于小亮，石海巖，蔡成龍，張世龍，李尚蔚，靳 浩，路 睿，楊延乾

(1. 青海省地質(zhì)調(diào)查局，青海 西寧 810001； 2. 青海省有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局七隊，青海 西寧 810001)

過龍溝鐵礦床位于甘青交界處，行政區(qū)劃屬青海省祁連縣央隆向管轄，距祁連縣城約220 km。大地構(gòu)造位置為北祁連山銅鐵鉛鋅鉻鎳鎢鉬成礦帶上，主體位于托勒山成礦帶南坡銅鐵鉛鋅鉻鎳鎢鉬成礦亞帶，歷經(jīng)多次構(gòu)造活動，斷裂構(gòu)造發(fā)育，巖漿活動頻繁，巖石類型豐富，從超基性—基性巖到酸性巖均有不同程度的產(chǎn)出，由此伴隨的成礦成巖活動頻繁，礦床類型較為復(fù)雜，成礦時代跨度大，成礦專屬性表現(xiàn)較明顯[1]。北祁連地區(qū)經(jīng)歷了大陸裂解、板塊俯沖、碰撞等早上活動，其結(jié)果不僅帶來了豐富的礦床資源，也使其作為北祁連存在古板體制的重要依據(jù)而備受關(guān)注[2-3]。區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)豐富，產(chǎn)出礦種有鐵、銅、金、煤等。區(qū)內(nèi)出露礦(化)點(diǎn)豐富，除已有礦床小龍口鐵礦、隴孔鐵礦、隴孔金礦外，仍有多處銅、鐵礦(化)點(diǎn)。而區(qū)內(nèi)以鐵為主的多金屬礦產(chǎn)大多以火山噴流—沉積型鐵礦為主，金礦以構(gòu)造蝕變巖型為主[2]。本文主要通過對過龍溝鐵礦床成礦地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體地質(zhì)特征進(jìn)行分析研究，并對礦床成因提供理論依據(jù)，為在該區(qū)尋找同類礦床提供理論現(xiàn)實意義和指導(dǎo)借鑒作用。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 地層

研究區(qū)出露地層較為簡單，主要為古元古界托勒巖群片麻巖組(Pt1T1)、早石炭統(tǒng)臭牛溝組(C1c)、晚石炭統(tǒng)羊虎溝組(C2y)和第四紀(jì)(Q)(見圖1)，由于區(qū)內(nèi)北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，地層分布連續(xù)性差，呈斷塊狀分布。

圖1 過龍溝鐵礦床地質(zhì)簡圖

古元古代托勒巖群片麻巖組(Pt1T1)根據(jù)巖性組合特征及標(biāo)志層大理巖分為4個巖性段：第1巖性段(Pt1T1a)分布于研究區(qū)南西側(cè)，長約5 km，厚約400 m，北傾，傾角52(°)～79(°)，與南側(cè)石英閃長巖巖體呈侵入接觸。巖性主要為弱蝕變含石榴石黑云母斜長片麻巖，夾灰白色弱蝕變方柱石角閃輝石斜長片麻巖。第2巖性段(Pt1T1b)分布于研究區(qū)中部，近貫穿整個研究區(qū)，長為10 km以上，厚約1.3 km，與兩側(cè)地層呈斷層接觸，巖性主要為蝕變斜長角閃片麻巖、薄層狀—透鏡狀蝕變含石榴石斜長角閃片麻巖及薄層狀灰黑—肉紅色二長角閃片麻巖，多呈互層產(chǎn)出，局部地段淺白色弱蝕變含石榴石黑云母斜長片麻和透鏡狀蝕變含石榴石斜長角閃片麻巖互層，灰白色薄層狀中粗粒大理巖近貫穿整個草測區(qū)。第3巖性段(Pt1T1c)大面積分布于研究區(qū)北中段，位于兩條大理巖之間，長10 km以上，厚500 m左右，與兩側(cè)地層呈斷層接觸。巖性主要為弱蝕變黑云斜長片麻巖、蝕變斜長角閃片麻巖及灰白色中—厚層狀中粗粒大理巖。該巖性段為研究區(qū)主要賦礦地層，賦礦巖性為角閃巖，規(guī)模較小，一般幾十公分至幾米不等，小于十米，呈透鏡狀分布，局部受構(gòu)造改造強(qiáng)烈。第四巖性段(Pt1T1d)大面積分布于研究區(qū)北部，長10 km以上，厚800 m左右，與兩側(cè)地層呈斷層接觸。主要巖性為淺灰色弱蝕變黑云斜長片麻巖、灰白色弱蝕變方柱石角閃輝石斜長角閃片麻巖、灰黑色透鏡狀斜長角閃片麻巖及灰白色透鏡狀中厚層狀大理巖。

