內蒙古蘇尼特左旗扎拉格沃博勒卓鐵礦地質特征與找礦標志

王群,張進平,杜振明

(山東省第四地質礦產勘查院，山東 濰坊 261021)

扎拉格沃博勒卓鐵礦區(qū)位于內蒙古中部，蘇尼特左旗滿都拉圖鎮(zhèn)東南約50km。礦區(qū)及附近發(fā)育溫都爾廟式鐵礦(沉積變質型)，已發(fā)現白音敖包、卡巴、包日汗喇嘛廟、紅格爾廟等多個中小型鐵礦床，鐵礦體均發(fā)育于溫都爾廟群哈爾哈達組中，受地層、構造控制明顯。通過對礦區(qū)中的高磁異常進行鉆探驗證，在輝長巖體中發(fā)現具有工業(yè)品位的磁鐵礦體，礦床成因類型為巖漿熔離型，為該地區(qū)首次發(fā)現此種類型的鐵礦。前人將該套輝長巖體作為地層的一部分(順層產出)[1]，但從巖體的分布和產出狀態(tài)看，應為晚期侵位巖體，具有較大的找礦潛力。該文在對兩種類型鐵礦成礦地質特征分析的基礎上，分別總結找礦標志，指出今后工作方向。

1 區(qū)域地質

扎拉格沃博勒卓鐵礦區(qū)大地構造位置屬于華北板塊(Ⅰ)華北板塊北部大陸邊緣(Ⅱ)寶音圖-錫林浩特火山型被動陸緣(Ⅲ)艾力格廟-錫林浩特地塊[2]，受華北板塊與西伯利亞板塊之間的多期次俯沖、碰撞和對接作用的影響，區(qū)內地質構造復雜(圖1)，多期侵入巖、脈巖發(fā)育。該區(qū)屬額濟納旗-興安嶺元古代、華力西、燕山期銅、鉛鋅、金、銀、鉻，鈮成礦區(qū)(Ⅱ)烏力吉-錫林浩特元古代、華力西、燕山期銅、鐵、鉻、金、螢石成礦帶(Ⅲ)溫都爾廟-紅格爾廟鐵成礦帶(Ⅳ)卡巴-紅格爾廟鐵成礦帶(Ⅴ)[3]。

地層比較發(fā)育，從老到新主要包括長城系、薊縣系、晚志留系-早泥盆系、石炭系和二疊系、侏羅系、白堊系，中新生代地層分布廣泛。其中，薊縣紀溫都爾廟群與成礦關系密切，可分為南、北兩個帶,南帶位于蘇尼特右旗以南的溫都爾廟—圖林凱地區(qū),北帶位于芒和特—二道井—紅格爾一線[4]。

構造變形強烈，斷裂主要為二連浩特-賀根山深斷裂(F1)、錫林浩特地塊北緣深斷裂帶及破碎帶(F2)、西拉木倫河斷裂帶(F3)，沿斷裂常有不同時代基性--超基性巖體產出，與成礦關系密切，以賀根山一帶最為發(fā)育[5-6]，褶皺主要發(fā)育錫林浩特復背斜帶，走向NEE向，多期構造疊加明顯，褶皺作用對礦體有重疊和加厚作用[7-8]。

巖漿活動頻繁，除大面積分布的石炭紀花崗巖類、二疊紀島弧花崗巖類，三疊紀A型花崗巖類外[9-10]，沿賀根山-二連浩特一線，發(fā)育多期次富含鐵質的基性--超基性侵入巖，晚泥盆世-早石炭世蛇綠巖雜巖體呈串珠狀展布，中元古代的輝長巖體與巖漿型鐵礦密切相關。

