河南省舞陽(yáng)鐵礦深部找礦前景分析

第24卷第2期礦產(chǎn)島地質(zhì)Vol.24,No.2.2010年4月MINERAL RESOURCES AND GEOLOGYApr. ,2010河南省舞陽(yáng)鐵礦深部找礦前景分析°韓長(cháng)壽(河南省有色金屬地質(zhì)礦產(chǎn)局第四地質(zhì)大隊,河南鄭州450016)摘要:舞陽(yáng)地區 的鐵礦分布受太古代地層和發(fā)生在中生代的逆沖推覆構造的控制,大多數礦床產(chǎn)于F。斷層和劉溝一陳廠(chǎng)斷層之間的推覆巖片中。以往勘查工作對礦床底界未能有效控制,對其它巖片中的鐵礦和磁異常研究程度不夠?！拌F山廟式”鐵礦分布地區的深部和多個(gè)磁異常區,具有較好的深部找礦地質(zhì)及地球物理條件.關(guān)鍵詞:鐵礦床;深部找礦;逆沖推覆杓造;找礦潛力;舞陽(yáng);河南中圖分類(lèi)號:P618.31文獻標識碼:A文章編號:1001- 5663(2010)02- -0150- -05 .0前言1舞陽(yáng)鐵礦地質(zhì)特征概況舞陽(yáng)鐵礦是河南省重要的鐵礦產(chǎn)地,它包括產(chǎn)于舞陽(yáng)鐵礦位于華北地臺南緣?mèng)斏揭晃桕?yáng)一新蔡河南省舞鋼市境內的近20處鐵礦床(舞鋼市曾是舞沉積變質(zhì)型鐵礦成礦帶內,已發(fā)現的鐵礦成因類(lèi)型主陽(yáng)縣的一部分,其境內的各鐵礦仍沿用傳統叫法統稱(chēng)要為火山沉積變質(zhì)型鐵礦,屬“鞍山式”鐵礦.為舞陽(yáng)鐵礦),已查明的資源儲量達數億噸,占河南省舞陽(yáng)鐵礦大部分為新生界覆蓋區,區內分布的前鐵礦總資源儲量的69%。這些礦床基本是在20世紀新生界基巖地層主要有:新太古界太華群變質(zhì)巖系、80年代以前發(fā)現和勘查的,現在大多數被開(kāi)采利用。元古界熊耳群中-基性火山噴發(fā)巖系,汝陽(yáng)群、洛峪舞陽(yáng)鐵礦及附近地區的鐵礦勘查程度普遍是比群淺海相碎屑一碳酸鹽巖沉積巖系,震旦系冰磧層以較高的,但由于受當時(shí)地質(zhì)認識水平和探礦技術(shù)條件及下古生界寒武系碳酸鹽巖。巖漿活動(dòng)主要為新太古所限，在勘查過(guò)程中仍存在一些未解決的問(wèn)題,如勘代基巖一超基性火山噴發(fā)、中元古代中基性火山噴發(fā)查深度較淺,一些礦體未能控制到底部邊界;構造控以及中生代的小規模酸性巖漿侵入,其中新太古代火礦特別是逆沖推覆構造對區內鐵礦分布的控制特征山巖在后期除變質(zhì)形成太華群部分地層外,還是區內研究不夠,只注意在太華群出露地區找礦,對上部地鐵礦成礦的母巖。層分布地區的一些磁異常未能深入研究;一些礦床的區內的地質(zhì)構造較復雜,褶皺主要發(fā)育在太華群剩余磁異常未能得到很好解釋和驗證等。中,巖層和鐵礦層都發(fā)生了不同程度的彎曲變形。斷近幾年來(lái),隨著(zhù)國內鐵礦資源的供需矛盾日漸突裂構造分為兩組,一組為規模較大的NW向逆斷層或出,鐵礦的進(jìn)一步勘查又被重視起來(lái)。區域地質(zhì)綜合逆沖推覆斷層,各斷層近于平行;另一組為小規模的研究程度的提高和同一成礦帶上找礦不斷取得新成近SN向斷層,性質(zhì)多為正斷層.果,以及舞陽(yáng)鐵礦各礦床在開(kāi)采和生產(chǎn)勘查中取得的鐵礦的含礦巖系為新太古界太華群,鐵礦呈多層新資料,對舞陽(yáng)鐵礦地質(zhì)規律的認識也不斷深化。本.層狀、似層狀產(chǎn)出,一般品位TFe20%~40% ,礦體產(chǎn)文通過(guò)分析地層和逆沖推覆構造對鐵礦的控制作用，狀與圍巖一致。區內的太華群自下而上劃分為趙案莊評價(jià)區內進(jìn)一步找礦的潛力。組、中國煤化工僅產(chǎn)于趙案莊組和MYHCNMHGD收稿口期:2009-06-05 作者簡(jiǎn)介:韓長(cháng)壽(1963- ).