新疆覺羅塔格-黑鷹山成礦帶鐵（磷）礦找礦遠(yuǎn)景分析

郗國慶

中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州，072754

對新疆覺羅塔格地區(qū)進行地球物理特征及含鐵（磷）雜巖體地質(zhì)特征分析，證明古老地臺區(qū)均有基性-堿性雜巖帶存在，這些區(qū)帶本身就是最有遠(yuǎn)景的成礦區(qū)帶。成礦區(qū)主要位于地臺邊緣，受深大斷裂控制。覺羅塔格地區(qū)與已知的內(nèi)生鐵（磷）礦對比，具有成礦構(gòu)造條件相同、同時都有雜巖體分布、有磁異常等相同的特征，該區(qū)具有良好的鐵（磷）礦找礦前景。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

新疆覺羅塔格-黑鷹山成礦帶位于塔里木盆地東北緣，大地構(gòu)造位置屬塔里木地臺北緣庫魯克塔格斷隆帶。庫魯克塔格斷隆是塔里木地臺中的次一級構(gòu)造單元，經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：由前震旦紀(jì)變質(zhì)巖系組成的結(jié)晶基底為前地臺發(fā)展階段，其巖相變化大，厚度不穩(wěn)定，構(gòu)造變動強烈，被巖漿巖穿插；古生代及中生代是地臺發(fā)展階段，沉積了碳酸鹽巖、碎屑巖、火山巖等，組成地臺的蓋層，經(jīng)多次構(gòu)造運動，蓋層多為不對稱褶皺，且斷裂發(fā)育；新生代沉積了巨厚的陸相碎屑巖，組成了地臺的后蓋層。

1.1 區(qū)域地層

出露的地層為第四系、石炭系和震旦系卡瓦布拉克群、長城系星星峽群（圖1）。由老至新敘述如下：卡瓦布拉克群主要為一套淺變質(zhì)碳酸鹽巖、含硅質(zhì)碳酸鹽巖，中夾少量變質(zhì)碎屑巖。其下部以褐黃、灰、灰白色白云巖、硅質(zhì)白云質(zhì)大理巖為主，夾灰綠色綠泥石英片巖；中部為硅質(zhì)大理巖及灰白色石英片巖、石英巖互層，并有變質(zhì)礫巖及變質(zhì)石英砂巖；上部以灰、深灰近黑色大理巖與灰綠色綠泥石英片巖為主，夾鈣質(zhì)砂礫巖、石英砂巖及石英巖。

星星峽群為深灰—灰色片麻巖、片巖夾少量大理巖，局部為混合巖，下部以黑云角閃石英片巖、片麻巖及混合巖為主，向上為黑云石英片巖、角閃石英片巖及少量大理巖夾層，最上部為白云大理巖和結(jié)晶灰?guī)r，與卡瓦布拉克群呈整合接觸。

石炭系：主要為粉砂巖。

第四系：主要為沖洪堆積，少部分殘坡積，成分以礫石為主，砂及少量粘土。

圖1 新疆 覺羅塔格-黑鷹山地 區(qū)區(qū)域地 質(zhì)圖Fig.1 Regional geological map in Jueluotag-Heiyingshan district

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域上褶皺不發(fā)育，斷裂構(gòu)造較發(fā)育，據(jù)遙感地質(zhì)解譯及磁法測量結(jié)果推測，該區(qū)中部有F1、F2兩條斷層，屬深大斷裂，走向北西，兩端延出區(qū)外，性質(zhì)不明。斷層對巖漿巖的分布有明顯控制作用。

1.3 區(qū)域巖漿巖及巖漿活動

巖性主要為花崗巖、花崗閃長巖、輝長巖、基性-超基性巖等。

花崗巖：主要見于地表，沿 F2斷層南側(cè)分布，呈巖墻狀產(chǎn)出，巖石呈肉紅色，塊狀構(gòu)造，花崗結(jié)構(gòu)，礦物成分主要為正長石、斜長石、石英、黑云母等。