1—新生界；2—上白堊統(tǒng)；3—下白堊統(tǒng)；4—上侏羅統(tǒng)；5—下侏羅統(tǒng)；6—上二疊統(tǒng)；7—下二疊統(tǒng)；8—中石炭統(tǒng)；9—薊縣紀溫都爾廟群；10—長城紀白云鄂博群；11—古元古界；12—侏羅紀石英斑巖；13—侏羅紀花崗巖；14—二疊紀花崗閃長巖；15—二疊紀花崗巖；16—二疊紀閃長巖；17—石炭紀輝綠玢巖；18—石炭紀花崗巖；19—石炭紀閃長巖；20—石炭紀花崗閃長巖；21—石炭紀基性—超基性巖；22—泥盆紀基性—超基性巖；23—古板塊縫合線；24—斷裂；25—實測正斷層；26—實測逆斷層；27—Ⅳ級成礦帶界線；28—Ⅴ級成礦帶界線；29—鐵礦床；30—礦區(qū)位置圖1 區(qū)域地質圖

2 礦區(qū)地質

2.1 地層

礦區(qū)地層包括中元古代薊縣系、新生代新近系和第四系,其中溫都爾廟群主要呈不規(guī)則包體狀“漂浮”于晚期巖體之中，由下到上可分為桑達來呼都格組和哈爾哈達組。桑達來呼都格組主要出露在礦區(qū)西部，上部為千枚巖、板巖，底部與輝長巖呈侵入接觸，巖石蝕變較強，破碎，局部具糜棱巖化。哈爾哈達組呈NEE向方向展布，在中部零星出露，由褐紅色赤鐵石英巖、變質砂巖及千枚巖組成地層的主體，夾有燧石巖、結晶灰?guī)r及褐紅色含赤鐵石英巖扁豆體，巖石蝕變較強，普遍發(fā)生中級變質(角閃巖相)作用；經后期風化淋濾常發(fā)育鐵帽，“溫都爾廟式”鐵礦即賦存于該套地層中(圖2)。

2.2 構造

區(qū)內第四系覆蓋嚴重，構造形跡不明顯，以褶皺為主?？傮w位于二道井-紅格爾復背斜帶南側，具多期褶皺疊加，受巖體侵位和后期剝蝕影響，在局部范圍內呈單斜或向斜構造。如在礦區(qū)南東1080.6高地地層中發(fā)育一向斜構造，樞紐走向70°，翼間角約70°，兩翼開口較緩，南翼北傾，傾角約60°，北翼南傾，傾角約50°，向斜兩翼地層為赤鐵石英巖及千枚巖互層，對稱產出。

1—第四系；2—新近系；3—哈爾哈達組；4—桑達來呼都格組；5—石炭紀斜長花崗巖；6—石炭紀角閃巖脈；7—石炭紀蛇紋石化橄欖巖；8—不整合接觸界線；9—推測隱伏地質體界線；10—地質界線；11—航磁異常區(qū)；12—正值異常線；13—零異常線；14—負值異常線；15—磁異常編號；16—產狀；17—礦體編號；18—未見礦鉆孔；19—見礦鉆孔圖2 礦區(qū)地質圖

2.3 侵入巖

礦區(qū)侵入巖較發(fā)育，包括石炭紀斜長花崗巖、基性--超基性巖、三疊紀二長花崗巖及少量脈巖。其中，石炭紀基性--超基性巖，分布于礦區(qū)中北部，主要為蛇紋石化橄欖巖、變輝長巖。蛇紋石化橄欖巖呈NEE向巖株狀展布，碳酸鹽化、蛇紋石化、綠泥石化強烈，巖石中含少量磁鐵礦，呈細粒狀、團塊狀、細脈狀，分布不均勻。變輝長巖位于蛇紋石化橄欖巖外圍，為隱伏巖體，巖石呈深灰色，粒狀變晶結構，塊狀構造，主要礦物成分為輝石、斜長石及磁鐵礦等，磁鐵礦分布不均勻，部分富集成礦體，具分帶特征。

