吉林省鐵礦主要礦床類(lèi)型及成礦地質(zhì)特征

陳 明，劉思宇，于政濤，朱星曄

1.吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春130022；2.吉林省地質(zhì)科學(xué)研究所，吉林 長(zhǎng)春130012；3.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長(zhǎng)春 130061；4.吉林省敦化地震臺(tái)，吉林 敦化133700

吉林省鐵礦主要礦床類(lèi)型及成礦地質(zhì)特征

陳 明1，劉思宇2，于政濤3，朱星曄4

1.吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所，吉林 長(zhǎng)春130022；2.吉林省地質(zhì)科學(xué)研究所，吉林 長(zhǎng)春130012；3.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長(zhǎng)春 130061；4.吉林省敦化地震臺(tái)，吉林 敦化133700

吉林省鐵礦主要分布于中東部地區(qū)，主要礦床類(lèi)型有沉積變質(zhì)型、巖漿型、海相沉積型、接觸交代型四種，本文系統(tǒng)總結(jié)了吉林省地質(zhì)構(gòu)造演化與成鐵作用，并對(duì)各礦床類(lèi)型的成礦地質(zhì)特征進(jìn)行歸納總結(jié)。

鐵礦；礦床類(lèi)型；成礦地質(zhì)特征；吉林省

0　引言

吉林省鐵礦資源主要分布在中東部地區(qū)，并以吉南地區(qū)為主。截止2013年底，共發(fā)現(xiàn)鐵礦產(chǎn)地174處，其中大型礦床5處，中型礦床10處，其他為小型礦床及礦點(diǎn)。累計(jì)查明資源儲(chǔ)量為120 644萬(wàn)噸、保有鐵礦石資源儲(chǔ)量104 588萬(wàn)噸。

1　吉林省鐵礦主要礦床類(lèi)型

吉林省鐵礦成因類(lèi)型主要有沉積變質(zhì)型、巖漿型、接觸交代型、海相沉積型4種（表1）。

2　成礦地質(zhì)構(gòu)造背景

吉林省處于華北古陸塊與西伯利亞古陸塊的過(guò)渡地帶，南部為華北陸塊之龍崗復(fù)合地塊，北部為吉黑陸緣增生造山帶，主要由三種大地構(gòu)造單元組成，構(gòu)成弧盆系、地塊、結(jié)合帶共存的大地構(gòu)造格局（圖1）。

3　地質(zhì)構(gòu)造演化與成鐵作用

吉林省的地質(zhì)構(gòu)造演化大致經(jīng)歷了太古宙陸塊形成與演化過(guò)程、元古宙陸內(nèi)裂谷（坳陷）形成與演化過(guò)程、新元古代—古生代古亞洲構(gòu)造域多幕造山過(guò)程和中新生代濱太平洋構(gòu)造域演化過(guò)程等4個(gè)階段。

3.1太古宙陸殼的形成與演化（3 200～2 500 Ma）

根據(jù)表殼巖系和TTG巖系的發(fā)育狀況，從中、新太古代表殼巖形成開(kāi)始，至太古宙末超大陸形成，本區(qū)太古宙陸殼的形成與演化過(guò)程大致如下：在3 200 Ma±，大致相當(dāng)于陳臺(tái)溝運(yùn)動(dòng)時(shí)期，本區(qū)發(fā)生了初始陸核的拼貼事件，形成“白山地塊”、“夾皮溝地塊”、“板石溝地塊”等島狀陸塊。遷西運(yùn)動(dòng)時(shí)期（2 800 Ma±），這些島狀陸塊相互拼貼，形成初始龍崗陸核，隨后又發(fā)生了伸展作用形成了新太古沉積盆地，沉積了包括和龍綠巖帶堆積在內(nèi)的基性-中基性火山巖。2 500 Ma±，諸塊體拼合形成龍崗—和龍復(fù)合陸塊，并導(dǎo)致陸殼增厚，拼合帶出現(xiàn)了鉀質(zhì)花崗巖和紫蘇花崗巖侵位。

