白山市板石溝鐵礦井下礦資源儲量變化及成礦遠景分析

路 猛，李廣鐵

1.吉林省第四地質調查所，吉林 通化 134001；2.吉林省區域地質礦產調查所，吉林 長春 130022

0 引言

板石溝鐵礦井下礦位于吉林省白山市板石鎮，大地構造處于龍崗隆起的南緣，四方山-板石溝鐵成礦帶的北東段，礦體就在太古界鞍山群楊家店組變質表殼巖中（見圖1）。1958年發現, 1963年提交資全區源儲量 7 455.51萬噸，其中井下礦提交1 597.7萬噸，占總資源儲量1/5。1984年航局航磁資料顯示板石溝鐵礦有4處異常高值區，其編號為吉C-77-17井下礦磁異常為板石溝井下礦異常，占異常區總面積的1/2。到2010年板石溝鐵礦查明資源儲量127 157.867千噸，其中井下礦30 788千噸，點總資源儲量的1/4。

幾年來我們在前人已取得地質資料的基礎上，總結板石溝鐵礦三期褶皺疊加、變形褶皺構造的控礦規律，研究探討板石溝鐵礦的三期褶皺構造變形，認為井下礦處于板石溝復式向斜南西翼（見圖2），三礦組之間存著向背形構造，2011年-2012年生產勘探又增加30 155.76千噸。結合吉板石溝航磁異常形態特征、所占面積比，認為井下礦礦體向深部及構造兩翼存在著未查明資源，本論文分析推斷了該區的資源潛力，并建議了下一步找礦方向。

1 礦床地質概況

1.1 地層

白山市板石溝鐵礦位于龍崗隆起的南緣，四方山-板石溝鐵成礦帶的北東段，礦體賦存于太古界鞍山群楊家店組上段第三層（Arab2-3）變質表殼巖中（見圖1），主要巖性為角閃片巖、斜長角閃巖、磁鐵石英巖等組成。礦區南部與上覆的老嶺群珍珠門組（Pt1z）呈不整合斷層接觸。其原巖為一套中基性火山巖類、硅鐵質巖和長石石英砂巖沉積組合。

1.2 區內巖漿巖

主要為新太古代混合巖、混合花崗巖呈巖株狀、巖枝狀侵入到太古代地層中，經多期變質作用，均已變質為片麻狀、條帶狀二長花崗質片麻巖、英云閃長片麻巖、奧長花崗質片麻巖，規模大,分布廣；早元古宙侵入脈巖，主要為鉀長偉晶巖，多沿北東向破碎帶浸入；燕山期脈巖主要有閃長巖、輝綠巖和閃長玢巖等。

圖1 板石溝鐵礦地質圖Fig.1 Geological map of Banshigou iron ore

1.3 礦區構造

本礦床受控制于板石溝倒轉復式向形構造（見圖2），向斜西起木通溝翹起，東至上青溝傾沒, 長近8 km。軸向總體呈55°～65°，樞紐呈波狀起伏，向斜核部為太古宙楊家店組上段Ary2-4。井下礦（板石溝鐵礦16、17、18礦組）處于板石溝復式向斜南翼的次一級復式向斜構造（見圖1），控制著礦體的形態和分布，其中16礦組分布于向斜核部，17礦組分布于向斜南東翼，18礦組分布于向斜的北西翼。區域主要斷裂構造是二道江—板石溝斷裂，分布于礦區南部渾江上游凹陷與龍崗復式背斜之間，造成向形南翼地層出露不全（見圖1）。礦區內發4組斷裂，對礦體有影響的為北西向F403斷層發育在18礦組東部，長1 600 m，為壓扭性平移斷層，切割礦體 ，但錯距不大。

1.4 礦體特征

礦區內查明3個礦組28條鐵礦體，主礦體為18礦組的1礦體和17礦組的1-2、4號礦體，其資源儲量占資源儲量總量的70%以上。礦床平均品位TF32.91%。礦石中有用組分為鐵，磁性鐵占有率為87.80%～97.58%，屬磁性鐵礦石。礦石的金屬礦物以磁鐵礦為主，非金屬礦物主要為石英、角閃石；礦石的主要類型為石英磁鐵礦石、角閃磁鐵礦石、角閃石英磁鐵礦三種。礦石結構以粒狀變晶結構為主，構造主要為塊狀構造。變質作用為角閃巖相-石榴角閃巖相。

圖2 板石溝鐵礦區域構造格架示意圖（據文獻[1]）Fig.2 Sketch map of regional tectonic framework of Banshigou iron mine

1.5 航磁異常特征

1987年1∶5萬航空磁測△T剖面平面圖顯示，區域性磁場較明顯，西起木通溝，東至東上青溝磁異常帶長11 Km，寬5 Km，面積達40 km2, 總體形成一個半封閉的環狀磁異常帶，其中井下礦異常值最高、面積最大，占板石溝礦區異?？偯娣e的1/2。見圖2。