男.河南臺前縣人,高級工程師. 主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)勘查工作。150鐵山廟組。關(guān)于鐵礦的成因過(guò)去有多種認識,主要有莊、冷崗等礦床(點(diǎn))。沉積變質(zhì)礦床、超基性巖漿晚期礦床、混合巖化作用l.1 “趙案莊式”鐵礦地質(zhì)特征改造、接觸交代等幾種成因觀(guān)點(diǎn)[2]?，F在-般認為,區趙案莊組包括了底部的多層含鐵蛇紋巖層、透輝內鐵礦屬基性-超基性火山沉積變質(zhì)礦床,其成礦物角閃巖層等以鎂鐵和超鎂鐵質(zhì)科馬提巖為標志的海質(zhì)來(lái)源于新太古代基性、超基性火山巖,成礦時(shí)代為相火山巖系列和中上部的以含榴片麻巖等的孔達巖新太古代至中元古代。系為標志層的沉積變質(zhì)巖系列。前者是火山熱液噴流舞陽(yáng)鐵礦的整個(gè)含礦系統處在-一個(gè)逆沖推覆構形成Algoma型硅鐵建造的標志層,同時(shí)是超鎂鐵質(zhì)造的上盤(pán)中,中生代的逆沖推覆構造作用,使原來(lái)完-鎂鐵質(zhì)巖石蝕變脫鐵而形成鐵礦的賦礦圍巖;后者整的鐵礦床被分割到不同的構造部位,一些后期形成是我國北方前寒武紀“鞍山式”沉積一變質(zhì)鐵礦最有的斷層對礦體也造成嚴重破壞。大多數礦床分布在F。利的賦礦層位。斷層和劉溝一陳廠(chǎng)斷層所夾的巖片內,個(gè)別在劉溝一“趙案莊式”鐵礦含A.B兩個(gè)礦組,根據巖石組陳廠(chǎng)斷層以南的巖片中(圖1)。合由下而上分為以下幾個(gè)巖性段:(1)含磷灰石蛇紋石磁鐵礦透輝角閃更長(cháng)片麻巖段:含A礦組兩層磁鐵礦,礦厚1.55~20m。y●●"下。結現(2)含鎂質(zhì)鐵鋁石榴石片麻巖巖段:由東向西增厚,厚154~ 364m.(3)B礦組:由蛇紋石磁鐵礦、磷灰石磁鐵礦、片麻巖、磁鐵蛇紋巖、輝石巖組成。厚0. 2~116m.盛劉(4)片麻巖巖段。1.2 “鐵山廟式”鐵礦地質(zhì)特征鐵山廟組是以斑花大理巖為標志的海相碳酸鹽建造,它是變質(zhì)的淺海相Superior湖型鐵礦最有利的賦礦圍巖的標志性巖層?！拌F山廟式”鐵礦包括C,D兩個(gè)礦組,根據巖石組合由下而上分為以下幾個(gè)巖性段:(1)混合巖.白粒巖巖段。(2)含礦大理巖巖段:由大理巖、白粒巖、輝石巖等組成，含C礦組石英輝石磁鐵礦及輝石磁鐵礦。厚80~ 300m.(3)更長(cháng)角閃片麻巖、條帶狀混合巖段.圖1舞陽(yáng)鐵礦地質(zhì)及礦床分 布圖(4)D礦組:由條帶狀磁鐵礦、赤鐵礦(淺部)、白Fig.1 The geological and mineral occurrence map云石大理巖、片麻巖、混合巖等組成。of Wuyang iron deposit1-第四系2-古近系 3-寒武系 4-震旦系 5-新元古界洛峪群6-中元古界汝陽(yáng)群 7-中元古界熊耳群 8-新太古2控礦因素界太華群9-正長(cháng)巖 10-花崗巖 11-斷層 12- 逆沖推獵構造面13- 鐵礦床(大小表示礦床規模)2.1地層的控礦 作用根據含礦巖系的形成環(huán)境與巖石組合類(lèi)型,區內如前所述,舞陽(yáng)鐵礦的變質(zhì)型鐵礦無(wú)一例外的產(chǎn)鐵礦又分為“趙案莊式”和“鐵山廟式”鐵礦兩種類(lèi)型。于趙案莊組或鐵山廟組中,由此可見(jiàn),地層對該礦床“趙案莊式”鐵礦是指賦存于趙案莊組的礦床,包括趙的控中國煤化工圍看,太古代地層也案莊、王道行、下曹、余莊、梁崗、苗莊、姚莊、王樓、陳是“CN M H百礦層位。廠(chǎng)等礦床(點(diǎn))?！拌F山廟式”鐵礦則指賦存于鐵山廟組地層對舞陽(yáng)鐵礦的控制作用主要表現在兩個(gè)方的礦床，包括鐵山廟、鐵古坑、石門(mén)郭、經(jīng)山寺、小韓面,一是提供成礦空間,二是提供了成礦物質(zhì)?！