沉積變質型鐵礦向斜（形）控礦模式的(de)形成與實踐

沉積變質型鐵礦是指前震旦紀沉積的(de)條帶狀含鐵建造經區(qū)域變質作用(yòng)改造形成的(de)鐵礦床。

該類鐵礦是我國最重要的(de)鐵礦類型，其查明(míng)鐵礦石資源量占全國鐵礦資源總量的(de)55%，我國11個(gè)特大(dà)型鐵礦中8個(gè)是沉積變質型鐵礦。沉積變質型鐵礦主要爲磁鐵礦礦石，易采易選，是我國鐵礦生産和(hé)供應的(de)主體，是利用(yòng)率最高(gāo)、開采規模最大(dà)的(de)鐵礦類型，也(yě)是最具找礦潛力的(de)鐵礦類型。在所有鐵礦類型中，沉積變質型鐵礦的(de)勘查、開發及資源潛力一直處于主導地位，中國如此，全球亦如此。

因此，沉積變質型鐵礦的(de)成礦理(lǐ)論、控礦規律、成礦預測技術等制約找礦突破的(de)關鍵要素，一直備受地質工作者關注。我國沉積變質型鐵礦向斜（形）構造控礦理(lǐ)論的(de)創新、賦礦規律的(de)認識，到地質物(wù)探綜合找礦預測模型的(de)建立、完善和(hé)廣泛應用(yòng)，經曆了(le)實踐—認識—再實踐—再認識循環往複的(de)複雜(zá)過程，這(zhè)一重大(dà)地質科技創新成果對(duì)我國鐵礦資源量大(dà)幅增長(cháng)起到了(le)巨大(dà)的(de)促進作用(yòng)。

一、向斜（形）構造控礦的(de)發現

沉積變質型鐵礦所處的(de)前震旦紀沉積變質地層，其岩石類型主要爲片岩、片麻岩、磁鐵石英岩，是沒有時(shí)代信息的(de)啞地層，也(yě)沒有反映地層關系的(de)标志層。加之上世紀五六十年我國前震旦變質基底地區(qū)區(qū)域地質調查工作程度極低，因此，對(duì)地層傾向大(dà)多(duō)近乎一緻的(de)古老變質岩，地質工作者普遍認爲礦區(qū)構造爲單斜構造，鐵礦層之間的(de)關系爲上下(xià)關系，鐵礦控礦構造爲單斜構造。

但經過解放初期全國鐵礦勘查大(dà)規模投入，發現了(le)個(gè)别向斜構造控礦的(de)案例：如山西尖山鐵礦，通(tōng)過地質填圖，在地表圈出一個(gè)向斜和(hé)一個(gè)背斜，鐵礦層分(fēn)布于尖山向斜内，1959年通(tōng)過鑽探完整圈出向斜控制的(de)鐵礦體，并在向斜軸部發現233米的(de)厚大(dà)鐵礦層。經太原鋼鐵礦公司504隊王浩铨、山西省冶金地質勘探公司李傅德、餘中平等進一步工作，累計探獲3.5億噸的(de)大(dà)型礦床。

又如北(běi)京密雲沙廠鐵礦，地表存在分(fēn)布不連續的(de)三條鐵礦帶，五十年代末北(běi)京地質局盧惠華等提交的(de)《沙廠鐵礦床地質勘探報告書(shū)》，根據地表鐵礦層傾向不一緻，否定了(le)前人(rén)單斜構造觀點，提出Ⅱ、Ⅲ礦帶組成緊密褶皺構造控礦的(de)認識，在Ⅱ、Ⅲ礦帶之間的(de)低緩磁異常驗證爲礦緻異常的(de)基礎上，經系統鑽探揭露，查明(míng)了(le)區(qū)内的(de)褶皺構造，鐵礦層完整地展現出向斜（形）構造形态特征。使得(de)該區(qū)新增鐵礦資源量5000萬噸。

上述兩個(gè)礦區(qū)的(de)勘查結果顯示了(le)向斜控礦的(de)基本特點，盡管僅僅是個(gè)例，但爲區(qū)域上進一步認識前震旦紀基底構造特征、總結沉積變質型鐵礦的(de)賦礦規律打開了(le)一個(gè)新的(de)窗(chuāng)口。

二、向斜（形）成礦模式的(de)建立

1973年11月(yuè)，首鋼勘探隊劉煦在“全國前寒武紀沉積變質鐵礦地質科技協作會議(yì)”上發表了(le)題爲“河(hé)北(běi)省遷安鐵礦地質特征”的(de)論文，首次明(míng)确指出：“前震旦系的(de)主要褶皺形式是以一系列複雜(zá)的(de)線狀緊密褶皺爲主，而不是過去所認爲的(de)簡單單斜構造”，并率先建立了(le)水(shuǐ)廠南(nán)山、北(běi)山向斜（形）構造模型及礦區(qū)、礦床褶皺構造模式。

