甘肅老虎山東多金屬礦礦體特征及成因淺析

高志杰，王黨琦，李玉鵬，張 瑾，王宇昊

（1.甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 酒泉 735000）

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

勘查區(qū)位于北山造山帶東部，哈薩克斯坦板塊與塔里木—華北、西伯利亞板塊的交匯部位，構(gòu)造變形復(fù)雜，是鐵、銅、鉛鋅等多金屬礦產(chǎn)成礦的有利地段，屬小獨山-白山堂W-Au（Ag）-Cu(Pb-Zn)-Fe-Mo-Cr-REE-菱 鎂 礦-螢石成礦帶。

出露地層有長城紀古硐井群（ChG）、薊縣紀平頭山組（Jxp）、石炭紀紅柳園組（C1h）和干泉組(Cg)、白堊紀新民堡群（Kx）、第四系，其中長城紀古硐井群（ChG）原巖為一套淺海相的陸源碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積建造，總體呈北西西向展布，構(gòu)成白山堂背斜的主體，巖性較復(fù)雜，屬綠片巖相淺變質(zhì)巖系，是中低溫熱液型銅、金、鉛鋅礦、沉積變質(zhì)型鐵礦的主要賦礦層位。

勘查區(qū)位于塔里木板塊北山中—南帶加里東期褶皺帶，北山造山南帶（紅柳園—大奇山—野馬井）華力西裂谷處，多期構(gòu)造疊加，褶皺、斷裂、韌脆性剪切帶等變形構(gòu)造形跡均較發(fā)育，其中北西—南東向區(qū)域性斷裂控制了區(qū)內(nèi)地層、巖體的展布，也是最主要的控礦構(gòu)造。

侵入巖極為發(fā)育，巖體規(guī)模不一，從基性—中酸性均有出露，多呈北西向帶狀分布，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致，脈巖極發(fā)育，從基性—酸性均有發(fā)育，主要有輝綠巖脈、輝長巖脈、閃長玢巖脈、閃長巖脈、花崗巖脈。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

勘查區(qū)內(nèi)地層、構(gòu)造、侵入巖呈北西—南東向展布。區(qū)內(nèi)地層簡單，主要有長城紀古硐井群（ChG）及第四紀全新統(tǒng) (Qh)（圖 1）。

長城紀古硐井群（ChG）大面積出露，為一套淺變質(zhì)的淺海相陸源碎屑巖，局部夾灰?guī)r透鏡體，多被石炭紀花崗閃長巖體侵入破壞，局部呈殘留體存在，傾向195°～235°，南部傾角較緩，一般40°～65°，北部傾角增大，一般50°～70°，總體為一單斜構(gòu)造，是勘查區(qū)內(nèi)主要的賦礦層位，特別是Ⅱ、Ⅲ礦帶沉積變質(zhì)型鐵多金屬礦嚴格受層位控制，巖石組合主要為板巖、石英片巖、灰?guī)r及含礫變砂巖等。

勘查區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育，僅見小規(guī)模斷層及層間小揉皺。其中斷裂構(gòu)造分為北西西向、北東向兩組，北西西向逆斷層是區(qū)內(nèi)Ⅰ礦體鐵礦體、鉛鋅及金礦化體的控礦、導礦和容礦構(gòu)造，既為成礦熱液運移提供了通道，同時為成礦物質(zhì)的富集、沉淀提供了空間，而北東向斷層規(guī)模較小，多為平移斷層，侵入巖較為發(fā)育。

主要為石炭紀中細粒黑云花崗閃長巖，呈巖珠、巖枝狀侵入長城紀古硐井群中，對礦體有破壞作用；區(qū)內(nèi)脈巖極為發(fā)育，主要有石英脈、閃長巖脈、閃長玢巖脈，長50m～500m不等，寬1m～40m不等，按其走向分為北西—南東向、近南北向兩組，以北西—南東向最為發(fā)育。

圍巖蝕變普遍存在于所有礦化地段，主要有硅化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、絹云母化、褐鐵礦化、綠泥石化，其中硅化、黃鐵礦化對鉛鋅、金等礦化信息有較強的指示作用。

圖1 老虎山東鐵多金屬礦地質(zhì)簡圖

圖2 老虎山東鐵多金屬礦0勘探線地質(zhì)剖面圖

3 礦體地質(zhì)特征

3.1 礦帶地質(zhì)特征

根據(jù)礦體分布位置、礦石類型，自北向南劃分了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等 3個礦帶（圖1）。其中Ⅰ礦帶位于勘查區(qū)北側(cè)，礦化帶斷續(xù)長約1km，寬2m～50m不等。

