甘肅肅北紅柳溝鐵礦成因分析及找礦方向

夏吉剛

（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）

肅北紅柳溝鐵礦位于瓜州縣190°方位約100km處，行政區(qū)劃屬肅北蒙古族自治縣管轄。礦區(qū)地處北祁連西段北緣，海拔2700m～3900m，山勢陡峭，切割深度100m～500m。區(qū)內(nèi)屬大陸性高寒半干旱氣候，晝夜溫差較大，年平均氣溫5℃，年降水量371.6mm，降雨多集中在6月～8月份，初雪10月，終雪翌年5月底。目前區(qū)內(nèi)無電力供應。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

工作區(qū)地處塔里木板塊-敦煌地塊，阿爾金大斷裂呈近東西向穿過，以此斷裂為界，北側(cè)屬塔里木板塊，南為華北板塊祁連造山帶。地層以阿爾金大斷裂為界，分屬塔里木地層區(qū)-塔南地層分區(qū)和祁連—北秦嶺地層分區(qū)-北祁連地層小區(qū)。紅柳峽－土達坂一帶褶皺、斷裂發(fā)育，總體構(gòu)造方向呈東西－北西西向展布，略有向西撒開向東收斂的特點。

1.1 地層

區(qū)內(nèi)出露的地層有敦煌巖群、長城紀朱龍關(guān)群、石炭紀羊虎溝組、二疊紀紅泉組、白堊紀新民堡群、新近紀疏勒河組。

敦煌巖群（ArPtD）。出露于阿爾金斷裂帶以北的紅柳峽－敖包溝一帶，屬結(jié)晶基底巖系，由片麻巖、混合巖、片巖、斜長角閃巖、大理巖、石英巖等組成。

石炭紀羊虎溝組（Cy）。出露面積較小，僅見于東叉－嚇日拉盤南、大泉北西等地，呈北東東向帶狀展布。與朱龍關(guān)群呈斷層接觸、頂部被白堊紀新民堡群地層不整合覆蓋。

二疊紀紅泉組（Phq）。分布于阿爾金大斷裂南側(cè)的三叉河一帶，呈狹窄帶狀分布，展布方向與斷裂方向一致，下部為紫紅色復成份礫巖，上部為紫紅色夾灰綠色雜砂巖。

白堊紀新民堡群（KX）。分布于阿爾金大斷裂南側(cè)，沿三叉河－嚇日哈德一線斷續(xù)出露，為成份單一的花崗質(zhì)礫巖。

第四系（Q）。分布于山間谷地及山前地帶。

1.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，僅有出露面積較小的酸性侵入巖和基性－中酸性火山巖。

侵入巖僅見于紅柳溝、亂泉溝、特勒烏蘇等地。侵入時代主要為元古代、加里東期和華力西晚期?；鹕綆r主要為長城紀朱龍關(guān)群基性－中酸性火山巖。主要巖石類型有玄武巖、安山巖、英安巖。

1.3 構(gòu)造

工作區(qū)地處祁連造山帶與敦煌地塊的交接部位，構(gòu)造形態(tài)明顯受阿爾金大斷裂的控制，構(gòu)造形跡有褶皺、斷裂及韌性剪切變形等。其中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)成一復式向形構(gòu)造，其軸向近東西，南翼較陡，傾向北東；北翼較緩，傾角50°～60°。在其兩翼均發(fā)育有不同規(guī)模的次級褶皺。斷裂構(gòu)造主要有北東東向、北西西向和北北西向三組。

2 區(qū)域物化探特征

2.1 區(qū)域物探特征

原甘肅省地礦局物探隊在測區(qū)內(nèi)開展磁法測量，共圈出磁測△E異常11處，從異常的總體分布特征看，基本上反映了區(qū)域構(gòu)造和巖性的分布特征。測區(qū)內(nèi)具有一定強度和范圍的磁異常主要出現(xiàn)在新近系及第四系覆蓋區(qū)，且與航磁異常對應較好，表現(xiàn)出深部磁性體的異常特征。預示著這一區(qū)域深部可能賦存有較大規(guī)模的磁性體。

中酸性侵入體一般磁性較弱，磁場變化不大。敦煌巖群的變質(zhì)巖表現(xiàn)為異常分散零亂、規(guī)模性不明顯的磁場特征。

2.2 區(qū)域化探特征

甘肅省地礦局地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查隊在1：50000礦產(chǎn)調(diào)查中，共圈出地化異常25個，異常在空間上位于阿爾金大斷裂與兩側(cè)次級斷裂的銳角交匯部位，總體分布特征與該斷裂帶相一致。大部分異常位于敦煌巖群中，小部分異常則分布于長城紀朱龍關(guān)群中，由于不同元素的活動性有差異，形成了以Mo－Cu－Co－Pb－Zn－Ag為主的元素組合特征，并在局部表現(xiàn)出異常強度的差異性。綜合上述特征，敦煌巖群和朱龍關(guān)群是引起異常的主要因素。已知的掉石溝鉛鋅礦就賦存于敦煌巖群中，與化探異常對應好。