早石炭世臭牛溝組(C1c)呈細(xì)條帶斷塊狀沿北西—南東向出露于研究區(qū)東北一帶，出露厚度>23 m，巖性為紫紅色礫巖。晚石炭世羊虎溝組(C2y)由兩個巖性段組成，第1巖性段(C2ya)為石英砂巖呈細(xì)條帶斷塊狀沿北西—南東向出露，未見頂?shù)?，出露厚?15 m，主要巖性為灰色含礫等粒不等粒石英砂巖；第2巖性段(C2yb)為含煤碎屑巖呈細(xì)條帶斷塊狀沿北西—南東向出露，出露厚度>30 m，主要巖性深黑色炭質(zhì)板巖及薄層狀煤層。第四紀(jì)(Q)主要分布河流階地、山前緩傾斜臺地、砂礫石松散堆積物、粉砂、腐質(zhì)層及高原草甸。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以北西西向逆斷層為主，主要斷裂描述如下。

F1逆斷層：位于研究區(qū)東北部，走向北西，傾向北東，傾角45(°)～71(°)，為區(qū)域構(gòu)造F9向西延伸到研究區(qū)內(nèi)的次級構(gòu)造。斷層上盤為托勒巖群斜長角閃片麻巖，下盤主體為上石炭統(tǒng)羊虎溝組石英砂巖，具30～70 m寬的破碎帶，帶內(nèi)見雜色斷層泥、砂巖，膠結(jié)疏松，具較明顯褐鐵礦化，負(fù)地形明顯。

F2逆斷層：位于研究區(qū)東北部，走向北西，斷層上盤上石炭統(tǒng)羊虎溝組石英砂巖，下盤上石炭統(tǒng)羊虎溝組含煤碎屑巖。破碎帶主體由雜色斷層泥、構(gòu)造角礫及構(gòu)造透鏡體組成。

F3逆斷層：位于研究區(qū)中部，走向西北，傾向北東，傾角54(°)～73(°)，為區(qū)域構(gòu)造F14向西延伸到研究區(qū)內(nèi)的次級構(gòu)造。斷層上盤為古元古代托勒巖群黑云斜長片麻巖，下盤為斜長角閃片麻巖、大理巖，具5～50 m寬的斷層泥礫帶，均為雜色斷層泥礫，松散，兩側(cè)巖石破碎，見擦痕、階步，負(fù)地形明顯。

F4斷層(性質(zhì)不明)：位于研究區(qū)北部，北西向展布，傾向北東，傾角65(°)～78(°)，發(fā)育在古元古代托勒巖群斜長角閃片麻巖中，帶內(nèi)為大量片麻巖構(gòu)造擠壓透鏡體及灰色、褐黃色斷層泥組成。礦體賦存地段受構(gòu)造影響強(qiáng)烈，礦體兩側(cè)巖石較為破碎。

