內(nèi)蒙古合教鐵礦床地質(zhì)特征及成因分析

劉俊青，王文才

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古 包頭014010；2.包頭市國(guó)土資源局，內(nèi)蒙古 包頭014000）

內(nèi)蒙古固陽(yáng)地區(qū)區(qū)域變質(zhì)成礦作用普遍，是內(nèi)蒙古自治區(qū)重要礦產(chǎn)集中地之一，銅、鐵、鉛、鋅、稀有金屬、稀土金屬礦產(chǎn)豐富，顯示出該區(qū)具有較大的勘查潛力。內(nèi)蒙古自治區(qū)礦業(yè)開(kāi)發(fā)總公司在該地區(qū)進(jìn)行了多年的鐵礦普查、詳查工作，本文在深入研究前人成果基礎(chǔ)上，結(jié)合多年勘查工作經(jīng)歷，闡述了合教鐵礦床的地質(zhì)特征和礦床特征，分析了礦床成因，以期對(duì)指導(dǎo)礦山深部找礦和區(qū)域礦產(chǎn)勘查起到一定指導(dǎo)作用，并供同行參考借鑒。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

合教鐵礦床大地構(gòu)造位置處于陰山－天山緯向構(gòu)造帶北緣內(nèi)蒙古褶皺區(qū)石崩－合教大斷裂北側(cè)多金屬勘查區(qū)內(nèi)［1，2］。

研究區(qū)內(nèi)出露的地層為早元古界色爾騰群 （Pt1s）混合質(zhì)斜長(zhǎng)角閃巖和第四系砂礫石，色爾騰群呈捕虜體分布于元古代混合花崗巖中，該地層與鐵礦成礦關(guān)系密切，主要分布于研究區(qū)北部和南部。巖漿巖主要有分布在混合質(zhì)斜長(zhǎng)角閃巖四周的混合花崗巖、閃長(zhǎng)巖脈、石英巖脈等，侵入于元古界地層之中。構(gòu)造復(fù)雜，在北部基本為向北傾斜的單斜地層，傾角在40～70°，向北變緩；在南部單斜背景上局部為緊密小褶曲及斷裂構(gòu)造，產(chǎn)狀變化大，以向北傾為主，傾角60～90°，具牽引、拖曳等旋扭構(gòu)造等。

研究區(qū)內(nèi)大面積的磁場(chǎng)強(qiáng)度值均為平穩(wěn)的200～400nT，依據(jù)異常劃分原則，將大于600nT的磁場(chǎng)等值線劃分為3處磁異常，小于600nT的劃分為下常背景場(chǎng)。經(jīng)鉆孔驗(yàn)證，磁異常為含磁鐵礦的混合質(zhì)斜長(zhǎng)角閃巖引起，均為鐵礦異常；磁鐵礦石英巖的磁化率K值為340～27 200×10－6CGSM，平均值為14 000×10－6CGSM，比其它巖性的磁化率高出數(shù)十至數(shù)百倍以上，當(dāng)?shù)V體有一定規(guī)模且埋藏不深時(shí)，均可引起明顯的高值磁異常。

2 礦床地質(zhì)特征

合教鐵礦西礦區(qū)分為南、北2個(gè)礦段，呈東西向斷續(xù)分布，礦體賦存于早元古界色爾騰山群 （Pt1s）混合質(zhì)斜長(zhǎng)角閃巖中［3］，其分布長(zhǎng)度約1 000m，寬度約200～300m，共賦存27條礦體 （表1），礦體與頂?shù)装鍑鷰r均呈整合接觸關(guān)系，界線清楚，呈似層狀、扁豆?fàn)?、透鏡狀及囊狀產(chǎn)出，全區(qū)平均品位TFe 28.79%，mFe 18.38%。其中北礦段由18個(gè)礦體組成，厚度2.27～14.20m，走向60～86°，TFe 24.53%～39.00%，mFe 6.37%～30.59%，礦段平均品位TFe 28.91%，mFe 20.96%，主要礦體為N1、N2、N10號(hào)礦體 （圖1）；南礦段由9個(gè)礦體組成，厚度1.11～19.93m，走向75～90°，TFe 24.90%～31.34%，mFe 12.40%～27.89%，礦段平均品位TFe 28.6%，mFe 17.5%，主要礦體為S1、S3、S7號(hào)礦體。全區(qū)共探明鐵資源量181.19萬(wàn)t，南礦段100.20萬(wàn)t，北礦段80.99萬(wàn)t。

