青海祁漫塔格那西郭勒礦床礦地質(zhì)特征及控礦因素分析

代 威，張培青，莫生娟

(青海省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，青海 西寧 810008)

那西郭勒礦床位于青海省東昆侖祁漫塔格地區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)：91(°)50(′)58(″)～91(°)59(′)06(″)，北緯：36(°)26(′)22(″)～36(°)32(′)36(″)，距離格爾木市約450 km。目前已圈出沉積變質(zhì)型鐵礦帶4條(編號(hào)FeⅠ至FeⅣ礦帶)，石墨礦帶4條(編號(hào)CⅠ至CⅣ礦帶)。累計(jì)圈定磁鐵礦體31條，石墨礦體17條。鐵礦石量5 210萬(wàn)t，石墨礦98萬(wàn)t，礦床規(guī)模已達(dá)中型以上[1-2]。筆者以近兩年該礦床最新成果資料為依托，對(duì)該礦床地質(zhì)特征和控礦因素進(jìn)行了分析總結(jié)，希望對(duì)該礦床進(jìn)一步礦產(chǎn)勘查實(shí)踐有所幫助。

1 礦區(qū)地質(zhì)背景

1.1 地層

那西郭勒礦區(qū)內(nèi)出露地層較為單一，僅出露下元古界金水口巖群和第四系(圖1，據(jù)劉智剛等2017，略修改)。

1.1.1 下元古界金水口巖群

下元古界金水口群根據(jù)巖石組合特征、巖石變質(zhì)變形特征等可分為3個(gè)巖組，即：下巖組(片麻巖組)(Pt1J1)、中巖組(斜長(zhǎng)角閃片巖組)(Pt1J2)和上巖組(大理巖組)(Pt1J3)(圖2)，系一套層狀無(wú)序的中高級(jí)變質(zhì)巖系。這套地層遭受后期多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及巖漿活動(dòng)的改造及侵噬，呈帶狀或殘留頂蓋狀以北西—近東西向分布于礦區(qū)的中南部及西部。

1 第四系；2 古元古界金水口巖群上巖組；3 古元古界金水口巖群中巖組；4 古元古界金水口巖群下巖組；5 早三疊世花崗閃長(zhǎng)巖；6 早三疊世二長(zhǎng)花崗巖；7 斷層；8 背形構(gòu)造；9 實(shí)測(cè)地質(zhì)剖面；10 鐵礦帶及編號(hào)；11 地層界線；12 產(chǎn)狀；13 石墨礦帶及編號(hào)

圖1那西郭勒礦區(qū)地質(zhì)

1)下巖組(片麻巖組)(Pt1J1)

該套地層主要分布在礦區(qū)中南部，出露面積最廣，巖性主要由深灰色黑云斜長(zhǎng)片麻巖、淺灰色二云斜長(zhǎng)片麻巖、淺灰色黑云二長(zhǎng)片麻巖組成，另外有透鏡狀分布的灰白色石英巖、灰色黑云母斜長(zhǎng)片麻巖，并見(jiàn)少量的斜長(zhǎng)透輝石巖、灰色片狀黑云母變粒巖等。與斜長(zhǎng)角閃巖組呈整合接觸。

圖2 金水口巖群地層

2)中巖組(斜長(zhǎng)角閃片巖組)(Pt1J2)

由灰黑色斜長(zhǎng)角閃巖、灰黑色斜長(zhǎng)角閃片巖夾黑云母斜長(zhǎng)片麻巖、石英巖、石英片巖、大理巖組成。與大理巖組為整合接觸，是主要的賦礦巖層。

3)上巖組(大理巖組)(Pt1J3)

由灰白色中粒大理巖、灰白色含透輝石大理巖、灰白色含透輝石中粒白云石大理巖、深灰色石英透輝石巖、灰白色含透輝石白云石大理巖組成。多與巖體呈侵入或斷層接觸該地層是礦區(qū)石墨礦的賦礦地層。

1.1.2 第四系

主要在礦區(qū)中部河谷及兩岸分布，沉積物主要為沖洪積堆積物、沖積堆積物、冰磧—冰水堆積物。

1.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造較為發(fā)育，其形式以斷裂構(gòu)造和褶皺構(gòu)造為主[3]。

