姚玉增，李鹏宇，王肖营

东北大学资源与土木工程学院，辽宁 沈阳

收稿日期：2016年3月29日；录用日期：2016年4月18日；发布日期：2016年4月21日

弓长岭铁矿内产出的富铁矿体是我国为数不多的、可工业利用的富铁资源之一，富铁矿体周围发育有强烈的绿泥石化蚀变。本文采用ASD FieldSpec 3地物光谱仪对距富铁矿体不同位置蚀变围岩进行反射光谱测量，并提取2250 nm和2340 nm处光谱吸收特征，结果表明上述光谱吸收特征可以很好地表征富铁矿体围岩的蚀变强度。该研究对今后本区富铁矿的勘查具有一定的指导意义。

关键词 :富铁矿，围岩蚀变，绿泥石，弓长岭铁矿

沉积变质型铁矿是世界上最重要的铁矿床工业类型，其储量占世界探明铁矿资源的60%以上，我国情况基本类似，占探明储量的50%以上 [ 1 ] 。该类型矿床在我国辽宁省鞍山—本溪地区最为典型，故而亦称为“鞍山式铁矿”。

我国沉积变质型铁矿资源虽然丰富，但高品位富铁矿严重匮乏，其中具有工业意义的以辽阳弓长岭铁矿二矿区富铁矿最为典型，因此前人从成矿地质特征 [ 2 ] [ 3 ] 、流体包裹体 [ 4 ] [ 5 ] 、同位素特征 [ 6 ] [ 7 ] 、矿物学特征 [ 8 ] [ 9 ] 、成矿实验 [ 10 ] 、富铁成矿机制 [ 11 ] 、微量及稀土元素特征 [ 12 ] 等方面对弓长岭富铁矿成因进行了深入研究，对于寻找“弓长岭”型富铁矿具有较好的指导意义。

弓长岭富铁矿体周围均发育有以绿泥石为主的围岩蚀变，蚀变岩石呈脉状、似层状或皮壳状依附于富铁矿体周围，围岩蚀变强度与富铁矿体的规模呈正相关关系，即围岩蚀变越强烈则富铁矿厚度大且品位高 [ 13 ] ；对绿泥石岩的成因矿物学研究表明，绿泥石含铁系数可很好地表征富铁矿化的规模与强度 [ 9 ] 。本文在详细野外工作基础上，选取代表性蚀变围岩样品进行了反射光谱测量并提取了特征反射光谱信息，结果表明短波红外反射光谱2250 nm附近和2340 nm附近的吸收光谱特征亦可很好地表征绿泥石蚀变特征，该方法为矿区下一步富铁矿勘探提供了一种新的手段。

弓长岭铁矿区大地构造位置位于鞍山凸起东部 [ 13 ] 。矿区内出露地层主要为太古宙鞍山群茨沟组，岩性以斜长角闪岩、黑云变粒岩、片麻岩及磁(赤)铁石英岩为主，是主要含矿层位；矿区内构造发育，褶皱构造以弓长岭背斜为主，而断裂构造则以寒岭断裂和偏岭断裂横向断层为主，另存在系列较老的走向断层，与富铁矿体形成关系较为密切；矿区内岩浆岩主要为混合花岗岩，分布面积广，老地层呈“捕掳体”形式分布于混合花岗岩体中，另有少量伟晶岩及基性侵入岩脉。

本矿区贫铁矿体主要赋存在上、下两个含铁带之中。上含铁带包括 Fe₄、Fe₅和Fe₆；下含铁带包括Fe₁和Fe₂，以及含铁带之间的黑云斜长变粒岩带中夹有Fe₃；其中规模最大的矿层为Fe₆，其它顺次为Fe₂、Fe₄、Fe₁、Fe₅、和Fe₃(见图1)。

矿区内共有138个富铁矿体，其中较大的有三个，主要分布在Fe₆中，其次是在硅质层中。

第一富矿体(RI)：位于西北区和中央区的Fe₆中，为本区最大的富矿体，占富矿总储量的一半以上，矿体沿走向长2.8 km，纵向延伸很大，出露标高为0~100 m，深部一般在−900 m标高以下，厚2~30 m；