表1 合教鐵礦體特征表

圖1 2.4.1－14號(hào)勘探線剖面圖

礦石結(jié)構(gòu)為中細(xì)粒花崗變晶結(jié)構(gòu)，構(gòu)造為條帶狀、塊狀構(gòu)造。礦石自然類型可分為兩類，即角閃石石英型磁鐵礦和假象半假象磁鐵礦。

礦石礦物成份較簡(jiǎn)單，金屬礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦；脈石礦物有石英、角閃石及少量黑云母、綠泥石及輝石。主要有用組份為鐵，有害組份為磷與硫。鐵元素組成主要有磁鐵礦與赤鐵礦，少量黃鐵礦出現(xiàn)在礦石中，僅有微量以類質(zhì)同象形式存于角閃石、黑云母等礦物的晶格內(nèi)。

3 礦床成因

3.1 成礦層位

據(jù)區(qū)域資料對(duì)比，研究區(qū)出露的古老變質(zhì)巖系，為早元古界地層，巖性主要由斜長(zhǎng)角閃巖類巖層夾絹云母綠泥石片巖薄層組成。根據(jù)礦點(diǎn)分布圖和利用現(xiàn)狀圖可知，該地區(qū)內(nèi)與色爾騰山群地層有關(guān)的大中型鐵礦有7個(gè)，正在開(kāi)采利用的有6個(gè)［4］。斜長(zhǎng)角閃巖類巖層，在空間上被混合巖、混合花崗巖包圍、切割、吞蝕?？傆^全貌，仍是呈層狀產(chǎn)出，層位較穩(wěn)定，呈定向分布，局部層理較清楚。礦物成份除角閃石、斜長(zhǎng)石外，更重要的是鏡下普遍見(jiàn)有輝石被纖閃石、綠泥石等交代的剩余殘骸。所見(jiàn)大部分綠泥石，可視為角閃石的演變產(chǎn)物，由此可見(jiàn)，它不是一般正常的沉積變質(zhì)巖。礦石化學(xué)成份中富Si、Fe，少Ca、Mg、Al，貧Mn，局部含S較高，達(dá)0.86%，微量Co、Ni及Cr，仍可說(shuō)明不同于沉積成因，又不具一般巖漿成因鐵礦的特點(diǎn)。斜長(zhǎng)角閃巖類巖層是火山沉積變質(zhì)而成，其中含S量少，與火山沉積成因有矛盾，推測(cè)可能在火山噴發(fā)、沉積過(guò)程中，S元素為氣態(tài)，較活潑易擴(kuò)散而從中逸出；另一方面，在長(zhǎng)期的變質(zhì)作用及混合巖化作用中，S元素遷移、離去，與Fe元素形成新的礦物，而集中堆積于其它巖石之中。因此，在混合花崗巖、斜長(zhǎng)角閃混合巖及混合質(zhì)斜長(zhǎng)角閃巖中，常見(jiàn)有黃鐵礦、磁黃鐵礦等礦物集中出現(xiàn)。夾于斜長(zhǎng)角閃巖類巖層中的絹云母綠泥石片巖薄層，屬于典型粘土質(zhì)沉積變質(zhì)巖，它標(biāo)志著火山沉積過(guò)程中有間歇性。

