甘肅肅北小敖包溝西多金屬礦地質(zhì)特征及礦床成因淺析

王黨琦，張 瑾，謝喜紅，宋小宏，辛 龍

（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)域地質(zhì)特征

勘查區(qū)位于敦煌地塊與祁連造山帶的交接部位、阿爾金斷裂北側(cè)，屬阿克塞—好不拉Pb-Zn-Cu-Fe-硫鐵礦-白云母成礦帶。區(qū)域地層以阿爾金大斷裂為界，北側(cè)太古宙—古元古代敦煌巖群屬塔南地層分區(qū)；南側(cè)長(zhǎng)城紀(jì)朱龍關(guān)群、白堊紀(jì)新民堡群、新近紀(jì)疏勒河組屬祁連—北秦嶺地層分區(qū)北祁連地層小區(qū)。

勘查區(qū)內(nèi)構(gòu)造形跡復(fù)雜，近東西向和北西西向褶皺、斷裂最為發(fā)育。敦煌巖群總體上構(gòu)成堆若格特復(fù)式向形，其軸向近東西，兩翼發(fā)育不同規(guī)模的次級(jí)褶皺；斷裂構(gòu)造是區(qū)域上最重要、分布最廣泛的構(gòu)造形跡，明顯受阿爾金大斷裂的控制，其中北東東向斷裂為阿爾金大斷裂的一部分，北西西向斷層是阿爾金斷裂的次級(jí)斷裂，也是區(qū)內(nèi)銅、鐵、鉛重要的控礦構(gòu)造。

巖漿巖不發(fā)育，侵入巖主要有元古代黑云二長(zhǎng)花崗巖及加里東期鉀長(zhǎng)花崗巖、花崗巖，均呈巖珠狀產(chǎn)出；火山巖在長(zhǎng)城系朱龍關(guān)群第二巖組下巖段有少量分布，主要為中酸性—基性火山巖；脈巖種類多樣，主要有花崗巖脈、偉晶巖脈、石英脈及少量輝綠巖脈、閃長(zhǎng)巖脈等，其中以花崗巖脈和偉晶巖脈最為發(fā)育。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

小敖包溝西多金屬礦主要出露地層為太古宙—古元古代敦煌巖群第二巖組第二、三巖段和第三巖組第一、三巖段，總體呈北西西向帶狀展布，地層總體傾向北東，受褶皺影響局部?jī)A向南西，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，第二巖組第二巖段為主要的賦礦層位。敦煌巖群為一套褶皺強(qiáng)烈、變形變質(zhì)復(fù)雜的中深變質(zhì)巖系，巖石組合為黑云斜長(zhǎng)片麻巖、二云石英片巖、含石墨透閃石化大理巖為主，夾含石榴石黑云斜長(zhǎng)片麻巖、石英巖、含石榴石斜長(zhǎng)角閃巖、斜長(zhǎng)角閃巖、角閃巖、石墨石英片巖、含石榴二云斜長(zhǎng)片麻巖、透閃石化大理巖，鐵鉛礦體賦存于透閃透輝石矽卡巖、石英巖、石英角閃片巖、蝕變碎裂巖中。見圖1。

2.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造發(fā)育，其規(guī)模、性質(zhì)均受阿爾金大斷裂控制，多呈北西西—南東東向展布，構(gòu)成區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造格架。敦煌巖群第二、三巖組總體構(gòu)成一個(gè)復(fù)式背行，軸向北西西，南西翼總體傾向南西，傾角較緩（45o～55o），北東翼總體傾向北東，傾角較陡（42o～71o），核部為敦煌巖群第二巖組第二巖段，兩翼為第二巖組第三巖段，層間次級(jí)褶皺、斷裂發(fā)育，褶皺形態(tài)復(fù)雜多變；區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造屬阿爾金大斷裂的次級(jí)構(gòu)造，走向多在100°～120°之間，傾向南，傾角55°～75°，規(guī)模較大，破碎帶寬4m～30m不等，是區(qū)內(nèi)主要的控礦、容礦構(gòu)造。

圖1 小敖包溝一帶區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)簡(jiǎn)圖

2.3 巖漿巖

勘查區(qū)內(nèi)無巖體侵入，僅見少量脈巖，以酸性為主，中基性、基性次之，一般規(guī)模較小，石英脈及長(zhǎng)英質(zhì)巖脈與成礦關(guān)系密切，石英脈中見有孔雀石，局部富集呈銅礦體；長(zhǎng)英質(zhì)巖脈順巖石裂隙、節(jié)理及破碎帶貫入，局部發(fā)生接觸交代作用，形成矽卡巖，形成區(qū)內(nèi)重要的矽卡巖型鐵鉛礦化帶。

