新疆富蘊縣—青河縣土爾洪7號鐵礦床地質(zhì)特征及成因分析

楊軍平

（新疆正捷礦業(yè)技術(shù)咨詢有限公司烏魯木齊830000）

新疆富蘊縣—青河縣土爾洪7號鐵礦床地質(zhì)特征及成因分析

楊軍平

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土爾洪7號鐵礦床位于哈龍—清河的巖漿弧帶上。礦床自然類型為塊狀、浸染狀輝石型磁鐵礦石。磁鐵礦化受輝長巖巖相帶控制，賦存于中粒輝長巖下部，其次為中粒輝長巖上部。文章在深入分析區(qū)域地質(zhì)背景、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，認為該礦床屬于基性巖漿分異-交代型鐵礦床。

土爾洪7號鐵礦地質(zhì)背景地質(zhì)特征礦床成因

1 區(qū)域地質(zhì)背景

圖1 新疆富蘊縣-青河縣哈拉通克一帶區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖

土爾洪7號鐵礦處于阿爾泰山中部南緣，準噶爾地塊與西伯利亞地塊碰撞形成的造山帶內(nèi)。區(qū)域上東南與南蒙古海西期褶皺系相連，東北與西薩彥—山區(qū)阿爾泰加里東褶皺系相接，西北與礦區(qū)阿爾泰海西褶皺系相連西，南側(cè)則為準格爾地塊府沖與阿爾泰造山帶之下。

區(qū)域內(nèi)出露地層：主要有奧陶系哈巴河群下亞群（O2-3hba）灰黑色石英片巖、片麻巖、混合巖、變粒巖，奧陶系哈巴河群中亞群（O2-3hbb）灰黑色千枚巖、石英片巖、變砂巖夾少量大理巖，奧陶系哈巴河群上亞群（O2-3hbc）灰黑色石英片巖、片麻巖、混合巖；志留系庫魯姆提群（Skl）結(jié)晶片巖、砂礫巖及變質(zhì)酸性火山巖；上泥盆統(tǒng)康布鐵組下亞組（D1ka）片麻巖、片巖、局部相變?yōu)樗嵝曰鹕綆r，上亞組（D1kb）混合巖夾片麻巖、片巖，局部相變?yōu)樗嵝曰鹕綆r，中泥盆統(tǒng)北塔山組（D2b）中酸性火山巖夾放射蟲硅質(zhì)巖、凝灰砂巖，中泥盆統(tǒng)阿勒泰組第一亞組（D2aa）片巖、片麻巖、變粒巖夾大理巖，中泥盆統(tǒng)蘊都卡拉組第一亞組（D2ya）凝灰砂巖夾礫巖、凝灰?guī)r，第二亞組（D2yb）中酸性火山巖夾火山碎屑巖，第三亞組（D2yc）凝灰角礫巖、凝灰?guī)r夾酸性火山巖；石炭系下石炭統(tǒng)南明水組（C1n）南明水組第一亞組（C1na）砂巖、粉砂巖夾礫巖、灰?guī)r、凝灰砂巖。南明水組第二亞組（C1nb）粉-細砂巖夾炭質(zhì)頁巖、礫巖，上石炭統(tǒng)喀拉額爾齊斯組(C3k)硅質(zhì)巖、片巖、片麻巖、混合巖夾變質(zhì)酸性火山巖。中-下侏羅系水西溝群（J1-2sh）大陸湖波相沉積的泥質(zhì)粉砂巖、泥巖夾煤層及礫巖，石樹溝群（J1-2sh）雜色礫巖夾砂礫巖。第三系古新-始新統(tǒng)紅礫山組（E1-2h）磚紅色泥巖、礫巖。

區(qū)域內(nèi)總體構(gòu)造方向呈北西向，主要為哈龍-青河復(fù)背斜、額爾齊斯大斷裂、克拉先格爾斷裂，構(gòu)成區(qū)域基本構(gòu)造骨架。而次一級的構(gòu)造、巖漿侵入巖活動及后期構(gòu)造疊加對老構(gòu)造的破壞，造成區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育。