F5逆斷層：位于研究區(qū)中部，走向北西，傾向北東，傾角51(°)～78(°)，沿斷裂發(fā)育250～500 m寬的斷層破碎帶，發(fā)育在古元古代托勒巖群斜長角閃片麻巖中，其巖性為灰色片麻巖，帶中巖石破碎。斷層泥礫帶中均為褐黃色、淺黃色斷層泥及少量片麻巖角礫，松散，透鏡體表面多具擦痕、階步。該斷層破碎帶中，褐鐵礦化現(xiàn)象極其明顯，巖石中含星點(diǎn)狀展布黃鐵礦。

F6逆斷層：位于研究區(qū)南部，南東端與F7斷層復(fù)合。發(fā)育在托勒巖群片麻巖組中，具20～100 m寬的破碎帶，帶中主要由黃色、黃褐色斷層泥及片麻巖角礫構(gòu)造透鏡體組成，擠壓破劈理級、次級小斷層極發(fā)育，構(gòu)造角礫中含星點(diǎn)狀黃鐵礦，地表褐鐵礦化明顯，具擦痕、階步，負(fù)地形明顯。

F7逆斷層：位于研究區(qū)南部，走向北西，傾向北東，傾角61(°)～74(°)，斷層上盤托勒巖群黑云斜長片麻巖，下盤閃長巖、石英閃長巖巖體。斷層泥帶中均為褐黃—淺黃色斷層泥及少量片麻巖角礫組成，松散，透鏡體表面多具擦痕、階步。

1.3 巖漿巖

侵入巖分布于研究區(qū)南部(圖1)，以巖株形式產(chǎn)出，呈北西向展布，形態(tài)呈帶狀。過龍溝閃長巖出露面積最大，巖性分別為細(xì)粒閃長巖(O3δ)和細(xì)粒石英閃長巖(O3δo)。不同侵入體多呈不規(guī)則帶狀、透鏡狀，長軸方向近北西向。與圍巖古元古代托勒巖群片麻巖組呈侵入接觸或斷層接觸，侵入接觸關(guān)系清楚，界面不平整。

1.4 變質(zhì)作用

研究區(qū)以區(qū)域變質(zhì)作用、接觸變質(zhì)作用為主。區(qū)域變質(zhì)作用體現(xiàn)在古元古宙的地層巖石，歷經(jīng)多期造山活動疊加，其變質(zhì)程度達(dá)角閃巖相。中基性火山巖變質(zhì)為角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖；碎屑巖、碳酸鹽巖則變質(zhì)為片巖、大理巖局部地段發(fā)生混合巖化。接觸變質(zhì)作用則體現(xiàn)在區(qū)內(nèi)侵入巖較發(fā)育，巖體接觸帶圍巖熱變質(zhì)明顯。巖體(脈)接觸帶見灰?guī)r發(fā)生大理巖化，泥質(zhì)巖、碎屑巖、火山巖等發(fā)生角巖化，形成大理巖和各種角巖。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

研究區(qū)共圈出4條鐵礦體，由于目前仍處在預(yù)查找礦階段，礦體基本都有槽探工程地表控制，其特征如下：

I-1Fe鐵礦體：呈似層狀，地表TC04和TC16兩個槽探工程控制，礦體傾向67(°)～194(°)，傾角71(°)～82(°)。礦體長約656 m，礦體厚約2.29～6.62 m，TFe品位28.01%～34.22%。賦礦巖性石英角閃巖，圍巖為斜長角閃片麻巖，礦石礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦，礦石類型為磁鐵礦—赤鐵礦礦石。

Ⅱ-1Fe鐵礦體：呈似層狀，地表TC05單個槽探工程控制，傾向20(°)～56(°)，傾角76(°)～88(°)，礦體長約330 m，厚約1.88～16.19 m，TFe品位27.65%～28.08%。賦礦巖性蝕變角閃巖，圍巖為斜長角閃片麻巖，礦石礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、白鐵礦、黃鐵礦。礦石類型為磁鐵礦—赤鐵礦礦石。

