2020, Vol. 29
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2. 辽宁省地质勘探矿业集团有限责任公司, 辽宁 沈阳 110034
2. Liaoning Geological Exploration and Mining Group, Co., Ltd., Shenyang 110034, China
爱林铁矿区位于宽甸县城东北30°方向直距38 Km处，行政区划隶属辽宁省丹东市宽甸县牛毛坞镇爱林村管辖，矿区面积0.7251 Km2，中心地理坐标：124°57′09″E，41°01′45″N. 2005~2008年，宽甸满族自治县矿产资源开发服务中心在矿区进行普查详查地质工作，发现3条铁矿体，求得(332)+(333)铁矿石总资源量95.68×104 t，属小型矿山.矿山主要开采Ⅰ号铁矿体. Ⅱ、Ⅲ号矿体由于原来工作程度较低，所求矿产资源量均为(333)类别，无法满足矿山生产设计的要求，因此，2017年矿山委托辽宁省第六地质大队在原有勘查工作的基础上对矿区进行补充详查工作，重点加强对Ⅱ、Ⅲ号矿体的控制程度，探求可供设计开发的储量，为合理利用铁矿资源提供依据.通过1: 1000地质简测、1: 1000地面高精度磁法测量及钻探工程等工作，证实原勘查报告中的Ⅱ、Ⅲ号铁矿体不具备开采条件➊.
➊冯啸宇，等: 辽宁省宽甸县牛毛坞镇富垠铁选有限公司爱林铁矿补充详查报告: 辽宁省第六地质大队，2017.
本文通过总结前人工作成果，结合2017年期间的勘查工作，对该铁矿的地质特征和控矿因素进行归纳分析，以期对今后在该矿区及其外围区域进行的勘查工作有所裨益.
1 区域地质该区大地构造位于中朝准地台(Ⅰ)胶辽台隆(Ⅱ)营口－宽甸台拱(Ⅲ)与浑江－太子河拗陷(Ⅲ)的交接部位.矿区及周边区域鞍山式铁矿发育，包括牛毛坞张家堡子铁矿、八河川蜂蜜沟铁矿、八河川下甸子铁矿等，但均为中小型矿床[1].
区域出露地层主要为太古宇鞍山群(Aran)，古元古界辽河群高家峪组(Ptllhg2)、大石桥组(Pt1lhg)及新生界第四系(Q).其中以北东走向的鞍山群(Aran)地层及相关变质岩系为主，也是该区域鞍山式铁矿的赋存层位.区内发育爱林至蜂蜜沟复背斜构造，背斜轴走向北东，牛毛坞爱林铁矿和张家堡子铁矿发育于其南翼，而八河川蜂蜜沟铁矿和下甸子铁矿则发育于其北翼.断裂构造主要为北北东向压扭性断裂，规模较小，对地层、矿体造成切割破坏，使得区内地层产状复杂多变.区内大面积分布鞍山期混合花岗岩，岩性主要为片麻状黑云母二长花岗岩，其内包含辽河群和鞍山群地层捕掳体.吕梁期混合花岗岩主要分布在区域西南部，岩性主要为似斑状片麻状黑云母二长花岗岩.燕山期花岗斑岩在区域西北部也有一定面积分布.脉岩主要为中-酸性，包括闪长玢岩、花岗斑岩及石英斑岩，呈北西向分布(如图 1).