表1　吉林省鐵礦成因類(lèi)型分類(lèi)表Table 1 Deposit types of iron mine in Jilin Province

圖1　吉林省中東部地區(qū)大地構(gòu)造分區(qū)圖Fig.1　The geotectonic zoning map of the Middle East of Jilin Province

太古宙陸殼演化階段沉積形成了重要的硅鐵建造，是吉林省最重要的成鐵時(shí)期，沿不同時(shí)期陸塊邊緣產(chǎn)有沉積變質(zhì)型鐵礦（鞍山式鐵礦）。

3.2元古宙裂谷及斷拗的形成與演化（2 500～800 Ma）

系指本區(qū)太古宙末大陸裂解直到早古生代海盆形成的全過(guò)程，大體經(jīng)歷了五臺(tái)期、呂梁期、四堡期、晉寧期四個(gè)地殼演化過(guò)程。在五臺(tái)—呂梁運(yùn)動(dòng)時(shí)期，陸殼經(jīng)過(guò)多次拉張與閉合，先后形成了集安群裂谷初期環(huán)境的拗拉槽堆積和老 嶺群中酸性火山-沉積巖系。四堡—晉寧運(yùn)動(dòng)時(shí)期，隨著造山作用的發(fā)展，陸緣活動(dòng)帶不斷拼貼增長(zhǎng)，最終匯聚拼貼形成全球Rodinia超大陸。

元古宙陸殼演化階段，早期拉張環(huán)境下，在裂谷盆地中沉積了含鐵碳酸鹽巖建造，經(jīng)過(guò)區(qū)域變質(zhì)作用形成大栗子式沉積變質(zhì)型鐵礦；后期在裂谷閉合之后，在擠壓機(jī)制下，沿裂谷邊緣斷裂發(fā)生基性巖漿侵入作用，于斷裂帶旁側(cè)或次級(jí)斷裂交叉處形成巖漿型鐵礦。

3.3新元古代—古生代古亞洲構(gòu)造域多幕造山階段（800～200 Ma）

新元古代（興凱期）開(kāi)始，全球進(jìn)入Rodinia超大陸裂解時(shí)期，直至前寒武紀(jì)末—早寒武世初新的超級(jí)大陸出現(xiàn)。在北部微陸塊之間及與華北板塊之間出現(xiàn)拉張性過(guò)渡型陸殼，吉南地區(qū)主要表現(xiàn)為新元古代至早寒武世早期的陸表海沉積，接受化學(xué)沉積，形成沉積型鐵礦。

從早古生代海盆形成到晚二疊世—早三疊世全球超大陸形成，本區(qū)先后經(jīng)歷了加里東期、華力西期、印支早期等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)旋回，形成淺海相-海陸交互相沉積及大面積花崗巖侵入，致使吉林、黑龍江諸陸塊與西伯利亞、華北板塊聯(lián)為一體，亞洲大陸形成，古亞洲構(gòu)造域結(jié)束。

3.4中新生代濱太平洋構(gòu)造域發(fā)展演化階段（200Ma～）

指本區(qū)在全球Pangaea聯(lián)合古陸裂解的影響下，直至新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)時(shí)期，進(jìn)入濱太平洋構(gòu)造域發(fā)展階段。伴隨著太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖作用，經(jīng)歷了印支晚期、燕山期、喜山期等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)旋回，形成陸緣火山弧和盆嶺構(gòu)造體系。

在濱太平洋構(gòu)造域發(fā)展階段，燕山期是金及有色金屬礦產(chǎn)成礦大爆發(fā)的主要時(shí)期，在東部陸緣形成了巨型貴金屬及有色金屬成礦帶。這一階段形成的鐵礦主要為產(chǎn)于中酸性侵入巖與碳酸鹽巖接觸帶內(nèi)的接觸交代型礦床。

