类型铁矿即“鞍山式”铁矿的主要分布区，其已探明的铁矿资源储量约占全国同类型铁矿已探明资源储量的40%【2】。该区有9个资源储量超过10亿t的特大型铁矿床分布在约2200 km2范围内【3】，超大型铁矿密度之大非常罕见。长期以来，鞍本地区吸引了众多专家学者对本区铁矿开展研究工作【4-6】，取得了大量成果。20世纪50年代，对本区鞍山式铁矿的研究重点是在矿床类型及富矿成因等方面；70年代，研究重点是矿区构造、地球物理和地球化学特征等方面；80年代，除典型矿床特征、含铁岩系变质变形等方面外，有人开始研究鞍山地区花岗岩年龄及含铁岩系原岩恢复等问题；90年代，研究内容更宽泛一些，既有含铁岩系的形成与演化、富铁矿的赋存规律与找矿标志，也有花岗质岩石的成因等问题；2000年以后，除继续研究典型矿床特征外，对铁矿资源潜力方面的研究多了一些。但本区以往的研究基本上是就矿论矿，没有对超大型铁矿床分布规律进行专门研究，特别是很多矿床由于人为分割，将一个矿床的不同矿段称之为不同的矿床，更是阻碍了对超大型矿床成矿规律的研究。

我国于20世纪80年代末开始对超大型矿床进行研究，涂光炽、陈毓川、裴荣富、王世称、彭松柏、梅友松、刘伟、梅燕雄、孙国曦等先后开展了很多研究工作【7～14】。但以往对超大型矿床的研究，主要集中在贵金属和有色金属矿床方面，因此有必要对超大型铁矿床的分布规律进行研究。根据已有资料，鞍本地区有9个超大型铁矿床，如果去除人为划分的因素，这一区域超大型铁矿床的资源量可超过30亿t，有的矿床资源量甚至超过50亿t，而且矿床范围也只有20～30 km2。各个超大型矿床间的距离近的只有10多km，远的也不超过30多km，这在我国铁矿矿集区中是非常独特的【15】。

1 区域含铁建造特征

鞍本地区位于中朝准地台北缘华北断坳与胶辽台隆的结合部，横跨下辽河断陷、铁岭-靖宇台拱、太子河-浑江台陷和营口-宽甸台拱4个三级构造单元【16】。本区的含铁建造为条带状磁铁石英岩。由于本区赋存沉积变质型铁矿的鞍山群各个层位中都有“鞍山式”铁矿分布，因此，有时也把鞍山群作为本区含铁建造来研究。按《辽宁省区域地质志》观点，研究区出露有鞍山群5个岩组，自下而上包括石棚子岩组、通什村岩组、茨沟岩组、大峪沟岩组和樱桃园岩组（图1），它们均呈规模大小不等的包体状、孤岛状等形态赋存于太古宙变质深成岩中，各岩组时代归属为新太古代中晚期【16，17】。

图1　鞍本地区鞍山群及“鞍山式”铁矿床分布图Fig 1 The distribution of Anshan Group and “Anshan iron ore deposits” in Anshan-Benxi Area

根据最新研究成果【17，18】，本区出露的鞍山群大致分成3条带，并有一部分处于隐伏状态。

石棚子岩组，出露在研究区的东北部台沟－小夹河一带，属新宾－抚顺小区，主要岩性为黑云角闪斜长片麻岩、辉石角闪变粒岩、辉石斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩夹磁铁石英岩。

通什村岩组，出露在石棚子岩组新洞沟北侧，范围很小，主要岩性为黑云变粒岩、石榴黑云变粒岩，夹斜长角闪岩、角闪斜长变粒岩及磁铁石英岩，本组以富含云母质岩石为特征，并以此与下伏富含角闪质岩石为主的石棚子岩组相区别，本组“整合”于石棚子岩组之上。

茨沟岩组，是本区重要的含铁层位，主要分布在弓长岭、南芬等地。主要岩性为斜长角闪岩、黑云变粒岩、黑云角闪斜长片麻岩夹磁铁石英岩。此岩组中的典型铁矿床有南芬铁矿、弓长岭铁矿、思山岭铁矿、北台铁矿、歪头山铁矿等。上覆、下伏地层接触关系不清。

大峪沟岩组，主要分布在康家堡子－北沙土坎及本溪市－松树底下一带。主要岩性为黑云变粒岩、云母斜长片麻岩、二云矽线石英片岩、含黑云母浅粒岩、二云变粒岩，夹含电气石浅粒岩、黑云角闪斜长片岩、斜长角闪岩及磁铁石英岩等。赋存于此岩组中的典型铁矿床有贾家堡子铁矿、小岭子铁矿等。上覆、下伏地层接触关系不清。