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图 1 爱林铁矿区区域地质图➊ Fig.1 Regional geological map of Ailin iron deposit 1-第四系冲洪积物、砂质黏土、砂砾石、砾石(Quaternary alluvium-proluvium, sandy clay, sand gravel, gravel); 2-辽河群大石桥组白云石大理岩、镁橄白云石大理岩、白云质大理岩、含透闪透辉白云石大理岩(dolomite marble, magnesium olivine dolomite marble, dolomitic marble, tremolite-diopside-bearing dolomite marble of Dashiqiao fm., Liaohe gr.); 3-辽河群高家峪组含白云石大理岩、镁橄白云石大理岩夹透辉石岩、石墨变粒岩、斜长角闪岩(dolomite-bearing marble, magnesium olivine dolomite marble with diopsidite, graphite granulite and amphibolite of Gaojiayu fm., Liaohe gr.); 4-鞍山群黑云二长片麻岩、角闪黑云片麻岩、黑云变粒岩(biotitic monzo-gneiss, hornblende biotite gneiss, biotite granulite of Anshan gr.); 5-鞍山群斜长角闪岩、角闪斜长片麻岩(plagioclase hornblende, hornblende-plagioclase gneiss of Anshan gr.); 6-鞍山群磁铁石英岩（magnetite quartzite of Anshan gr.); 7-斜长角闪岩(plagioclase hornblende); 8-燕山期花岗斑岩(Yanshanian granite porphyry); 9 -吕梁期似斑状片麻状黑云母二长花岗岩(porphyritic gneissic biotitic monzogranite of Luliang period); 10-鞍山期片麻状黑云母二长花岗岩（gneissic biotitic monzogranite of Anshan period); 11-花岗斑岩岩脉（granite porphyry dike); 1:-石英斑岩岩脉（quartz porphyry dike); 13-闪长纷岩岩脉（diorite porphyrite dike); 14-实测地质界线（surveyed geological boundary); 15-断层及编号(fault and number); 16-鞍山期背型權皱构造及编号(antiformal fold of Anshan period and number); 17-鞍山期磁铁矿层(magnetite layer of Anshan period); 18-矿区界线（boundary of orefield) |
➊冯啸宇，等: 辽宁省宽甸县牛毛坞镇富垠铁选有限公司爱林铁矿补充详查报告: 辽宁省第六地质大队，2017.
2 矿区地质矿区出露地层主要为太古宇鞍山群，岩性主要有黑云二长片麻岩及黑云角闪斜长片麻岩，以捕虏体形式存在于鞍山期片麻状黑云母二长花岗岩体中，是条带状角闪石英磁铁岩，即磁铁矿体的赋存层位.此外，以黑云斜长变粒岩和斜长角闪岩为主的鞍山群变质岩系也广泛发育(如图 2).
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图 2 爱林铁矿区地质图➊ Fig.2 Geological map of Ailin iron deposit 1-第四系冲洪积、砂质粘土、砂砾石、砾石（Quaternary alluvium-proluvium, sandy clay, sand gravel, gravel); 2-鞍山群黑云二长片麻岩(bearing monzo-gneiss of Anshan gr.); 3-鞍山群黑云斜长变粒岩（biotite-bearing plagioclase granulite of Anshan gr.); 4-鞍山群黑云角闪斜长片麻岩(biotitic amphibole-bearing plagioclase gneiss of Anshan gr.); 5-鞍山群斜长角闪岩(plagioclase hornblende of Anshan gr); 6-鞍山群条带状角闪石英磁铁岩(banded hornblende quartz magnetite of Anshan gr.); 7-燕山期花岗斑岩(Yanshanian granite porphyry); 8 -吕梁期似斑状片麻状黑云母二长花岗岩(porphyritic gneissic biotitic monzogranite of Luliang period); 9-鞍山期片麻状黑云母二长花岗岩(gneissic biotitic monzogranite of Anshan period); 10-石英闪长纷岩岩脉（quartz diorite porphyrite dike); 11 -实测地质界线（surveyed geological boundary); 12-磁异常等值线（magnetic anomaly contour); 13-石兹异常编号(number of magnetic anomaly); 14-石兹异常值(magnetic anomaly value); 15-地层产状(strata occurrence) |
➊冯啸宇，等: 辽宁省宽甸县牛毛坞镇富垠铁选有限公司爱林铁矿补充详查报告: 辽宁省第六地质大队，2017.
矿区主要受爱林至蜂蜜沟复背斜构造影响，无大规模断裂构造.由于矿体位于背斜构造翼部且距离轴部距离较远，因此多发育小型压扭性褶皱及断裂，其中近东西向断裂成为主要容矿构造，由于断裂容矿空间较小，因此矿体规模不大.