4　礦床地質(zhì)特征

4.1沉積變質(zhì)型鐵礦床

吉林省沉積變質(zhì)型鐵礦主要形成于中晚太古宙和元古宙時(shí)期，進(jìn)一步劃分為鞍山式、大栗子式、塔東式三種礦床式。

4.1.1成礦環(huán)境及含礦建造

太古宙沉積變質(zhì)型鐵礦（鞍山式）的成礦環(huán)境主要為古陸塊間的海底火山盆地和古陸邊緣裂谷盆地。早期為拉張環(huán)境，有一定規(guī)模的基性火山噴發(fā)，晚期有一定規(guī)模的海相沉積，含礦建造為中基性火山巖建造。元古宙沉積變質(zhì)型鐵礦的成礦環(huán)境主要表現(xiàn)為古元古代陸表海盆地和新元古代海底火山盆地，含礦建造分別為碎屑巖-碳酸鹽巖建造和中基性火山巖建造。

4.1.2賦礦層位及巖石組合

太古宙沉積變質(zhì)型鐵礦主要賦存于龍崗巖群楊家店巖組、夾皮溝巖群三道溝巖組和老牛溝巖組、南崗巖群雞南巖組和官地巖組。楊家店組為一套斜長(zhǎng)角閃巖、含榴斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖夾磁鐵石英巖組合；三道溝巖組為絹云石英片巖、角閃變粒巖、綠泥片巖夾斜長(zhǎng)角閃巖、磁鐵石英巖組合；老牛溝巖組為斜長(zhǎng)角閃巖、角閃片巖夾絹云綠泥片巖、磁鐵石英巖組合；雞南巖組為黑云變粒巖與淺粒巖互層夾磁鐵石英巖組合；官地巖組為長(zhǎng)英質(zhì)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、含電氣石變粒巖、二云片巖夾磁鐵石英巖組合。

元古宙沉積變質(zhì)型鐵礦賦存于下元古界老嶺群大栗子巖組、上元古界塔東巖群拉拉溝巖組。大栗子巖組為千枚巖、二云片巖、白云石大理巖、糖粒狀大理巖組合；拉拉溝巖組下部為淺粒巖、透輝斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖和薄鐵礦層，上部為斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃片麻巖、磁鐵角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、透輝巖、透輝斜長(zhǎng)片麻巖組合。

4.1.3控礦構(gòu)造及礦體特征

早期受同沉積構(gòu)造控制，成礦物質(zhì)聚集在一定的層位；后期礦體就位受變質(zhì)變形構(gòu)造控制，礦體多沿褶皺構(gòu)造的轉(zhuǎn)折端及兩翼部展布。

4.1.4成礦模式

早期沉積成礦階段，伴隨著基性-中基性海底火山噴發(fā)活動(dòng)，裂谷盆地中堆積了鎂鐵質(zhì)火山巖建造，在適宜的物理化學(xué)條件下，F(xiàn)e初步聚集在一定的層位形成含鐵層。后期伴隨著廣泛的區(qū)域變質(zhì)作用，含鐵建造發(fā)生變質(zhì)變形作用，并在混合巖化及深成花崗質(zhì)巖漿侵入作用下，最終被改造成現(xiàn)在的樣式（圖2、圖3）。

圖2　鞍山式鐵礦成礦模式圖(據(jù)陳爾臻等)Fig.2　Metallogenic model of Anshan type iron deposit

圖3　大栗子式鐵礦成礦模式圖(據(jù)李厚民)Fig.3　Metallogenic model of Dalizi type iron deposit

4.2巖漿型鐵礦床

巖漿型鐵礦床是指成因上與基性-超基性雜巖體有關(guān)、礦體產(chǎn)于巖體內(nèi)的鐵礦床，礦石中常伴生釩鈦鈷等元素。目前，吉林省已發(fā)現(xiàn)的巖漿型鐵礦床僅有白山市有五道羊岔鐵礦，礦床規(guī)模為大型。

4.2.1成礦環(huán)境及成礦巖體

礦床的成礦環(huán)境為龍崗陸塊南東邊緣斷裂帶，是遼吉裂谷的邊緣斷裂帶，成礦時(shí)代為古元古代，成礦巖體為基性巖漿侵入雜巖體。

4.2.2含礦巖相及巖石組合

含礦基性雜巖體的相帶從邊緣至中心依次劃分為細(xì)粒角閃石巖相、中-粗粒角閃石巖相、斑雜狀粗粒斜長(zhǎng)角閃巖相，礦體賦存于中心相斑雜狀粗粒斜長(zhǎng)角閃巖相。巖石組合包括角閃巖、斜長(zhǎng)角閃巖、含磁鐵斜長(zhǎng)角閃巖及角閃磁鐵巖（磁鐵礦體），在含礦雜巖體中常出現(xiàn)有花崗質(zhì)片麻巖捕擄體。