Ⅱ-2Fe鐵礦體：呈似層狀，地表TC06單個槽探工程控制，傾向20(°)，傾角76(°)。礦體長約200 m，厚度3.19 m，TFe品位30.99%。賦礦巖性蝕變角閃巖，圍巖斜長角閃片麻巖，礦石礦物為赤鐵礦、褐鐵礦、白鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦，礦石類型為赤鐵礦礦石。

Ⅱ-3Fe鐵礦體：呈似層狀，地表TC07、TC08和TC10 3個槽探工程控制，傾向20(°)～56(°)，傾角76(°)～88(°)。礦體長約1 300 m，厚度2.02～8.93 m，TFe品位23.0%～32.96%。賦礦巖性蝕變角閃巖，圍巖斜長角閃片麻巖，礦石礦物為赤鐵礦、褐鐵礦、白鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦，礦石類型為赤鐵礦礦石。

2.2 礦石特征

礦區(qū)礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)及假象結(jié)構(gòu)等，礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、細(xì)脈狀或網(wǎng)脈狀構(gòu)造及塊狀構(gòu)造等。

礦區(qū)礦石礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦及磁黃鐵礦(圖2a、b、c)等。磁鐵礦絕大部分呈半自形—自形粒狀、浸染狀分布，分布較均勻；局部呈半自形—他形粒狀，呈條帶狀、蠕蟲狀、稀疏浸染狀、脈狀分布，粒度0.1～0.79 mm。赤鐵礦主要呈不規(guī)則狀嵌布于脈石礦物中，與磁鐵礦共生關(guān)系較為密切；有時可見赤鐵礦呈浸染狀分布于脈石礦物中。褐鐵礦多數(shù)呈半自形—他形粒狀，星散狀分布，保留磁鐵礦假晶，為磁鐵礦氧化產(chǎn)物；部分沿巖石裂隙呈細(xì)脈狀分布，脈寬0.2～0.4 mm；少量褐鐵礦分布于暗色礦物中，可能是暗色礦物氧化形成產(chǎn)物。黃鐵礦粒度大小0.015～0.23 mm，半自形—自形粒狀，星散狀分布。磁黃鐵礦含量較少，為他形粒狀，粒徑0.01～0.15 mm，多與磁鐵礦共生。脈石礦物主要為角閃石、石英、副礦物磷灰石及少量蝕變礦物等。根據(jù)礦石礦物組成及礦石結(jié)構(gòu)特征，該礦床的礦石類型為磁鐵礦—赤鐵礦礦石和赤鐵礦礦石(圖2c、d、e)。

2.3 圍巖蝕變

研究區(qū)主要控礦圍巖為斜長角閃片麻巖，圍巖裂隙發(fā)育，巖石較完整，圍巖蝕變不太明顯，主要的圍巖蝕變有褐鐵礦化、弱綠泥石化、硅化、絹云母化等。

3 礦床成因

北祁連山成礦帶是青海省重要的鐵礦成礦帶，在該地區(qū)大量的沉積變質(zhì)型鐵礦相繼被發(fā)現(xiàn)，如小沙龍鐵多金屬礦、大沙龍鐵多金屬礦、熱水東鐵礦、小水溝鐵多金屬礦及龍孔鐵礦等，且大部分鐵礦均分布在北祁連成礦帶西段[4-5]。過龍溝鐵礦礦床產(chǎn)出地質(zhì)位置也為北祁連托勒山成礦帶南坡銅鐵鉛鋅鉻鎳鎢鉬成礦亞帶，其特殊的大地構(gòu)造背景對該礦床的形成提供了良好的地質(zhì)環(huán)境。區(qū)內(nèi)出露的地層為古元古代托勒巖群地層，是區(qū)內(nèi)沉積變質(zhì)型鐵礦床的礦源層之一，其中該地層中Zn、Fe、Co、Cr、Ni、Cu及Hg元素豐度較高，具備形成沉積變質(zhì)型鐵多金屬礦的必要條件[5]。