花崗閃長巖：主要見于地表和鉆孔的上部，呈巖墻或巖株狀產(chǎn)出，巖石呈灰白色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為：斜長石約含35%～40%，石英約含30%～35%，角閃石約含15%～20%，少量鉀長石、磷灰石、磁鐵礦、黑云母等。磁鐵礦局部富集可形成礦體。

輝長巖：主要見于鉆孔中，厚十幾米到幾十米不等，巖石呈深灰色，輝長結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為：普通輝石約為30%～40%，斜長石約為40%～50%，其余為正長石、磁鐵礦、磷灰石、綠簾石、黑云母等，磁鐵礦局部富集可形成礦體。

基性-超基性巖：基性-超基性雜巖帶分布于覺羅塔格東黃山—鏡兒泉地區(qū)，雜巖體受康古爾大斷裂控制，沿斷裂呈串珠狀分布，有大小巖體十余個，以純橄巖-橄輝巖-輝橄巖-輝石巖-輝長巖-閃長巖組成，巖體侵入石炭紀(jì)及以前各時代地層。

1.4 區(qū)域航磁異常特征

據(jù)收集到的1∶10萬～1∶20萬航空磁測資料，工作區(qū)共發(fā)現(xiàn)與雜巖體相關(guān)的有意義的航磁異常2處，平面上沿天山復(fù)雜褶皺帶展布，總體走向東西方向。由于地表有基性-超基性雜巖體出露，故此確定為本次查證的目標(biāo)。這些異常形態(tài)規(guī)則，強度大，有一定的規(guī)模，所處的位置地質(zhì)成礦條件較好，很可能為與磷、鐵、鉬礦產(chǎn)密切相關(guān)的巖漿巖所引起。查證方式主要為路線地質(zhì)調(diào)查。

根據(jù)地質(zhì)概況和地磁異常特征，黃土嶺、彩虹山地區(qū)航磁異常，由輝石巖、基性-超基性雜巖體引起，具有尋找鐵（磷）礦前景。

（1）黃土嶺地區(qū) 位于塔里木地臺邊緣地帶，有深大斷裂斜穿全區(qū)，區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，基性-超基性雜巖體主要分布在深大斷裂的北側(cè)，呈近東西向展布，受斷裂構(gòu)造的控制。區(qū)內(nèi)分布有新C-61-5、新C-61-5-1、新C-61-5-2、新C-61-8、新C-61-81-1、新C-61-82-1等多個航磁異常，大部分異常平面形態(tài)呈近東西走向的帶狀、橢圓狀，形態(tài)較為規(guī)則，正、負(fù)異常伴生，△T最大值一般在300nT以上，磁場梯度變化較大（圖2）。

（2）彩虹山地區(qū) 位于塔里木地臺邊緣地帶，北部附近有深大斷裂存在，區(qū)內(nèi)次級斷裂構(gòu)造發(fā)育，并控制基性一超基性雜巖體呈近東西向展布。區(qū)內(nèi)分布有新 C-61-51、新 C-61-52、新C-61-53等多個航磁異常，異常平面形態(tài)呈帶狀、橢圓狀，形態(tài)較為規(guī)則，正、負(fù)異常伴生，△T值一般在300nT以上，最大值為2700nT以上，磁場梯度變化較大（圖3）。

2 含鐵（磷）雜巖體的分布及地質(zhì)特征

2.1 雜巖體的分布特征

覺羅塔格基性-超基性雜巖帶，主要分布在塔里木微板塊星星峽地塊邊緣，受板邊康古爾塔格深斷裂構(gòu)造控制明顯，華力西期侵入的基性一超基性雜巖體，其分布受區(qū)域性深大斷裂及次—級斷裂帶控制。該區(qū)目前已發(fā)現(xiàn)航磁異常100多個，基性-超基性巖體20余處，這些異常與巖體分布在康古爾塔格斷裂的兩則。主要巖性有：橄欖巖、輝石巖、輝長巖、斜長巖、橄欖蘇長巖等。多數(shù)巖體巖相分異良好，特別是深部側(cè)向分異明顯，部分超基性雜巖體具有磷灰石、磁鐵礦、透輝石、黑云母等礦物共生組合特點。是內(nèi)生磷灰石成礦有利的雜巖體【1】。具有形成巖漿巖型鐵（磷）礦床良好地質(zhì)條件。

