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甘肅肅北紅柳溝鐵礦成因分析及找礦方向

2020-12-09 19:21夏吉?jiǎng)?/span>
中國(guó)金屬通報(bào) 2020年9期
關(guān)鍵詞:巖組礦體敦煌

夏吉?jiǎng)?/p>

(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 酒泉 735000)

肅北紅柳溝鐵礦位于瓜州縣190°方位約100km處,行政區(qū)劃屬肅北蒙古族自治縣管轄。礦區(qū)地處北祁連西段北緣,海拔2700m~3900m,山勢(shì)陡峭,切割深度100m~500m。區(qū)內(nèi)屬大陸性高寒半干旱氣候,晝夜溫差較大,年平均氣溫5℃,年降水量371.6mm,降雨多集中在6月~8月份,初雪10月,終雪翌年5月底。目前區(qū)內(nèi)無(wú)電力供應(yīng)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

工作區(qū)地處塔里木板塊-敦煌地塊,阿爾金大斷裂呈近東西向穿過(guò),以此斷裂為界,北側(cè)屬塔里木板塊,南為華北板塊祁連造山帶。地層以阿爾金大斷裂為界,分屬塔里木地層區(qū)-塔南地層分區(qū)和祁連—北秦嶺地層分區(qū)-北祁連地層小區(qū)。紅柳峽-土達(dá)坂一帶褶皺、斷裂發(fā)育,總體構(gòu)造方向呈東西-北西西向展布,略有向西撒開向東收斂的特點(diǎn)。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層有敦煌巖群、長(zhǎng)城紀(jì)朱龍關(guān)群、石炭紀(jì)羊虎溝組、二疊紀(jì)紅泉組、白堊紀(jì)新民堡群、新近紀(jì)疏勒河組。

敦煌巖群(ArPtD)。出露于阿爾金斷裂帶以北的紅柳峽-敖包溝一帶,屬結(jié)晶基底巖系,由片麻巖、混合巖、片巖、斜長(zhǎng)角閃巖、大理巖、石英巖等組成。

石炭紀(jì)羊虎溝組(Cy)。出露面積較小,僅見于東叉-嚇日拉盤南、大泉北西等地,呈北東東向帶狀展布。與朱龍關(guān)群呈斷層接觸、頂部被白堊紀(jì)新民堡群地層不整合覆蓋。

二疊紀(jì)紅泉組(Phq)。分布于阿爾金大斷裂南側(cè)的三叉河一帶,呈狹窄帶狀分布,展布方向與斷裂方向一致,下部為紫紅色復(fù)成份礫巖,上部為紫紅色夾灰綠色雜砂巖。

白堊紀(jì)新民堡群(KX)。分布于阿爾金大斷裂南側(cè),沿三叉河-嚇日哈德一線斷續(xù)出露,為成份單一的花崗質(zhì)礫巖。

第四系(Q)。分布于山間谷地及山前地帶。

1.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育,僅有出露面積較小的酸性侵入巖和基性-中酸性火山巖。

侵入巖僅見于紅柳溝、亂泉溝、特勒烏蘇等地。侵入時(shí)代主要為元古代、加里東期和華力西晚期。火山巖主要為長(zhǎng)城紀(jì)朱龍關(guān)群基性-中酸性火山巖。主要巖石類型有玄武巖、安山巖、英安巖。

1.3 構(gòu)造

工作區(qū)地處祁連造山帶與敦煌地塊的交接部位,構(gòu)造形態(tài)明顯受阿爾金大斷裂的控制,構(gòu)造形跡有褶皺、斷裂及韌性剪切變形等。其中東西向和北西西向褶皺、斷裂最為發(fā)育。

敦煌巖群總體上構(gòu)成一復(fù)式向形構(gòu)造,其軸向近東西,南翼較陡,傾向北東;北翼較緩,傾角50°~60°。在其兩翼均發(fā)育有不同規(guī)模的次級(jí)褶皺。斷裂構(gòu)造主要有北東東向、北西西向和北北西向三組。

2 區(qū)域物化探特征

2.1 區(qū)域物探特征

原甘肅省地礦局物探隊(duì)在測(cè)區(qū)內(nèi)開展磁法測(cè)量,共圈出磁測(cè)△E異常11處,從異常的總體分布特征看,基本上反映了區(qū)域構(gòu)造和巖性的分布特征。測(cè)區(qū)內(nèi)具有一定強(qiáng)度和范圍的磁異常主要出現(xiàn)在新近系及第四系覆蓋區(qū),且與航磁異常對(duì)應(yīng)較好,表現(xiàn)出深部磁性體的異常特征。預(yù)示著這一區(qū)域深部可能賦存有較大規(guī)模的磁性體。