1975年10月(yuè)，劉煦主筆編制提交了(le)《水(shuǐ)廠鐵礦床擴建地質勘探施工設計書(shū)》，先後由冶金地質會戰指揮部一隊和(hé)首鋼勘探公司施工，1978年金世翔、劉振亞等提交了(le)《首鋼遷安鐵礦區(qū)水(shuǐ)廠鐵礦床二期地質勘探總結報告》，基本證實了(le)向斜（形）構造模型。

1982年11月(yuè)，盧浩钊否定“三向兩背”的(de)認識，提出“統一大(dà)向斜（形）”（即複式向斜）模型，并在1983～1986年，首次對(duì)水(shuǐ)廠南(nán)段姑子山礦體及磁異常進行驗證，證明(míng)水(shuǐ)廠鐵礦存在上、中、下(xià)三層礦。其後，繼續向北(běi)探索，證實統一大(dà)向斜（形）（即複式向斜）槽部存在厚大(dà)礦體。至此爲本礦區(qū)“單斜-向斜（形）”構造認識變化(huà)的(de)漫長(cháng)過程劃上了(le)一個(gè)圓滿的(de)句号，該區(qū)累計探明(míng)鐵礦石資源量9億噸，成爲翼東地區(qū)大(dà)型鐵礦資源基地。

經過冶金地質老一輩的(de)不斷努力，從70年代初，北(běi)京密雲沙廠鐵礦和(hé)遷安水(shuǐ)廠鐵礦總結出向斜（形）構造控礦理(lǐ)論，到70年代後期，沉積變質型鐵礦向斜（形）構造控礦模式已被地質界廣泛接受并運用(yòng)。同時(shí)磁法勘探由過去把沉積變質型鐵礦簡單歸結爲磁性闆狀體，呈單斜産出，轉向研究向斜（形）産狀鐵礦磁異常特征及理(lǐ)論模型，打開了(le)沉積變質鐵礦磁異常推斷解釋的(de)新局面，找礦效果明(míng)顯，鐵礦資源量大(dà)幅度增長(cháng)。

三、向斜（形）成礦模式與綜合找礦模型的(de)完善

2000年以來(lái)，中國冶金地質總局王永基在起草(cǎo)《鐵、錳、鉻礦地質規範》（DZ/T0200-2002）期間，在系統梳理(lǐ)、綜合分(fēn)析我國沉積變質型鐵礦的(de)地質勘查及科研成果的(de)基礎上，進一步深化(huà)了(le)向斜（形）成礦模式及成礦機理(lǐ)的(de)認識，并首次系統總結了(le)向斜（形）控礦地質物(wù)探綜合找礦模型。

向斜（形）成礦模式的(de)基本特征：在向斜（形）兩翼淺部往往是多(duō)層薄鐵礦體，産狀較陡，深部特别是向斜（形）核部鐵礦層數減少，厚度增大(dà)，品位增高(gāo)，形成厚大(dà)富礦體。這(zhè)是在區(qū)域高(gāo)溫高(gāo)壓、塑性變形的(de)變質作用(yòng)及混合岩化(huà)作用(yòng)下(xià)，原岩發生變質分(fēn)異，其中各類礦物(wù)重新結晶、重新組合，鐵質礦物(wù)因與矽鋁質礦物(wù)比重差異大(dà)而發生重力分(fēn)異，并向向斜（形）槽部聚集的(de)結果。

向斜（形）控礦地質物(wù)探綜合找礦模型：将鐵礦帶作爲标志層，将地表斷續分(fēn)布的(de)鐵礦體沿走向圈出鐵礦帶，再将相鄰鐵礦帶連成褶皺；若兩翼爲高(gāo)磁異常，中間是較寬大(dà)的(de)低緩磁異常（或重力異常），則中間爲向斜（形），即鐵礦體主要賦存部位；若中間不存在異常，則爲背斜（形）。該模型進一步明(míng)确了(le)鐵礦成礦預測的(de)基本路徑。

四、找礦模型的(de)應用(yòng)與拓展

冶金地質工作者在鐵礦向斜（形）控礦理(lǐ)論及找礦模型的(de)指導下(xià)，重新研究以往工作過的(de)礦區(qū)或磁異常，在河(hé)北(běi)冀東地區(qū)、遼甯鞍本地區(qū)、山西五台－呂梁地區(qū)和(hé)内蒙古中部地區(qū)取得(de)了(le)豐碩的(de)找礦成果，特别是全國富鐵礦會戰以來(lái)，鐵礦勘查取得(de)突破性進展，爲中國形成了(le)四大(dà)鐵礦資源基地做(zuò)出了(le)曆史性貢獻。

