甘肅省肅南縣塔里干溝鐵礦地質(zhì)特征及成因探討

雷 貴

（甘肅省地礦局四勘院，甘肅 酒泉735000）

塔里干溝鐵礦是北祁連Cu、Pb、Zn、Fe、Cr、Au、Ag-硫鐵礦-石棉成礦帶上重要的成礦區(qū)域。區(qū)域內(nèi)鐵礦成礦條件優(yōu)越[1]，種類齊全，具有很大的找礦潛力，近年來，甘肅省地礦局四勘院在肅南縣發(fā)現(xiàn)了多處鐵礦，形成了肅南縣卡瓦鐵礦礦集區(qū)，塔里干溝鐵礦位于卡瓦礦集區(qū)西部，該礦床的規(guī)模屬于中大型，礦床形成類型為長城系樺樹溝組沉積變質(zhì)型鐵礦床。甘肅省地礦局四勘院依托省地質(zhì)勘查基金項目重新對塔里干溝鐵礦礦床進行了評價，并取得了非常好的效果，本文闡述了甘肅省肅南縣塔里干溝鐵礦地質(zhì)特征，并分析區(qū)內(nèi)鐵礦的礦床成因，為肅南縣鐵礦床找礦提供有利參考。

1 塔里干溝鐵礦成礦地質(zhì)背景

塔里干溝鐵礦礦床地層處在華北地層大區(qū)、秦祁昆地層區(qū)、祁連-北秦嶺地層分區(qū)、北祁連地層小區(qū)。礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，巖漿活動較發(fā)育，兩者的關(guān)系密切，巖漿巖出露面積較小，主要產(chǎn)出的巖石類型是超基性巖和堿性巖，其中以加里東期為最為強烈，噴出巖則主要為以中基性為主。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層特征

圖1 塔里干溝鐵礦地質(zhì)圖

甘肅省肅南縣塔里干溝鐵礦礦區(qū)（圖1）位于班賽爾山～塔里干溝一帶[3]，主要受近南北、近東西向兩組斷裂控制。礦區(qū)出露地層簡單，斷裂構(gòu)造發(fā)育，構(gòu)造以北西向、近南北向斷裂為主，總體地層向南傾斜，傾角的變化通常是比較大的，一般情況下在50°～70°之間，是由一套淺變質(zhì)碎巖塊成的，巖性有鈣質(zhì)千枚巖、石英巖、不同顏色的千枚巖夾鐵礦層。

根據(jù)該礦層巖石的組合和特征將塔里干溝巖層分為三個巖性段（表1），第一個巖性段主要為灰白色石英巖、灰黑色粉砂質(zhì)板巖，局部夾條帶狀灰?guī)r透鏡體。主要分布在班塞爾山一帶；第二個巖性段為灰黑色粉砂質(zhì)板巖與灰綠色粉砂質(zhì)板巖互層，巨厚層狀灰白色、褐灰色石英巖，局部紫紅色粉砂質(zhì)板巖、淺灰色細晶灰?guī)r出露。主要分布在塔里干溝以東，另外在班塞爾東岔、西岔有所出露；第三個巖性段主要巖性為灰綠色粉砂質(zhì)板巖，淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖，薄層狀灰?guī)r夾菱鐵礦層。其主要特征為灰綠色粉砂質(zhì)板巖、淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖與鐵礦層及薄層狀灰?guī)r組成沉積韻律，卡瓦塔里干溝鐵礦主要礦體即賦存在該層位中。主要分布在礦區(qū)東側(cè)，呈近南北向展布，巖層厚度在60m到90m之間。

表1 塔里干溝鐵礦礦層巖石組成與分布統(tǒng)計

2.2 礦區(qū)構(gòu)造特征

塔里干溝礦區(qū)位于走廊南山島弧加里東褶皺帶西段的斑賽爾山復(fù)向斜傾伏端東側(cè)，礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造以斷層為主，另外為普遍發(fā)育的劈理構(gòu)造，在比較薄的千枚巖以及礦層當中發(fā)育較小，該鐵礦區(qū)巖層巖性的應(yīng)力各不相同且剛?cè)岵灰?，因此在礦區(qū)通常會出現(xiàn)不同的褶皺，這些褶皺大都會出現(xiàn)在比較硬的礦體中。塔里干溝鐵礦區(qū)普遍發(fā)育為小型面狀或者線狀構(gòu)造，礦區(qū)在形成時間上的變形為由塑性到塑脆性變形，表明該礦區(qū)是有相對較深部到淺部層次的變形作用。