圖2 新疆黃土嶺地區(qū)航磁異常分布圖Fig.2 Magnetic anomaly distribution in Huangtuling district, Xinjiang

圖3 新疆彩虹山地區(qū)航磁異常分布圖Fig.3 magnetic anomaly distribution in Caihongshan district, Xinjiang

2.2 雜巖體地質(zhì)特征

黃土嶺輝石巖體：位于覺羅塔格基性-超基性雜巖帶內(nèi)，分布在塔里木板塊邊緣，受康古爾塔格深斷裂控制。輝石巖體沿深大斷裂斷續(xù)出露，長約1500m，呈巖墻狀產(chǎn)出，巖石為深灰色，塊狀構(gòu)造，自形、半自形粒狀結(jié)構(gòu)，礦物組成主要為輝石（紫蘇輝石）、角閃石、磁鐵礦、磷灰石。磁鐵礦呈自形、半自形粒狀，磷灰石呈柱狀或粒狀，后二者在局部地段富集，形成含磷磁鐵礦輝石巖。

3 雜巖體巖石化學(xué)特征對比研究

覺羅塔格—黑鷹山地區(qū)基性-超基性雜巖體巖（礦）石化學(xué)組成見表 1。從巖石化學(xué)分析可看出，黃土嶺、彩虹山地區(qū)輝石巖SiO2含量變化不大，一般在37.46%～48.91%之間，K2O+Na2O含量變化在0.34%～4.38%；同一成礦類型的新疆尉犁縣多斯克地區(qū)鐵（磷）礦由基性-超基性雜巖體引起，其輝石巖 SiO2含量變化在 36.52%～40.83%，Na2O含量變化在0.41%～0.72%，K2O含量變化在0.85%～1.58%。將分析數(shù)據(jù)投在鎂鐵比值(Mg／Fe')與基性度(Fe'+Mg／Si)變異圖(圖4)中，全部落在鐵質(zhì)區(qū)，反映出雜巖體主要為鐵質(zhì)巖及鐵鎂質(zhì)巖類，與已知的鐵（磷）礦床一致。而黃土嶺、彩虹山地區(qū)（尤其是后者）雜巖體堿質(zhì)含量均較高，Na2O最高可達 4.38%。在SiO2-K2O+Na2O關(guān)系圖上(圖5) ，巖石投影全都落在堿性玄武巖系列區(qū)。

在基性-超基性巖類為明顯的硅酸不飽和巖石，當(dāng) SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于 55%時，構(gòu)成工業(yè)鐵（磷）礦的機會較少。該類型巖石CaO含量一般較高，尤其在巖漿演化到晚期，CaO含量明顯增高。因為在巖漿作用的晚期，磷灰石的析出，除了具備有磷酸根的礦化劑外，必須有足夠的CaO濃度，作為磷酸鹽陰離子的沉淀劑，因此，只有在CaO含量相對較高的基巖中，才有較多的機會形成磷灰石富集【2】。

綜上所述，黃土嶺地區(qū)巖石主元素化學(xué)及含礦性與已知的多斯克鐵（磷）礦床大致相同，是進一步工作的有利地帶。

表1 基性-超基性雜巖體輝石巖化學(xué)成分（ωB/%）Table 1 Octobolite chemical composition in basic-ultra basic complex rock (ωB/%)

圖4 基性-超基性雜巖體Mg/Fe'與（Fe'+Mg）/Si變異圖Fig.4 Mg/Fe' and （Fe'+Mg）/Si ivariogram basic-ultra basic complex rock