摆w案莊式”或“鐵山廟式”同類(lèi)型鐵礦具有含礦層位相同,麓推覆構造的.-部分,整個(gè)推覆構造沿宜陽(yáng)一汝州市成因相同,成分相近的特點(diǎn)。溫泉一舞陽(yáng)一線(xiàn)展布,舞陽(yáng)鐵礦以東被新生界覆蓋，2.2逆沖推覆構造的控礦作用面貌不清。舞陽(yáng)鐵礦內的逆沖推獲構造是在20世紀70年代整個(gè)推覆體由幾個(gè)呈疊瓦狀堆置的推覆巖片組對趙案莊、王道行鐵礦的勘查中首先發(fā)現的,在礦床成,每-一個(gè)巖片是一次次級推覆的產(chǎn)物。舞陽(yáng)鐵礦各.內太古界太華群底部F。斷層以下出現了中元古界，礦床普遍發(fā)育的褶皺構造,不僅地層和礦體出現不同張源有(1983)當時(shí)稱(chēng)F。為巨型逆掩斷層"，實(shí)際上型式的褶皺,而且推覆面也發(fā)生褶鈹。根據Dahlstrom它是逆沖推覆構造體系中的一個(gè)次級逆沖斷層。F。的觀(guān)點(diǎn),這些褶皺是下部的巖片在推叛過(guò)程中形成斷層為趙案莊、王道行礦床的構造底界,其下伏地層的。由此認為,F。斷層的下部還應是一一個(gè)次級推覆巖為中元古界汝陽(yáng)群濱海一-淺海碎 屑沉積巖系,在下曹片,現在只是因其被新生界掩蓋不易被發(fā)現.通過(guò)近礦床還出現了構造窗。期研究認為,在舞鋼市南部黃莊一院嶺-劉溝一帶發(fā)對秦嶺造山帶的構造演化研究認為,自印支期開(kāi)育在寒武系頂部的--條逆斷層(劉溝--陳廠(chǎng)斷層),也始持續到燕山期的華北與揚子兩大板塊碰撞形成了是一個(gè)逆沖推覆構造面,該斷層因被后期SN向的斷秦嶺造山帶,而在其構造演化過(guò)程中,東秦嶺北側早層錯斷、巖漿沿其侵入和多處被覆蓋等原因,其整體期出現的一系列由北往南運動(dòng)的推覆體,如寬坪推獲特征長(cháng)期不被注意。它向西延展到葉縣境內,向東到體、二郎坪推覆體等,隨著(zhù)構造演化進(jìn)入到伸展拆離西平縣境內被獲蓋,可追蹤的長(cháng)度達30多公里。構造階段,先期因推覆造成的地殼堆置、增厚.縮短轉變?yōu)槊婢哂械湫偷睦缡教卣?在西部的劉溝一帶傾角達伸展,地殼重熔造成巖漿上侵及重力卸載作用又造成70°以上,東部黃莊傾角在30°~40°。上部地層中斷層了一系列由南向北的逆沖推覆。石銓曾等(2004)將前和褶鈹均較發(fā)育,但斷層多不穿過(guò)該構造面,表明它者稱(chēng)為東秦嶺北緣推複構造,后者稱(chēng)為東秦嶺北部山與其它巖片中的斷層形成構造背景不同。麓推覆構造[0]。其構造動(dòng)力方式為“背馱式”,即下部綜上分析,舞陽(yáng)鐵礦及附近地區的逆沖推覆構造的巖片的逆沖推覆晚于上部巖片的推覆。至少由三個(gè)巖片構成,自上而下的逆沖斷層為劉溝一2.2.1推覆體的構造特 征陳廠(chǎng)斷層、F。斷層和推測的下伏斷層,推覆體的南界舞陽(yáng)鐵礦內的逆沖推覆構造屬于東秦嶺北部山為角子山和祖師頂巖體(圖2)。IIIVFe/1區]2口:C口4圖2舞陽(yáng)地區逆沖推覆構造剖面示意圖Fig.2 The section map showing the thrust-nappe structure in Wuyang area1-中生代花崗巖2- 鐵礦體3-逆沖斷層 4- 逆沖巖片2.2.2逆沖推覆構造的控礦特征個(gè)礦床的北界,這些已被發(fā)現的淺部礦體均屬不同次逆沖推覆構造對鐵礦的控制作用表現在對原來(lái)級推獲體的上盤(pán),而被沖斷的下盤(pán)太華群則被掩蓋較完整礦床的破壞、分割,使礦體重新定位,分布在不同深。中國煤化工推覆巖片中的鐵礦均以其下部的逆沖斷層為底界。