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    新疆若羌縣沙河灣東鐵礦床地質(zhì)特征與成因分析

    2017-03-05 19:07:25肖諄李志磊吳永勝戴曉彬劉雨萬方良
    華北地質(zhì) 2017年1期
    關(guān)鍵詞:角閃巖河灣磁鐵礦

    肖諄,李志磊,吳永勝,戴曉彬,劉雨,萬方良

    (湖南省有色地質(zhì)勘查研究院,長沙 410015)

    新疆若羌縣沙河灣東鐵礦床地質(zhì)特征與成因分析

    肖諄,李志磊,吳永勝,戴曉彬,劉雨,萬方良

    (湖南省有色地質(zhì)勘查研究院,長沙 410015)

    沙河灣東鐵礦床位于準(zhǔn)噶爾洋殼板塊和塔里木陸殼板塊縫合部位附近,靠塔里木板塊一側(cè)。礦體產(chǎn)于奧陶系上統(tǒng)烏雷吉茲塔格組b段角閃巖相巖石中。含礦段為一套鐵硅建造的片巖、大理巖、角閃巖、石英巖組合。通過區(qū)域地質(zhì)特征、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體特征及同一區(qū)內(nèi)相鄰鐵礦床地質(zhì)特征的對(duì)比研究,認(rèn)為沙河灣東鐵礦為變質(zhì)沉積型鐵礦床,找礦前景較好。

    鐵礦;地質(zhì)特征;礦床成因;新疆;沙河灣東

    新疆的鐵礦資源十分豐富,且具有分布廣、類型全、富礦多、資源潛力大等特點(diǎn),因而在我國國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的地位。沙河灣東鐵礦位于新疆若羌縣東北部白玉山山脈北部的戈壁灘深處,行政上隸屬巴音郭楞蒙古自治州若羌縣管轄。沙河灣東鐵礦床是2008年由湖南省有色地質(zhì)勘查研究院發(fā)現(xiàn)。2008-2010年湖南省有色地質(zhì)勘查研究院在礦區(qū)開展了預(yù)查-普查工作[1-2]。因受地形、氣候、環(huán)境等方面影響,目前區(qū)內(nèi)地質(zhì)找礦工作程度和研究程度總體而言相對(duì)較低,已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)也很少,特別是鐵礦,區(qū)內(nèi)除了磁海鐵礦、雅滿蘇鐵礦[3-9]外,暫未發(fā)現(xiàn)有其他大中型以上鐵礦床。因此,本文在完成“新疆若羌縣沙河灣東礦區(qū)鐵礦普查項(xiàng)目”的基礎(chǔ)上,結(jié)合前人資料與相鄰地區(qū)鐵礦床形成的地質(zhì)背景及地質(zhì)特征,初步探討沙河灣東鐵礦床的成礦物質(zhì)來源及礦床成因類型,為該地區(qū)此類礦床勘查工作指出方向。

    1 區(qū)域地質(zhì)特征

    礦區(qū)位于準(zhǔn)噶爾洋殼板塊和塔里木陸殼板塊縫合部位附近靠塔里木板塊一側(cè),在構(gòu)造上處于東西向構(gòu)造帶及北東向構(gòu)造帶及北西向構(gòu)造帶等三大構(gòu)造體系復(fù)合部位的北山裂谷內(nèi)[10-15]。根據(jù)沉積建造的差異,區(qū)內(nèi)可以分為三個(gè)地層小區(qū)(圖1)[11-12]:即北部穹塔格小區(qū);中部白玉山小區(qū);南部因尼卡拉塔格小區(qū)。北部穹塔格小區(qū)主要出露中元古界薊縣系、長城系,新元古界青白口系及上古生界泥盆系;中部白玉山小區(qū)主要出露有震旦系上統(tǒng)及下古生界寒武系,奧陶系及志留系等地臺(tái)相的沉積;南部因尼卡拉塔格小區(qū)主要出露有上古生界石炭系、二疊系等地槽相的沉積。區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育,其中褶皺構(gòu)造以東西向?yàn)橹鳎饕匪耨薨檸Ш桶子裆今薨檸?;斷裂?gòu)造按走向大致可分為三組:近東西向、北東向、北西向。主要以近東西向和北東向?yàn)橹?。主要的四條區(qū)域大斷裂為:塞里克沙依深大斷裂,紅柳河深大斷裂、依格孜塔格斷裂及淤泥河大斷裂。區(qū)內(nèi)巖漿巖從超基性、基性、中性至酸性巖均有,以中酸性巖為主。巖漿巖侵入時(shí)代全為華力西期,并以中期最發(fā)育[11-12]。華力西中期閃長巖與鐵礦成礦最為密切。