2.4 圍巖蝕變

圍巖蝕變較強(qiáng)，主要有黃鉀鐵礬化、硅化、赤鐵礦化、矽卡巖化、高嶺土化、碳酸鹽化等。與鐵、鉛礦化關(guān)系密切的蝕變主要有矽卡巖化、黃鉀鐵礬化等，其中矽卡巖斷續(xù)分布于構(gòu)造破碎帶內(nèi),一般規(guī)模較小,呈透鏡狀、似層狀分布，為鐵鉛礦體的主要組成部分。

3 礦體地質(zhì)特征

勘查區(qū)內(nèi)共圈出鉛礦體1條、鐵礦體9條、銅礦體1條、石墨礦體6條、硫鐵礦體2條，根據(jù)礦體分布位置及礦石類型，劃分了Ⅰ礦帶、Ⅱ礦帶2個(gè)礦化帶。

3.1 Ⅰ礦帶鐵礦體地質(zhì)特征

Ⅰ礦帶位于勘查區(qū)北側(cè)，礦帶長(zhǎng)約1km，寬3m～15m，圈定石英角閃片巖型磁鐵礦體2條，礦體賦存于敦煌巖群第三巖組第三巖段石英角閃片巖中，呈似層狀北東向帶狀產(chǎn)出，傾向北，傾角55°～60°，礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀一致，礦體長(zhǎng)400m～600m，礦體平均厚度1.34m～2.86m，TFe平均品位26.28%～28.20%，mFe平均品位20.45%～22.68%，磁性鐵占有率為77.76%～80.44%；礦石具粒柱狀變晶結(jié)構(gòu)、條帶狀構(gòu)造，礦石礦物主要為磁鐵礦，少量赤褐鐵礦，脈石礦物主要為石英及角閃石。

3.2 Ⅱ礦帶鉛礦體地質(zhì)特征

Ⅱ礦帶位于勘查區(qū)中南部，是區(qū)內(nèi)主要的鐵鉛礦化帶，斷續(xù)長(zhǎng)3.2km，寬3m～50m，走向110°，傾向北或北東，受褶皺、斷裂構(gòu)造影響局部?jī)A向南，傾角38°～73°之間。該礦帶內(nèi)共圈出鉛礦體1條、鐵礦體7條、銅礦體1條、石墨礦體6條、硫鐵礦體2條，礦體呈似層狀、透鏡狀，形態(tài)簡(jiǎn)單，鐵鉛礦體主要受蝕變破碎帶控制，形態(tài)隨破碎帶變化，具明顯的膨縮、扭曲現(xiàn)象。

鉛礦體呈似層狀，形態(tài)簡(jiǎn)單，與Fe4礦體“同體共生”，長(zhǎng)130m，走向115°，傾向南西，平均厚度1.10m，厚度變化系數(shù)44.73%；Pb品位0.86%～1.50%，礦體平均品位（Pb）1.06%，品位變化系數(shù)29.86%。礦體厚度、品位變化均小，有用組分分布均勻。礦體嚴(yán)格受斷層控制，沿破碎帶有長(zhǎng)英質(zhì)巖脈斷續(xù)侵入，局部破碎帶兩側(cè)有透輝透閃石矽卡巖產(chǎn)出，為鐵鉛礦體的主要組成部分，礦體頂、底板主要為白云石墨石英片巖，局部為大理巖。礦石自然類型為透閃透輝石矽卡巖型鐵鉛礦石，具自形—半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、浸染狀構(gòu)造，礦石礦物主要有方鉛礦、磁鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦，方鉛礦呈半自形—它形晶粒狀，粒度0.07mm～0.2mm，呈浸染狀、細(xì)脈狀分布在裂隙密集區(qū)，局部呈星散浸染狀不均勻分布，脈石礦物主要有透閃石、透輝石、石英等；化學(xué)成分簡(jiǎn)單，除有用化學(xué)組分鐵、鉛以外，普遍伴生鋅、銀、錳，但均達(dá)不到伴生指標(biāo)，有害組分SiO2、S超標(biāo)，SiO2平均含量38.16%，S平均含量1.40%。

3.3 Ⅱ礦帶鐵礦體地質(zhì)特征

鐵礦體長(zhǎng)120m—600m不等，礦體TFe平均品位26.28%—35.03%，品位變化系數(shù)為6.41%—21.32%，有用組分均勻，礦體平均厚度1.10m-13.02m，礦石自然類型有透閃透輝石矽卡巖型復(fù)合鐵鉛礦石、石英巖型磁鐵礦石、構(gòu)造角礫巖型復(fù)合鐵礦石3種，礦體主要受北西西向斷裂控制。