礦區(qū)內(nèi)斷層發(fā)育，斷層帶中巖石變形強烈，劈理發(fā)育，見有構(gòu)造角礫巖、斷層泥等。斷層走向以北西～南東向和北北東～南南西向為主。從規(guī)模來看，北西～南東向F1、F2斷層規(guī)模最大，為礦區(qū)內(nèi)主斷層。該組斷層與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，控制了礦區(qū)地層的展布。其次為以F5、F7斷層為代表的北北東～南南西向斷層，規(guī)模僅次于F1、F2斷層，并對其有錯斷作用，為北西～南東向斷層派生一系列次一級斷層。再次，在礦區(qū)還發(fā)育有F11、F12等小斷層，該組斷層規(guī)模最小，延伸多小于1km，對地層有一定的破壞作用。該組斷層為更次一級派生斷層。

3 礦體特征

3.1 礦體特征

甘肅省肅南縣塔里干溝鐵礦礦體存在于樺樹溝組下巖組三段，礦化帶以鐵礦化為主，局部伴生有銅、錳礦化。礦化帶處于山前斷裂F2北側(cè)和F7南側(cè)，主要呈北西-南東向和北東-南西向展布。其中北西-南東向礦化帶主要分布于塔里干溝鐵礦礦區(qū)西部和中部，大致走向為120°～130°，礦化帶長約1.8km～3.8 km，寬約200m～600m；北東-南西向礦化帶則主要分布于礦區(qū)東部，走向203°，礦化帶長約5.3 km，寬約500m。呈兩個不同方向展布的礦化帶，礦層位置屬長城系樺樹溝組和熬油溝組，且在北西-南東向礦化帶內(nèi)出露不連續(xù)，而北東-南西向礦化帶內(nèi)礦體出露則比較連續(xù)。礦體由小張龍河北岸向南西一直延伸至山前地帶，賦存于長城系樺樹溝組三巖段的淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖中。礦體頂?shù)装鍑鷰r及局部夾石均為淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖。礦體與周圍巖石整體呈整合接觸關(guān)系。整個礦體呈層狀產(chǎn)出。該礦體沿走向，其厚度在局部具膨大、收縮現(xiàn)象，在7、35、34勘探線，礦體厚度較大，而在11～27勘探線，礦體厚度則變窄，膨大收縮現(xiàn)象為后期構(gòu)造變形過程中拉伸、擠壓的原因造成。鉆探控制礦體最大斜深473.62m。單工程TFe平均品位20.65%～50.40%，礦體TFe平均品位32.81%，品位變化系數(shù)為32.97%，品位穩(wěn)定性評估屬穩(wěn)定。通過地表工程礦體平均品位與鉆孔中礦體平均品位對比發(fā)現(xiàn)，地表的礦體平均品位要普遍略高于鉆孔深部。

3.2 礦石特征

塔里干溝鐵礦礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形-它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、膠狀-粉末狀結(jié)構(gòu)、細粉砂狀結(jié)構(gòu)等，為賦存于淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖中的鐵礦體礦石。塔里干溝鐵礦礦石構(gòu)造比較簡單，基本上是塊狀構(gòu)造、團塊狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造及星散浸染狀構(gòu)造，還有一小部分的礦石礦物是枝脈狀或微脈狀構(gòu)造[4]。

礦床內(nèi)鐵礦石礦物主要是菱鐵礦，其次還有一部分磁鐵礦和赤褐鐵礦；而脈石礦物的成分主要是硅質(zhì)和玉髓集合體，一部分的菱鐵礦礦石當中還包含少量的斜長石或石英等，磁礦石礦物主要是碳酸鹽成分和硅質(zhì)成分。通過塔里干溝鐵礦區(qū)內(nèi)礦物組成，分析鐵礦石的化學(xué)成分主要為二氧化硅、氧化鐵以及二氧化碳、氧化鈣、氧化鎂和少量的三氧化二鋁、氧化錳、氧化鋇等。