中酸性侵入體一般磁性較弱,磁場(chǎng)變化不大。敦煌巖群的變質(zhì)巖表現(xiàn)為異常分散零亂、規(guī)模性不明顯的磁場(chǎng)特征。

2.2 區(qū)域化探特征

甘肅省地礦局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查隊(duì)在1:50000礦產(chǎn)調(diào)查中,共圈出地化異常25個(gè),異常在空間上位于阿爾金大斷裂與兩側(cè)次級(jí)斷裂的銳角交匯部位,總體分布特征與該斷裂帶相一致。大部分異常位于敦煌巖群中,小部分異常則分布于長(zhǎng)城紀(jì)朱龍關(guān)群中,由于不同元素的活動(dòng)性有差異,形成了以Mo-Cu-Co-Pb-Zn-Ag為主的元素組合特征,并在局部表現(xiàn)出異常強(qiáng)度的差異性。綜合上述特征,敦煌巖群和朱龍關(guān)群是引起異常的主要因素。已知的掉石溝鉛鋅礦就賦存于敦煌巖群中,與化探異常對(duì)應(yīng)好。

3 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域上礦(化)點(diǎn)較多,礦種有銅、鉛鋅、鐵、石墨礦等,主要分布于紅柳峽西-掉石溝一帶,阿爾金大斷裂之兩側(cè)。

3.1 肅北縣掉石溝鉛鋅石墨礦

位于肅北縣石包城西約32km,地層為敦煌巖群二巖組的大理巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、含石墨斜長(zhǎng)變粒巖,礦區(qū)為一背形構(gòu)造,核部地層為含石墨斜長(zhǎng)變粒巖,中心通過(guò)一北西西向壓扭性大斷裂,并形成破碎帶。礦化帶分布于背形核部的第二巖組的含石墨斜長(zhǎng)變粒巖內(nèi),總體走向290°,斷續(xù)延伸約4km,出露寬度10~200余m,礦體均向南傾,傾角50°~85°。

3.2 肅北縣紅柳峽鐵磁鐵礦

位于肅北縣紅柳峽,地層為敦煌巖群片麻巖、石英巖、大理巖,位于干溝向形構(gòu)造之南翼近轉(zhuǎn)折端,總體傾向北,傾角40°~80°,礦體分布于石英巖夾薄層黑云母片巖中,具一定層位穩(wěn)定,界線清楚,品位穩(wěn)定,屬沉積變質(zhì)鐵礦床。

4 礦區(qū)地質(zhì)特征

工作區(qū)位于紅柳峽復(fù)向形構(gòu)造南翼,區(qū)內(nèi)出露地層除第四系外,主要為敦煌巖群。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育。侵入巖在工作區(qū)僅有小的酸性巖體出露。

4.1 地層

工作區(qū)出露地層主要為敦煌巖群第二巖組二、三巖段和第三巖組一、二、三巖段。其地層特征是層狀無(wú)序,各巖組之間只具構(gòu)造地層單位的相對(duì)順序,而無(wú)沉積地層的新老關(guān)系。

敦煌巖群二巖組二巖段??傮w走向?yàn)榻蠔|東向展布,巖石類型主要為二云石英片巖,局部夾有薄層的斜長(zhǎng)角閃巖。

敦煌巖群二巖組三巖段。整體近東西向展布,東西兩端延出圖外。巖石類型主要為大理巖,局部夾石榴子石斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖及石榴子石斜長(zhǎng)片麻巖。

敦煌巖群第三巖組一巖段。近東西向分布于工作區(qū)南部,并向西延伸。其巖石類型主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾斜長(zhǎng)角閃巖、石榴子石斜長(zhǎng)角閃巖、局部夾大理巖。

敦煌巖群第三巖組二巖段。該巖段僅出露于工作區(qū)北西角,總體呈近東西向延伸,地層傾向南西,傾角在68°左右,巖性為條帶狀混合巖,以脈體為灰白色花崗質(zhì),基體含角閃石為特征。

敦煌巖群第三巖組三巖段。該巖段為工作區(qū)的鐵礦的主要賦礦層位,整體呈近東西向帶狀展布于工作區(qū)北部,東西兩端均延至工作區(qū)外。其巖石類型主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖夾斜長(zhǎng)角閃巖、石榴子石斜長(zhǎng)角閃巖,局部夾有薄層二云石英片巖、石英巖。

4.2 構(gòu)造

工作區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育,斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。斷裂的規(guī)模、性質(zhì)均受阿爾金大斷裂控制,大多呈北西西—南東東向展布,構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造格架。斷裂有近東西向、北東向和北西向三組。

近東西向斷裂位于阿爾金斷裂北側(cè),屬次級(jí)斷裂,走向100°~300°,地層走向一致,該組斷裂主要為壓扭性斷裂,切割了敦煌巖群第二、三巖組。北西向斷裂在工作區(qū)發(fā)育,但規(guī)模較小,其形成時(shí)代均較近東西向斷裂晚,性質(zhì)多為平推,平推斷距20m左右。

4.3 巖漿巖

工作區(qū)巖漿巖為侵入巖,呈巖枝狀侵入,侵入時(shí)代為元古代,巖性為淺肉紅色中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖。工作區(qū)脈巖不發(fā)育,主要見有淺肉紅色花崗偉晶巖脈、灰白色黑云石英閃長(zhǎng)巖脈、灰白色英云閃長(zhǎng)玢巖。