4.2.3控礦構(gòu)造及礦體特征

控礦構(gòu)造為龍崗古陸邊緣北東向深大斷裂帶，該斷裂帶四遼吉裂谷的邊緣斷裂，控制了含礦基性雜巖體的就位空間。礦體形態(tài)呈似層狀、板狀，平行疊置、成群成帶產(chǎn)出。

4.2.4成礦模式

古元古代早期，深源鎂鐵質(zhì)巖漿（上地?；蛳碌貧ぃ┥嫌浚垗弿?fù)合陸塊裂解形成遼吉裂谷帶，沿裂谷邊緣形成北東向深大斷裂，鎂鐵質(zhì)巖漿沿?cái)嗔褬?gòu)造帶侵入，伴隨著巖漿的演化，早期結(jié)晶分異作用形成超貧磁鐵礦體，晚期熔離作用形成的含礦熔體沿先期形成的巖石裂隙、片理化帶貫入形成貫入礦體（圖4）。

圖4　五道羊岔鐵礦成礦模式圖Fig.4　Metallogenic model of Wudaoyangcha iron deposit

4.3.4成礦模式

晚元古代時(shí)期，老嶺坳陷盆地兩側(cè)陸緣遭受風(fēng)化剝蝕，鐵質(zhì)被林濾、搬運(yùn)遷移至坳陷盆地的濱海地帶，在氧化條件下形成赤鐵礦沉淀并膠結(jié)砂礫巖而成礦（圖4、圖5）。

圖5　渾江式海相沉積型鐵礦成礦模式圖（據(jù)李厚民）Fig.5　Metallogenic model of Hunjiang type marine sedimentary iron deposit

4.3海相沉積型鐵礦床

4.3.1成礦環(huán)境及含礦建造

吉林省海相沉積型鐵礦床主要產(chǎn)于遼吉裂谷區(qū)，成礦時(shí)代為晚元古代，成礦環(huán)境為陸緣坳陷盆地-老嶺坳陷盆地，含礦建造為濱淺海相陸源細(xì)碎屑巖-泥質(zhì)巖含鐵建造。

4.3.2賦礦層位及巖石組合

賦礦層位有青白口系白房子組（臨江市白房子鐵礦）和南華系釣魚(yú)臺(tái)組（臨江市青溝鐵礦）。白房子組鐵質(zhì)巖建造分布于鴨綠江流域大粟子、葦砂河、帽兒山一帶，主要巖石有鐵質(zhì)石英角礫巖、含鐵泥質(zhì)粉砂巖及透鏡體狀菱鐵礦體，含鐵礦物以菱鐵礦為主，其次為鐵綠泥石、赤鐵礦等；釣魚(yú)臺(tái)組鐵質(zhì)巖建造主要分布在渾江一帶，通化、白山，向東到靖宇、撫松及長(zhǎng)白等地仍有出露，主要巖石有含赤鐵石英砂巖、角礫狀赤鐵石英砂巖、含赤鐵石英角礫巖和赤鐵礦體，礦石以赤鐵礦為主。

4.3.3控礦構(gòu)造及礦體特征

海相沉積型鐵礦的成礦作用主要為沉積成礦作用，礦床的分布受老嶺坳陷盆地控制，同沉積構(gòu)造控制著礦體的形態(tài)及展布，成礦后斷裂構(gòu)造對(duì)礦體具有一定的破壞作用，在礦體的空間展布上造成一定程度的錯(cuò)斷。礦體形態(tài)一般呈層狀、透鏡體狀、扁豆?fàn)?，礦石品位一般為T(mén)Fe：20%～30%。