區(qū)域內(nèi)巖漿活動強烈，侵入巖發(fā)育。巖石種類繁多，主要以海西期侵入巖為主，其形成先后次序為：輝長巖（v41）、斜長閃長巖（Ψ41）、石英閃長巖（δο42b）、中粗粒黑云母花崗巖（γ42b）、花崗閃長巖（γδ42b）、片麻狀黑云母花崗巖（γο42b）、混合花崗巖（γ43c）、中細粒二云母花崗巖（γ51）；其次為出露較少的印支期侵入巖，巖性為中細粒花崗巖（γ43d）。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)地層出露單一，屬于古生界奧陶系哈巴河下亞群（O2-3hba），巖性為絹云母石英片巖。地層受巖體侵入影響，地層產(chǎn)狀變化較大，產(chǎn)狀215°～265°∠55°～75°。巖石為區(qū)域變質(zhì)巖系，原巖屬深海復(fù)理石沉積的碎屑巖類，經(jīng)區(qū)域動熱變質(zhì)所致，屬于中級變質(zhì)巖系。巖石呈鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，粒狀礦物定向排列。

2.2 巖漿巖

（1）酸性巖：主要為中粗粒黑云母花崗巖（γ），侵入到哈巴河下亞群和輝長巖中。巖體與圍巖接觸部位蝕變較強，見有硅化、褐鐵礦化、角巖化。

（2）中性巖:主要為閃長巖（δ），基本上都產(chǎn)于輝長巖中，與輝長巖為同期形成，二者沒有明顯的接觸界線。

（3）基性巖:主要巖石為輝長巖，出露于礦區(qū)的大部分地區(qū)。根據(jù)礦物粒度和結(jié)構(gòu)可分為似斑狀輝長巖（SV）、粗粒輝長巖（CV）、中粒輝長巖（V）和細粒輝長巖（XV），其中以似斑狀、中粒和細粒輝長巖為主。

2.3 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)出露地層僅為奧陶系哈巴河群下亞群絹云母石英片巖，而且僅僅出露于礦區(qū)的東部，為向西南傾的單斜構(gòu)造，傾角為55°～75°。

礦區(qū)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)較大的斷裂。但礦區(qū)節(jié)理和片理化較發(fā)育。片理走向呈NNW向。

2.4 礦化特征

礦區(qū)主要礦化為磁鐵礦化。磁鐵礦化受輝長巖巖相帶控制，主要賦存于中粒輝長巖下部，其次為中粒輝長巖上部。礦體呈透鏡狀、似層狀。磁鐵礦主要呈浸染狀，局部呈條紋狀分布。礦體與輝長巖界線基本清楚，但局部呈漸變關(guān)系。

3 礦體特征

礦區(qū)范圍內(nèi)共圈定三個鐵礦體，其編號分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ號礦體。

3.1 Ⅰ號鐵礦體

地表出露長度104m，產(chǎn)狀174°～181°∠65°～72°。礦體呈透鏡狀，賦礦巖石為中粒輝長巖，東段被海西中期黑云母花崗巖巖漿同化。礦體真厚度為3.68～7.24m，平均真厚度5.13m，厚度變化系數(shù)為36.43%。TFe品位為21.31%～48.62%，平均品位為31.95%，品位變化系數(shù)為25.28%。

3.2 Ⅱ號鐵礦體

地表出露長204m，深部控制長度300m，產(chǎn)狀182°～184°∠56°～72°。礦體呈似層狀，賦礦巖石為中粒輝長巖化。礦體真厚度為2.88m～10.07m，平均真厚度5.63m，厚度變化系數(shù)為48.63%。TFe品位為20.01%～48.36%，平均品位為28.56%，品位變化系數(shù)為24.54%。

地表出露長100m，產(chǎn)狀產(chǎn)狀192°∠62°～67°。礦體呈透鏡狀，賦礦巖石為中粒輝長巖。礦體真厚度為2.57m～5.52m，平均真厚度3.87m，厚度變化系數(shù)為38.85%。TFe品位為21.56%～40.31%，平均品位為30.28%，品位變化系數(shù)為25.56%。

4 礦石質(zhì)量

4.1 礦石礦物成分

礦石的礦物成分比較簡單。金屬礦物以磁鐵礦為主，約占13.28%～35.84%，少量赤鐵礦、褐鐵礦約占2%～5%，黃鐵礦、鈦鐵礦含量均小于1%，偶見少量磁黃鐵礦、黃銅礦、孔雀石。次生礦物有少量的黃鉀鐵礬。非金屬礦物有輝石5%～25%、角閃石15%～30%、斜長石5%～40%，其次還有少量磷灰石、綠泥石、黑云母等。

