辽宁阜新宅山土铁矿地质特征及找矿标志

李 奇，陈军典，杨红恩，罗银花，韩晓涛，白昕冉，金 源，衣 欣，吴 曼

（1.阜新市自然资源事务服务中心，辽宁 阜新 123000；2.辽宁省物测勘查院有限责任公司，辽宁 沈阳 110031；3.辽宁有色勘察研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110013；4、辽宁省地质矿产研究院有限责任公司，辽宁 沈阳 110033；5.辽宁省有色地质勘查总院有限责任公司〈辽宁省有色地质局勘查总院〉，辽宁 沈阳 110013）

1 区域地质

矿区大地构造位置处于中朝准地台北缘（Ⅰ）、内蒙地轴南端（Ⅱ）、辽西沉陷（Ⅲ）、旧庙断凸（Ⅳ）的南侧。区域上新太古宙片麻岩作为基底，中生代盖层为白垩系义县组（K1y）和孙家湾组（K2s）（图1）。

新太古宙片麻岩主要为小牵马岭片麻岩、白厂门片麻岩等，其中小牵马岭片麻岩是沉积变质型铁矿的主要含矿层位。

中生界白垩系义县组（K1y）多形成陡峻的山岭，岩性主要为流纹岩、流纹质角砾岩、斑状流纹岩、灰绿色安山岩，是火山作用的产物，该组地层以角度不整合上覆于新太古代小牵马岭片麻岩单元（Ar3xqgn）之上。

中生界白垩系孙家湾组（K2s）砾岩出露在大五家子一带，岩性主要为砾岩、砂岩和角砾岩。

区域内构造以褶皱为主，主要为石场背斜和平安地向斜构成的复背斜。断裂构造多成群出现，产状110°～120°∠75°～85°。

区内岩浆岩主要有元古代闪长岩、二长花岗岩、辉绿岩、角闪岩等，晚古生代正长花岗岩、二长花岗岩和闪长岩，中生代的二长花岗岩和石英二长花岗岩，这些岩体多见晚期岩浆岩侵入早期岩浆岩或变质岩中。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区内地层出露单一，为新太古代小牵马岭片麻岩单元（Ar3xqgn），岩性为黑云斜长角闪片麻岩、斜长角闪片麻岩、含石榴石黑云角闪片麻岩、混合岩化斜长角闪片麻岩，产状：走向50°～75°，倾向南东，倾角55°～87°，该层位是磁铁石英岩的主要赋矿层位。

2.2 构造

矿区内构造较发育，属大喜营子倒转单斜构造，呈NE50°～55°，倒转岩层倾角56°～65°，局部右陡左缓。单斜构造内发育断裂构造，使局部地段出现地层产状变化，逆断层F2，走向北5°西，倾向北东，倾角65°～70°，落差10～50m。

2.3 脉岩

区内脉岩发育，以花岗岩脉、闪长岩脉为主，局部可见煌斑岩脉、角闪石岩脉和石英脉，多呈NE、NNE、NEE向展布，产状受构造控制。NNE向脉岩对区内矿体有穿插破坏作用，BE 向脉岩则基本与矿体平行，NEE或EW向脉岩对矿体影响不大。

2.4 磁异常情况

通过高精度磁法测量工作，矿区内磁场背景值在2500～3500NT 之间，大于3000NT 的区段多与铁矿体有关，以3000NT为异常下限圈出4条磁测异常区。异常强度一般在3000～6000NT，最高可达10000NT，异常呈北东向条带状展布，异常峰值突出，形态规整，边界较清晰，梯度较陡，与已知铁矿体上的磁场特征基本一致。

3 矿床地质

3.1 矿体地质特征

矿区内铁矿体主要赋存于新太古代小牵马岭片麻岩单元（Ar3xqgn）黑云斜长角闪片麻岩、斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩内，铁矿体产状与围岩产状一致[1]。

矿区内共圈出铁矿体8条，其中规模较大的矿体为T3、T8和T10。

T3 矿体呈透镜状、似层状，分布宅山土采区的中部，延长250m左右，延深25m，最大见矿厚度9.58m，最小见矿厚度6.65m，平均厚度8.12m，矿体受F2断层影响，被断开，沿走向和倾向厚度变化较大，矿体连续性较差，产状145°∠55°，有2 个槽探工程控制矿体，矿体平均品位MFe23.37%，赋存标高400～453m。

T8 矿体呈透镜状，分布在二采区西北部，延长300m 左右，最大见矿厚度13.64m,最小见矿厚度3.88m，平均厚度8.23m，沿走向和倾向厚度变化较大，矿体连续性较差，总体产状倾向155°∠76°～77°由槽探3个、平硐2个控制，延深95m，赋存标高400～479m，平均品位MFe23.41%。