樱桃园岩组，是本区最重要的含铁层位，主要出露在樱桃园－洪台沟－将军屯一带。主要岩性为绢云绿泥片岩、白云绿泥片岩、绿泥片岩、二云片岩、千枚岩，夹巨厚磁铁石英岩。此岩组中的典型铁矿床有西鞍山铁矿、东鞍山铁矿、齐大山铁矿、大台沟铁矿等。上覆、下伏地层接触关系不清。

2 超大型铁矿分布特征

2.1 鞍山式铁矿分布特征

根据2008年储量表等资料，区内分布有32个资源量大于百万吨的铁矿床（图1）。依据产出位置可将这些矿床分为两个矿集区，一是鞍山矿集区，二是本溪矿集区。鞍山矿集区包括鞍山附近的两条铁矿带以及南部的小岭子铁矿、大安口铁矿等矿床。其中，东西矿带西起西鞍山铁矿，东到眼前山铁矿，包括西鞍山、东鞍山、黑石砬子、大孤山、眼前山等矿床；南北矿带北起齐大山铁矿，南至西大背铁矿，包括齐大山、胡家庙子、祁家沟、张家湾、西大背、陈台沟等矿床。两带合计已探明的铁矿资源量大于80亿t。两条矿带之外的铁矿除小岭子铁矿为大型矿床外，其余均为中小型铁矿床。

本溪矿集区北起歪头山铁矿，南至锉草沟铁矿，西起弓长岭铁矿，东至小阳沟铁矿。这个矿集区的矿床略显分散，但资源量巨大，弓长岭铁矿、大台沟铁矿、思山岭铁矿、南芬铁矿这4个矿床已探明的资源量就超过100亿t。除这4个矿床外，北部还分布有北台铁矿、贾家堡子铁矿、棉花堡子铁矿和歪头山铁矿等大型矿床。

本区铁矿床的显著特点是规模大、品位低，一般品位25%～40%，以30%左右的居多。矿石以磁铁矿为主，部分为赤铁矿。

2.2超大型铁矿分布特征

鞍本地区已发现9个资源量超过10亿t的超大型铁矿床（表1）。其中，有6个分布在樱桃园岩组地层中，3个分布在茨沟岩组中。这9个超大型铁矿已探明的铁矿石资源储量总计158.51亿t。其中眼前山铁矿由眼前山、关门山、砬子山和谷首峪4个矿段组成；齐大山铁矿由樱桃园和王家堡子一、二、三矿区4个矿段组成；弓长岭铁矿由一、二、三矿区和老弓长岭、多口峪5个矿段组成；南芬铁矿由铁山、黄柏峪、黑贝沟3个矿段组成；大台沟铁矿不包括位于其西北部与其连为一体的花红沟铁矿。

从图1还可看到，鞍山矿集区的5个超大型铁矿床相距较近，最远的东鞍山铁矿与眼前山铁矿间的距离为18km，而东鞍山和西鞍山铁矿及齐大山与胡家庙子铁矿都是相连的。本溪矿集区的4个超大型铁矿床相对分散一些，但各矿床间的距离也只有10～18km。眼前山与弓长岭两个超大型铁矿床间的距离为28km，是现有超大型铁矿床间距离最远的。这9个超大型矿床分布在东西长约85km，南北宽约25km的矩形区域内。

总体上，该区超大型铁矿床具有分布密集、资源总量巨大、陡倾矿体延深很深的特征，与茨沟岩组、樱桃园岩组含铁层位密切相关；虽然区内北部鞍山群出露面积较大，但超大型铁矿床基本上分布于鞍山群南部边部区域，矿床规模与鞍山群出露面积的关系不大。

表1　鞍本地区大型、超大型铁矿床一览表Table 1 List of the large and very large iron ore deposits in the Anshan-Benxi Area

3 典型超大型铁矿床特征

3.1齐大山铁矿

齐大山铁矿是一个出露于地表的规模巨大、产状稳定的矿床。矿区出露有古元古界辽河群浪子山岩组、新太古界鞍山群樱桃园岩组以及新太古代、中太古代花岗岩。鞍山群樱桃园岩组为赋矿层位。铁矿体在平面上呈舒缓波状，走向为305～335°，地表倾向南西，由北向南逐渐变陡，并有倒转。北段厚度100～350m，一般厚度150～250m；中段厚度130～210m，平均厚度174m；南段厚度200～350m，平均厚度224m。控制的倾斜延深近800m，下部未控制到边界。从图2可以看出，齐大山铁矿、胡家庙子铁矿、西大背铁矿实际上是一个矿床，只是由于人为分割曾经将其分成了多个矿床。如果将其作为一个矿床来研究，从樱桃园至金家岭，矿体基本上是连续的，出露长度约11.2km，已探明资源/储量约30亿t。