图1. 弓长岭铁矿二矿区地质平面图(据周世泰，1994)

矿体呈似层状，与贫矿层的产状一致，内部有小的磁铁石英岩体及蚀变岩的夹层。本次研究中蚀变围岩即采集于该富铁矿体周围。

第二富矿体(RII)：位于中央区的Fe₆中，为本区第二大富矿体，储量占富矿总储量的14.5%；矿体沿走向长1.5 km，向上尖灭，深部可达−100 m，矿体上小下大、上薄下厚，厚5~30 m；矿体呈似层状，与贫矿层的产状一致。

第三富矿体(RIII)：位于中央区Fe₄之中，矿体沿走向长0.7 km，矿体出露最高标高为−200~−380 m，厚3~26 m；矿体产状与所在的Fe₄相同。

此外，在东南区的Fe6中，有多个小富铁矿体，分布于19~28线，最低见矿标高在−530 m，矿体沿走向长120~290 m，延深150~535 m，矿体厚度变化较大(2~15 m)。

前人研究表明，弓长岭富铁矿周围围岩蚀变主要有石榴石化、镁铁闪石化、绿泥石化、碳酸盐化、黑云母化、十字石化、黄铁矿化等，其中绿泥石化、镁铁闪石化和铁铝榴石化最为发育，本文即以富铁矿周围最为发育的绿泥石化围岩为研究重点。

在规模最大的富铁矿(RI)顶底板、富矿近矿围岩、富矿远矿围岩及富铁矿体外围围岩中系统采集蚀变围岩共计13块，按照距离矿体远近进行编号；室内磨制薄片并鉴定，结果表明采集样品中主要矿物为绿泥石和石英，其它矿物含量较少(图2)。

样品测量采用美国ASD公司的便携式地物光谱仪(FIELDSPEC 3)，其主要的技术参数为：光谱范围350~2500 nm；光谱分辨率：3 nm@350~1000 nm，7 nm@1000~2500 nm；采样间隔：1.4 nm@350~1000 nm，2 nm@1000~2500 nm；数据间隔：1 nm；波长精度：±1 nm；重复性：优于0.3%。

测试过程中为了最大程度地消除大气的影响，采用高密度探头室内接触式测量；测量样品为经简单预处理的块样，每块样品至少测量六个点，以其均值作为最终测量结果，以保证采集数据的代表性；每个点光谱采集次数为10次，尽可能提高光谱数据的信噪比；保存采集的光谱数据便于后续数据处理；测量结果见图3。

图2. 弓长岭富铁矿体外围绿泥岩特征

图3. 弓长岭富铁矿围岩反射光谱测量结果图

1) 弓长岭富铁矿体周围均发育有明显的绿泥石化蚀变，蚀变的强度与富矿体规模及品位基本呈正比。

2) 按距弓长岭富铁矿体不同距离系统采集蚀变围岩并进行反射光谱测量，结果表明2250 nm和2340 nm附近的吸收深度可以很好地表征绿泥石化蚀变强度，具体表现为距离富铁矿体越近则吸收深度越小，而距离越大则吸收深度越大；该规律对富铁矿成因研究及下一步找矿具有一定的指导意义。

3) 综合研究认为，不同空间位置绿泥石化围岩的吸收强度不同可能与温度及水岩比有关，反射光谱吸收特征可以很好地表征富铁矿体的围岩蚀变强度。

感谢东北大学王恩德教授、付建飞博士、夏建明博士在样品采集中给予的帮助；感谢朱元初硕士在光谱测量及数据处理过程中给予的帮助。

东北大学第九批大学生创新项目资助(编号：150026)。

姚玉增,李鹏宇,王肖营. 弓长岭富铁矿围岩反射光谱特征及其指示意义浅析Research on Reflectance Spectroscopy of Wall Rocks in Gongchangling Iron Deposit and Their Significance for Exploration[J]. 地球科学前沿, 2016, 06(02): 66-71. http://dx.doi.org/10.12677/AG.2016.62008