從于被逆沖斷層切割區內逆沖斷層的發(fā)育部位看,多在太華群的中下部，分處MHCNMHG上由于在逆沖推覆平面上礦體多分布在逆沖斷層的南側附近,斷層為單過(guò)程中形成一些斷層也使得原來(lái)呈層狀的地層變得152支離破碎。因此,一些鐵礦體被次級斷層破壞是較普證,對異常性質(zhì)沒(méi)有結論.遍的現象。以往的綜合研究工作多注重于礦床的成因及礦石的加工技術(shù)性能方面，而對于礦體的空間分布及各3勘查及綜合研究程度種構造對其控制規律涉及較少,對于F。和劉溝一陳廠(chǎng)之間第I巖片之外地區的綜合研究則更少。舞陽(yáng)鐵礦從1955年發(fā)現到1981年地質(zhì)勘查基本結束,勘查時(shí)間斷續達26年之久,先后三次進(jìn)駐10個(gè)4進(jìn)一步找礦的前景分析地質(zhì)隊(物探隊)進(jìn)行工作,對已發(fā)現的近20處鐵礦床進(jìn)行了程度不同的勘查評價(jià),僅鉆探工作就施工鉆研究區內的深部找礦不僅指在垂向上勘查深度孔818個(gè),總工作量達245796.3m.重力、航磁、地磁、的加大,而且包括了外圍新找礦空間的勘查工作,即測井等物探工作也進(jìn)行了深入工作。與此同時(shí),中科已知礦床的“探邊摸底”和過(guò)去勘查程度較低地區的院地質(zhì)所、湖北地科所、天津地調所、西北大學(xué)等十余“外圍拓展”兩個(gè)方面的工作,前者是要擴大已知礦床所科研部門(mén)對本區變質(zhì)巖、構造、鐵礦進(jìn)行了廣泛的的資源儲量規模,后者則是要發(fā)現新的礦床。專(zhuān)題研究.4.1已知礦 床深部的找礦潛力已發(fā)現的鐵礦大型者基本達到了詳查以上,中型如前所述,已知礦床基本集中分布在第1推覆巖礦床達到普查以上。以往雖投入的工作量較多,勘查片中,F。斷層為礦床的底界,實(shí)際上無(wú)論是“趙案莊程度較高,但勘查深度較淺,已查明的鐵礦資源基本式”鐵礦還是“鐵山廟式”鐵礦在以往的勘查工作中均控制在500m以淺,對于500~1000m的資源情況卻未能有效的控制到Fe斷層,僅王道行礦床內的幾個(gè)了解不夠。鉆孔揭穿到了F。以下,至于“趙案莊式”鐵礦中的A以往勘查存在的問(wèn)題主要包括:對“趙案莊式”鐵礦組以下是否還有其它礦層有待驗證。從對趙案莊一礦未能有效地控制礦床底界,對A礦組以下是否還有王道行鐵礦地面磁測資料進(jìn)行正演所獲的剩余磁異礦層賦存基本沒(méi)有了解;在“鐵山廟式”鐵礦中僅控制常(圖3)情況分析,有礦的可能性較大,特別是西南部了鐵山廟組的礦體,對其以下的趙案莊組含礦性基本趙案莊鐵礦范圍的剩余磁異常,異常分布寬緩,梯度沒(méi)有工程驗證;重力和磁測資料的數據處理和解釋不明顯,具有向南傾斜的深部異常源引起的異常特夠深入;已知礦床外圍的許多磁異常未進(jìn)行有效查征印. .;s: H00([620“50趙案莊“苗莊:β33-1崗40中國煤化工_FHCNMHG圖3趙案莊一王道行礦床剩余磁異常(SZ)平面等值線(xiàn)圖Fig.3 The plane isopleth map of residual magnetic anomaly of Zhaoanzhuang-W angdaoxing deposit153從鐵礦地質(zhì)特征可以看出,舞陽(yáng)鐵礦各礦床,該存在的太華群的可能性較大,這一地區也是找礦的優(yōu)類(lèi)型鐵礦受太古界太華群趙案莊組和鐵山廟組控制,先地段。而整個(gè)含礦巖系又處在由南向北逆沖推覆構造的上在鐵古坑礦床以西的巫花崗異常,處在大面積的部系統中,礦床的底部邊界應為推覆構造面。該構造太華群分布地區,淺部為弱磁性的混合巖,該異常寬面向南、南西傾斜,上部系統中的鐵礦埋深應由北向度大,疊加有局部高值異常,具有深源與淺源磁性體南逐漸加深。根據地層剖面，“趙案莊式”鐵礦位于“鐵共同引起的疊加異常特征。淺部的磁性體證實(shí)為侵入山廟式”鐵礦之下的趙案莊組中,而舞陽(yáng)鐵礦的幾個(gè)到太華群中的閃長(cháng)巖脈,而深源磁性體推測為深部鐵“鐵山廟式”鐵礦均僅控制到含“鐵山廟式”鐵礦的鐵礦體。