河(hé)北(běi)冀東地區(qū)：遷安鐵礦區(qū)針對(duì)柳河(hé)峪、水(shuǐ)廠-姑子山、孟家溝、北(běi)屯、杏山-腦(nǎo)峪門、宮店(diàn)子-白馬山等地的(de)單斜狀礦體或環狀磁異常進行驗證，證實已知平行礦體深部相連，軸部礦體加厚；同時(shí)證實一些環狀、半環狀磁異常，往往與向斜（形）褶皺有關，并在其深部找到向斜（形）狀厚大(dà)礦體。通(tōng)過工作，累計探明(míng)鐵礦資源量達46.5億噸。特别是值得(de)一提的(de)是：近十年中國冶金地質總局一局胥燕輝、江飛(fēi)等運用(yòng)向斜（形）成礦模式及地質物(wù)探綜合找礦模型，對(duì)冀東地區(qū)馬城(chéng)、長(cháng)凝一帶磁異常重新認識及勘查，新增鐵礦資源量20億噸，其中馬城(chéng)鐵礦爲特大(dà)型鐵礦，鐵礦資源量由原來(lái)的(de)13億噸增加到25億噸。

遼甯鞍本地區(qū)：發現或擴大(dà)了(le)東鞍山、西鞍山、齊大(dà)山、弓長(cháng)嶺、賈家堡子、南(nán)芬、西大(dà)背、祁家溝、本溪馬兒(ér)嶺和(hé)獨木(mù)等一系列大(dà)型鐵礦床，實現了(le)鐵礦資源量急劇增長(cháng)，同時(shí)否定了(le)“混合岩吃(chī)礦”的(de)認識，至80年代末，全區(qū)累計探明(míng)沉積變質型鐵礦資源量100多(duō)億噸。

山西五台－呂梁地區(qū)：通(tōng)過與尖山向斜對(duì)比，結合磁異常特征，在袁家村(cūn)、狐姑山、武家梁、白峪裏、山碰、趙村(cūn)均揭露了(le)向斜（形）構造控制的(de)礦體，至此該區(qū)探明(míng)鐵礦資源量33億噸。

内蒙古中部：内蒙白雲鄂博西礦，在1978年姚培慧主持的(de)冶金部河(hé)北(běi)邯鄲設計審查會上，與會專家否定了(le)内蒙古地質勘探公司提交的(de)白雲鄂博西礦的(de)勘查方案，認爲礦區(qū)是一個(gè)向斜（形）構造，應按向斜（形）控礦模式重新設計。同年白雲地區(qū)冶金地質會戰指揮部組織了(le)内蒙古冶金地質勘探公司，華北(běi)冶金地質勘探公司、第一冶金地質勘探公司等12個(gè)單位，根據新設計對(duì)西礦中段7、8、9、10号礦體進行勘探，探明(míng)鐵礦資源量7.5億噸，铌礦（五氧化(huà)二铌）116萬噸。白雲鄂博西礦是一個(gè)主動運用(yòng)沉積變質型鐵礦向斜（形）控礦模式進行勘查的(de)礦床。通(tōng)過工作，使白雲鄂博成爲世界上著名的(de)特大(dà)型鐵、稀土、铌礦床，也(yě)是中國最主要的(de)鐵礦原料基地。

大(dà)量的(de)鐵礦勘查實踐表明(míng)，向斜（形）控礦是沉積變質型鐵礦的(de)普遍規律，對(duì)沉積變質型鐵礦勘查具有廣泛而普遍的(de)指導意義。同時(shí)一些勘查實例顯示，向斜（形）控礦找礦預測模型也(yě)适用(yòng)于與沉積有關的(de)火山沉積、海相火山噴發沉積等類型鐵礦床，其成礦時(shí)代也(yě)不僅僅限于前震旦紀。如寒武紀—奧陶紀石碌鐵礦、泥盆紀蒙庫鐵礦，都是按照(zhào)向斜（形）構造控礦進行勘探，實現鐵礦石資源量的(de)巨量增長(cháng)。向斜（形）控礦理(lǐ)論實踐，推動了(le)國内鐵礦勘查取得(de)一個(gè)又一個(gè)找礦突破。迄今爲止，利用(yòng)向斜（形）控礦模式勘查獲得(de)的(de)鐵礦資源量達二百億噸。

沉積變質型鐵礦向斜（形）控礦是冶金地質多(duō)年來(lái)不斷探索、反複驗證總結的(de)成礦模式，是幾代冶金地質人(rén)積累的(de)寶貴經驗。過去爲新中國鋼鐵工業原料基地的(de)建設和(hé)發展發揮了(le)巨大(dà)的(de)作用(yòng)，未來(lái)在鐵礦勘查中還(hái)将繼續發揮重大(dà)的(de)指導作用(yòng)。