通過地質(zhì)勘查工作圈定鐵礦體1條，鉛鋅礦化體1條，礦體主要受北西—南東向構(gòu)造蝕變帶控制，總體呈似層狀、透鏡狀，北西-南東向展布，形態(tài)隨構(gòu)造破碎帶變化，具明顯的膨縮、扭曲現(xiàn)象。圍巖蝕變主要有硅化、赤鐵礦化、褐鐵礦化、軟錳礦化、碳酸鹽化等。

Ⅱ礦帶位于勘查區(qū)中部，巖石組合為粉砂質(zhì)板巖、含鐵粉砂質(zhì)板巖、含鐵泥質(zhì)板巖、硅質(zhì)灰?guī)r，礦化帶寬20m～100m不等，長＞1.5km，呈帶狀展布，向西被石炭紀二長花崗巖體侵入破壞，向東延出勘查區(qū)。

共圈定菱鐵礦體6條，礦體具尖滅再現(xiàn)、膨大收縮的特征，礦化地段分布于7線—16線， 7線以西礦體被巖體侵入破壞，7線—4線礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，4線—10線礦體尖滅，10線—16線礦體再現(xiàn)并受巖體擠壓，呈舒緩波狀。

Ⅲ礦帶位于勘查區(qū)南部，呈近東西向展布，寬5m～20m，東西兩側(cè)被第四系沖洪積物覆蓋，礦化帶長＞200m，通過勘查工作，初步圈定硅板巖型赤鐵礦體3條（Ⅲ-3為盲礦體），呈透鏡狀近東西向展布，礦體產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致，傾向南，傾角42°～50°，長100m，礦體平均厚度1.54m～1.98m，礦體（TFe）平均品位為27.98%～33.10%，頂?shù)装逯饕獮樗榱压栀|(zhì)板巖，礦體與頂?shù)装鍑鷰r界線清晰，層位穩(wěn)定。

3.2 礦體地質(zhì)特征

勘查區(qū)內(nèi)共圈定鐵礦體10條（表1）、鉛礦化體1條和金礦化體3條，其中Ⅰ礦帶圈定角礫巖型磁赤鐵礦體1條、構(gòu)造角礫巖型鉛鋅礦化體1條；Ⅱ礦帶圈定菱鐵礦體6條、構(gòu)造角礫巖型金礦化體3條；Ⅲ礦帶圈定碎裂硅板巖型赤鐵礦體3條。

鐵礦體長37-860m不等，傾向南西，傾角42°～67°，單工程平均厚度1.01m～19.57m，礦體平均厚度1.42m～4.62m，單工程TFe平均品位21.38%～44.67%，礦體TFe平均品位為22.49%～33.10%，礦床TFe平均品位為27.64%。

Ⅱ-2鐵礦體是勘查區(qū)主礦體，資源儲量占總資源儲量的81.65%。分布于Ⅱ礦帶7線—4線，7線向西被石炭紀花崗閃長巖體破壞，4線以東逐漸尖滅，呈似層狀展布，局部受巖體侵入、擠壓，走向、傾向上成舒緩波狀，長340m，總體走向近東西向，傾向南，傾角56°～67°之間，單工程厚度1.15m～19.57m之間，平均厚度為4.62m，厚度變化系數(shù)為95.88%；單工程礦體TFe平均品位在25.02%～44.67%之間，礦體平均品位為27.90%，品位變化系數(shù)18.57%。

根據(jù)鐵物相分析，氧化帶深10.8m，礦石自然類型為板巖型菱褐鐵礦氧化礦石、原生菱鐵礦礦石，頂?shù)装逯饕獮楹F泥質(zhì)板巖，局部為碳質(zhì)板巖，礦體與頂?shù)装鍑鷰r界線清晰，層位穩(wěn)定，圍巖蝕變主要有硅化、碳酸鹽化、軟錳礦化、黃鐵礦化等，但總體蝕變較弱。

走向上，礦體厚度和品位變化較大并呈負相關(guān)關(guān)系（圖3），傾向上礦體厚度不穩(wěn)定，具膨脹收縮特點（圖2、圖4），沿傾向品位較穩(wěn)定。

