陳鐵力

(1．吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院，吉林 長春 130026;2．遼寧省有色地質(zhì)局一〇八隊，遼寧 沈陽110013)

0 引言

弓長嶺三星鐵礦大地構(gòu)造位置地處中朝準(zhǔn)地臺(Ⅰ)、膠遼臺隆(Ⅱ)、太子河—渾河臺陷(Ⅲ)、遼陽—本溪凹陷(Ⅳ)的西部，位于華北地臺遼東臺隆、太子河—渾河凹陷南緣(遼寧省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989)。太古宙花崗巖－綠巖地質(zhì)體構(gòu)成區(qū)域基底(圖1)，基底裂陷沉積了晚元古界—中生界沉積巖系，區(qū)域內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿巖分布極為廣泛(遼寧省地質(zhì)局，1975)。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)出露的地層僅有鞍山群茨溝組，其主要巖性有:(1)混合花崗巖，礦區(qū)內(nèi)大面積出露，巖石呈淺肉紅色或淡粉紅色，粗?；◢徸兙ЫY(jié)構(gòu)，片麻狀、條帶狀或塊狀結(jié)構(gòu)。礦物成分主要為微斜長石、石英，其次為白云母、黑云母、角閃石及綠泥巖等(薛春紀(jì)等，2007);(2)磁鐵石英巖，呈扁豆體狀產(chǎn)于混合花崗巖中，粒狀變晶結(jié)構(gòu)，層狀或條帶狀構(gòu)造。金屬礦物主要為磁鐵礦，其次為赤鐵礦、褐鐵礦，質(zhì)量分?jǐn)?shù)22% ～35%;非金屬礦物主要為石英巖，其次為角閃石，綠泥片巖等，質(zhì)量分?jǐn)?shù)60% ～65%;(3)斜長角閃巖，在磁鐵石英巖中呈夾層或其邊部出現(xiàn)，深灰色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，礦物成分主要為角閃石，其次為斜長石及石英(薛春紀(jì)等，2007)。一般厚度為0.2～1.5 m，邊部厚度為0.2～0.4 m(圖2)。

圖1 三星鐵礦區(qū)域地質(zhì)簡圖

地表巖體風(fēng)化強烈，節(jié)理裂隙發(fā)育，風(fēng)化層厚度2～4 m，多被植被覆蓋。

1.2 礦區(qū)構(gòu)造

本區(qū)處于弓長嶺背斜(遼寧省地質(zhì)局，1975)的北翼，寒嶺斷裂構(gòu)造的南側(cè)。區(qū)內(nèi)有一單斜構(gòu)造斷裂F1，走向為105°，向南傾斜，傾角80°左右(陳鐵力等，2007)(圖2)。

圖2 三星鐵礦礦區(qū)地質(zhì)簡圖

1.3 區(qū)內(nèi)巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖分布極為廣泛，主要為太古界混合花崗巖及斜長角閃巖等脈巖。

太古界混合花崗巖出露面積占礦區(qū)面積的90%以上(陳鐵力等，2007)?；旌蠋r對鐵礦存在破壞作用，產(chǎn)生切穿礦體的長英質(zhì)脈貫入或穿插現(xiàn)象等，其往往影響礦石品位。

2 礦床地質(zhì)

2.1 礦體(床)特征

該礦為一貧鐵礦，礦體呈扁豆體狀，賦存于混合花崗巖中，走向 20°～30°，向西傾斜延伸，傾角70°～75°，共2 層礦體(Fe1 和Fe2)，被Fl斷層切割。礦體最大賦存標(biāo)高為244 m，寬6～12 m，2條礦體均出露地表，F(xiàn)e1礦體呈扁豆體，走向北東，傾向西，傾角70°～75°，控制長度約為66 m，寬度4～6 m，TFe平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.97%，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45%～55%，深部尖滅于197 m左右。Fe2礦體呈扁豆體，走向北東，傾向西，傾角70°～75°，控制長度約70 m，寬度6～21 m，TFe平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.97%，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 45% ～55%，尖滅于150 m左右。以F1為界，將礦體切分為南、北2個礦段:南礦段Fe1礦體長度為50 m，厚度4 m;Fe2礦體長度50 m，厚度6 m。北礦段Fe1礦體控制長度16 m，厚度6 m;Fe2礦體控制長度20 m，厚度15～21 m(陳鐵力等，2007)。

2.2 礦石類型、品級及其結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

礦石的自然類型主要是磁鐵石英巖礦石;礦石的工業(yè)類型屬“鞍山式”磁鐵石英巖型貧礦(方如恒，1995)。礦石品級應(yīng)屬于需選貧礦礦石(即613)(方如恒，1995)。礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造:礦石為自形－他形粒狀結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造主要為條帶狀和條紋狀構(gòu)造，次為片狀構(gòu)造，局部偶見塊狀構(gòu)造。

2.3 礦石特征

2.3.1 礦石礦物成分 金屬礦物主要為磁鐵礦，其次為赤鐵礦、褐鐵礦;非金屬礦物主要為石英巖，其次為角閃石、綠泥石等。TFe平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.97%，SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45% ～55%。

2.3.2 礦石化學(xué)成分 從表1中可以看出，礦石有用化學(xué)成分TFe最高質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.50%，最低質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.50%，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.97%。有害元素S、P組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。

表1 三星鐵礦樣品全鐵分析結(jié)果

2.4 礦體圍巖情況

礦體圍巖主要為混合花崗巖(馮佳睿等，2009)，礦體多為扁豆?fàn)町a(chǎn)出，無夾石。有害組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，對礦體完整性影響較小。

圖3 三星鐵礦礦區(qū)成礦模式圖

3 礦床成因

在太古宙時期，本區(qū)火山活動頻繁，火山噴發(fā)致使大量硅鐵物質(zhì)進(jìn)入水體，并發(fā)生火山－陸源碎屑物質(zhì)沉積，形成硅鐵質(zhì)透鏡體，成為本區(qū)成礦的物質(zhì)來源(劉軍等，2010)。后期遭受鞍山、呂梁、印支及燕山等運動而發(fā)生多次褶皺隆起，并伴隨巖體侵入、變質(zhì)作用和混合巖化作用，為本區(qū)成礦提供了必要的動力條件。多期次構(gòu)造活動致使本區(qū)褶皺及斷裂構(gòu)造疊加，并伴隨有變質(zhì)作用和脈巖入侵，鐵礦進(jìn)一步富集，形成本區(qū)地質(zhì)現(xiàn)狀。該礦區(qū)成礦模式見圖3。

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，本區(qū)鐵礦床賦存于太古界混合花崗巖中，礦體受層位及斷裂控制，一般呈扁豆?fàn)?，成因類型?yīng)屬于沉積變質(zhì)型“鞍山式”鐵礦床(裴榮富，1995)。

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