斷裂主要發(fā)育北西向斷裂，其次為北東向斷裂。另有少量近東西、北東東向和南北向斷裂。其中北西向組斷裂是本區(qū)的主體斷裂，其性質(zhì)以壓性為主。該組斷裂形成時(shí)期較早，推斷是本區(qū)元古宙形成北西向褶皺構(gòu)造的同期構(gòu)造，斷裂主體活動(dòng)時(shí)代推斷為華力西期，在印支期、燕山期部分?jǐn)嗔褟?fù)活特征明顯。該組斷裂控制著區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架，控制著區(qū)內(nèi)地層和巖漿巖的展布。

褶皺構(gòu)造主要為一大型北西向展布的背斜褶皺，背斜由金水口群地層組成，受后期印支期巖體侵入影響，背斜兩翼地層不完整、不對(duì)稱，北翼大部分缺失，目前發(fā)現(xiàn)的礦化帶位于該背斜的兩翼。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)早三疊世巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖發(fā)育，出露面積較大，巖石類(lèi)型以中—酸性巖為主。巖體侵入于古元古代金水口巖群,受斷裂控制明顯，以北西向、北西西向呈帶狀展布。礦區(qū)主要侵入巖有角閃黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖、二長(zhǎng)花崗巖和斑狀二長(zhǎng)花崗巖。這些巖體對(duì)區(qū)內(nèi)的各類(lèi)礦體起到巨大的破壞作用。

2 礦帶及礦體特征

通過(guò)檢查和地表及深部揭露控制驗(yàn)證，目前已圈出沉積變質(zhì)型鐵礦帶4條(編號(hào)FeⅠ至FeⅣ礦帶)，石墨礦帶4條(編號(hào)CⅠ至CⅣ礦帶)(圖1)，其中磁鐵礦帶產(chǎn)于金水口巖群的斜長(zhǎng)角閃片巖組中，而石墨礦體產(chǎn)于大理巖組和斜長(zhǎng)角閃片巖組中，總體呈北西西向展布。從空間分布來(lái)看，磁鐵礦帶在底部，而石墨礦帶在頂部，二者交互出現(xiàn)。通過(guò)工作，圈定31條磁鐵礦體和17條石墨礦體。

2.1 磁鐵礦帶及礦體特征

礦區(qū)圈定的磁鐵礦帶分布于M5背斜兩翼，其中Ⅰ礦帶在北翼，其他礦帶位于南翼，礦帶長(zhǎng)在1.2～5 km，寬20～80 m，其特征如下：

2.1.1 FeⅠ礦帶特征

FeⅠ礦帶位于礦區(qū)背斜北翼金水口巖群的斜長(zhǎng)角閃巖組中，呈條帶狀北西—南東向展布，礦帶長(zhǎng)3.5 km，寬20～80 m，深部最大延伸約276 m，受構(gòu)造與侵入巖體的影響，礦帶北傾，向深部延深不大，在走向上也不是很連續(xù)。相對(duì)其他礦帶，該礦帶受侵入體的破壞程度最大。

FeⅠ礦帶圈出磁鐵礦體8條，厚度在4.2～7.45 m，TFe平均品位在23.48%～27.58%之間。礦體均賦存于以石英巖為主的地層中，礦帶圍巖主要為大理巖、角閃片巖黑云斜長(zhǎng)角閃巖和黑云斜長(zhǎng)片麻巖等，礦化主要有磁鐵礦化、其次是赤鐵礦化，蝕變?yōu)榫G泥石化、綠簾石化、褐鐵礦化、硅化等。

2.1.2 FeⅡ礦帶特征

FeⅡ礦帶為礦區(qū)的主要礦帶，位于礦區(qū)背斜南翼金水口巖群的斜長(zhǎng)角閃巖組中，呈條帶狀北西—南東向展布，礦帶長(zhǎng)約5 km，寬30～80 m。

在帶內(nèi)圈出磁鐵礦體17條。礦體長(zhǎng)400～2 360 m，厚度在1.02～17.04 m，TFe平均品位20.20%～32.80%。礦體向深部延伸最大達(dá)1 100 m，而且延伸穩(wěn)定。

