齐大山铁矿与陈台沟隐伏铁体深部构造关系研究

滕寿仁

摘要：地质-地球物理综合信息反演是“三位一体”找矿预测理论中深部矿体预测的关键内容。本文通过对比齐大山已知矿床和陈台沟隐伏矿体的成矿地质体、成矿构造及成矿结构面等特征，阐述了二者在成矿地质作用上的一致性，时间和空间的紧密联系是推断并建立齐大山-陈台沟隐伏铁矿体地质—地球物理正反演模型的先决条件，经过物探2.5D反演等手段，得出结论：齐大山铁矿体和陈台沟隐伏铁矿体在空间上具有“二元空间结构”特征，即在地表为层状矿体，深部受鞍山运动影响，呈向型构造相连。

1引论

辽宁鞍山-本溪铁矿整装勘查区是全国第一批确立的48个整装勘查区之一，作为全国铁矿远景资源量最大的勘查区，目前累计提交近百亿吨铁矿资源量。为了总结找矿预测理论，深化研究勘查技术方法，中国地质调查局2014年下达了《辽宁鞍山-本溪整装勘查区专题填图与技术应用示范》，项目编号：12120114027801。在该项目实施工程中，一直存在着一个争议，即齐大山铁矿与陈台沟铁矿体之间的关系问题。本文通过总结两年来该项目在找矿预测方法上取得的成果，在“三位一体”找矿预测理论体系指导下，从成矿规律入手，对齐大山和陈台沟隐伏矿体的关系以及深部矿体形态进行详细研究。

2矿体地质特征

2.1齐大山铁矿体地质特征

齐大山铁矿位于鞍山南北矿带中部，含铁层呈北北西向分布，虽然受构造破坏或晚期脉岩侵入及混合岩化作用的影响，矿体仍基本相连。其南部与红旗铁矿。矿体大部分裸露地表，经露天开采挖掘，较高处已被剥露，矿体上盘及上部千枚岩中的平行矿体被辽河群不整合的覆盖或第四系覆盖，第四系厚约20～50m。矿体北端被横断层所截与混合岩相接触，南端矿体未尖灭，与胡家庙子铁矿相连。

主矿层的上盘千枚岩中的平行矿体有三层，其产状与主矿层一致。其中一层较厚者距主矿层50～85m间，一般在70m左右。北采区较稳定，除个别剖面未见外，基本上纵贯全区，断续延长达1400余m，分布在460～1880线间。矿层厚度波动在10～40m，一般为13～35m，平均厚度为30.2m。延深自零m向下至-500m未尖灭，已控制在-350m。南采区主要分布在2400～3250线间，延长近1000m，厚度波动在15～30m间，平均18m，分布标高-5～-240m。

2.2陈台沟隐伏矿体特征

陈台沟隐伏BIF型铁矿位于齐大山铁矿东侧的陈台沟村东侧，目前尚无公开的地质资料发表。根据鞍山冶金局钻探验证孔反映大约在？750 m深见矿，单矿层厚度大于60m。顶板岩石为绿泥石英片岩，上下铁矿层间发育厚约1.5m的绿泥石英片岩夹层，底板岩石为角闪石英片岩，顶底板围岩与铁矿层呈整合接触。磁铁石英岩中发育大量剪切-揉皱作用，部分条带发生弯曲变形。

陈台沟矿石类型为硅铁互层的BIF型铁矿石，硅质条带宽度0.1-2.5 cm，主要由石英（粒径50-550μm）组成，含少量磁铁矿及绿泥石、阳起石等；暗色铁质条带宽约0.1-3.5cm，主要由磁铁矿（粒径40-450μm）及少量石英、绿泥石、阳起石组成。绿泥石英片岩为灰綠色，中粗粒变晶结构，具定向构造。

3成矿地质作用

对比两个铁矿体赋存层位发现，其成矿地质体为鞍山群樱桃园岩组变质建造，为一套绿泥千枚岩-绢云千枚岩-磁铁石英岩-二云变粒岩-碳质千枚岩-绢云石英片岩岩石组合，主要岩石结构为鳞片变晶结构及鳞片花岗变晶结构，根据其岩石类型可以判断原岩应该是一套以泥质-粉砂质沉积岩及英安质火山凝灰岩为主的原岩建造。

根据前人成果总结，齐大山和陈台沟铁矿体为海底岛弧或大洋中脊基性火山活动向中酸性火山活动或向陆源沉积作用演化环境下形成的，硅铁建造层主要是来源于浅海陆源粉砂质、中基性、酸性火山凝灰质碎屑沉积及化学沉积方式形成。矿体局部发生强烈的柔皱变形，且靠近矿体的围岩片理化较强，推测应为后期构造活动所致；矿体中可见后期石英方解石脉的穿插，常常切穿早期可是矿石纹层。通过观察发现，陈台沟和齐大山铁矿体均主要呈似层状、透镜状展布。区域上多受向形构造控制，一些区域韧性变形带以一定的间距形成应变的强带与弱带。向斜构造转折端是太古界硅铁建造增大、增厚区，寻找向型构造转折端对于预测深部厚大矿体意义重大。因此，我们认为鞍山式铁矿的成矿构造主要受鞍山运动作用影像下的向型构造转折端。

3深部矿体地球物理推断解译

3.1 二维正反演推断解译

以齐大山铁矿床3760线2.5维剩余磁异常开展反演计算，反演中结合矿区地质分析，推测西侧陈台沟铁矿与东侧齐大山矿体呈向形构造连接，因而两个矿体深部之间可能存在厚大矿体。

根据已知陈台沟和齐大山铁矿的地质情况，首先计算已知矿体的剩余磁异常进而针对剩余磁异常开展了2.5为反演计算，反演显示陈台沟铁矿与齐大山铁矿在地下2600m左右形成向形控矿构造模式。

3.2 三维正演研究

三维研究是在2.5维研究基础上开展的，通过2.5维反演计算模型，构建三维网格模型开展正演研究，并将正演的研究结果与原始观测数据进行比较，其目的在于进一步验证每条2.5维反演计算结果的合理性与可靠性。图2为根据2.5维反演所获得的结果构建的不同定界面深度的三维正演模型。结果表明，三维磁法正演网格化模型是可行的，三维正演结果与实际观测数据间在磁异常形态、异常范围、异常幅值等基本吻合，这也从另一个方面证明正演结果的有效性，同时证明隐伏陈台沟铁矿与齐大山露天矿在地下深部相连，呈一种向形控矿构造模式。

4 结论

齐大山铁矿床（王家堡子矿区）与陈台沟铁矿床在岩石特征、岩石组合、矿物特征、构造特征等方面存在一致性。虽然在空间分布上相距3公里，但根据“三位一体”找矿预测理论的论述，其属于地表与地下为不同构造样式的“二元空间结构”，磁异常2.5D正反演和3D反演都印证了这一点。因此，我们认为齐大山铁矿体和在地下深处隐伏着的陈台沟矿体在地下2000m左右连为一体，共同组成了鞍山地区规模较大的硅铁建造向型构造，向型构造根据磁异常反演可延伸至地下3000m，轴向为北北西向。因此，我们预测陈台沟铁矿体与齐大山铁矿床东南侧（王家堡子矿区）铁矿呈向斜构造连接，两个矿体深部之间可能存在有巨厚磁铁贫矿体。