山廟組,而對其之下的趙案莊組的含礦情況還了解很另外在已知礦床外圍如棗林-帶、廟街鄉南部、少。在小韓莊礦床以東的鉆孔資料已證明該地段鐵山崗廟劉礦點(diǎn)以東還有磁異常分布,以往推斷引起異常廟組之下有趙案莊組的蛇紋巖分布,因此表明,“鐵山的磁性體埋深較大,未做過(guò)詳細的工作?，F在綜合分廟式”鐵礦分布地區具有深部找礦的地層條件和較大析認為,在這些異常分布區的深部有找鐵礦的地質(zhì)和找礦空間。地球物理前提。4.2外圍地區 的找礦潛力在劉溝一陳廠(chǎng)斷層以南的第I推覆巖片中,過(guò)去參考文獻:已發(fā)現的陳廠(chǎng)磁異常區經(jīng)對局部異常驗證,證實(shí)有[1]張源有. 河南舞陽(yáng)鐵礦F。巨型逆掩斷層[A].全國平級斷裂構“趙案莊式”鐵礦存在,但對整個(gè)異常區評價(jià)不夠。陳[2]俞受盜,莊龍池,等.河南舞鐵礦趙案莊型鐵礦成礦特征及礦床造學(xué)術(shù)討論論文集[C],1983.廠(chǎng)以東至西平縣境有大片太華群出露,其巖性特征與成因[]地球化學(xué),1983,(1).71-79.112第I推覆巖片中太華群特征相同,二者屬于被逆沖推[3]石銓曾,尉向東,等. 河南省東秦嶺山脈北緣的推暖構遣及伸展覆構造破壞了的同一含礦巖系,是找鐵礦的有利部柝離構遣[M].北京:地質(zhì)出版社2004.位。同在劉溝一陳廠(chǎng)斷層以南的尚店鄉以東袁老莊附[4] 彭觥,任貽水,等當代礦山地質(zhì)地球物理新進(jìn)展[M].長(cháng)沙:近也存在一處磁異常,通過(guò)對異常特征分析認為，該中南大學(xué)出版社，2004.異常形態(tài)較規則,場(chǎng)值變化規律明顯,異常源為深部Analysis of the exploration perspective in the depth ofWuyang iron deposit, Henan provinceHAN Chang-shou(Geological Team 4#，Henan Provincial Nom-ferrous Metals Geological andMineral Resources Bureau, Zhengzhou, Henan 450016)Abstract: The iron deposits in Wuyang area are controlled by Archaean stratum and Mesozoic thrust-nappestructure. Most of the deposits are located in the nappe between F6 and Liugou-Chenchang fault. Thebottom boundary of deposit is not well controlled in the past exploration. The research degree is lower aboutiron deposits and magnetic anomaly in the other nappes. In the deep area of iron deposits of Tieshanmiao typeand several magnetic anomaly areas, the geological and geophysical conditions are good for exploration.Key Words: iron deposit, exploration in the depth, thrust-nappe structure, exploration perspective,Wuyang, Henan中國煤化工MYHCNMHG154