2.1.3 FeⅢ礦帶特征

FeⅢ礦帶位于FeⅡ礦帶以南，中間夾有CⅠ石墨礦帶，產(chǎn)于古元古代金水口巖群斜長(zhǎng)角閃巖組地層中，整體傾向南，呈條帶狀北西—南東向展布。礦帶長(zhǎng)2.5 km，寬20～30 m。該礦帶內(nèi)圈出磁鐵礦體3條，礦體真厚度1.30～6.66 m，TFe平均品位21.30%～29.00%之間。礦體均賦存于以石英巖為主的地層中。

2.1.4 FeⅣ礦帶特征

FeⅣ礦帶位于Ⅲ礦帶以南，產(chǎn)于古元古代金水口巖群斜長(zhǎng)角閃巖組地層中，兩條磁鐵礦帶之間為CⅡ、CⅢ石墨礦帶。礦帶長(zhǎng)約1.2 km，寬20～40 m，圈出磁鐵礦體3條，礦體近地表出露，淺部產(chǎn)狀近似直立，深部南傾，延深較為穩(wěn)定，礦體真厚度在1.15～11.66 m之間，TFe平均品位在21.80%～27.12%之間。

2.2 石墨礦帶及礦體特征

礦區(qū)內(nèi)圈定了4條石墨礦帶(編號(hào)CⅠ、CⅡ、CⅢ、CⅣ)，初步圈定了17條石墨礦體，礦帶主要分布在礦區(qū)M5背斜南翼，與礦區(qū)鐵礦帶并行分布，其中CⅠ、CⅡ、CⅢ礦帶產(chǎn)于金水口巖群的斜長(zhǎng)角閃巖組石英巖地層中，而CⅣ礦帶產(chǎn)于大理巖組的大理巖地層中，屬沉積變質(zhì)型石墨礦。各礦帶具體特征如下。

2.2.1 CⅠ礦帶

CⅠ礦帶位于Ⅱ號(hào)磁鐵礦帶南側(cè)金水口巖群斜長(zhǎng)角閃巖組的石英巖地層中，該礦帶為礦區(qū)的主礦帶，礦帶長(zhǎng)約3 km。初步圈定4條石墨礦體，各礦體呈層狀北西—南東向展布，嚴(yán)格受地層控制，礦體長(zhǎng)度400～1 000 m，目前已控制最大斜深為1 054 m，真厚度4.96～21.09 m，固定碳品位在3.56%～4.19%之間。

2.2.2 CⅡ礦帶

CⅡ礦帶位于Ⅲ號(hào)磁鐵礦帶南部金水口巖群斜長(zhǎng)角閃巖組的石英巖地層中，礦帶長(zhǎng)約5.1 km，寬約5～42 m，目前控制埋深780 m，該礦帶目前控制程度較低，大部分礦體為單工程控制，初步圈定石墨礦體4條，呈層狀北西—南東向展布，礦體長(zhǎng)400～1 400 m之間，真厚度6.07～6.77 m，固定碳平均品位3.51%～5.24%。

2.2.3 CⅢ礦帶

CⅢ礦帶位于CⅡ礦帶南側(cè)，與CⅡ礦帶平行展布，產(chǎn)于金水口巖群斜長(zhǎng)角閃巖組的石英巖地層中，礦帶長(zhǎng)為3.0 km，寬3～29 m，目前控制埋深670 m，圈定石墨礦體2條，呈層狀北西—南東向展布，礦體長(zhǎng)500～1 500 m之間，真厚度6.16～7.80 m，固定碳平均品位3.67%～5.92%。

2.2.4 CⅣ礦帶

CⅣ礦帶位于Ⅳ號(hào)磁鐵礦帶南側(cè)，產(chǎn)于金水口巖群大理巖組地層中，礦帶長(zhǎng)為4.1 km，寬3～20 m，也呈層狀北西—南東向展布，礦帶嚴(yán)格受地層控制，該礦帶石墨品質(zhì)相對(duì)較好圈定石墨礦體7條，礦體長(zhǎng)520～1 770 m，真厚度5.31～8.93 m，固定碳平均品位4.26%～5.91%。

礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的磁鐵礦帶和石墨礦帶主要受地層控制，賦礦巖性以石英巖為主，而石墨礦除石英巖外，還有大理巖型石墨礦，通過(guò)深部鉆探控制發(fā)現(xiàn)，總體上來(lái)看，石英巖型磁鐵礦在底部，石墨礦在頂端，受褶皺構(gòu)造影響，從細(xì)部特征看，石英巖型磁鐵礦和石墨礦從深部至頂部、從北至南互層出現(xiàn)，嚴(yán)格受地層控制，其頂?shù)装逡簿哂邢嗤奶卣?，但二者沒(méi)有共伴生的現(xiàn)象(圖3)。

圖3 那西郭勒礦區(qū)0勘探線剖面

3 礦床成因及控礦因素分析

3.1 礦床成因分析

東昆侖地區(qū)古元古代處于活動(dòng)大陸邊緣，該時(shí)期是基底形成的主要時(shí)期，地殼相對(duì)較薄。金水口巖群早期沉積以一套陸源碎屑巖為主，中晚期出現(xiàn)中基性火山巖—熱水沉積巖—鎂質(zhì)碳酸鹽巖組合。礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鐵、石墨礦體主要賦存于金水口巖群地層中的條帶狀磁鐵石英巖、斜長(zhǎng)角閃片巖、斜長(zhǎng)角閃巖和大理巖中。從含礦巖系及其頂?shù)装鍘r石分析，由早到晚構(gòu)成一套邊緣海相海侵沉積，中期發(fā)育較強(qiáng)烈基性火山巖漿活動(dòng)和熱水噴流沉積。鐵礦往往產(chǎn)出于強(qiáng)烈基性火山巖漿活動(dòng)之后，海侵接近高潮，出現(xiàn)碳酸鹽或白云質(zhì)碳酸鹽，海水相對(duì)較深的環(huán)境下，強(qiáng)烈基性火山巖漿活動(dòng)加熱海水促使海水發(fā)生循環(huán)，萃取巖石中的硅、鐵等成分，在氧化—還原界面形成熱水噴流沉積巖系及條帶狀硅鐵建造，在其頂部還原條件下碳質(zhì)沉淀，后期變質(zhì)形成石墨礦體。礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的鐵、石墨礦體的產(chǎn)出受地層和巖性控制，礦體與圍巖界線一般清晰，產(chǎn)狀一致，礦體不穿層。磁鐵礦礦石條帶狀構(gòu)造明顯，具有典型硅鐵建造的特征[4]。

在沉積成礦作用之后，變質(zhì)作用是成礦的重要過(guò)程。變質(zhì)作用過(guò)程中硅質(zhì)發(fā)生重結(jié)晶形成石英，赤鐵礦變質(zhì)為磁鐵礦，鈣質(zhì)流失，泥質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫G泥石，形成磁鐵礦和石英等主要的礦石礦物和脈石礦物。變質(zhì)作用過(guò)程對(duì)鐵礦的進(jìn)一步富集起到了重要作用，且使得磁鐵礦和脈石礦物粒度變粗。

成礦后區(qū)域強(qiáng)烈變形對(duì)礦體形態(tài)影響很大，礦體形態(tài)隨地層變形而變形。后期中酸性侵入巖巖漿活動(dòng)對(duì)礦體形態(tài)進(jìn)一步改變或“吞噬”，在靠近接觸帶部位發(fā)生角巖化，磁鐵礦粒度進(jìn)一步變粗。

由于后期巖漿巖的侵入，在侵入巖與金水口巖群大理巖接觸部位發(fā)育矽卡巖化。礦床發(fā)現(xiàn)初期存在接觸交代矽卡巖型礦床和沉積變質(zhì)型礦床的認(rèn)識(shí)爭(zhēng)論。但是，接觸帶部位的矽卡巖中很少發(fā)現(xiàn)有鐵礦體，在侵入巖捕虜體內(nèi)發(fā)現(xiàn)有磁鐵石英巖，說(shuō)明鐵礦的形成明顯早于侵入巖，與矽卡巖型鐵礦具有本質(zhì)區(qū)別。

總體來(lái)看，礦體產(chǎn)出受地層巖性控制，成礦經(jīng)歷了熱水噴流沉積期、變質(zhì)作用期和構(gòu)造—巖漿變形—改造期三個(gè)階段。熱水噴流沉積期鐵質(zhì)、炭質(zhì)與熱水沉積硅質(zhì)、陸源碎屑物及碳酸鹽一起沉積；變質(zhì)作用期礦質(zhì)與圍巖一起發(fā)生重結(jié)晶，致使礦物形態(tài)、顆粒大小發(fā)生變化，但沒(méi)有化學(xué)組分的交代；構(gòu)造—巖漿變形—改造期礦體形態(tài)被構(gòu)造或巖漿作用所改造，礦體厚度、連續(xù)性等發(fā)生一定改變。礦床成因?qū)儆诔练e變質(zhì)型。