塔里干溝鐵礦礦體周圍的巖石主要是粉砂質(zhì)板巖碎屑物以及泥質(zhì)組成，局部為碎裂構(gòu)造，礦體底部周圍的巖石同樣是粉砂質(zhì)板巖，但是具有輕微的綠泥石化，整體呈淺灰綠色，塔里干溝鐵礦礦體周圍的巖石大部分都具有灰白色硅質(zhì)條帶。

4 塔里干溝鐵礦礦床成因

4.1 控礦條件

4.1.1 地層

礦區(qū)的鐵礦體均位于長城系樺樹溝組三巖段中[5]，鐵礦體主要賦存在淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖中。礦體展布嚴格受地層控制。地層主要經(jīng)歷了區(qū)域低溫動力變質(zhì)作用，巖石均受到變質(zhì)、變形作用，形成板巖、構(gòu)造巖類。礦體周圍巖石主要為粉砂質(zhì)板巖，蝕變主要見有硅化、黃鐵礦化、赤褐鐵礦化、絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化、孔雀石化及銅藍。蝕變的類型和強弱與礦體所依賦的巖性有很大關(guān)系，不同空間部位不同巖性所發(fā)育的蝕變類型和強度有所不同。菱鐵礦礦石中硅化、赤褐鐵礦化蝕變通常比較強，碳酸鹽化蝕變較弱，蝕變主要以網(wǎng)脈狀硅化、黃鐵礦化為主。孔雀石化及銅藍在石英脈侵入部分較強而在巖石中弱。板巖中主要發(fā)育絹云母化、綠泥石化、碳酸鹽化等。其中硅化、黃鐵礦化的強弱往往與菱鐵礦富集程度呈正相關(guān)關(guān)系，而孔雀石化及銅藍與銅礦的形成關(guān)系密切。

4.1.2 構(gòu)造

塔里干溝鐵礦礦區(qū)位于斑賽爾山復(fù)向斜傾伏端東側(cè)，礦體構(gòu)造以斷層為主，另外為普遍發(fā)育的劈理構(gòu)造。斷層根據(jù)其走向不同可分為兩組：一組為近東西向或北西—南東向斷層；一組為北北東—南南西向斷層。前者限制了樺樹溝組地層的展布，后者局部對礦體有破壞作用。

4.2 成礦機理

塔里干溝鐵礦形成的原因要根據(jù)礦區(qū)地質(zhì)特征和礦床地質(zhì)特征加以分析，塔里干溝鐵礦礦體主要賦存于長城系樺樹溝組三巖段淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖中，根據(jù)塔里干溝鐵礦地質(zhì)特征可知，礦區(qū)內(nèi)的沉積物主要特征為灰綠色粉砂質(zhì)板巖、淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖與鐵礦層及薄層狀灰?guī)r組成沉積韻律，礦體近礦圍巖為淺灰綠色粉砂質(zhì)板巖。遠礦圍巖為薄層狀灰?guī)r，礦體呈層狀、透鏡狀產(chǎn)出，礦體形態(tài)簡單。菱鐵礦礦石的結(jié)構(gòu)主要為半自形-它形晶粒狀結(jié)構(gòu)、膠狀-粉末狀結(jié)構(gòu)；構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造、稀疏浸染狀構(gòu)造及星散浸染狀構(gòu)造，礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造反映礦物形成于沉積作用期，其他金屬礦物屬后期熱液疊加形成，為沉積變質(zhì)型菱鐵礦礦床。塔里干溝鐵礦成礦模式圖如圖2所示[6]。

圖2 塔里干溝鐵礦成礦模式圖

5 結(jié)語

本文通過對礦區(qū)地層特征和礦區(qū)構(gòu)造特征的分析，實現(xiàn)了塔里干溝鐵礦區(qū)地質(zhì)特征的研究；通過對礦體特征和礦石特征的分析，實現(xiàn)了塔里干溝鐵礦床地質(zhì)特征的研究，再結(jié)合甘肅省肅南縣塔里干溝鐵礦的形成原因，實現(xiàn)了本文的研究。希望本文的研究能夠有利于鐵礦床的勘查，促進工業(yè)發(fā)展。