表1 老虎山東鐵多金屬礦礦體特征簡表

在Ⅰ礦帶南側(cè)圈定了鉛鋅礦化體1條，礦化體長100m，走向135°，傾向南西，傾角85°，厚3.84m，Pb品位0.18%～0.22%，平均品位0.16%，Zn品位0.18%～0.62%，平均品位0.42%，Pb+Zn最高品位0.84%；在Ⅱ礦帶北側(cè)通過槽探工程圈定Au礦化體3條，長80m±，厚0.8m～1.92m不等，Au品位0.13—0.36×10-6，產(chǎn)狀195°∠45°。鉛鋅、金礦化體呈透鏡狀，主要受北西向構(gòu)造蝕變帶控制，主要蝕變有硅化、黃鐵礦化、黃鉀鐵礬化、碳酸鹽化等，其中硅化、黃鐵礦化與鉛鋅、金成礦關(guān)系最為密切。

圖3 Ⅱ-2礦體走向上厚度及品位變化曲線圖

圖4 0線Ⅱ-2礦體傾向上厚度及品位變化曲線圖

3.3 礦石質(zhì)量

Ⅱ礦帶鐵礦石自然類型分為板巖型菱褐鐵礦氧化礦石、板巖型菱鐵礦原生礦石兩種，金屬礦物主要為菱鐵礦、磁鐵礦，少量及微量黃鐵礦、白鐵礦、磁黃鐵礦、赤鐵礦、磁赤鐵礦、褐鐵礦、黃銅礦、藍輝銅礦等，脈石礦物主要為石英、白云石、方解石，其次為普通角閃石、黑云母、普通輝石、綠泥石，含少量磷灰石、榍石、鋯石等。

Ⅰ礦帶鐵礦石自然類型為角礫巖型磁赤鐵礦石，Ⅲ礦帶礦石自然類型為硅板巖型赤鐵礦石，Ⅰ、Ⅲ礦帶赤鐵礦礦石中主要金屬礦物有褐鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦，含少量軟錳礦、輝銻礦、閃鋅礦、方鉛礦等，脈石礦物為石英、長石、白云石、方解石等。鐵礦石中的伴生有益組分主要是Ag、Mn，達到綜合利用要求，其中伴生Ag平均品位為5.66×10-6，最高8.45×10-6，最低3.80×10-6，伴生Mn品位最高6.56%，平均品位為3.13%；主要有害元素為SiO2、S、P等， P含量0.082%-0.194%， S含量0.09%～2.70%，平均含量1.91%，屬高硫低磷鐵礦石；SiO2含量在16.59%～29.94%，平均值21.62%，平均高于18%，工業(yè)類型為需選弱磁性鐵礦石。

4 礦床成因淺析

通過分析前人資料，結(jié)合本次勘查成果，認為Ⅱ礦帶鐵礦體存在兩期成礦作用的富集疊加，形成了老虎山東鐵多金屬礦床。

早期形成長城紀沉積變質(zhì)型菱鐵礦床；晚期經(jīng)石炭紀巖漿活動、熱液疊加改造，菱鐵礦中疊加細脈狀磁鐵礦、浸染狀黃鐵礦，形成沉積變質(zhì)—熱液改造型菱鐵多金屬礦床。主要特征為：

（1）菱鐵礦體賦存于長城紀古硐井群含鐵泥質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖中，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，與圍巖產(chǎn)狀一致，整合接觸，界線明顯，且礦石中Fe2O3、FeO、SiO2、MnO含量較高,而Al2O3、MgO、Na2O、K2O、P2O5含量低（表2），局部原生礦石中見原生層狀構(gòu)造，沉積特征明顯。

（2）菱鐵礦呈自形、半自形粒狀或者粒狀集合體狀、不規(guī)則條帶狀較均勻分布于脈石礦物間，圍巖蝕變較弱，表明鐵礦石中菱鐵礦形成于沉積作用期。

表2 菱鐵多金屬礦礦石全分析結(jié)果表

（3）礦石中有后期石英細脈呈網(wǎng)脈狀穿入菱鐵礦中，黃鐵礦呈稀疏浸染狀、細脈狀賦存于礦石裂隙中，伴生元素Ag含量高，最高達48.94×10-6，都反映了后期熱液疊加的特點，說明菱鐵礦中多金屬礦形成與后期熱液疊加有關(guān)。

5 結(jié)語

老虎山東鐵多金屬礦Ⅱ礦帶屬沉積變質(zhì)—熱液改造型鐵多金屬礦，層控特征明顯，含礦地層為長城紀古硐井群，巖性為一套低綠片巖相的含鐵泥質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖、硅質(zhì)板巖；地表鐵礦氧化形成“紅帶”，是直接的找礦標志，鐵礦石中含與少量磁鐵礦，磁異常是間接的找礦標志。該礦床系金塔首次發(fā)現(xiàn)的菱鐵多金屬礦，通過地質(zhì)概況、礦體特征研究，礦床成因淺析，對今后在該區(qū)地質(zhì)找礦具有一定的指導意義。