    區(qū)內(nèi)變質(zhì)巖廣泛發(fā)育,根據(jù)大地構(gòu)造單元、地層分布及變質(zhì)作用的深淺,可分為三個(gè)構(gòu)造變質(zhì)巖相帶。即以紅柳河大斷裂及塞里克沙依谷地大斷裂為界:北部穹塔格構(gòu)造巖相帶,中部白玉山構(gòu)造巖相帶及南部筆架山-矛頭山構(gòu)造巖相帶。沙河灣東鐵礦床位于中部白玉山構(gòu)造巖相帶內(nèi)。主要變質(zhì)類型有區(qū)域變質(zhì)和接觸變質(zhì)兩種。區(qū)域變質(zhì)形成的巖石有有變質(zhì)砂巖、千枚巖、硅質(zhì)板巖及碳質(zhì)板巖、黑云母石英片巖、白云母綠泥石片巖。變質(zhì)巖分類可分為三個(gè)礦物帶,黑云母帶、白云母帶及絹云母帶。接觸變質(zhì)由巖體邊緣向外可分兩個(gè)暈帶,即邊緣混合巖帶和角巖化帶。前者變質(zhì)巖石主要有長英質(zhì)混合巖、黑云母更長條帶狀混合巖、灰綠色黑云母陽起石巖等。后者變質(zhì)巖石主要為薄層狀堇青石黑云母角巖、堇青石白云母石英片巖及堇青石角巖化砂巖等。

    2 礦區(qū)地質(zhì)特征

    2.1 地層

    區(qū)內(nèi)出露地層為上奧陶統(tǒng)烏雷吉茲塔格組(O3w)和第四系(Q)。上奧陶統(tǒng)烏雷吉茲塔格組(O3w)根據(jù)巖性特征可分為三個(gè)巖性段,以大理巖為主的a段(O3wa)、含礦段b段(O3wb)及以硅質(zhì)巖為主的c段(O3wc)。其中烏雷吉茲塔格組b段(O3wb)為以大理巖、片巖、石英巖為主,以角閃巖、磁鐵礦(角閃磁鐵石英巖)為標(biāo)志的多層變質(zhì)巖。產(chǎn)狀:傾向一般為170~225°,傾角一般為55~75°。角閃巖相巖性層與磁鐵礦層關(guān)系密切,為其頂?shù)装澹▓D2)。

    2.2 構(gòu)造

    礦區(qū)構(gòu)造整體較為簡單,主要見有4條斷層F1、F2、F3、F4,其中F1為主要與成礦有關(guān)的構(gòu)造,該斷層為區(qū)域性紅柳河大斷裂,產(chǎn)狀為185~225°∠60~80°。為壓扭性逆斷層。該斷層總體走向與地層總體走向基本一致,對(duì)地層的錯(cuò)動(dòng)不明顯;礦區(qū)的大部分礦體在空間位置上沿該斷層附近展布,斷層對(duì)礦體的破壞不明顯,局部對(duì)礦體產(chǎn)生了破壞,如對(duì)Ⅴ號(hào)礦體。

    2.3 巖漿活動(dòng)

    本區(qū)巖漿活動(dòng)頻繁,巖漿巖種類有花崗巖、花崗斑巖、閃長巖類、輝綠輝長巖類、煌斑巖類等。巖漿巖分布較廣,對(duì)礦體的影響有兩種:一種是成礦作用,表現(xiàn)為巖漿活動(dòng)產(chǎn)生的含礦熱液對(duì)含礦層的疊加與富集;另一種為侵蝕破壞作用,使礦體不完整、不連續(xù)。

    2.4 變質(zhì)作用

    礦區(qū)內(nèi)因區(qū)域變質(zhì)作用、接觸變質(zhì)作用、動(dòng)力變質(zhì)作用及自變質(zhì)作用形成了一系列的變質(zhì)巖。以區(qū)域變質(zhì)作用為主。受區(qū)域變質(zhì)作用的影響,形成大理巖、云母石英片巖、石英巖、角閃巖等。本礦床與區(qū)域變質(zhì)作用關(guān)系最為密切。

    2.5 地球化學(xué)特征

    礦區(qū)作了少量巖屑剖面測量?;綐悠贩治鲈貫锳u、As、Sb、Bi、Ag、Cu、Pb、Zn、Mo、Sn,主要是為了了解巖體接觸帶、構(gòu)造接觸帶、代表性巖石的含礦性與地球化學(xué)特征,但效果不理想。

