劉凱
(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局六〇三隊 延吉 133000)
雞南礦區(qū)位于吉林省延邊朝鮮族自治州和龍市,隸屬和龍市西城鎮(zhèn)。礦區(qū)資源儲量估計范圍9.48 平方千米,地理坐標范圍為東經(jīng)128°51′55″~128°56′18″,北緯42°40′27″~42°41′39″。由于該區(qū)域近年來先后發(fā)現(xiàn)并詳細評價出眾多多金屬礦床,該區(qū)大地構(gòu)造、地球化學特征、成礦帶的劃分及不同金屬礦床特征和找礦方向等成為國內(nèi)許多專家、學者的研究對象[1-8]。但由于缺乏統(tǒng)一的認識,因此對該區(qū)內(nèi)金屬礦床地質(zhì)特征、成礦類型、分布規(guī)律等進行總結(jié)顯得尤為重要[9]。本文以和龍雞南鐵礦床為研究對象,探討并總結(jié)了該金屬礦床的地質(zhì)特征、成因及找礦方向,對今后該區(qū)的鐵礦產(chǎn)勘查工作具有一定的指導意義。
雞南鐵礦床位于中—朝準地臺與華力西晚期地槽褶皺系接觸過渡帶的臺區(qū)一側(cè)。槽區(qū)褶皺構(gòu)造主要表現(xiàn)為二疊系地層組成的長線狀背斜或向斜,規(guī)模不大。臺區(qū)褶皺構(gòu)造強烈,在本區(qū)形成了一個官地向斜。官地向斜軸向310°~330°,長45 千米,寬13千米。核部為甲山組上段地層,向外依次為甲山組下段、百日坪組與雞南組。北東翼傾向南西,傾角20°~30°,南西翼傾向北東,傾角45°-70°,為全形舒緩褶皺。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育,以北西向構(gòu)造為主。中朝準地臺北緣超巖石圈斷裂通過本區(qū)臥龍一帶,向東南與朝鮮清津斷裂連為一體。斷裂走向300°~310°,傾角50°~70°,為擠壓強烈的沖斷帶。還發(fā)育北東向、近南北向和近東西向斷裂,多為正斷層性質(zhì)。斷距大小不一,有的斷距達數(shù)百米。區(qū)域內(nèi)侵入巖的主體為華力西晚期侵入巖,侵入體規(guī)模大,可劃分為三個侵入期:第一期生成的有基性—超基性小巖體,受斷裂控制,侵入于槽區(qū)的二疊紀地層中;第二期與第三期侵入巖體沿古洞河深斷裂兩側(cè)分布,組成大小規(guī)模不等的巖基。
礦區(qū)除第四系外,均為上太古界夾皮溝群太古界鞍山群雞南組、百日坪組。雞南組自上而下分為下段、上段兩個巖性段;下段分布于礦區(qū)北部,厚度約450m,巖性主要有黑云斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、淺粒巖夾磁鐵閃石石英巖及黑云變粒巖薄層。上段分布于礦區(qū)中部,是礦區(qū)內(nèi)主要含礦層位,自下而上分下、中、上三個層位,厚度約990m,巖性主要有斜長角閃片麻巖、角閃斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖夾角閃片巖,多層磁鐵角閃巖及磁鐵石英巖等。百日坪組分布于礦區(qū)南部,分為上、下兩個巖性段,下部厚度約624m,主要巖性為黑云斜長片麻巖、斜長角閃片麻巖、黑云片巖和二云淺粒巖。上段厚度約2015m,巖性以斜長角閃片麻巖、黑云角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖為主,夾有含磁鐵礦閃石巖。