剖面上，齐大山铁矿体受断层破坏向下呈不连续状态，但断距不大，在断层附近存在富铁矿体。该矿区富铁矿石有磁铁和赤铁富矿两种，磁铁富矿呈黑色－钢灰色，粒状变晶结构，致密块状构造，主要矿物为磁铁矿，石英次之，并见有少量闪石类矿物，局部见有散点状黄铁矿不均匀分布；赤铁富矿呈暗红色－钢灰色，粒状变晶结构，致密块状构造。组成矿物以赤铁矿为主，假像赤铁矿、石英次之。因赤铁富矿分布零散、不具有单独开采价值，没有对其进行单独圈定。

3.2大台沟铁矿

大台沟铁矿是2006年以后勘查评价的超大型铁矿床。该矿床为隐伏铁矿床，矿体顶端埋深1100～1200m，是通过查证航磁异常发现的。矿区出露有新元古界青白口系钓鱼台组、南芬组、桥头组、震旦纪康家组和古生界碱厂组、馒头组、张夏组。赋矿地层为隐伏的鞍山群樱桃园岩组。矿床由单一矿体组成。由于矿体规模巨大，采用400m×400m网度进行钻探控制探求资源量。截止2012年底，该矿床在13条勘探线上共施工了41个钻孔，其中37个孔见矿，4个孔未见矿。据4～15线2665件样品的分析结果，矿石品位一般为TFe20%～40%，平均29.41%。局部见富铁矿，既有赤铁富矿也有磁铁富矿，但未单独圈定富矿体。前述表1中的34亿t资源量是4～15线间-1800m标高以上估算的结果。由于人为因素在矿床中间23线将大台沟铁矿体分割成两部分，东南部称之为现今的大台沟铁矿，西北部则称为花红沟铁矿。若把“两个”矿床还原为一个矿床则可看出，大台沟铁矿矿体在8～55线间是连续的，勘探线间距6300m，实际控制矿体走向长度大于6500m，两端还应有一定的延长。根据已获得的资料，这一矿床资源总量将在50亿t以上。

图2　齐大山铁矿区地质简图（据1/20万地质图改编）Fig.2 The Geological map of the Qidashan Iron ore (according to 1/20 0000 geological map)

从剖面上看（图3），大台沟铁矿的矿体上部上覆有辽河群浪子山岩组，该岩组与鞍山群樱桃园岩组呈角度不整合接触。浪子山岩组之上是新元古界青白口系钓鱼台组、南芬组、桥头组和震旦系康家组。新元古界与浪子山岩组间也是角度不整合接触。根据钻孔资料，大台沟矿区的新元古界地层产状平缓，呈近水平状产出。铁矿体产状近直立，略向西倾，上盘为花岗质片麻岩，下盘为绿泥片岩；未发现有对矿体造成明显破坏作用的断裂构造。

图　3大台沟铁矿0线剖面图（据洪秀伟资料改编）Fig.3 The profile of 0 line of Dataigou iron ore (modified by Hong’s data)

3.3弓长岭铁矿

弓长岭铁矿是研究区内富铁矿最多的一个矿床，富铁矿资源量达到大型富铁矿规模。该矿床出露于地表，赋存于茨沟岩组中。矿区内茨沟岩组可分为6个岩性层，包括：

底部角闪岩：主要为斜长角闪岩，此外还有黑云母角闪岩、绿泥角闪岩、石英角闪岩和石英绿泥角闪岩等，局部夹有薄层的磁铁石英岩。

底部片岩：主要岩石有绿泥云母片岩、石英云母片岩、云母绿泥片岩、绿泥片岩、石英绿泥片岩，有时夹薄层的滑石片岩或磁铁石英岩。

下含铁带：包括第一层铁矿、中部片岩和第二层铁矿。

中部钠长石片岩带(K层)：以石英黑云钠长片岩、石英绿泥钠长片岩为主，局部有钠长角闪岩、绿帘钠长片岩、角闪片岩。此外夹有薄层磁铁石英岩层，即第三层铁矿。

上含铁带：此带内包括第四层铁矿、下角闪岩、第五层铁矿、上角闪岩和第六层铁矿。

顶部硅质岩层：组成岩石有白云母石英片岩、石英岩、白云母片岩、透闪石英岩、滑石片岩、绿泥滑石片岩等，夹薄层铁矿。

与前述樱桃园岩组中铁矿不同的是，茨沟岩组中的铁矿体为多层状产出。

4 含铁岩系原岩恢复及矿床成因

根据《辽宁省区域地质志》资料，研究区出露的鞍山群各岩组其原岩组合总体上属含硅铁质沉积岩的中酸性及中基性火山岩-沉积岩建造。

石棚子岩组原岩组合为：下部为富铁拉斑玄武岩、科马提岩、二长安山岩、二长安山质凝灰岩、英安质凝灰岩，夹流纹岩、硅铁质沉积岩；上部为二长安山质凝灰岩、二长安山岩、石英二长安山岩、玄武岩，夹硅铁质沉积岩。按原岩组合属含有硅铁质沉积岩的中基性火山岩建造。