三疊紀二長花崗巖分布于礦區(qū)東北部，僅在鉆孔中見有發(fā)育，呈巖脈狀產出，對礦體有破壞作用。

2.4 磁異常特征

2.4.1 巖石磁性特征

通過類比附近礦區(qū)[11]，千枚巖、變長石石英砂巖，磁性較低，剩磁很小或近無剩磁，Jr中值小于100×10-3A/m；粉砂質板巖、絹云片巖、褐鐵礦石磁化率不均勻，磁性很低，可引起局部異常；石英閃長巖、片麻狀黑云母花崗巖磁化率低，花崗巖基本無磁性。含鎳輝石橄欖巖具有稍強磁性，輝長巖具有較穩(wěn)定的磁性；磁鐵礦的K值最大，可達數萬以上(表1)。

表1 巖(礦)石磁性測定結果統(tǒng)計

2.4.2 磁異常特征

通過以往航空磁測在礦區(qū)僅發(fā)現異常1處，即M4航磁異常，位于礦區(qū)東北部，異常帶主要由2個異常(C5、C6)組成。2個異常形態(tài)呈帶狀，長約400～500m，寬約250～300m，軸向NEE向，軸向一般65°左右。異常ΔT峰值最高820nT左右，異常等值線變化梯度小，異常值均較低。

另外,在礦區(qū)中部還發(fā)育斷續(xù)低緩磁異常，以400nT為界可圈定北東向異常帶，由4個小的異常組成。C1磁異常呈近圓形，南北長約900m，東西長約800m，異常ΔT峰值最高1120nT左右，負異常在北側伴生峰值在-280nT左右，梯度較大；C2磁異常呈橢圓形，軸向近東西，東西長約1000m，南北長約550m，異常ΔT峰值最高1040nT左右，負異常在北側伴生峰值在-60nT左右；C4磁異常呈帶狀，軸向近東西，東西長約2000m，南北寬約450m，異常ΔT峰值最高360nT左右，異常等值線變化梯度小,異常值均較低，由于赤鐵礦不含磁性，因此，推測該異常帶由蝕變輝長巖體底部的磁鐵礦體引起。

C3磁異常呈橢圓形，軸向近東西，東西長約1200m，南北長約1000m。異常ΔT峰值最高540nT左右，推斷為埋藏較深的變輝長巖引起。

3 礦體特征

區(qū)內共圈定鐵礦體15個(表2)，其中赤(褐)鐵礦體9個，產于哈爾哈達組不同層位中，礦體呈似層狀至層狀，部分為透鏡狀，隨向斜構造或呈單斜產出。礦體一般長100～500m,厚度1.70～3.06m，近轉折端處有增厚趨勢，各層累計厚度11.92m，厚度變化系數23.89%～89.35%。TFe品位32.19%～50.67%，品位變化系數8.23%～26.89%。頂、底板圍巖主要為淺灰色、灰黃色變質砂巖及石英巖，局部為含鐵石英巖,TFe品位一般0.28%～23.04%，與礦體呈漸變過渡關系(圖3)。

表2 鐵礦體特征

1—哈爾哈達組；2—桑達來呼都格組；3—新近系；4—地質界線；5—推測地質界線；6—千枚巖；7—輝長巖；8—二長花崗巖；9—石英巖；10—石英脈；11—碎裂巖化；12—褐鐵礦化；13—褐鐵礦體及編號圖3 Ⅱ號礦體勘探線剖面圖

在礦區(qū)東北部隱伏變輝長巖體中圈定磁鐵礦體6個，其中C5異常區(qū)1個，C6異常區(qū)5個(圖4)，受巖體控制明顯，礦體呈透鏡狀，整體呈近NEE—EW向展布，傾角5°～18°。礦體控制長度83～100m，深部未控制；厚度1.00～2.70m，累計厚度9.93m。礦體TFe品位21.99%～40.37%，mFe品位19.96%～37.11%。頂、底板圍巖均為變輝長巖，mFe品位一般0.77%～6.70%。