圖5 基性-超基性雜巖體Na2O+K2O與SiO2變異圖（樣品同表1）Fig.5 Na2O+K2O and SiO2 ivariogram basic-ultra basic complex rock

4 成礦遠(yuǎn)景區(qū)劃分及找礦預(yù)測

根據(jù)磁異常的初步篩選，在對該區(qū)進行內(nèi)生鐵（磷）礦找礦預(yù)測研究的基礎(chǔ)上，將覺羅塔格-黑鷹山成礦帶劃分出3 個找礦遠(yuǎn)景預(yù)測區(qū)。

4.1 黃土嶺透輝石-磷灰石成礦遠(yuǎn)景區(qū)

區(qū)內(nèi)出露的地層主要為震旦系卡瓦布拉克群堿泉組綠泥角閃片巖、片麻巖，石英片巖、石英巖、角閃片巖夾大理巖等。遙感地質(zhì)解譯，遠(yuǎn)景區(qū)中部有一深大斷裂，走向北西，兩端延出區(qū)外，性質(zhì)不明。區(qū)內(nèi)出露巖漿巖主要為花崗閃長巖、輝石巖、角閃石巖。其中輝石巖、角閃石巖呈巖墻、小巖株狀產(chǎn)出。

該遠(yuǎn)景預(yù)測區(qū)進行了 1∶2000磁法剖面測量（圖6），△T最大值為5259nT，最小值為-917nT，北部出現(xiàn)明顯負(fù)值，異常曲線北部稍緩，判定磁性體向北陡傾。異常梯度變化較為明顯，尤其是在西側(cè)異常區(qū)，等值線密集成帶狀，梯度變化很大，說明磁性體埋深較淺經(jīng)地表觀察，異常段大部為第四系戈壁，在異常東端見有角閃石巖體出露，巖體露頭實測△T值為4800 nT，該磁異常為基性巖類引起。

根據(jù)實測磁異常的形態(tài)特征，對實測磁場數(shù)據(jù)進行了位場轉(zhuǎn)換、不同磁化方向計算、導(dǎo)數(shù)計算及反演，對磁性體各參量磁場特征、梯度變化特征及其幾何形狀，進行數(shù)學(xué)物理分析研究。通過對不同參數(shù)異常的一致性和差異性分析，對磁性體的性質(zhì)、形態(tài)、規(guī)模、埋深、磁化強度和方向，作出定性推斷和半定量估算。根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果綜合分析認(rèn)為：該區(qū)異常為具有較大延深的巖體引起，總體形態(tài)為巖株狀，往北埋深增大。

遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)已新發(fā)現(xiàn)了含礦基性-超基性巖體斷續(xù)出露，長約1500m，有明顯的磁異常、磷元素異常存在，找礦十分有利。

4.2 沙土溝稀土—磷灰石成礦遠(yuǎn)景區(qū)

出露的地層為前震旦系和第四系。

前震旦系分布在預(yù)測區(qū)的北部，分為兩個巖性段，第一巖性段：石英片巖、長石石英片巖、石英巖、角閃片巖夾大理巖。第二巖性段：巖性為深灰色、黑色斜長角閃片巖、斜長角閃巖、角閃透輝石巖、片麻巖。

第四系分布在預(yù)測區(qū)的中部，主要為沖洪堆積，少部分殘坡積，成分以礫石為主，砂及少量粘土。

巖漿巖：主要為輝石巖、輝長巖和閃長巖。呈巖墻或小巖株狀零星分布。

1∶2000磁法剖面（圖7）測量結(jié)果表明，異常平面形態(tài)為近東西走向的長軸狀，遠(yuǎn)處出現(xiàn)負(fù)值，異常最大值5000nT以上，具順層磁化特征。異常與磁鐵礦有關(guān)，是具有找礦意義異常。