3.4 Ⅱ礦帶晶質(zhì)石墨及硫鐵礦礦體地質(zhì)特征

石墨及硫鐵礦體主要賦存于敦煌巖群第二巖組第二巖段，呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)于鐵鉛礦體上盤黃鐵礦化含石墨二云石英片巖中，均為盲礦體，總體南傾，傾角70°-75°，長(zhǎng)175—315m不等，頂、底板圍巖為含石墨透閃石化大理巖，礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀一致，礦體向深部產(chǎn)狀有變緩趨勢(shì)，并具有“上厚下薄、上富下貧”的特征。

其中石墨礦體平均厚度為3.38—9.01m，固定碳平均品位為4.28%—5.77%，礦石自然類型為二云石英片巖型晶質(zhì)石墨礦石，具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)、片狀構(gòu)造，礦石礦物主要為石墨，含量約3%—8%，呈細(xì)小鱗片狀，片徑多在0.15—0.25mm之間，工業(yè)類型屬晶質(zhì)石墨礦石，脈石礦物主要為石英、長(zhǎng)石、云母，含少量泥質(zhì)、碳酸鹽集合體及赤褐鐵礦。

硫鐵礦體平均厚度為3.38—3.44m，S平均品位為9.40%—10.73%，礦石自然類型為黃鐵礦化含石墨二云石英片巖型硫鐵礦礦石，具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造，有用組分為黃鐵礦，呈它形細(xì)粒狀，粒徑0.10mm±，局部呈稀疏浸染狀、細(xì)脈狀分布，脈石礦物主要為石英、斜長(zhǎng)石、黑云母和鱗片狀石墨、白云母等。見圖2。

圖2 小敖包溝多金屬礦18勘探線剖面簡(jiǎn)圖

4 礦床成因及找礦標(biāo)志淺析

4.1 礦床成因

在認(rèn)真分析前人科研和地勘資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合本次勘查成果，認(rèn)為小敖包溝多金屬礦存在兩期成礦作用的富集疊加。礦床成因分為兩種，一是石英角閃片巖型及石英巖型鐵礦、石墨礦屬沉積變質(zhì)型礦床；二是矽卡巖型及蝕變碎裂巖型鐵鉛礦屬沉積變質(zhì)—熱液疊加型礦床。

（1）小敖包溝西鐵礦體賦存于矽卡巖、石英巖、石英角閃片巖及蝕變碎裂巖中；鉛礦體賦存于矽卡巖中，與鐵礦體同體共生。頂、底板圍巖主要為白云石墨石英片巖，局部為大理巖、黑云二長(zhǎng)片麻巖及黑云斜長(zhǎng)片麻巖，礦體呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，與頂、底板圍巖產(chǎn)狀基本一致，礦體具明顯的同生沉積特征。

（2）鐵鉛礦礦石礦物成分較簡(jiǎn)單，金屬礦物主要為磁鐵礦、赤鐵礦、方鉛礦。由早到晚的生成順序?yàn)榇盆F礦→方鉛礦→赤鐵礦，脈石礦物主要為透閃石、透輝石、角閃石和石英等。在化學(xué)成分上，F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2之和大于66.87%,而Al2O3、MgO、Na2O、K2O及P2O5含量低，沉積特征明顯。

（3）鐵鉛礦中磁鐵礦多呈細(xì)脈狀、條帶狀較均勻分布于脈石礦物間，說明其形成于沉積作用期；而方鉛礦、黃鐵礦呈浸染狀、星散狀不均勻分布在微裂隙附近，表明其形成于熱液作用階段。且礦區(qū)無大規(guī)模侵入體分布，矽卡巖（構(gòu)成鐵鉛礦體）產(chǎn)于破碎帶及其兩側(cè)，是區(qū)域動(dòng)力變質(zhì)熱液交代、蝕變的產(chǎn)物，說明礦石中硫化物形成與后期熱液疊加有關(guān)。

4.2 找礦標(biāo)志

（1）地表礦體經(jīng)風(fēng)化淋濾，形成黑褐色“鐵帽”，是區(qū)內(nèi)最明顯的找礦標(biāo)志。

（2）礦體主要賦存于敦煌巖群第二巖組第二巖段中，在第三巖組第三巖段也有零星鐵礦體出露，且石英巖、石英角閃片巖、矽卡巖本身即構(gòu)成礦體。因此，敦煌巖群第二巖組第二巖段和第三巖組第三巖段是找礦的目標(biāo)層位。

（3）石墨礦體位于鐵鉛礦上盤的黃鐵礦化含石墨二云石英片巖中，而石墨具有良好的導(dǎo)電性，具備“低電阻高極化”的電性特征，使用電法等物探手段可為間接找礦標(biāo)志。

（4）鐵鉛礦體多產(chǎn)于構(gòu)造破碎帶中，受構(gòu)造控制明顯，因此區(qū)內(nèi)的破碎帶是找礦的有利地段。

（5）礦體兩側(cè)黃鉀鐵礬化較強(qiáng)，在地表形成較為明顯的“黃帶”，是區(qū)內(nèi)直接的找礦標(biāo)志。