礦區(qū)為一單斜構(gòu)造,整體總體走向270°~300°,傾向南或南西傾,傾角在25°~35°之間,近西北向帶狀分布,局部層間褶曲發(fā)育。根據(jù)斷裂延展方向,將斷裂構(gòu)造分為四組:近南北向斷裂是礦區(qū)規(guī)模最大的斷裂構(gòu)造,主要發(fā)育于F0、F1、F2、F3等四條大斷裂,長度都在1000m以上,水平斷距在200m~400m之間,將東西向礦層切割成幾大塊。四條大斷裂走向近南北,介于20°~340°之間,平面上呈曲線狀,傾向西,傾角在30°-65°之間,為一組帶扭性的以平移為主的正斷層;近東西向斷裂組位于礦區(qū)東部,走向270°~300°,傾向南或南西,傾角50°~65°之間,該組斷裂具多期活動之特點,屬逆斷層;北西向斷裂組零星分布在整個礦區(qū),走向300°~320°,傾向北東,少數(shù)南西,傾角40°~55°之間,斷裂規(guī)模??;北東向斷裂組斷層主要發(fā)育于礦區(qū)中部,該組斷層多為正斷層,走向30°~60°,南東傾,傾角40°~65°。切斷了近東西向和南北向的斷層和脈巖,斷層規(guī)模較小。四組斷裂構(gòu)造對礦層連續(xù)性破壞較強,且均以被脈巖充填的形式存在。
侵入巖為華力西晚期肉紅色花崗巖,具有自南向北、自西向東的入侵形態(tài)特征。經(jīng)化學分析驗證得知,屬于鋁過飽和巖石,應(yīng)為“S”型花崗巖。區(qū)內(nèi)脈巖發(fā)育,種類較多,以閃長巖及霏細巖為主,走向大多近南北,其次為偉晶巖、花崗閃長巖、細晶巖等。脈巖多沿斷裂分布,穿插礦體,破壞了礦體的連續(xù)性。除此之外,區(qū)內(nèi)還見兩個隱爆角礫巖筒,出現(xiàn)在F2與F3斷裂組及其東側(cè)下盤構(gòu)造活動強烈地段,是界于火山巖與侵入巖之間的地質(zhì)體,蝕變較強,角礫成份復(fù)雜,含硫7.39%~22.05%,屬中生代形成的火山機構(gòu)。
雞南鐵礦區(qū)共計有十個含鐵礦體層,編號I-X,其中I-IX號賦存于上太古界夾皮溝群太古界鞍山群雞南組上段中部層(ArAj22)內(nèi),X 號礦層位于雞南組上部層(ArAj32)的底部。雞南組上段中部層東西長5500m,南北寬300~850m。總體走向270°~300°,傾向南或南西,傾角25°~35°。每個含礦層斷續(xù)分布,均存在有大小不等的工業(yè)礦體,共圈定56條礦體。
以F1、F2、F3為界,可分為東區(qū)、中區(qū)、西區(qū)三個區(qū)。其中東區(qū)7 條,中區(qū)23 條,西區(qū)26 條。礦體延長、延深多在100米以上,最大延長可達1477m,最大延深831m。其中IX2、VII16、V17、V9、V1、III19、III7等七條礦體規(guī)模較大,占全區(qū)資源量總量的83%。
礦體產(chǎn)狀受區(qū)域地層控制,總體走向近東西向,傾向南,傾角25°~35°。局部地段受巖體、脈巖、斷裂構(gòu)造影響,礦體走向有時變?yōu)楸蔽飨蚧虮睎|向,傾角10°~40°,個別達65°左右。
礦體多呈層狀、似層狀、扁豆狀、透鏡狀產(chǎn)于上太古界夾皮溝群太古界鞍山群雞南組上段中部層和上部層中,礦體真厚度1.00~22.85m,平均真厚度3.59m,沿走向與傾向變化較大,礦體品位較低,但分布較均勻,全鐵(TFe)平均品位29.31%。