通過實測磁場數(shù)據(jù)的反演計算（圖8），對磁性體的性質(zhì)、形態(tài)、規(guī)模、埋深、磁化強度和方向，作出定性推斷和半定量估算。綜合分析認(rèn)為：該區(qū)異常為具有較大延深的巖體引起，總體形態(tài)為巖株狀，往北埋深增大，判定磁性體北傾，傾角65°左右。

圖6 黃土嶺199線物探磁測剖面圖Fig.6 Line 199 sectional drawing of geophysical prospecting and magnetic survey in Huangtuling district

圖7 沙土溝299線物探磁測剖面圖Fig.7 Line 299 sectional drawing of geophysical prospecting and magnetic survey in Shatugou district

圖8 沙土溝204、260剖面二維反演圖Fig.8 Two-dimensional inversion chart of section line 204,260

經(jīng)地表檢查，在異常區(qū)可見砂礫質(zhì)戈壁中有磁鐵礦礫石。具有進一步開展地面物探找礦有利條件。

4.3 彩虹山稀土—磷灰石成礦遠(yuǎn)景區(qū)

區(qū)內(nèi)出露的地層主要為震旦系卡瓦布拉克群堿泉組綠泥角閃片巖、片麻巖，石英片巖、石英巖、角閃片巖夾大理巖等，遠(yuǎn)景區(qū)中部有一深大斷裂，走向近東西，西端延出區(qū)外，性質(zhì)不明。區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，主要為花崗閃長巖、花崗巖、閃長巖、輝石巖、角閃石巖。其中輝石巖、角閃石巖呈巖墻、小巖株狀產(chǎn)出。沿近東西向斷裂分布。

遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，有明顯的磁異常存在，找礦十分有利。

區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育，基性巖體普遍有磁鐵礦礦化， 經(jīng)少量探槽控制，TFe最高含量達13.8%。局部磷灰石含量較高。

5 結(jié)論

（1）通過覺羅塔格-黑鷹山成礦帶內(nèi)生鐵（磷）礦與已知的內(nèi)生鐵（磷）礦成礦條件對比研究【3】，證明古老地臺區(qū)均有超基性-堿性雜巖帶存在，這些區(qū)帶本身就是最有遠(yuǎn)景的成礦區(qū)帶。成礦區(qū)常主要位于地臺邊緣，受深大斷裂控制。

所劃分的三個找礦遠(yuǎn)景預(yù)測區(qū)，成礦構(gòu)造條件相同，有雜巖體分布，有磁異常，地表有礦化，成礦條件有利。

（2）研究了雜巖體巖石化學(xué)特征與含礦性，雜巖含礦性受SiO2活度和K2O+N2O化學(xué)位的雙重控制。低硅高鈣，一定的堿是磷灰石富集的有利條件。

熔漿中磷達飽和并得以富集必須具備的條件：磷的大量聚集發(fā)生在偏堿性、堿性超基性暗色巖（輝石巖）中；巖漿的分離結(jié)晶作用有利于磷的富集；在富含揮發(fā)分的巖漿中，磷易于向揮發(fā)分集中的方向遷移；磷一方面要進入較基性組分中，另一方面磷又要參與到揮發(fā)分中。磷的富集必須這兩個因素的自然結(jié)合。覺羅塔格-黑鷹山成礦帶的某些雜巖體具備了這種條件，形成有規(guī)模的磷灰石礦床的可能性較大。

（3）找礦標(biāo)志：磁異常是重要的間接找礦標(biāo)志；基性-超基性雜巖體的輝長巖、輝石巖是礦體賦存部位。

1 夏學(xué)惠. 中國北方某些地區(qū)偏堿性雜巖型鐵（磷）礦巖石化學(xué)與含礦性[J]. 地質(zhì)論評，1986，(1)

2 夏學(xué)惠. 山東棗莊環(huán)狀偏堿性雜巖中磷灰石特征及其地質(zhì)意義[J]. 巖石礦物學(xué)雜志，1987，(4)

3 牟保磊，江培漠，曾貽善，等. 礬山雜巖體磷-鐵礦床[M]. 北京大學(xué)出版社，1980