    從H108線地化剖面對(duì)比圖(圖3)分析表明:各元素含量普遍較低,在低背景值環(huán)境下所形成的異常均為低值異常,其異常特征如下:其中Ag、Sb元素極低且無波狀起伏,Au、Cu、As、Pb、Zn各元素峰值對(duì)應(yīng),基本體現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系,峰值處于接觸帶邊緣,異常與巖性無特定的相關(guān)性,可能與后期熱液有關(guān)。

    3 礦床地質(zhì)特征

    3.1 鐵礦層特征

    鐵礦層受層位控制明顯,與圍巖產(chǎn)狀一致,產(chǎn)于奧陶系上統(tǒng)烏雷吉茲塔格組的b段,其頂?shù)装鍘r性基本為角閃巖相巖石(主要為灰綠色或淺綠色條帶狀的透輝角閃巖與斜長角閃巖),局部為大理巖。

    礦層與圍巖分界明顯,為深灰色至灰黑色的含鐵磁性地質(zhì)體,主要巖礦石為角閃石磁鐵石英巖和黑云母磁鐵石英巖,并以角閃石磁鐵石英巖為主,致密塊狀,具明顯條帶,粒狀變晶結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。磁鐵礦一般含量20%~25%,磁鐵礦半自形及他形粒狀,微細(xì)條帶狀分布;普通角閃石含量15%~20%,為不等粒變晶結(jié)構(gòu),定向分布;石英含量大于50%,均粒直線粒狀鑲嵌變晶狀,黑云母小于3%。礦層中局部夾角閃巖、片巖及大理巖。

    礦層總體上呈北西向展布,局部地層受構(gòu)造影響,隨著地層的扭動(dòng)呈近南北向分布;礦層因受侵入巖體的影響而不連續(xù),其規(guī)模受侵入體的制約明顯,單個(gè)礦層延伸數(shù)十米至數(shù)百米不等;礦層厚度一般小于10 m,個(gè)別礦層局部地段明顯膨大,總體上厚度變化不大,比較穩(wěn)定;礦層含礦性較穩(wěn)定,一般一個(gè)礦層中只含單個(gè)礦體。

    3.2 礦體特征

    在完成“新疆若羌縣沙河灣東礦區(qū)鐵礦普查項(xiàng)目”過程中,對(duì)該區(qū)陸續(xù)開展了1/2.5萬地質(zhì)草測、1/1萬地質(zhì)修測,1/1萬高精度磁法測量、少量巖屑取樣、地表探槽揭露及深部鉆孔控制等一系列基礎(chǔ)地質(zhì)工作,最后在礦區(qū)共圈定大小不同的磁鐵礦體24個(gè),主要礦體有15個(gè)(表1),礦體長幾十米至數(shù)百米不等、礦體厚為0.95~15.05 m,多為1.5~5.0 m。礦體呈似層狀,產(chǎn)狀與礦層相同或相近(圖4)。礦體TFe平均品位為20%~30%,mFe平均品位為10%~20%,磁鐵比率mFe/TFe一般為60%~80%,礦體中夾石少見,夾石一般為不夠工業(yè)品位的磁鐵石英巖。

    3.3 礦石質(zhì)量及類型

    本區(qū)礦石為磁鐵礦石,主要礦石礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦,局部少量褐鐵礦(圖5、6)。主要脈石礦物為石英,少量角閃石、透輝石、陽起石、長石等,微量綠簾石、磷灰石、石榴子石等。

    磁鐵礦:其含量多在10%~20%之間,多為半自形-他形粒狀結(jié)晶顆粒,單礦物粒度在0.5~0.002 mm,部分半自形顆粒呈單礦物或稀疏或稠密的散布于脈石礦物顆粒間,形成浸染狀構(gòu)造,部分顆粒集群出現(xiàn),形成集合體穿插分布于脈石礦物間。

    赤鐵礦:含量多在2%~5%之間,半自形粒狀,多沿節(jié)理交代磁鐵礦,部分呈磁鐵礦假象,稀疏分布,粒徑<0.2 mm。赤鐵礦與磁鐵礦、褐鐵礦共生,赤鐵礦沿磁鐵礦顆粒和集合體邊緣及裂隙氧化交代,常呈半自形、他形粒狀集合體,粒度一般為0.05~0.2 mm,含量與交代作用的強(qiáng)度有關(guān),變化較大,從5%~10%不等。

    黃鐵礦:礦石中黃鐵礦含量很低,且粒度大小懸殊,結(jié)晶較大的顆粒多呈他形粒狀充填分布于磁鐵礦和脈石礦物顆粒間隙中,結(jié)晶細(xì)小的則呈星點(diǎn)狀散布于脈石或磁鐵礦集合體孔隙中。黃鐵礦具有他形不等粒結(jié)構(gòu)。