3.2 成礦物質(zhì)來(lái)源

區(qū)域上色爾騰山群地層與鐵礦關(guān)系密切。合教鐵礦體賦存于色爾騰山群斜長(zhǎng)角閃巖層內(nèi)，一般呈層狀，似層狀，很少為透鏡狀，在空間上嚴(yán)格受層位控制，它既不同于一般沉積礦床和沉積變質(zhì)礦床，也不同于沿層交代的熱液礦床，屬于廣義的層控多金屬礦床。礦體頂?shù)装鍑鷰r為斜長(zhǎng)角閃巖類巖層時(shí)，多呈漸變過(guò)渡的整合關(guān)系，局部礦體具明顯的層理構(gòu)造，顯示沉積成因特點(diǎn)，與圍巖同時(shí)生成，鐵質(zhì)來(lái)源于火山物質(zhì)。

3.3 成礦構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要為石崩－合教大斷裂，斷裂兩側(cè)形成寬達(dá)1km的糜棱巖化帶，次級(jí)構(gòu)造，鐵、銅礦點(diǎn)和航磁異常，均受斷裂控制而大體呈斜列式平行排布。合教鐵礦體多賦存在向斜構(gòu)造核部或背斜構(gòu)造翼部。礦體有厚度加大，集中現(xiàn)象，并有微型褶曲花紋，說(shuō)明礦體生成過(guò)程中或以后均受基底褶皺構(gòu)造控制明顯。礦體被混合花崗巖穿插、貫入、切割較甚，局部礦石破碎呈角礫狀構(gòu)造，礦石中的石英顆粒具破裂、壓偏、拉長(zhǎng)現(xiàn)象，呈現(xiàn)波狀消光，表明礦體受后期構(gòu)造變動(dòng)、變質(zhì)作用及混合巖化作用強(qiáng)烈。

4 結(jié) 論

合教鐵礦區(qū)共發(fā)現(xiàn)27條鐵礦體，礦體賦存于早元古界色爾騰山群混合質(zhì)斜長(zhǎng)角閃巖中，長(zhǎng)度約1 000m，寬度約200～300m，礦體受地層、構(gòu)造、巖漿巖等控制，礦床不是單一成因的。該礦床成因類型為前寒武紀(jì)沉積變質(zhì)鐵礦床，屬鞍山式鐵礦床大類，形成過(guò)程可以認(rèn)為礦床不是單一成因的，而是經(jīng)多階段火山沉積，在一定層位控制下經(jīng)多期構(gòu)造變動(dòng)、變質(zhì)作用及混合巖化作用，將上太古界色爾騰山群中與基性火山活動(dòng)有關(guān)的硅鐵建造經(jīng)改造形成現(xiàn)今的沉積變質(zhì)鐵礦。該類鐵礦床是一種不可忽視的成因類型，在該地區(qū)具有一定代表性。通過(guò)勘查可以發(fā)現(xiàn)地面高精度磁測(cè)，通過(guò)觀測(cè)和分析巖礦石的磁性差異和磁聲特征來(lái)研究地質(zhì)構(gòu)造及其分布形態(tài)，并以此尋找礦產(chǎn)，特別是在覆蓋區(qū)，能有效地推斷出隱伏巖（礦）體的分布及空間展布。

［1］內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.內(nèi)蒙古自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，1991：1－60

［2］內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局.全國(guó)地層多重劃分對(duì)比研究：內(nèi)蒙古自治區(qū)巖石地層［M］.武漢：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)出版社，1996：20－85.

［3］樊建廷，張芳峰，賈曉芳.內(nèi)蒙古自治區(qū)固陽(yáng)縣合教西礦區(qū)鐵礦詳查報(bào)告［R］.內(nèi)蒙古自治區(qū)礦業(yè)開(kāi)發(fā)總公司，2004.

［4］王海慶，陳玲.內(nèi)蒙古包頭地區(qū)鐵礦資源遠(yuǎn)景預(yù)測(cè)［J］.地質(zhì)與勘探，2011，47（03）：400－406.