3 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域上礦（化）點較多，礦種有銅、鉛鋅、鐵、石墨礦等，主要分布于紅柳峽西－掉石溝一帶，阿爾金大斷裂之兩側(cè)。

3.1 肅北縣掉石溝鉛鋅石墨礦

位于肅北縣石包城西約32km，地層為敦煌巖群二巖組的大理巖、黑云斜長片麻巖、含石墨斜長變粒巖，礦區(qū)為一背形構(gòu)造，核部地層為含石墨斜長變粒巖，中心通過一北西西向壓扭性大斷裂，并形成破碎帶。礦化帶分布于背形核部的第二巖組的含石墨斜長變粒巖內(nèi)，總體走向290°，斷續(xù)延伸約4km，出露寬度10～200余m，礦體均向南傾，傾角50°～85°。

3.2 肅北縣紅柳峽鐵磁鐵礦

位于肅北縣紅柳峽，地層為敦煌巖群片麻巖、石英巖、大理巖，位于干溝向形構(gòu)造之南翼近轉(zhuǎn)折端，總體傾向北，傾角40°～80°，礦體分布于石英巖夾薄層黑云母片巖中，具一定層位穩(wěn)定，界線清楚，品位穩(wěn)定，屬沉積變質(zhì)鐵礦床。

4 礦區(qū)地質(zhì)特征

工作區(qū)位于紅柳峽復向形構(gòu)造南翼，區(qū)內(nèi)出露地層除第四系外，主要為敦煌巖群。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造比較發(fā)育。侵入巖在工作區(qū)僅有小的酸性巖體出露。

4.1 地層

工作區(qū)出露地層主要為敦煌巖群第二巖組二、三巖段和第三巖組一、二、三巖段。其地層特征是層狀無序，各巖組之間只具構(gòu)造地層單位的相對順序，而無沉積地層的新老關(guān)系。

敦煌巖群二巖組二巖段?？傮w走向為近南東東向展布，巖石類型主要為二云石英片巖，局部夾有薄層的斜長角閃巖。

敦煌巖群二巖組三巖段。整體近東西向展布，東西兩端延出圖外。巖石類型主要為大理巖，局部夾石榴子石斜長角閃巖、斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖及石榴子石斜長片麻巖。

敦煌巖群第三巖組一巖段。近東西向分布于工作區(qū)南部，并向西延伸。其巖石類型主要為黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖、石榴子石斜長角閃巖、局部夾大理巖。

敦煌巖群第三巖組二巖段。該巖段僅出露于工作區(qū)北西角，總體呈近東西向延伸，地層傾向南西，傾角在68°左右，巖性為條帶狀混合巖，以脈體為灰白色花崗質(zhì)，基體含角閃石為特征。

敦煌巖群第三巖組三巖段。該巖段為工作區(qū)的鐵礦的主要賦礦層位，整體呈近東西向帶狀展布于工作區(qū)北部，東西兩端均延至工作區(qū)外。其巖石類型主要為黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖、石榴子石斜長角閃巖，局部夾有薄層二云石英片巖、石英巖。

4.2 構(gòu)造

工作區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造不發(fā)育，斷裂構(gòu)造較為發(fā)育。斷裂的規(guī)模、性質(zhì)均受阿爾金大斷裂控制，大多呈北西西—南東東向展布，構(gòu)成了區(qū)內(nèi)的主要構(gòu)造格架。斷裂有近東西向、北東向和北西向三組。

近東西向斷裂位于阿爾金斷裂北側(cè)，屬次級斷裂，走向100°～300°，地層走向一致，該組斷裂主要為壓扭性斷裂，切割了敦煌巖群第二、三巖組。北西向斷裂在工作區(qū)發(fā)育，但規(guī)模較小，其形成時代均較近東西向斷裂晚，性質(zhì)多為平推，平推斷距20m左右。

4.3 巖漿巖

工作區(qū)巖漿巖為侵入巖，呈巖枝狀侵入，侵入時代為元古代，巖性為淺肉紅色中細粒二長花崗巖。工作區(qū)脈巖不發(fā)育，主要見有淺肉紅色花崗偉晶巖脈、灰白色黑云石英閃長巖脈、灰白色英云閃長玢巖。