    礦石的主要結(jié)構(gòu)有細(xì)粒他形粒狀齒狀變晶結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造以條帶狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造為主(圖5、6)。

    礦床礦石自然類型主要為磁鐵礦石。工業(yè)類型以弱磁性貧鐵礦石為主,少量磁性鐵礦石。

    3.4 礦石化學(xué)成分

    本區(qū)單個(gè)礦體礦石類型簡單,主要是弱磁性貧鐵礦石,礦石中礦石礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦和少量的褐鐵礦,主要有用元素為Fe,有害組分為S、P。礦體TFe平均品位在21.88%~28.64%之間,mFe平均品位在9.60%~22.04%之間;礦石中有害組分P在0.147%~0.305%之間,S在0.27%~1.64%。各礦體主要組分見表2。

    礦石組合分析結(jié)果(表3)表明:本區(qū)礦石中有害元素含量較低,共(伴)生元素均無工業(yè)利用價(jià)值。

    3.5 礦體圍巖與圍巖蝕變

    礦體圍巖巖性共有五大類九種,即:角閃巖類(斜長角閃巖、透輝角閃巖、角閃巖、石英角閃巖、石榴石角閃巖)、大理巖、輝綠巖、花崗巖、花斑巖。其中以角閃巖類的斜長角閃巖、透輝角閃巖為主。礦體圍巖蝕變主要有:硅化、綠泥石化、絹云母化、陽起石化、褐鐵礦化(近地表)、次生黃鉀鐵礬化(近地表)、磁鐵礦化、透閃石化。

    透輝角閃巖:淺綠色或灰綠色,粒狀變晶結(jié)構(gòu),條帶狀構(gòu)造及塊狀構(gòu)造,角閃石50%~60%,透輝石10%,石英15%~20%,條帶由角閃石與石英+透輝石等定向排列形成,條帶寬窄不一,角閃石條帶寬者達(dá)5 cm。TFe含量一般為4%~10%,少數(shù)>10%,個(gè)別> 15%,最高值28.35%,極少數(shù)<4%,最低值0.32,平均7.76%。

    斜長角閃巖:淺綠色或灰綠色,致密塊狀。粒狀變晶結(jié)構(gòu),條帶狀或塊狀構(gòu)造,角閃石30%~40%、斜長石30%~40%、石英10%~15%,條帶由角閃石與斜長石定向排列交替出現(xiàn)形成,條帶寬一般為2~5 mm不等。TFe含量一般為3.93%~10%,其中極少數(shù)> 10%,個(gè)別>15%,最高值16.58%,平均8.2%(表4)。

    4 礦床成因討論

    區(qū)內(nèi)臨近的鐵礦床主要有磁海鐵礦床和雅滿蘇鐵礦床,其中磁海鐵礦床屬次火山巖-礦漿貫入-熱液交代型礦床,礦體主要產(chǎn)于輝綠巖和矽卡巖中,其次有少量產(chǎn)于長英質(zhì)片(角)巖、輝綠玢巖中;雅滿蘇鐵礦床屬火山氣液交代充填-富鐵流體貫入復(fù)合成因類型,賦礦地層為下石炭統(tǒng)雅滿蘇組上亞組,以鈣堿性火山巖組合為主體,夾正常碎屑巖和碳酸鹽巖的海相火山-沉積建造。沙河灣東鐵礦床與上述礦床相比應(yīng)屬于不同成因的礦床。沙河灣東鐵礦床從巖性組合上,礦體產(chǎn)于角閃巖相巖石中。含礦段為一套變質(zhì)的鐵硅建造巖石組合即片巖、大理巖、角閃巖、石英巖組合。從構(gòu)造位置上,本礦床產(chǎn)于區(qū)域上的白玉山褶皺帶的中東部。從規(guī)模上(根據(jù)勘查成果),本礦床延伸大于5 km,因后期巖體及構(gòu)造的破壞,礦體延長多數(shù)仍達(dá)幾百米,深部控制延伸大于285 m。從礦體形態(tài)上,礦體形態(tài)簡單,多呈層狀、似層狀,產(chǎn)狀與圍巖基本一致。從礦物成分上,礦石礦物一般以磁鐵礦為主,礦石中普遍含有少量碳酸鐵、硅酸鐵,脈石礦物有石英、方解石、角閃石、透輝石。其次有透閃石、陽起石、綠泥石、黑云母、鐵鋁榴石等等,含有少量黃鐵礦。從結(jié)構(gòu)構(gòu)造上,礦石多為粒狀變晶結(jié)構(gòu),條帶構(gòu)造。從鐵、硅含量上,TFe為21.88%~28.64%,SiO2為35.34%~49.88%,為需選的貧鐵礦石。此外,研究區(qū)變質(zhì)作用主要為區(qū)域變質(zhì)作用,所形成的礦床為區(qū)域變質(zhì)礦床(熱動(dòng)力變質(zhì)礦床)。其成礦作用除了重結(jié)晶作用和重組合作用之外,往往發(fā)育有變質(zhì)交代作用,即由含礦的變質(zhì)熱液,在變質(zhì)過程中交代了含礦原巖建造,使成礦物質(zhì)富集。因此,根據(jù)已有鐵礦床成因理論[16-21],初步認(rèn)為沙河灣東鐵礦床成因類型可歸屬變質(zhì)沉積型。

