吉林和龙太古代铁矿床地质特征、矿化类型及形成环境

卢秀全，薛世远，王堆珍

吉林省有色金属地质勘查局六〇三队,吉林 延边 133300

1 地质背景及矿产概况

1.1 地质背景

和龙太古代铁成矿带位于吉林长白山北东段，处于中—朝准地台与华力西晚期地槽褶皱系接触过渡带的台区一侧。区域上，太古界鞍山群是区内最古老的变质岩系，构成和龙断块褶皱基底，由下至上分别为鸡南组、百日坪组及甲山组，为一套以碎屑沉积为主，夹有火山物质的深变质岩系。因受华力西晚期岩浆岩的侵蚀和高原玄武岩的覆盖，多呈北西向残块形式存在，沿古洞河深断裂南侧的鸡南—百日坪—甲山一带大面积分布。中元古界色洛河群呈北西长条带状分布于卧龙—仲里一带，岩性为黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、含石墨硅质条带大理岩；二叠系柯岛组庙岭组、侏罗系长财组、白垩系龙井组大砬子组呈向斜盆地分布于和龙周边地区。

太古宙为区内最老岩浆活动，早期形成英云闪长岩，后期为奥长花岗岩，侵入于鞍山群中，总体呈北西向展布。岩浆岩的侵位对含矿地层有一定破坏作用，在矿体附近亦常见该岩浆岩的分布。华力西晚期侵入岩发育，从岩基、岩株到岩墙均有出露，呈北西向带状分布，以中酸性岩体最为发育。燕山期沿大开河侵入的钾质花岗岩,呈岩株状产出，有的呈脉状侵入于老地层中，又侵入于花岗闪长岩之中。除钾质花岗岩外，尚有中基性脉岩分布，顺层侵入老地层中。除石英脉外，均为中基性岩脉，主要岩石类型有辉绿岩、细粒闪长岩、煌斑岩。

喜山期新近系船底山玄武岩喷发，分布在南西部的山脊。岩性下部为灰黑色致密块状橄榄玄武岩，上部为紫红色气孔状橄榄玄武岩。

1.2 区域矿产分布

和龙太古代铁成矿带是“辽东—吉南成矿带”重要组成部分，蕴藏着丰富的铁矿资源，具有地质条件相同、矿化类型近似、矿种单一、矿产地多、成矿时代相同的特征。自西向东依次分布有大开河、官地、东南村、泉水洞、八里沟、黑瞎子沟、甲山、鸡南、土山子等中—小型铁矿床（图1）。

2 主要铁矿化类型

和龙太古代铁矿床均分布于太古界鞍山群变质岩系中，为一套火山岩-碎屑岩类岩石的深变质岩。矿石呈变余、变晶等结构，条带状、片麻状、片状构造。矿体的成生与基性火山喷发活动有直接关系，后来遭受区域变质作用与混合岩化作用。矿体形态简单，多呈层状、似层状、扁豆状产出，矿体产状与地层产状一致。矿体赋存标高535～950m，不同地段有所差别。

图1 和龙区域地质及矿产分布图Fig.1 Geology andmineral distributionmap of Helong area

矿石物质成分：矿石中铁以Fe3O4、Fe2O3、FeSiO3、FeCO3、FeS等化合物形式存在，其中以Fe3O4为主，Fe3O4中铁在矿石全铁中的相对质量分数一般在75%以上。

金属矿物有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黑锰矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、磁黄铁矿。非金属矿物有石英、角闪石、黑云母、斜长石、方解石、石榴子石、磷灰石、绢云母、白云母、绿泥石、绿帘石。

矿石结构以粒状变晶结构，包含状变晶结构为主，其次为交代结构、压碎结构。矿石构造主要有片麻状构造、条带状构造、片状构造、浸染状构造、块状构造。

上述矿床特征、赋存的地质条件和变化规律表明，矿体的成生与基性火山喷发活动有直接关系，后来遭受区域变质作用与混合岩化作用，矿床成因类型属铁硅质建造沉积变质铁矿床。

图2 官地铁矿床地质图Fig.2 Geologicalmap of Guandi iron deposit

3 典型矿床地质特征

3.1 官地铁矿床

官地铁矿床产于太古界鞍山群甲山组下部层位，由于构造作用，使区内铁矿体不连续，断续出现15个矿组。其中：I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅸ号矿组位于矿区东部，Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ号矿组位于矿区北中部，其余Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ、ⅩⅢ、ⅩⅣ、ⅩⅤ号矿组零星分布于矿区的南东部（图2）。

I号矿组：赋存于官地背斜的南西翼长英片麻岩层的上部。矿组长1 350m，控制倾斜延伸420m。其中I-4、I-5、I-6、I-7四层具有工业价值。矿体走向320°～340°倾向南西，倾角60°～83°。全铁（TFe）平均品位26.80%①吉林省有色金属地质勘查局六〇五队. 吉林省和龙县官地铁矿床勘探报告. 1971.。

矿体形态较为简单，多呈层状、似层状、扁豆状产出，小矿体为透镜状。沿走向与倾向变化较大，矿体走向近北西向，倾向南西。矿体赋存标高535～950m，不同地段有所差别。

Ⅵ号矿组：由12条铁矿体组成。单个矿体长100～200m，最长者450m；延深50～100m，最大延深607m；厚度一般为2.00～5.00m，最厚达16.53m。全铁平均品位30.09%。矿体产状变化大，一组走向为300°～330°，另一组走向为360°～20°，南西倾,倾角30°～40°。矿体多呈扁豆状、透镜状或似层状，形态变化较大。赋存标高在602～950m之间。

Ⅶ号矿组：,矿体走向310°，呈似层状，呈向斜构造产出，两翼倾角20°～30°，向南东侧伏，总长约600m，宽300～500m，由4条铁矿体组成，全铁平均品位29.69%。

