王作剛，羅天風，岳海龍

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

黑溝礦區(qū)地位于北祁連加里東造山帶西段，行政區(qū)劃隸屬肅南縣縣管轄。區(qū)內工作程度較高，1956年—1958年甘肅省地質局鏡鐵山地質隊對黑溝礦區(qū)進行了勘探工作，求得B+C1+C2級鐵礦石儲量15528.01萬t ，后甘肅省地質礦產勘查開發(fā)局第四地質礦產勘查院分別于2009年、2019年進行了資源儲量核實工作，截至目前區(qū)內保鐵礦石有資源量不足1億噸。為滿足酒鋼集團生產需求，2020年礦區(qū)生產規(guī)模擴大為450萬噸/年，礦石可服務年限僅為20年左右，因此礦山深部、邊部及外圍找礦是增加資源儲量，延長礦山服務年限的重要途徑。筆者是在充分挖掘、研究前人成果資料的基礎上，結合實地工作經驗，對礦區(qū)具有較好找礦前景地段進行分析、研究，希望能對礦山增加資源儲量，延長礦山服務年限有所幫助[1]。

1 區(qū)域地質背景

勘查區(qū)大地構造位置位于秦祁昆造山系、北祁連弧盆系、走廊南山島?。ㄈ墭嬙靻卧瑢倭鴾蠉{—九個青羊元古宙、加里東期Cu、Fe、Au、Pb、Zn、W、Mo（Cr）成礦帶。區(qū)域上地層出露較齊全，巖漿活動頻繁，構造活動強烈，其中北西—南東向的區(qū)域性斷裂控制了區(qū)內地層、巖漿巖的展布。區(qū)域地層屬秦祁昆地層區(qū)、祁連—北秦嶺地層分區(qū)、北祁連地層小區(qū)。出露地層較為齊全，總體呈北西—南東向展布。主要地層有太古宇—古元古界北大河巖群（ArPtB）、中元古界長城系朱龍關群熬油溝組（Cha）、樺樹溝組（）及南白水河組（Chn）、薊縣系托萊南山群花兒地組（Jxh）、新元古界青白口系龔岔群五個山組（Qbw）、奧陶系陰溝群(OY)、泥盆系沙流水組(Ds)、石炭系臭牛溝組()和羊虎溝組(Cy)、白堊系新民堡群下溝組（Kx）和第四系砂礫石層（Qhal）。

2 礦區(qū)地質特征

2.1 地層

黑溝礦區(qū)位于北祁連山加里東褶皺帶西段，礦區(qū)范圍內出露地層為第四系松散堆積及中元古界長城系朱龍關群樺樹溝組。樺樹溝組大致以黑溝山梁為軸，構成一個向斜褶皺。根據(jù)巖石成分特征，其應為淺海相粉砂質粘土相應的變質產物，巖石變質程度很淺，為絹云母綠泥石相，由于重結晶作用很弱，還仍保留著原來巖石的成分和結構。巖性組合主要為鈣質千枚巖、灰綠色千枚巖、鐵礦層、灰黑的千枚巖及石英巖等。

2.2 構造

礦區(qū)大地構造位置處于祁連山褶皺系，北祁連加里東褶皺帶西段的樺樹溝—斑賽爾山復背斜中，北與阿拉善地塊和阿拉善南緣加里東褶皺帶相接，南與中祁連隆起帶毗鄰。礦區(qū)構造發(fā)育，褶皺、斷層及各種小型面狀、線狀構造在礦區(qū)均有分布[2,3]。

2.2.1 褶皺

黑溝礦區(qū)位于樺樹溝—斑賽爾山復背斜核部，礦區(qū)地層構成一向斜褶皺構造，呈北西—南東向展布，屬樺樹溝—斑賽爾山復背斜的次級褶皺，其褶皺軸大致和黑溝梁吻合，褶皺長軸走向為330°，東西長約1.6km，南北寬約300m。向斜微呈倒轉，北翼50°~60°南傾，南翼約以80°~85°向南倒轉，褶皺的軸面為直立或微南傾；向斜軸由兩端向中部傾沒，圈閉成一槽式構造。另外，礦區(qū)內小型褶皺相當發(fā)育，特別是在相對塑性的巖石中多見。該類褶皺往往使地層重復出現(xiàn)，并引起地層寬度加大。這種小褶皺常表現(xiàn)為不協(xié)調褶皺，具有層間滑動的特點，在其核部是脈巖充填的有利部位。經測量統(tǒng)計，小褶皺軸面傾向一般為330°~350°，即其軸面走向與礦區(qū)主褶皺構造基本一致。