1—第四系；2—新近系；3—磁鐵礦體及編號；4—地質界線；5—推測地質界線；6—輝長巖；7—二長花崗巖；8—石英巖；9—石英脈；10—硅化、碎裂巖化；11—磁鐵礦化；12—碳酸鹽化圖4 Ⅲ號礦體勘探線剖面圖

4 礦石特征

4.1 赤(褐)鐵礦

礦石為骸晶結構，致密塊狀及條帶狀構造，近地表為土狀、豆狀集合體，其中呈豆狀者硬度較高，粒度大小不一，多為0.01～5mm不等，主要為針鐵礦、纖鐵礦等組成。呈土狀者硬度較低，分布于豆狀者周圍，另有部分粘土和少量石英。礦石礦物主要為赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦及少量的軟錳礦、黃鐵礦、黃銅礦等；脈石礦物為粘土、石英等。

礦石中SiO2含量一般22.49%～27.81%，平均25.15%；S含量一般0.02%～0.03%，平均0.03%；Al2O3含量一般1.33%～2.46%，平均1.90%；MnO含量一般0.23%～4.88%，平均0.16%；P2O5含量一般2.37%～3.47%，平均2.92%；TiO2含量一般0.11%～0.29%，平均0.20%。造渣組分為SiO2，Al2O3，CaO等；其中硫含量的高低與黃鐵礦的多少有關，伴生的Au，Ag，Co，Pb，Cu，Ti含量均較低，達不到綜合利用要求。

4.2 磁鐵礦

磁鐵礦為自形粒狀結構，致密塊狀及條帶狀構造，礦石礦物以磁鐵礦為主，少量軟錳礦、黃鐵礦等；脈石礦物有輝石、斜長石、角閃石、方解石、綠泥石、綠簾石和少量白云母。

礦石中TFe品位21.99%～46.10%，mFe品位19.62%～41.50%。主要有害物質SiO2含量16.02%～20.03%，平均含量18.42%；S含量0.09%～2.88%，平均1.85%；P含量0.03%～0.55%，平均0.29%。伴生的有益組分含量均較低，Ni<0.01%，V含量0.07%,Ti含量0.28%，無法滿足綜合利用要求。

5 找礦標志

5.1 赤(褐)鐵礦床

通過與周邊的卡巴[12]、小敖包[13-15]等同類型礦床對比分析，磁鐵礦體均產于哈爾哈達組，礦床成因類型為“溫都爾廟式”火山沉積變質型。古元古代時期，此處處于地槽型構造環(huán)境，中元古代末，錫林浩特板塊與華北板塊分離，其間出現次生擴張洋盆，鐵質來源于深海中基性火山噴發(fā)巖并進行沉積，區(qū)域變質過程中產生的變質熱液，從圍巖中析出鐵，富集形成赤鐵礦，經華力西期多期褶皺構造，使位于復背斜部位的礦體重疊和加厚。該區(qū)不同點在于哈爾哈達組由于埋深較淺，淺部赤鐵礦體長期經受氧化、淋濾、水化的作用，而轉變?yōu)楦谎醯暮骤F礦。對于成礦年代說法不一，該文采用中元古代[16-18]，作為溫都爾廟群的形成時代。赤(褐)鐵礦找礦標志主要有以下方面：