3.2 控礦因素分析

從目前取得的成果資料看，礦床控礦因素主要有以下幾個(gè)方面：地層因素、構(gòu)造因素以及巖漿活動(dòng)因素。

1)地層因素

那西郭勒礦區(qū)已發(fā)現(xiàn)的礦帶及礦體受地層及巖性控制明顯[5]。沉積變質(zhì)型鐵礦主要產(chǎn)于金水口巖群斜長(zhǎng)角閃片巖巖組，石墨礦產(chǎn)于斜長(zhǎng)角閃片巖巖組和大理巖巖組中，主要含礦巖性為石英巖、大理巖、石英片巖和斜長(zhǎng)角閃片巖。沉積變質(zhì)型礦體與圍巖界線清晰，產(chǎn)狀一致，礦石條帶狀構(gòu)造特征明顯，具同生成礦特征。結(jié)合前章節(jié)礦體特征所述，那西郭勒沉積變質(zhì)型鐵—石墨礦主要受金水口群斜長(zhǎng)角閃片巖組和大理巖組控制，石英巖型磁鐵礦和石墨礦從深部至頂部、從北至南互層出現(xiàn)，嚴(yán)格受地層及巖性控制。

2)構(gòu)造因素

那西郭勒礦區(qū)處在一大型北西向展布的背斜褶皺區(qū)，礦體的產(chǎn)出形態(tài)受褶皺的控制，發(fā)現(xiàn)的鐵礦及石墨礦帶產(chǎn)于背斜的兩翼，并向褶皺轉(zhuǎn)折端礦體厚度變大，使得礦體形態(tài)復(fù)雜，多呈似層狀、透鏡狀。總體來(lái)說(shuō)，褶皺構(gòu)造控制著礦區(qū)礦體的產(chǎn)出形態(tài)，對(duì)礦體的富集有利。

礦區(qū)內(nèi)斷裂主要發(fā)育北西向斷裂，其次為北東向斷裂及少量近東西、北東東向和南北向斷裂。其中北西向組斷裂是本區(qū)的主體斷裂，形成時(shí)間較早，控制著區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架，控制著區(qū)內(nèi)地層和巖漿巖的展布。而北東向斷裂及少量的近東西、北東東向和南北向斷裂形成于成礦后期，對(duì)礦體具有破壞作用。

3)巖漿活動(dòng)因素

礦區(qū)內(nèi)早三疊世巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，侵入巖發(fā)育，出露面積較大，巖石類(lèi)型以中—酸性巖為主，呈規(guī)模巨大的巖株或巖基狀產(chǎn)出，巖體侵入于古元古代金水口巖群，從巖體包體或捕虜體成分來(lái)看，巖漿活動(dòng)也是在成礦期后，因此，巖漿在侵噬地層的同時(shí)，也侵噬了一部分礦體，尤其是Ⅰ礦帶礦體。另外，從礦體的連續(xù)性及粒度和富集程度來(lái)看，巖漿活動(dòng)的熱液也對(duì)礦體進(jìn)行了二次改造，從這一點(diǎn)來(lái)看，后期巖漿活動(dòng)對(duì)礦體的影響較大，但總體來(lái)說(shuō)后期巖體的侵入對(duì)礦體具有較大的破壞作用。

4 結(jié) 論

那西郭勒礦床成礦類(lèi)型屬沉積變質(zhì)型礦，鐵礦體主要產(chǎn)于金水口巖群斜長(zhǎng)角閃片巖巖組，石墨礦產(chǎn)于斜長(zhǎng)角閃片巖巖組和大理巖巖組中，主要含礦巖性為石英巖、大理巖、石英片巖和斜長(zhǎng)角閃片巖。礦體產(chǎn)出受地層、巖性和構(gòu)造變質(zhì)變形作用的控制，后期斷裂及巖漿作用對(duì)礦體具有破壞作用。