T10 矿体呈透镜状，分布在二采区西北部，延长360m 左右，最大见矿厚度8.44m，最小见矿厚度2.98m，平均厚度5.71m，沿走向和倾向厚度变化较小，矿体连续性较好，总体产状倾向155°∠73°～75°，由槽探4 个、浅井4 个工程控制，延深55m，赋存标高431～508m，平均品位MFe24.03%。

其他矿体特征见表1。

表1 其他矿体特征一览表

3.2 矿石质量

3.2.1 矿石矿物成分

矿区的铁矿为含赤铁磁铁矿石，呈灰黑色，多见不等粒状变晶结构、针柱状变晶结构和鳞片状变晶结构，以条纹条带状构造为主。矿石中矿物成分简单，金属矿物主要为磁铁矿，并含有少量的赤铁矿和黄铁矿，脉石矿物为石英、斜长石、角闪石、黑云母等。

3.2.2矿石化学成分

矿区内铁矿体平均品位MFe23.73%。磁性铁（MFe)与全铁（TFe)呈正相关特征。铁矿中有害组分有SiO2、S、P 等。其中SiO2主要赋存于石英当中，S 主要赋存于以黄铁矿中，S含量多小于0.03%。

铁物相分析见表2，SiFe 平均含量4.32%；CFe 平均含量1.73%；SfFe平均0.67%。SiFe+CFe+SfFe之和为6.72%＞3%。

表2 铁物相分析结果一栏表

3.3 矿石类型和品级

根据表2，20 件样品中有14 件矿石MFe/（TFe-SiFe-SfFe-CFe）=88.48%≥85%，可见矿区内矿石以磁性铁矿石为主，有少部分弱磁性铁矿石，工业类型属需选铁矿石，因此，矿区内铁矿石属于需选磁性贫铁矿石。

3.4 矿体围岩和夹石

矿区内铁矿体主要赋存于小牵马岭片麻岩中，矿体的围岩一般为片麻岩、斜长角闪岩和变粒岩，矿体与围岩的界线十分清楚，矿体中的夹石较少，规模较小，出露不规则，对矿体的完整性没有太大影响。矿体的顶底板围岩和夹石中有用、有益及有害组分含量很少。

4 成矿地质条件分析

辽西新太古宙片麻岩的原岩主要为拉斑玄武质的超基性—基性火山岩，期间夹有酸性火山碎屑岩及含铁硅质建造，同时伴有层状或似层状侵入的橄榄岩、辉石岩和角闪石岩。小牵马岭单元片麻岩原岩组合类似辽东地区鞍山群下部组合，普遍发育硅铁建造，较稳定、厚度大，是辽西重要含铁层位，形成时代同属于新太古代，是沉积变质型鞍山式铁矿床形成的最重要时期[2]。含矿建造属于中基—基性火山沉积建造，主要岩性组合为斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩、磁铁石英岩，变质相为角闪岩相，常见矿物有磁铁矿、赤铁矿、石英、透闪石、绿泥石等，以粒状变晶结构为主，矿石类型主要为磁铁石英岩。磁铁矿矿床严格受层位控制，主要赋存于角闪岩相中[8]。

5 矿床成因及找矿标志

5.1 矿床成因

阜新北部含铁岩系位于辽宁西部的新太古代变质岩系中，这套岩系主要呈北东向展布，主要由麻粒岩相和铁铝榴石角闪岩相的变质岩组成，原岩为火山岩及少量陆源碎屑沉积岩。成矿所需的铁与硅质主要由地幔喷气或喷浆作用提供，喷气或喷浆进入海水后形成铁硅质化学沉积岩；化学沉积岩经区域变形变质作用及变质分异作用，形成条纹条带状硅铁建造的沉积变质型铁矿。

5.2 找矿标志

5.2.1 地层与围岩标志

区域内磁铁矿体赋存于新太古代小牵马岭片麻岩单元（Ar3xqgn）中，黑云斜长片麻岩常相变为黑云角闪斜长片麻岩—角闪黑云斜长片麻岩及斜长角闪岩—斜长角闪片麻岩，斜长角闪岩—斜长角闪片麻岩常为铁矿的底板。含铁层位的岩石组合经常为角闪斜长角闪岩—斜长片麻岩—磁铁石英岩型。新太古代小牵马岭片麻岩单元（Ar3xqgn）是寻找磁铁矿的有利层位、直接标志。

5.2.2 构造标志

区域变质作用强烈，内部构造相对发育，尤其是早期构造发育地带，更有利于沉积变质型磁铁矿的形成。

5.2.3 物探标志

铁矿石具有强磁性，在铁矿体出露地段或矿体埋深较浅的情况下可引起很强的磁异常；在埋深较大的情况下，可引起低缓磁异常，因此可根据异常所处的地质背景解释磁异常是否由铁矿引起，磁异常是寻找铁矿的间接标志[9]。