2.2.2 斷層

礦區(qū)內斷層較發(fā)育，共有大小斷層十余條，可分為正斷層和斜切斷層兩類，對礦體具一定的切割破壞。其中規(guī)模較大的為7~9線間和11線附近的兩條斜切斷層及1線西側的兩條正斷層。

斜切斷層：上述兩條斜切斷層屬逆斷層，特征相近，走向均為NEE，長約700m左右。前者傾向SE，傾角83°, 后者傾向NW，傾角88°。一般使礦層產生水平位移10m~75m，垂直斷距不大。在斷層面附近常有劇烈的牽引現(xiàn)象，破碎帶一般不甚發(fā)育。這類斷層的平移方向一般是東盤相對向北錯動，錯距向東增大；另外，此類斷層一般延長不遠，尖滅迅速。一般具有較大斷距的斷層，可以在數(shù)十米距離內迅速尖滅，或變?yōu)閾险郏蚍稚⒓鉁缍А?/p>

正斷層：1線西側的正斷層為一主斷層及一分支斷層的組合，構成一楔狀之斷塊。斷塊系一小鐵礦體（2號礦體），在斷塊北東（上面）出露黑灰色千枚巖〔Ph(b)〕，斷塊的東西兩邊，與灰綠色千枚巖均為斷層接觸，推測小鐵礦體原先應為主礦體的一部分。斷層所在均為沖溝，產狀不清楚，支斷層的西邊溝中為一斜向逆斷層，分支斷層往西部復合該斷層之上。斷層面傾角約78°，傾向北西。斷層通過礦體向北東很快尖滅。該正斷層西側發(fā)育的另一條正斷層長約1000m，走向北30°東，傾角76°，水平位移不大而垂直斷距達120m。斷層所在為一沖溝，破碎帶寬度不清楚，根據(jù)溝寬和溝兩邊巖層的破碎情況來看，窄的不超過1m（在千枚巖內）。根據(jù)樺樹溝礦區(qū)和黑溝礦區(qū)已有的開采資料證明，礦區(qū)內斷層對礦石儲量及礦床的開采影響較小。

2.2.3 面狀及線狀構造

礦區(qū)普遍發(fā)育層理、片理、褶劈理、膝折等小型面狀構造，它們形成時間由早到晚由塑性到塑—脆性變形，表明是由相對較深到淺部層次的變形作用。

2.3 巖漿巖

礦區(qū)內的侵入巖有兩種，一種為細粒石英閃長斑巖（π），另一種為中粒至粗粒的輝綠巖（λ），這些巖體具明顯蝕變現(xiàn)象，和圍巖接觸界線清楚，平行或稍斜切巖層走向，有的斜切礦體，但對礦體破壞不大。

3 礦床地質特征

礦體特征：礦區(qū)內共圈定鐵礦體21條，其中混合型鐵礦體7條、鐵質千枚巖型鐵礦體6條、鐵白云石型鐵礦體8。Fe3g礦體為礦區(qū)主礦體，其余礦體為次要礦體，其中Fe1、 Fe2號礦體為筆者認為是礦區(qū)未來找礦突破的主要方向。

Fe3g礦體：呈厚層狀，局部呈褶疊狀，頂板圍巖為黑灰色千枚巖，底板圍巖為灰綠色千枚巖，礦體總體走向為北西向，東西延長1410m。礦體整體構造形態(tài)為一個閉合的向斜構造。按構造位置將礦體劃分為兩個礦帶，即Ⅰ礦帶（向斜北翼）、Ⅱ礦帶（向斜南翼），其中Ⅰ礦帶（向斜北翼）礦體傾向南西，傾角45°～65°，礦體厚7.61m～107.66m，平均厚67.58m，斜深230m～320m，Ⅱ礦帶礦體（向斜南翼）傾角陡，一般為70°～ 80°部分近于直立，上部倒轉傾向南西，下部轉向北東傾斜；礦體厚28.34m～147.07m，平均厚70.12m，斜深100m～225m。該礦帶構成向斜的褶皺軸由兩端向中部傾沒，構成淺槽形，其由西端至3線平均傾沒角為16°，礦體自東端開始以35°向北西傾斜，往西逐漸變緩，至3線成12°。

Fe1號礦體：受斷層構造控制，礦體產出形態(tài)復雜。1號礦體賦存于灰綠色千枚巖中，礦層表面呈黑褐色，礦體出露長度為92.0m，厚度為32.80m，礦層北東端傾角較陡，產狀，南西端傾角平緩，產狀，整個礦體構成一平臥向斜褶皺，該鐵礦體原先應是主礦體的西端部分，在斷層西盤下落，受地形切割后所殘留的部分。