单个矿体长度一般为100～200m，最长者450m；一般延深约50～100m，最大延深约200m；厚度一般为2.00～5.00m，最厚达13.48m。赋矿标高在605～945m间。

3.2 鸡南铁矿床

矿床产于太古界鞍山群鸡南组，共有56条矿体。其中东区7条，中区23条，西区26条（图2）。矿体最大延长可达1477m，最大延深831m。矿体总体走向近东西向，倾向南，倾角25°～35°。矿体形态较为简单，多呈层状、似层状、扁豆状、透镜状。矿体厚度1.00～22.85m，平均厚度3.59m；矿体品位分布较均匀，全铁平均品位29.31%。赋存标高850 ～348m。

3.3 东南村铁矿床

矿体赋存于太古界鞍山群甲山组下段层位中，呈似层状、扁豆状，共发现10条铁矿体。矿体走向90°～100°，倾向北，倾角40°～60°。主矿体控制延长347m，倾斜延深332m，最大厚度15.45m，最小厚度1.21m，平均厚度5.02m，全铁平均品位28.81%。赋矿标高525～804m。

图3 鸡南铁矿床地质图Fig.3 Geologicalmap of Jinan iron deposit

4 成矿背景与成矿过程

4.1 形成环境

经恢复原岩、角闪岩性为安山岩-玄武岩类、角闪斜长片麻岩类为中性的安山岩-英安岩类及英安质—安山质火山碎屑岩，磁铁石英岩为石英砂岩类。本区太古代原岩主要为基性、中基性火山岩及火山碎屑岩。其岩石化学成分：CaO＞K2O+Na2O，CaO＞Na2O＞K2O，K2O+Na2O平均值3.67%，表明成岩环境与火山岛弧环境相当，说明本区原岩成岩环境相当于火山岛弧或活动大陆边缘环境（刘洪文等，1995）。

太古界鞍山群是区内最古老的变质岩系，构成和龙断块褶皱基底，由下至上分别称为鸡南组、百日坪组和甲山组，为一套以碎屑沉积为主，夹有火山物质的深变质岩系。因受华力西晚期岩浆岩的侵蚀和喜玛拉雅期玄武岩的覆盖，多呈北西向小残块形式存在②张克奇，杜希明，等. 吉林省和龙县官地铁矿区初步勘探地质报告书.吉林省有色金属地质勘查局六〇五队. 1972.。沿古洞河深断裂南侧的大开河—官地—甲山—鸡南—土山子一带大面积分布，约500～600 km2。

上述研究表明，和龙太古代铁成矿带在太古代晚期属于碰撞造山晚期阶段的陆缘弧环境，局部存在挤压—伸展转变的环境。这种环境利于铁矿的形成。

4.2 矿床类比与成矿过程

和龙太古代铁成矿带内多个铁矿床具有共同的成矿地质特征：①矿石以磁铁矿为主，具有富铁低硫贫磷的特点；②产于相同的动力学背景下，围岩多为斜长角闪片麻岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩夹黑云母片岩及磁铁石英岩；③产于深变质的太古代基性火山岩-沉积岩建造中。矿体有明显的层位，产状与地层一致，与围岩呈整合接触，界线基本清楚。矿体多受含铁沉积火山岩控制；④矿体与围岩界线多数清楚，围岩蚀变现象不明显，矿体与围岩接触面较平稳。⑤矿床受太古界鞍山群鸡南、百日坪、甲山组控制，含矿层达40以上，主要分布于褶皱构造的两翼或核部；⑥根据赋矿层位以及与成矿对比，铁矿床的形成与火山-侵入活动有密切的成因联系，成矿时代为晚太古代。

这些地质特征显示出带内沉积变质型铁成矿作用与早期的强烈的基性火山活动有关，成矿过程如下：

早期变质阶段：沉积阶段的早期以强烈的基性火山活动为主，堆积了巨厚的拉斑玄武岩，伴随小规模铁建造沉积，形成下铁建造层，中晚期基性火山活动减弱，中酸性火山活动和沉积作用加强，形成一套包括拉斑玄武岩、中酸性火山岩和沉积岩组合，沉积了大规模铁建造，形成铁建造层。

中期变质阶段：变质作用是元素发生分异，铁和其它元素，特别是硅分别聚集，形成磁铁矿和石英等主要的矿石矿物和脉石矿物随着变质作用增强，磁铁矿和其他脉石矿物再结晶又进一步发生铁、硅分离。变质变形作用阶段是成矿作用的重要过程。

晚期表生阶段：由于构造运动矿体抬升遭到风化剥蚀，地表矿体遭到氧化淋滤，形成次生矿物并局部富集。

4.3 矿床形成及就位机制

铁矿伴随绿岩带的形成、发展和消亡演化而成矿，绿岩带形成的裂谷环境也就是铁矿的形成环境。绿岩带形成早期和中期，以强烈的基性火山活动为主，堆积了厚大的拉斑玄武岩，伴随小规模铁建造沉积，形成了下铁建造层。中晚期，基性火山活动减弱，中酸性火山岩和沉积作用加强，形成一套包括拉斑玄武岩、中酸性火山岩和沉积岩组合。在这个过渡性阶段，沉积了大规模铁建造，形成上铁建造层。

总之，经后期改造而演变成现在矿床形态，是成矿作用的重要过程。

[1] 李晨辉，松权衡，马 晶.和龙市官地铁矿典型矿床研究[J].吉林地质，2011. 30（4）：40-43.

[2] 任留东，杨崇辉，杜利林.阜平杂岩中低品位磁铁矿的形成与深熔作用的关系[J]. 矿床地质，2009.28（5）：653-662.