礦體賦存標高348m~850m,不同地段有所差別。標高較低地段,地表出露標高478m~540m,沿傾向可延深至443m;標高中等地段,地表出露標高810m,深部延深至483m;標高較高地段,地表出露標高760~850m,深部可延深至348m。
礦石按自然類型劃分,可劃分為磁鐵石英巖型、磁鐵閃石巖型兩個基本類型,兩者往往互相過渡。礦石礦物以磁鐵礦為主,伴有黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦等。表生礦物見有少量褐鐵礦及孔雀石等。非金屬礦物主要有石英、角閃石、石榴子石、黑云母、長石等。
V9礦體不同類型礦石全分析結(jié)果表明(表1),礦石的鐵成分主要含在磁鐵礦中,少量鐵含在赤鐵礦、硅酸鹽礦物內(nèi),如角閃石、黑云母、鐵鋁榴石等。黃鐵礦、黃銅礦等含量很少,對礦石鐵成分不致于產(chǎn)生大的影響。
表1 V9號礦體不同類型礦石全分析結(jié)果表
(1)礦床產(chǎn)于深變質(zhì)的太古代基性火山巖-沉積巖(鞍山群雞南組)建造中。礦體有明顯的層位,產(chǎn)狀與地層一致,與圍巖呈整合接觸,界線基本清楚。
(2)礦區(qū)礦石組分簡單,變化均勻,全鐵品位變化系數(shù)4%-42%?;瘜W成分中SiO2+Fe2O3+FeO 之和為89.17%,Al2O3+MgO+CaO 之和為8.336%,此類礦石有可能為海底火山作用影響較大的條件下,經(jīng)化學分異作用形成的。
(3)礦體與變質(zhì)的火山巖、火山碎屑巖類巖石密切共生,礦區(qū)內(nèi)角閃巖、變粒巖、斜長角閃巖多見。
(4)礦區(qū)受變質(zhì)作用顯著,表現(xiàn)一套火山巖—碎屑巖類巖石的深變質(zhì)巖,礦石呈變余、變晶等結(jié)構(gòu),條帶狀、片麻狀、片狀構(gòu)造。
上述礦床特征、賦存的地質(zhì)條件和變化規(guī)律表明,礦體的生成與基性火山噴發(fā)活動有直接關(guān)系,后來遭受區(qū)域變質(zhì)作用與混合巖化作用,礦床成因類型應(yīng)是變質(zhì)鐵硅建造鐵礦。
(1)地層標志
華力西晚期海西期花崗巖之上的鞍山群殘留體是該類型礦產(chǎn)的首要地層標志。當殘留體有一定規(guī)模,并有角閃巖或變粒巖、斜長角閃片麻巖等巖類存在時,說明具備沉積變質(zhì)型鐵礦的成礦地質(zhì)前提條件與保存條件,可列為找礦初步目標。
(2)航磁標志
航磁異常是找礦選區(qū)的重要標志,本礦區(qū)的航磁異常強度在250-500nT 之間。前述地層區(qū)內(nèi)的航磁異常分布區(qū)可列為找礦靶區(qū),優(yōu)先進行地面磁測工作。
(3)地面磁異常標志
地面磁異常,1000nT 以上的磁異常是重要的找礦標志,一般2000~3000nT 以上者即礦異常。有些礦體經(jīng)斷裂或褶皺作用,磁場受到干擾而產(chǎn)生變異,有時低值異常甚至負異常之下也有礦,在找礦過程中必須認真加以對待,具體情況要具體分析。
(4)地表礦體原生露頭與鐵礦轉(zhuǎn)石是直接找礦標志
礦體露頭多位于山坡上,零星分布,可就地布設(shè)淺部工程了解礦石質(zhì)量與規(guī)模。鐵礦轉(zhuǎn)石多分布露頭附近以及溝谷內(nèi),可作為追索礦體的重要線索。
實踐證明,在雞南鐵礦區(qū)及其外圍進行找礦,只要選好靶區(qū),采用地質(zhì)測量與物探磁法測量相結(jié)合的找礦方法,定能取得好的找礦效果。