Fe2號礦體北東與頂板圍巖黑灰色千枚巖呈整合接觸，東西兩邊與底板圍巖灰綠色千枚巖均為斷層接觸，礦體總體走向為北北西向，受斷層構造作用礦體呈不規(guī)則狀產出，出露長度為88.0m，平均厚度為35.0m，產狀為。該鐵礦體原先應為主礦體的一部分，由于斷層錯動而分離。

4 找礦方向

4.1 成礦預測依據(jù)

2015年中國地質科學院礦產資源研究所在“鏡鐵山樺樹溝礦局部地質研究項目”中劃定了黑溝礦區(qū)鐵礦預測靶區(qū)，與1線以西地表礦體露頭相吻合，認為該段鐵礦形成后經歷了加里東早期的變形、變質作用，控制鐵礦的褶皺由兩期褶皺作用疊加形成，早期褶皺樞紐被再褶皺而有規(guī)律的波狀起伏，從而形成錯位或隱伏的鐵礦體，在建立礦床模型后認為該區(qū)域具有較好的找礦前景。中國地質科學院礦產資源研究所2015年《鏡鐵山礦樺樹溝礦局部地質研究項目成果報告》，對黑溝礦區(qū)圈定的鐵礦成礦預測靶區(qū)其依據(jù)為：

依據(jù)一：斜跨褶皺規(guī)律應用。上文述及，礦體經歷兩期褶皺作用，屬于斜跨褶皺，后期褶皺作用將早期褶皺樞紐折成有規(guī)律的波狀起伏。據(jù)此推測，斜跨褶皺二次向斜位置未被地形剝蝕部分具有找鐵礦潛力。

圖1 鐵礦斜跨褶皺二次向斜未被地形剝蝕部分示意圖

依據(jù)二：礦床模型與斷裂構造應用。根據(jù)礦床模型研究成果，鐵礦的出現(xiàn)與第八層、第六層千枚巖標志層位關系密切，可以推斷鐵礦預測靶區(qū)。另外，黑溝礦區(qū)經歷了復雜的斷裂作用，可能將礦體錯位，甚至形成盲礦體。在黑溝礦區(qū)鐵礦向斜北西封閉端附近，發(fā)現(xiàn)鐵礦體底部的第六層黃綠色千枚巖標志層露頭。

依據(jù)三：發(fā)現(xiàn)鐵礦露頭。在發(fā)現(xiàn)的黑溝第六層黃綠色千枚巖標志層露頭附近，出露兩處鐵礦露頭，坐標分別為：（1）N39°18′56.5″，E97°57′33.5″和（2）N39°18′56.5″，E97°57′34.0″。第一處鐵礦露頭產狀40°∠37°，露頭厚度15米，底部與第六層黃綠色千枚巖接觸，上被磚石覆蓋，真實厚度不詳。第二處鐵礦體露頭底部產狀45°∠35°，向上礦層發(fā)生褶皺，變形較強，露頭長度達80米。上述兩個露頭即為原勘探報告中的1、2號礦體。

根據(jù)以上依據(jù)，圈定的黑溝鐵礦找礦靶區(qū)位于已知鐵礦體向斜北西封閉端的西部附近。

2019年酒鋼集團鏡鐵山礦項目團隊多次對該區(qū)域進行了野外調查，礦體露頭與前期工作反應相一致，分布于1線— -2線Fe3g礦體1線轉折端以西，斷續(xù)出露575m，寬度10m至91m， -2+50線至0線地表被渣土覆蓋，礦體北段-1+50線至-2線走向60°，傾向南東，傾角近80°，轉折端處傾向120°，傾角18°；南段-2線至1線走向155°~110°，傾角35°~43°。礦體品位25.45%~57.65%，頂、底板圍巖均為灰綠色千枚巖。找礦前景較好。

4.2 預測礦體形態(tài)

結合2015年中國地質科學院礦產資源研究所在“鏡鐵山樺樹溝礦局部地質研究項目”中劃定的黑溝礦區(qū)鐵礦預測靶區(qū)及2019年酒鋼集團鏡鐵山礦項目團隊多次對該區(qū)域進行了野外調查成果，筆者認為原勘探報告中圈定的1、2號礦體應為同一礦體，分布于1線— -2線Fe3g礦體1線轉折端以西，推測其形態(tài)與Fe3g礦體西端褶皺一致，呈“V”字型展布。

5 結論

以鏡鐵山礦黑溝礦區(qū)原勘探報告中圈定的1、2號礦體為基礎，結合中國地質科學院礦產資源研究所在“鏡鐵山樺樹溝礦局部地質研究項目”中劃定的黑溝礦區(qū)鐵礦預測靶區(qū)及后期野外調查成果，筆者認為黑溝礦區(qū)1線— -2線Fe3g礦體1線轉折端以西是該礦區(qū)未來找礦突破的主要方向，是改礦區(qū)深部、邊部及外圍找礦的突破點。