通什村岩组原岩组合为：下部为英安质凝灰岩、英安岩、拉斑玄武岩，夹硅铁质沉积岩；中部为富铁拉斑玄武岩、英安质凝灰岩、硅铁质沉积岩；上部为英安质凝灰岩、流纹岩、英安岩，夹拉斑玄武岩、硅铁质沉积岩及粘土岩。按原岩组合属含硅铁质沉积岩的中基性火山岩建造。

茨沟岩组的原岩组合为：下部为富铁拉斑玄武岩、科马提岩夹硅铁质沉积岩；上部为二长安山质凝灰岩、二长英安质凝灰岩、安山岩、英安岩、富铁拉斑玄武岩、科马提岩夹粘土岩及硅铁质沉积岩。按原岩组合属一套含有硅铁质沉积岩的中基性火山-沉积岩建造。

大峪沟岩组原岩组合为：下部为英安质凝灰岩、英安岩、石英二长安山岩、流纹岩、长石砂岩，上部为英安质凝灰岩、石英二长安山岩、英安岩、流纹岩，局部夹玄武岩。按原岩组合属中酸性火山-沉积岩建造。

樱桃园岩组原岩组合为：安山质凝灰岩、石英二长安山质凝灰岩、英安质凝灰岩、石英砂岩、粘土岩、硅铁质沉积岩。按原岩组合为含有硅铁质沉积岩的中酸性火山-沉积岩建造。

底部的石棚子岩组和通什村岩组的变质年龄在2800Ma左右，上部的茨沟岩组、大峪沟岩组和樱桃园岩组的变质年龄在2500Ma左右（辽宁省地矿局，1989）。最近有人提出鞍本－抚顺地区太古宙层状岩系，形成时代为新太古代中晚期，同位素测年数据为2710～2470Ma之间（卢崇海，2013）。不论是新太古代沉积的，还是在新太古代以前变质的，本区的鞍山群经历了从原始沉积到遭受区域变质直至最后形成现今的形态这样一个过程，也就是说，本区的鞍山式铁矿属沉积变质型铁矿。

5 结语

通过以上讨论可以得出以下一些认识：

（1）鞍本地区已发现的超大型铁矿床主要分布在长约85km、宽约25km的范围之内，超大型铁矿之间最大距离小于30km。

（2）本区超大型铁矿主要分布在樱桃园岩组和茨沟岩组之中，其中樱桃园岩组中的矿床规模大于茨沟岩组中的矿床规模，去除人为分割因素，本区存在多个矿石量超过30亿t的巨型矿床。

（3）樱桃园岩组中的超大型铁矿床的矿体规模巨大，主要呈厚板状产出，最大长度超过10km，厚度一般为几百米，最厚超过1000m。

（4）鞍本地区是我国超大型铁矿床分布最密集的区域之一。

参 考 文 献

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THE DISTRIBUTION AND CHARACTERISTICS OF THE VERY LARGE IRON ORE DEPOSITS OF ANSHAN-BENXI AREA

Liu Zhongyuan Fu Haitao Liu Lushan Liaoning Bureau of Geology and Mineral Resources Exploration，Shenyang, Liaoning, 110032

Abstract

The Anshan-Benxi region of Liaoning province is the most important sedimentary metamorphic iron ore producer in China. The proven resources/reserves of iron ore in this area account for about 40% of the same kind of iron ore in whole China. There are 9 large iron ores in this region which resources/reserves were of more than 10 tons. All these very large iron ores distributed in the strip of about 85 km long and 25 km wide, and the density of large iron ore is rare. The very large iron ores distributed in the edge of south of Anshan Group, and they were closely related with the ferreous layers in Cigou Group and Yingtaoyuan Group. If removing the human factor into the scope of the deposit, the reserves of some iron ore deposits were more than 3 billion tons. Most of the ore body of these very large iron ore deposit were large and thick plate, a few for multilayer plate.

Keywords:Anshan-Benxi region, very large iron ore deposit, distribution law, ore body characteristics

收稿日期：2015-04-20；改回日期：2015-05-19

* 第一作者简介：刘忠元（1961～），男，主要从事区域地质调查及矿产勘查研究工作，高级工程师

基金项目：①国土资源部公益性行业科研专项（编号 201 111 002-DZ）资助

中图分类号：P618.31

文献标识码：A

文章编号：1006–5296（2015）02–0065–07