4.4 變質(zhì)作用

工作區(qū)變質(zhì)巖中,泥質(zhì)巖較少,砂質(zhì)巖石與基性巖石交替出現(xiàn),致使敦煌巖群中除石榴子石較常見外,其它特征變質(zhì)礦物極難見到,變質(zhì)程度為低角閃巖相,劈理化和片理化為本變質(zhì)相帶的最主要特點(diǎn)。工作區(qū)的變質(zhì)作用使沉積時(shí)期的有益元素進(jìn)一步的富集,因此變質(zhì)作用是該礦床形成的主要原因之一。

4.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變較為明顯,且很發(fā)育,這與鐵礦體的形成有著密切的關(guān)系。主要圍巖蝕變有:碳酸鹽化、硅化,且近礦圍巖有明顯的鐵染現(xiàn)象。

4.6 賦礦層位及礦化特征

礦體賦礦層位為敦煌巖群第三巖組第三巖段,礦化特征主要表現(xiàn)為輕微的褐鐵礦化,礦化總體呈130°~310°方向分布,傾向南西,傾角50°~78°,局部?jī)A向北東,傾角45°。

5 礦體特征

5.1 礦體特征

鐵礦體走向?yàn)楸蔽魑飨?,長(zhǎng)26m~285m,已圈定的礦體相互平行并略具雁列式排列的特點(diǎn),平均厚度1.04m~2.11m。礦體平均品位為25.09%~38.41%,呈層狀,頂、底板圍巖為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖。礦體沿走向和傾向方向厚度和品位基本穩(wěn)定,厚度變化系數(shù)為27.98%,厚度變化屬于簡(jiǎn)單型。

5.2 礦石質(zhì)量

礦石礦物主要為磁鐵礦,其次為少量黃鐵礦、赤褐鐵礦。脈石礦物主要有石英及長(zhǎng)石角、閃石等。礦石結(jié)構(gòu)主要為它形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu),磁鐵礦多數(shù)呈半自形晶粒狀,較均勻稠密浸染狀分布。礦石構(gòu)造主要為稠密浸染狀構(gòu)造。

5.3 礦體圍巖和夾石

礦體頂?shù)装鍑鷰r主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖。夾石為斜長(zhǎng)角閃巖。夾石礦物成分與礦石的礦物成分基本一致,其差異主要為金屬礦物含量少于礦石,全鐵含量低于邊界品位,夾石數(shù)量非常少,且厚小于1.00m,不能剔除。對(duì)礦體的完整性沒(méi)有影響。

6 礦床成因及找礦標(biāo)志

6.1 礦床成因

鐵礦體賦存于敦煌巖群第三巖組第三巖段內(nèi)斜長(zhǎng)角閃巖中,順層產(chǎn)出,呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出,并與頂、底板圍巖基本協(xié)調(diào)一致,接觸面平整。其頂、底板圍巖主要為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖等,礦體表現(xiàn)出明顯的同生沉積特征。

礦石礦物成分較簡(jiǎn)單,金屬礦物主要為磁鐵礦、黃鐵礦、赤褐鐵礦。脈石礦物主要為角閃石、斜長(zhǎng)石及石英等。在化學(xué)成分上,F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2之和大于66.87%,而Na2O、K2O及P2O5等含量低,說(shuō)明是沉積作用的結(jié)果,也是沉積成礦作用的特征。

磁鐵礦中TiO2、Cu等元素甚微,是沉積變質(zhì)型鐵礦床的標(biāo)型組分特征。

根據(jù)礦床地質(zhì)特征,礦物組合關(guān)系,將紅柳溝鐵礦成礦模式可定為:在沉積成礦期,伴隨沉積成巖作用,有益元素經(jīng)遷移和聚集,逐步固結(jié)、結(jié)晶、富集形成礦源層;沉積成巖后,在區(qū)域變質(zhì)作用下,有益元素進(jìn)一步富集,形成閃石巖型鐵礦。

綜上所述,初步認(rèn)為紅柳溝鉛礦中的鐵礦成因類型屬沉積—變質(zhì)型礦床。

6.2 找礦標(biāo)志

鐵礦體主要賦存于敦煌巖群第三巖組第三巖段中的斜長(zhǎng)角閃巖中,礦體頂、底板圍巖多為黑云斜長(zhǎng)片麻巖及斜長(zhǎng)角閃巖。因此,敦煌巖群第三巖組第三巖段是找礦的目標(biāo)層位,其中斜長(zhǎng)角閃巖是找礦的重點(diǎn)巖性。

6.3 礦區(qū)遠(yuǎn)景及找礦方向

礦區(qū)磁法工作圈出的磁異常較好,通過(guò)以上的分析與研究,認(rèn)為該區(qū)是以鐵為主的金屬礦床,找礦潛力較大,認(rèn)為找礦應(yīng)從以下方面著手。

(1)對(duì)已圈定的礦體,選擇適當(dāng)?shù)V段,對(duì)其深部特征進(jìn)一步勘查,了解其延深規(guī)模、含礦性,增加其礦石量。

(2)根據(jù)磁法異常顯示,磁異常西端大部分在礦權(quán)范圍之外,加強(qiáng)工作區(qū)外圍東端、西端的找礦力度,以擴(kuò)大礦床遠(yuǎn)景。

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