4.4 變質(zhì)作用

工作區(qū)變質(zhì)巖中，泥質(zhì)巖較少，砂質(zhì)巖石與基性巖石交替出現(xiàn)，致使敦煌巖群中除石榴子石較常見外，其它特征變質(zhì)礦物極難見到，變質(zhì)程度為低角閃巖相，劈理化和片理化為本變質(zhì)相帶的最主要特點。工作區(qū)的變質(zhì)作用使沉積時期的有益元素進一步的富集，因此變質(zhì)作用是該礦床形成的主要原因之一。

4.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變較為明顯，且很發(fā)育，這與鐵礦體的形成有著密切的關(guān)系。主要圍巖蝕變有：碳酸鹽化、硅化，且近礦圍巖有明顯的鐵染現(xiàn)象。

4.6 賦礦層位及礦化特征

礦體賦礦層位為敦煌巖群第三巖組第三巖段，礦化特征主要表現(xiàn)為輕微的褐鐵礦化，礦化總體呈130°～310°方向分布，傾向南西，傾角50°～78°，局部傾向北東，傾角45°。

5 礦體特征

5.1 礦體特征

鐵礦體走向為北西西向，長26m～285m，已圈定的礦體相互平行并略具雁列式排列的特點，平均厚度1.04m～2.11m。礦體平均品位為25.09%～38.41%，呈層狀，頂、底板圍巖為黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖。礦體沿走向和傾向方向厚度和品位基本穩(wěn)定，厚度變化系數(shù)為27.98%，厚度變化屬于簡單型。

5.2 礦石質(zhì)量

礦石礦物主要為磁鐵礦,其次為少量黃鐵礦、赤褐鐵礦。脈石礦物主要有石英及長石角、閃石等。礦石結(jié)構(gòu)主要為它形—半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)，磁鐵礦多數(shù)呈半自形晶粒狀，較均勻稠密浸染狀分布。礦石構(gòu)造主要為稠密浸染狀構(gòu)造。

5.3 礦體圍巖和夾石

礦體頂?shù)装鍑鷰r主要為黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖。夾石為斜長角閃巖。夾石礦物成分與礦石的礦物成分基本一致，其差異主要為金屬礦物含量少于礦石，全鐵含量低于邊界品位，夾石數(shù)量非常少，且厚小于1.00m，不能剔除。對礦體的完整性沒有影響。

6 礦床成因及找礦標志

6.1 礦床成因

鐵礦體賦存于敦煌巖群第三巖組第三巖段內(nèi)斜長角閃巖中，順層產(chǎn)出，呈層狀、似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，并與頂、底板圍巖基本協(xié)調(diào)一致，接觸面平整。其頂、底板圍巖主要為黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖等，礦體表現(xiàn)出明顯的同生沉積特征。

礦石礦物成分較簡單，金屬礦物主要為磁鐵礦、黃鐵礦、赤褐鐵礦。脈石礦物主要為角閃石、斜長石及石英等。在化學成分上，F(xiàn)e2O3、FeO、SiO2之和大于66.87%,而Na2O、K2O及P2O5等含量低，說明是沉積作用的結(jié)果，也是沉積成礦作用的特征。

磁鐵礦中TiO2、Cu等元素甚微，是沉積變質(zhì)型鐵礦床的標型組分特征。

根據(jù)礦床地質(zhì)特征，礦物組合關(guān)系，將紅柳溝鐵礦成礦模式可定為：在沉積成礦期，伴隨沉積成巖作用，有益元素經(jīng)遷移和聚集，逐步固結(jié)、結(jié)晶、富集形成礦源層；沉積成巖后，在區(qū)域變質(zhì)作用下，有益元素進一步富集，形成閃石巖型鐵礦。

綜上所述，初步認為紅柳溝鉛礦中的鐵礦成因類型屬沉積—變質(zhì)型礦床。

6.2 找礦標志

鐵礦體主要賦存于敦煌巖群第三巖組第三巖段中的斜長角閃巖中，礦體頂、底板圍巖多為黑云斜長片麻巖及斜長角閃巖。因此，敦煌巖群第三巖組第三巖段是找礦的目標層位，其中斜長角閃巖是找礦的重點巖性。

6.3 礦區(qū)遠景及找礦方向

礦區(qū)磁法工作圈出的磁異常較好，通過以上的分析與研究，認為該區(qū)是以鐵為主的金屬礦床，找礦潛力較大，認為找礦應從以下方面著手。

（1）對已圈定的礦體，選擇適當?shù)V段，對其深部特征進一步勘查，了解其延深規(guī)模、含礦性，增加其礦石量。

（2）根據(jù)磁法異常顯示，磁異常西端大部分在礦權(quán)范圍之外，加強工作區(qū)外圍東端、西端的找礦力度，以擴大礦床遠景。