4.4接觸交代型鐵礦床

4.4.1成礦環(huán)境及含礦建造

吉林省接觸交代型鐵礦床主要產(chǎn)于吉黑造山帶內(nèi)，成礦環(huán)境屬于陸緣裂陷槽，含礦建造為碳酸鹽巖建造，成礦巖體為酸性的花崗質(zhì)侵入巖體，成礦時(shí)代以中生代為主。代表性礦床主要有產(chǎn)于吉中地區(qū)磐雙裂陷槽內(nèi)的吉昌鐵礦。

4.4.2賦礦層位及巖石組合

賦礦層位主要為下石炭統(tǒng)鹿圈屯組，巖石燧石條帶狀灰?guī)r、大理巖，薄層狀灰?guī)r、大理巖；侵入巖為燕山期花崗巖。

4.4.3控礦構(gòu)造及礦體特征

控礦構(gòu)造主要為花崗質(zhì)侵入巖體與碳酸鹽巖地層的接觸帶構(gòu)造，包括接觸帶及其附近的不（假）整合面、不同巖性接觸界面、最終核部虛脫空間、層間破碎帶、斷裂破碎帶等。礦體一般呈透鏡狀、條帶狀、脈狀、囊狀及其它不規(guī)則形狀，具有分枝、復(fù)合、膨脹、收縮、尖滅等現(xiàn)象。礦石類(lèi)型為鈣矽卡巖型，鐵礦物以磁鐵礦為主，赤鐵礦次之，菱鐵礦最少。蝕變類(lèi)型主要有矽卡巖化、綠泥石化、絹云母化、硅化、透輝石化、葉臘石化和重晶石化。

4.4.4成礦模式

下石炭統(tǒng)鹿圈屯組淺海相碎屑巖-碳酸鹽巖建造含鐵質(zhì)較高，在燕山期構(gòu)造巖漿活動(dòng)過(guò)程中，花崗質(zhì)巖漿侵入到鹿圈屯組地層中，在含礦熱液的作用下，發(fā)生Ca-Fe交代反應(yīng)，形成矽卡巖礦物并產(chǎn)生磁鐵礦、赤鐵礦等礦物的沉淀堆積作用，形成矽卡巖型鐵礦體（圖6）。

圖6　吉昌鐵礦成礦模式圖Fig.6　Metallogenic model of Jichang iron deposit

［1］ 李厚民，等.中國(guó)鐵礦成礦規(guī)律［M］.北京：地質(zhì)出版社，2012.

［2］ 趙一鳴，等.中國(guó)主要金屬礦床成礦規(guī)律［M］.北京：地質(zhì)出版社，2002.

［3］ 沈保豐，等.中國(guó)前寒武紀(jì)成礦作用［M］.北京：地質(zhì)出版社.2012.

［4］ 陳爾臻，等.中國(guó)主要成礦區(qū)（帶）研究（吉林省部分）［R］.2001.

［5］ 松權(quán)衡，等.吉林省礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)成果報(bào)告［R］.2013.

Metallogenic geological characteristics and main deposit types of iron mine in Jilin Province

CHEN Ming1， LIU Si-yu2， YU Zheng-tao3， ZHU Xing-ye4
1.Regional Survey of Geological and Mineral Resources of Jilin Province， Changchun 130022， Jilin， China； 2.Institute of Geological Science of Jilin Province， Changchun 130012， Jilin， China； 3.Institute of geological survey of Jilin Province，Changchun 130061， Jilin， China；4.Dunhua Seismic Station of Jilin Province， Dunhua 133700， Jilin， China

The iron deposit is mainly distributed in the Middle East part of Jilin Province.The main deposit types are：sedimentary metamorphic type， magmatic type， marine facies sedimentary type， contact metasomatic type.This paper systematically summarized the geological structure evolution and iron mineralization in Jilin Province， and metallogenic geological characteristics of each deposit type.

Iron deposit； deposit type； metallogenic geological characteristics； Jilin Province

P618.31

A

1001—2427（2015）04 - 66 -5

2015-07-05；

2015-12-20

陳 明（1989—），男，遼寧西豐人，吉林省區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查所助理工程師.