矿区内混合花岗岩出露面积大、期次多，鞍山期、吕梁期及燕山期均有一定规模出露，其中鞍山期片麻状黑云母二长花岗岩在矿区内分布面积最广，鞍山群地层呈捕虏体形式赋存其中，并发育磁铁矿化带.吕梁期似斑状、片麻状黑云母二长花岗岩主要分布于矿区东南部，该期次混合花岗岩呈脉状与鞍山群地层捕虏体直接接触，与矿区磁铁矿成矿直接相关.燕山期花岗斑岩主要分布于矿区西南部.矿区内脉岩广泛发育、种类单一，主要为石英闪长玢岩，皆为近南北走向，脉宽由几十厘米到几米(如图 2).
通过1:1000地面高精度磁法测量，发现5处磁异常，异常编号为C2017－01、C2017－02、C2017－03、C2017－04、C2017－05.根据磁异常特征，推断C2017－03、C2017－05磁异常为磁铁矿引起，其他3处异常，推断主要由磁性地层引起，局部异常可能为斜长角闪电气变粒岩或磁铁矿引起(如图 2和表 1).
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表 1 磁测异常特征-览表 Table 1 Characterristics of magnetic anomaly |
矿区内具有开采价值的铁矿体仅有1条，分布于矿区东南部.矿体呈似层状，近东西向展布，延伸长度约60 m，由西向东尖灭.矿层倾向南东，延深约50 m，倾角55~65°.浅部探槽处出露矿体宽度较窄，仅十几厘米，且产状较缓，倾角约55°.随着延伸深度的增加，矿体厚度增大(开采区矿体厚度可达2.5 m)，倾角也随之增大，最终可达65°.矿体顶板为鞍山群黑云母二长片麻岩地层(Aran)，矿体顺层产出，与顶板地层为整合接触关系.底板为吕梁期混合花岗岩.矿体周边石英闪长玢岩脉较发育，岩脉主要沿近南北向小型断裂带分布，对矿体产生一定破坏作用.夹石主要为似斑状、片麻状黑云母二长花岗岩，局部为石英闪长玢岩，对矿体的完整性产生一定影响.
赋矿岩石为条带状角闪磁铁石英岩，呈灰黑色，柱状－粒状变晶结构，条带状构造.矿石矿物成分较为简单，主要为磁铁矿，约占60%，半自形-他形粒状，方向性分布，粒径为0.2~1 mm，其次含有少量赤铁矿.脉石矿物主要为石英，含量约25%，呈他形粒状，粒径为0.1~0.5 mm；角闪石含量约占15%，呈柱状，粒径为0.2~0.5 mm.根据矿石的物质组成及结构构造特征，矿区矿石自然类型主要为磁铁石英岩型.该类型矿石品位较低，一般TFe品位20%~30%，工业类型为需选矿的磁性贫铁矿石.
4 控矿因素及成因分析 4.1 地层控制爱林铁矿矿体呈层状赋存于鞍山群黑云母二长片麻岩地层中，并与之整合接触，层控明显.鞍山群黑云母二长片麻岩地层则呈捕掳体形式存在于鞍山期片麻状黑云母二长花岗岩中.同辽宁鞍本地区一致，宽甸地区的铁矿均产于鞍山群地层中，地层以捕虏体形式赋存于中-新太古代混合花岗岩中[2]，如：八河川蜂蜜沟铁矿矿体发育于鞍山群茨沟组地层中，该地层主要以孤岛状残留体形式存在于新太古代-古元古代混合花岗岩中.八河川下甸子铁矿矿体赋存于鞍山群大峪沟组地层中，该地层呈残留体分布于混合花岗岩中.牛毛坞张家堡子铁矿矿体赋存在鞍山群通什村组地层中，该地层以捕虏体形式残存于鞍山期花岗岩中[1].总之，宽甸地区的鞍山式铁矿的控矿层位均为鞍山群地层，且均以捕虏体形式小规模、零星地赋存于混合花岗岩体中，混合花岗岩年代以鞍山期为主.