    5 結(jié)論

    (1)沙河灣東鐵礦床共圈定大小不同的磁鐵礦體24個(gè),主要礦體有15個(gè),礦體長幾十米至數(shù)百米不等、礦體厚為0.95~15.05 m,多為1.5~5.0 m。礦體呈似層狀,產(chǎn)狀與礦層相同或相近。礦體TFe平均品位為20%~30%,mFe平均品位為10%~20%,磁鐵比率mFe/TFe一般為60%~80%,礦體中夾石少見,夾石一般為不夠工業(yè)品位的磁鐵石英巖。礦體圍巖蝕變主要有:硅化、綠泥石化、絹云母化、陽起石化、褐鐵礦化(近地表)、次生黃鉀鐵礬化(近地表)、磁鐵礦化、透閃石化。

    (2)沙河灣東鐵礦床礦石為磁鐵礦石,主要礦石礦物為磁鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦,局部少量褐鐵礦。主要脈石礦物為石英,少量角閃石、透輝石、陽起石、長石等,微量綠簾石、磷灰石、石榴子石等。礦石主要結(jié)構(gòu)有細(xì)粒他形粒狀齒狀變晶結(jié)構(gòu)、變晶結(jié)構(gòu)等;礦石構(gòu)造以條帶狀構(gòu)造和塊狀構(gòu)造為主。

    (3)沙河灣東鐵礦床礦體產(chǎn)于角閃巖相巖石中。含礦段為一套變質(zhì)的鐵硅建造巖石組合即片巖、大理巖、角閃巖、石英巖組合。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造相對(duì)簡單,巖漿巖較發(fā)育。本文在區(qū)域地質(zhì)特征、礦區(qū)地質(zhì)特征、礦體特征等綜合研究基礎(chǔ)上,通過對(duì)區(qū)內(nèi)相鄰鐵礦床地質(zhì)特征進(jìn)行對(duì)比分析研究,認(rèn)為沙河灣東鐵礦床應(yīng)屬變質(zhì)沉積型鐵礦床,找礦前景較好。

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    [2]湖南省有色地質(zhì)勘查研究院.新疆若羌縣沙河灣東鐵礦區(qū)48~72勘探線詳查報(bào)告[R].2010.

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    Geological characteristic and metallogeny of the east Shahewan iron deposit in Ruoqiang,Xinjiang

    XIAO Zhun,LI Zhi-lei,WU Yong-sheng,DAI Xiao-bin,LIU Yu,WANG Fang-liang

    (Research Institute of Hunan Provincial Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau,Hunan Changsha 410015,China)

    The east Shahewang iron deposit,adjacent to the Tarim Plate,is located in the suture zone between the Jungar Oceanic Plate and the Tarim Continental Plate.The ore body is located in the amphibolite facies of the B interval within the Wuleijicitage formation of Upper Ordovician.It is a ferroscilicon formation composed of schist, marble,amphibolite,and quartzite.Through regional geology,deposit geological characteristics,comparative study of the adjacent iron ore deposit geological characteristics and features within the same area,it is suggested that Easte Shahewan iron ore genesis type belongs to metamorphic sedimentary iron deposit with great prospect.

    iron deposit;geological characteristic;metallogeny;XinJiang;east Shahewan

    P618.31

    A

    1672-4135(2017)01-0063-08

    2016-10-20

    湖南省有色地質(zhì)勘查研究院商業(yè)地質(zhì)項(xiàng)目“新疆若羌縣沙河灣東礦區(qū)鐵礦普查及周邊異常檢查項(xiàng)目”

    肖諄(1983-),男,桂林理工大學(xué)畢業(yè),碩士研究生,礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè),工程師,一直從事礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查工作,E-mail:xiaozhun2004@163.com。

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