4.2 礦石的化學(xué)成分

分別采集了三個礦體的礦石進行化學(xué)全分析。分析結(jié)果見表1。

分析結(jié)果顯示，礦石中鐵氧化物平均含量達到40.22%，其次SiO2為23.53%、MgO為6.11%、Al2O3為10.80%、CaO為8.39%。其它如P2O5、MnO、TiO2、K2O、Na2O等含量均較少。

表1 礦石化學(xué)全分析結(jié)果表%

計算Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ號礦體礦石ω（CaO+MgO）/ω（SiO2+Al2O3）的比值分別為0.46、0.41和0.42，平均為0.43，均小于0.5，對照煉鐵用鐵礦石質(zhì)量標準表，可以確定本礦床礦石為酸性礦石。此外對地表部分見礦探槽進行了組合分析，見表2。樣品組合原則為單工程見礦樣品組合成一個樣品，對組合樣品分析了TFe、mFe、S、P、Ni、Cr、TiO2、V2O5和Cu元素。

1.2.2 稠化時間測定 參照石油天然氣行業(yè)標準SY/T6214-1996《酸液稠化劑評價方法》4.2章節(jié)規(guī)定方法測定稠化時間執(zhí)行。

表2 組合分析結(jié)果一覽表%

分析結(jié)果顯示，S、P含量較低，對礦石冶煉影響較小，Ni、TiO2、V2O5、Cr和Cu元素含量低，達不到伴生元素回收利用的要求。

4.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)主要為常見為鑲嵌狀結(jié)構(gòu)、粒狀結(jié)構(gòu)和交代結(jié)構(gòu)。礦石的構(gòu)造隨礦石的貧富而異而具有不同的構(gòu)造。磁鐵貧礦主要是浸染狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造。

4.4 礦石類型

（1）礦石自然類型

按組成礦石的礦物成分為磁鐵礦石，按礦石中主要脈石礦物的種類礦石自然類型為輝石型鐵礦石，按結(jié)構(gòu)構(gòu)造礦石自然類型為浸染狀鐵礦石。

（2）礦石工業(yè)類型

根據(jù)礦石的全鐵和磁性鐵含量，本礦床礦石的工業(yè)類型為需選鐵礦石。

按礦石的磁性鐵（mFe）占有率（mFe/TFe）劃分。mFe/TFe≥85%為磁性鐵礦石，mFe/TFe＜85%為弱磁性礦石。

從本次參夾儲量計算的樣品中抽取41件基本分析樣品，分別計算其磁性鐵占有率，結(jié)果顯示，磁性鐵（mFe）占有率均小于85%，平均磁性鐵占有率68.73%。其中Ⅰ號礦體平均磁性鐵占有率為69.62%，Ⅱ號礦體平均磁性鐵占有率為68.44%，Ⅲ號礦體平均磁性鐵占有率為68.63%，均為弱磁性鐵礦石。

5 礦床成因分析

在海西早期，西伯利亞板塊南緣、準噶爾板塊北緣區(qū)域的巖石圈發(fā)生大規(guī)模下沉，形成下沉型裂谷，并伴隨一系列大型斷裂出現(xiàn)，直至古準噶爾大洋板塊向西伯利亞板塊俯沖，由于板塊的脫水作用，釋放岀富水的流體進入上覆地幔，促使準噶爾板塊北緣巖石圈、地幔發(fā)生部分熔融，產(chǎn)生玄武質(zhì)巖漿，沿裂隙底侵到陸殼底部。在較高的水壓條件下，促使高鈣成分的斜長石結(jié)晶磁鐵礦的分異富集和輝石等礦物的結(jié)晶。后期輝石在富含水的環(huán)境下形成交代成因的角閃石，析出細粒的磁鐵礦，使磁鐵礦進一步富集成礦。角閃石交代輝石形成磁鐵礦是整個輝長巖具有磁性的重要原因。

綜上所述，新疆富蘊縣-青河縣土爾洪7號鐵礦屬于基性巖漿分異-交代型鐵礦床。

[1]張良臣,劉德權(quán),唐延齡,等.新疆的寶藏.烏魯木齊:新疆人民出版社.1990.

[2]肖序常,湯耀慶,馮益民,朱寶清,李錦秩,趙民.新疆北部及鄰區(qū)大地構(gòu)造.北京:地質(zhì)出版社,1992.

[3]新疆富蘊縣-青河縣土爾洪7號鐵礦詳查報告.2013,3.

收稿：2015-03-25

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.04.010