帶內分布有吉C-77-15木通溝磁異常、板石溝吉C-77-16李家堡磁異常、吉C-77-17井下礦磁異常、吉C-77-21上青溝礦磁異常，異常峰值區是板石溝鐵礦各礦組礦體出露位置。經近年露天礦深部勘查吉C-77-16異常值100 nT～200 nT分布區，礦體埋藏深度400 m～900 m。木通溝吉C-77-15異常處于板石溝異常最西端與井下礦C-77-17磁異常相鄰，最高值達190 nT為礦至異常。吉C-77-17井下礦磁異常等值線北密南稀疏，礦體向南傾伏，反應了產狀較陡，且有一定的埋藏深度，是深部找盲礦體的重要標志。

2 儲量變化情況

2011年底井下礦累計查明資源儲量29 954 kt，比1963年增加1.87倍。在此基礎上進行生產勘探，又施工了近93個鉆孔，投入45 054.53鉆探工作量，累計查明資源儲量達60 110 kt,增加30 155.76 kt。本次主要對采礦權內的17礦組387 m至-100 m、18礦組510 m至-100 m標高進行了工程控制，17礦組主礦體傾斜延深增加487 m，增加了主礦體規模，同時礦體的分布范圍有明顯擴大，新增加了3條礦體。向深部礦體厚度局部增厚。與2010年底井下礦儲表資源儲量相比，增加資源儲量30 155.76 kt，相當于又增加一個中型礦床（表1）。

3 成礦規律新認識

根據我們近年勘查成果的研究并結合前人的研究成果（路恩蘭等，2012；高明珠等，2014；科研成果報告2016等文獻）。使我們重新總結本礦床的成礦規律與控礦因素有如下幾點：

圖2 板石溝一帶航磁ΔT平面等值線示意圖Fig.2 Diagram of Aeromagnetic ΔT plane isoline in Banshigou area

表1 井下礦2012年勘查資源儲量變化對比表Table 1 Change comparison of exploration resources and reserves of underground mines in 2012單位：礦石∕kt

3.1 板鐵礦井下礦“三位一體”模型有如下特點

（1）成礦地質體：新太古界鞍山群楊家店組上段第三層（Arab2-3）斜長角閃巖、角閃片巖、磁鐵石英巖組合。原始沉積環境：火山島弧，含鐵建造。

（2）成礦構造：三期褶皺構造及同期斷裂構造。第一期褶皺構造：葉理S1 （包括片理、片麻理和條帶狀構造），其中S1//S0；礦物拉伸線理L1；褶皺構造，主要為緊閉同斜褶皺、無根勾狀褶皺和葉內不規則流動狀褶皺，主要為A型褶皺；石香腸構造和透鏡狀構造；第二期褶皺構造軸部、褶皺核部，褶皺層間滑動面。第三期褶皺構造軸傾伏端。第三期疊加改造構造，產生北東和北西向脆性斷層破壞。

（3）成礦結構面：厚層斜長角閃巖與灰白色石英巖(硅質巖)的接觸界面，為成分、沉積環境界面，三期褶皺軸面。

（4）成礦作用標志特征：礦體特征為層狀、似層狀、透鏡狀磁鐵礦體，受多期次褶皺構造變型影響在平面和剖面上呈“S”形；礦體傾向延深大于走向延長；礦體總體側伏方向與褶皺軸傾伏方向一致。礦石礦物主要為磁鐵礦，脈石礦物主要為石英、角閃石、石榴石等。構造特征三期褶皺變形核部、褶皺傾伏端。磁法特征地面磁測正異常峰值大于3 000 nT。重力特征是磁鐵礦密度、重力異常是預測標志。電法特征是磁鐵礦電阻率最低，圍巖呈相對中高阻特征。

3.2 礦床成因

依據礦石類型主要為海底火山噴發磁鐵角閃巖型-海底火山間歇期沉積磁鐵石英巖型。

4 找礦預測與成礦遠景分析

根據該礦床成因、成礦規律的分析，板石溝鐵礦井下礦還有比較廣闊的成礦前景。今后的找礦應注意如下幾點。

（1）井下礦吉C—77—17磁異常面積占板石溝鐵礦異常面積的1/2，2010年核查板石礦查明的資源儲量12 715.79萬噸，近年生產勘查增至約2億，井下礦只占板石溝鐵礦總資源儲量的1/4，因此預測井下礦復式向背形傾沒端及兩南翼還有大量未探明資源量，是板石溝鐵礦最佳找礦潛力區。

（2）經3D磁異常反演見下圖3，深度大于500 m以下的磁性體產生的磁異常低緩，對總磁異常的形態幾乎沒有影響，特別是向背斜的南東翼。

圖3 井下礦17礦組磁異常2D反演剖面圖Fig.3 The 2D inversion pro file of magnetic anomaly in No.17 mine group of underground mine

（3）井下礦向背形的軸向南西傾沒，礦體沿著褶皺220～240°方向傾伏，以24°側伏，礦體側伏方向是有利的找礦方向。已在老嶺群珍珠門組的蓋層下低緩異常區發現肓礦體，說明區內是找深部礦體的重要遠景區。