從過龍溝鐵礦礦體特征來看，礦體呈層狀、似層狀，其產(chǎn)狀與圍巖一致，含礦層位穩(wěn)定，礦體受地層層位和巖性控制明顯。從礦石中磁鐵礦晶體粒度來看，粒度細(xì)小，與脈石礦物粒度相差不大，礦石組構(gòu)為細(xì)粒結(jié)構(gòu)、條帶狀構(gòu)造。尚未見礦體切穿圍巖現(xiàn)象，圍巖蝕變微弱，顯示沉積礦床特征。

(a) 浸染狀分布的磁鐵礦，部分與磁黃鐵礦、黃鐵礦共生(反射光)；(b) 磁鐵礦呈長條狀、粒狀等，黃鐵礦伴生(單偏光)；(c) 赤鐵礦主要呈浸染狀狀嵌布于脈石礦物中，與磁鐵礦共生(單偏光);(d) 磁鐵礦—赤鐵礦礦石；(e) 赤鐵礦礦石;(f)磁鐵礦—赤鐵礦礦石；Py 黃鐵礦；Mgt 磁鐵礦；Po 磁黃鐵礦；Hem 赤鐵礦；Pl 斜長石；Hb 角閃石；Q 石英

圖2過龍溝鐵礦床主要礦石鏡下特征及礦石類型

從礦石類型分析，過龍溝鐵礦床的地層和礦體一起發(fā)生了變質(zhì)，赤鐵礦、硅質(zhì)、泥質(zhì)等原始的沉積物，經(jīng)過變質(zhì)后，一部分鐵礦物變質(zhì)成了磁鐵礦礦物，而泥質(zhì)變質(zhì)成了綠泥石、絹云母等礦物，變質(zhì)較深的礦石為磁鐵礦礦石，變質(zhì)較淺的礦石為赤鐵礦礦石。而且，礦石與圍巖僅在含量上略有差別，其物質(zhì)成分是完全相似的，從而說明過龍溝鐵礦床是經(jīng)變質(zhì)作用下，原始沉積的鐵質(zhì)經(jīng)過原地改造(礦物的重結(jié)晶)而形成的，且礦石在形成過程中并無外來物質(zhì)的參與[6]。

從礦石結(jié)構(gòu)特征來看，過龍溝鐵礦床中發(fā)育有熱液礦物及交代結(jié)構(gòu)，這表明該礦床在形成過程中存在熱液活動，推測熱液可能是由變質(zhì)作用所產(chǎn)生的變質(zhì)水造成。然而，礦石的變質(zhì)程度不深，說明熱夜作用對礦床形成的沒有太大的影響。

綜合分析認(rèn)為過龍溝鐵礦床屬于沉積變質(zhì)型鐵礦，成礦過程中伴隨有熱液活動，主要成礦作用為區(qū)域沉積變質(zhì)型。

4 結(jié) 論

青海省祁連縣過龍溝鐵礦床位于北祁連托勒山成礦帶，成礦地質(zhì)條件良好。在礦區(qū)內(nèi)圈出4條鐵礦體，賦礦地層為古元古托勒巖群斜長角閃片麻巖，礦石類型主要為磁鐵礦—赤鐵礦礦石和赤鐵礦礦石。礦石礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦及磁黃鐵礦等，礦石結(jié)構(gòu)為半自形—自形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)、他形結(jié)構(gòu)及假象結(jié)構(gòu)等、礦石構(gòu)造有浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造、細(xì)脈狀或網(wǎng)脈狀構(gòu)造及塊狀構(gòu)造等。礦體走向和傾向延伸都較穩(wěn)定，多呈似層狀—薄層狀，圍巖蝕變多為黃鐵礦化、弱綠泥石化、絹云母化、纖閃石化和綠簾石化。成礦地質(zhì)背景及礦床地質(zhì)特征顯示過龍溝鐵礦床類型為沉積變質(zhì)型鐵礦床。