(1)溫都爾廟群哈爾哈達組是找礦的目標層位。

(2)鐵礦體分布區(qū)域常發(fā)育鐵帽、轉石等直接找礦標志。

(3)沿地層展布方向具不連續(xù)串珠狀弱磁異常。

(4)由于褶皺造成礦體重復出現，近轉折端部位礦體較厚大。

5.2 磁鐵礦礦床

巖漿型磁鐵礦床大多數產于隆起區(qū)邊緣的深斷裂帶或其附近，深大斷裂帶為晚期幔源鎂鐵質巖漿提供上侵通道和侵位，在巖漿侵位冷卻過程中，隨著溫度、壓力的下降，在結晶帶底部，富鐵氧化物首先富集，形成硅酸鹽組分貧化而鐵氧化物富集的結晶帶，由于巖體規(guī)模較小，冷卻速度較快，鐵氧化物不能有充足的時間下沉，就形成了向下硅酸鹽礦物含量逐漸降低而金屬礦物含量逐漸升高，半自形的鐵金屬礦物充填于自形程度較高的硅酸鹽礦物晶粒間并富集，并最終形成透鏡狀鐵礦層，具有韻律變化特征。同一時期形成橄欖巖、輝橄巖、輝長巖等侵入體，而在輝長巖中常分離出富含鐵質的熔體，部分形成工業(yè)礦體，通常規(guī)模較小。從礦體的發(fā)育部位、形態(tài)和礦化特征看，其成因類型應為巖漿熔離型。前人在白云鄂博附近的高腰海、楊六圪卜沉積變質型鐵礦床、黑腦包“溫都爾廟式”鐵礦中，已發(fā)現產于變輝長巖中的巖漿型磁鐵礦的線索[19]，其成因類型應與平度于埠、昌邑高戈莊、平度周戈莊鐵礦相似。巖體沿深大斷裂帶侵位,呈連續(xù)似層狀或透鏡體產出,巖體中含較多的粗晶磁鐵礦團塊顆粒以及磁鐵礦條帶,礦體往往分布在礦體頂板或礦體附近，溫都爾廟群和白云鄂博群屬于同一時代不同構造環(huán)境的沉積地層組合[21]，與侵入四子王旗地區(qū)白云鄂博群的輝長巖應為同期巖體，侵位年齡為1342±9Ma(MSWD=0.94)，時代為中元古代[22]。而賀根山蛇綠巖帶形成時代為晚泥盆世--早石炭世[23]，為后期的巖體。磁鐵礦找礦標志主要有以下方面：

(1)高磁異常是尋找該類型鐵礦的重要標志，異常形態(tài)常為不規(guī)則狀。

(2)沿深大斷裂NE向展布的基性--超基性巖體輝長巖發(fā)育地段。

(3)溫都爾廟群變輝長巖體底部，是礦體有利賦存部位。

6 結語

礦區(qū)發(fā)現2種鐵礦類型，一種是產于薊縣紀溫都爾廟群上部哈爾哈達組中的溫都爾廟式赤(褐)鐵礦床；另一種是產于輝長巖底部的磁鐵礦床，成因類型為巖漿熔離型，其中后者為該區(qū)首次發(fā)現。礦床在成因上與不同地質時代的基性、超基性雜巖體有關，礦體直接產于巖體內。從區(qū)域上看，沿深斷裂帶分布的輝長巖，往往呈線狀分布，區(qū)內鐵礦勘查資料年代久遠，僅在黑腦包、高腰海、楊六圪卜鐵礦發(fā)現巖漿型鐵礦，溫都爾廟群北帶代表華北板塊北緣火山型被動陸緣,陸內裂谷的渣爾泰群、陸緣裂谷的白云鄂博群，則代表非火山型被動陸緣，三個巖群構成延綿于華北板塊北緣600km的裂谷-被動陸緣體系[24],沿內蒙古烏拉特中旗溫更混雜輝長巖類、白云鄂博呼和恩格爾橄欖巖-閃長巖型雜巖體以及達茂旗蛇綠混雜巖、賀根山蛇綠混雜巖同處華北板塊北緣，并成NEE向的鎂鐵-超鎂鐵巖帶[25]，很可能存在帶狀分布的巖漿型磁鐵礦床，具有較好的成礦前景。因此，在該地區(qū)進行鐵礦勘查在關注“溫都爾廟式”鐵礦的同時，也應注意巖漿熔離型磁鐵礦的尋找。