4.2 构造控制爱林铁矿主要受区域爱林－蜂蜜沟复背斜构造影响，该背斜轴部走向北东，爱林铁矿主要发育于该背斜南翼.在褶皱发育过程中，由于褶皱轴部与翼部存在明显的应力差，不同部位的岩石破碎程度存在差异，轴部岩石破碎程度较高，矿体赋存空间较大，因而易形成厚度大、品位高的铁矿，而翼部岩石破碎程度低，仅形成小规模压扭性断裂，因此形成的铁矿床规模较小，品位更低，如爱林铁矿[3].鞍本地区大型富矿体一般沿着贫矿层中或其附近的较大断裂或断裂带产出，有的则产于裂隙发育的褶皱轴带[4].综上，爱林铁矿区不具备形成大矿、富矿的地质构造条件，但今后在爱林－蜂蜜沟复背斜轴部区域开展找矿工作，则有望取得较大突破.
4.3 变质富集作用该区变质作用较强烈，变质类型主要为区域变质作用，变质岩主要为鞍山群黑云斜长变粒岩和斜长角闪岩.前人研究认为，在变质和热液作用过程中，贫铁矿中的Sio2被热液带走，与围岩中的黏土矿物结合形成石榴石、绿泥石、阳起石、黑云母等蚀变矿物，铁质在原地富集形成富铁矿，即“去硅富铁”的成矿机制[5].
此外，同鞍本地区一样，宽甸一带的太古宇地层也经历了大面积的混合岩化作用.混合花岗岩多由鞍山群岩系及其前后的地层在原地或半原地重熔而成，当混合岩化不强烈时，即相当于铁矿与混合花岗岩之间相隔时，铁矿不会被混合花岗岩所吞噬；当混合花岗岩与铁矿层直接接触时，混合花岗岩对贫铁矿除有机械破坏外，还有不同程度的熔蚀作用，可能使贫铁矿变成富矿[6].该矿区混合岩化作用大致可以分为鞍山期和吕梁期2个期次.鞍山期混合岩化作用使得鞍山群地层呈捕虏体赋存于鞍山期混合花岗岩中，形成以片麻状黑云母二长花岗岩为主的混合花岗岩.而吕梁期混合花岗岩则直接作为矿床底板与铁矿互层，混合后的花岗岩可定名为似斑状片麻状黑云母二长花岗岩.由混合岩化引发的变质作用主要表现为更长石普遍遭到强烈的绢云母化作用，黑云母则普遍脱铁和绿泥石化，并有铁质析出，在矿石品位变富区域，熔蚀作用表现明显，混合花岗岩中的石英有重结晶现象，矿物颗粒明显增大，可达到花岗伟晶岩标准.因此，除区域变质作用之外，因混合岩化而引起的变质和熔蚀作用对该矿床的富集和重结晶也起到积极作用.
4.4 成因分析发育于宽甸地区的铁矿主要有2种成因类型，即鞍山式铁矿和夕卡岩型铁矿，如宽甸八河川镇老人沟铁矿分别发育7条夕卡岩型磁铁矿体和5条鞍山式铁矿体.该矿区不具备夕卡岩型磁铁矿成矿条件. 2017年度的详查工作虽未对该矿床成因进行深入研究分析，但根据矿区地质特征及控矿因素基本可以确定该矿床为典型的鞍山式铁矿，即沉积变质型铁矿.该类铁矿赋存于鞍山群混合花岗岩中，主要由石英和磁铁矿组成，具有典型的条带状构造，由条带状铁建造(BIF)变质改造而成[7].原始含铁建造为早寒武纪火山沉积建造，后期经历了区域变质作用、花岗岩化作用及有次要关系的热液作用，同时又伴随着一定程度的矿物和化学变化最终形成了鞍山式铁矿[4].
5 结论1) 含铁岩系为磁铁石英岩，矿体赋存于鞍山群地层中，层控特征明显.
2) 矿体发育于爱林至蜂蜜沟复背斜构造翼部，区内缺少大规模容矿构造，不具备成大矿、富矿的构造条件.
3) 区域变质及混合岩化作用与该矿床的形成直接相关，尤其是吕梁期混合岩化作用对铁矿的富集和重结晶起到积极作用.
4) 矿床成因为典型的沉积变质型，即鞍山式铁矿.
致谢: 本文在写作过程中得到中国科学院地质与地球物理研究所刘亚东(博士在读)的支持和帮助，在此表示感谢.
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