內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特中旗斯楞山超貧磁鐵礦地質(zhì)特征及礦床成礦機(jī)理探討

楊艷霞，苗俊紅，張 鑫，劉洪巖

(內(nèi)蒙古國(guó)土資源勘查開發(fā)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020)

斯楞山礦區(qū)地處內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特中旗西部，距烏拉特中旗政府所在地海流圖鎮(zhèn)約76km，行政區(qū)劃隸屬于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏拉特中旗溫根鎮(zhèn)管轄，處于華北陸塊區(qū)北緣成礦帶內(nèi)。區(qū)內(nèi)礦化蝕變較強(qiáng)，巖漿活動(dòng)頻繁，斷裂構(gòu)造發(fā)育，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，具有良好的找礦前景。

1 區(qū)域地質(zhì)

1.1 區(qū)域地層

1.1.1 中元古界渣爾泰群劉鴻灣組(Zl)

中元古界渣爾泰群劉鴻灣組(Zl)主要出露于礦區(qū)外圍的南部及西北部，呈零星分布，其走向主要為北東—南西向。上部以灰綠色陽(yáng)起片巖、角閃片巖、灰白色石英透閃大理巖為主夾石英片巖；下部由灰色、灰黃色、褐灰色變質(zhì)粉細(xì)砂巖、云母石英片巖、石英巖為主夾結(jié)晶灰?guī)r及絹云母片巖等組成，出露厚2 445m。其上部被中生界中下侏羅統(tǒng)石拐群(J1-2sh)不整合覆蓋，下限未見底。

1.1.2 中生界中下侏羅統(tǒng)石拐群(J1-2sh)

1.1.3 下白堊統(tǒng)固陽(yáng)組一巖段(K1g1)

1.2 區(qū)域構(gòu)造

自元古代以來(lái)，礦區(qū)及其外圍經(jīng)歷了多次構(gòu)造變動(dòng)，褶皺復(fù)雜、斷裂發(fā)育、巖漿活動(dòng)頻繁而廣泛，導(dǎo)致現(xiàn)存的構(gòu)造形態(tài)及組合關(guān)系較為復(fù)雜。但總體構(gòu)造面仍顯示了北東向特征。

1.2.1 褶皺構(gòu)造

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造表現(xiàn)為多期性，主要有晚元古代構(gòu)造層、中生代下構(gòu)造層、上構(gòu)造層第一亞層、第二亞層、第三亞層和新生代下構(gòu)造層、上構(gòu)造層。

1.2.2 斷裂構(gòu)造

本區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，其中以華力西期斷裂活動(dòng)表現(xiàn)最為明顯和強(qiáng)烈。華力西期及其以前的斷裂構(gòu)造表現(xiàn)為北東東向、北東向和北西向，一般以逆斷層為主。由于前期斷裂構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈及多次復(fù)合，致使晚元古代斷裂構(gòu)造顯得模糊不清、難以確認(rèn)。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)內(nèi)侵入巖主要為晚元古代侵入巖、華力西晚期侵入巖及印支期侵入巖，另外，本區(qū)還出露早白堊世玄武巖。

巖石以墨綠色、灰綠色為主，少數(shù)褐綠色、褐紅色。主要巖石類型為片麻狀斜長(zhǎng)角閃巖，少數(shù)為黑云角閃斜長(zhǎng)變粒巖，由于局部混合巖化而形成條紋狀、條痕狀、角礫狀混合巖化巖石亦占一定數(shù)量。巖石具鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、花崗纖狀變晶結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)、交代蠕英結(jié)構(gòu)等，片麻狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、片理、片狀構(gòu)造，混合巖化巖石具細(xì)紋狀、條帶狀、條痕狀構(gòu)造。巖石主要由斜長(zhǎng)石、角閃石和黑云母組成，斜長(zhǎng)石20%～60%、角閃石15%～20%、黑云母0～30%、部分含少量石英，金屬礦物為磁鐵礦，副礦物以磷灰石和榍石為主。

巖石多為灰白、深灰、灰綠、灰黑色，少數(shù)為淺粉紅色，以灰色為其總體色調(diào)，巖石風(fēng)化面多為灰色、灰白色。巖石種類比較復(fù)雜，原巖塊狀構(gòu)造保存較多者可謂片麻狀花崗閃長(zhǎng)巖或似斑狀花崗閃長(zhǎng)巖，經(jīng)混合巖化作用的巖石為黑云奧長(zhǎng)眼球狀混合片麻巖、花崗質(zhì)混合片麻巖、條痕狀、條紋狀混合片麻巖等。具鱗片花崗變晶結(jié)構(gòu)、花崗結(jié)構(gòu)、熔蝕交代結(jié)構(gòu)、交代斑狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀結(jié)構(gòu)，具片麻狀、塊狀、眼球狀、條痕狀、條紋狀等構(gòu)造，大部分巖石原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造經(jīng)變質(zhì)改造已不明顯。組成礦物有鉀長(zhǎng)石(微斜長(zhǎng)石)、斜長(zhǎng)石、石英和云母，部分含角閃石和其他變質(zhì)礦物。鉀長(zhǎng)石0～45%，多數(shù)為10%～20%，斜長(zhǎng)石25%～70%，多數(shù)為45%左右，石英10%～30%，多數(shù)為20%左右，云母5%～25%，多數(shù)為15%。共生礦物有磷灰石、磁鐵礦、鐵礦等。

出露于礦區(qū)外圍的西北部，區(qū)內(nèi)出露面積為0.35km2，呈巖脈產(chǎn)出。巖石為白色、黃白色，主要類型有白云母花崗巖和花崗偉晶巖，黑云花崗巖和黑云鉀長(zhǎng)花崗巖較少且局限，巖石風(fēng)化面呈淺黃紅色。由于碎裂往往成花崗質(zhì)壓碎巖，有的因自變質(zhì)作用而成云英巖。白云花崗巖具花崗結(jié)構(gòu)，花崗偉晶巖具粗粒結(jié)構(gòu)、偉晶結(jié)構(gòu)，花崗壓碎巖具壓斑結(jié)構(gòu)、壓碎花崗結(jié)構(gòu)；云英巖具鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由鉀長(zhǎng)石(微斜長(zhǎng)石)30%～50%(花崗偉晶巖可達(dá)65%)、斜長(zhǎng)石20%～45%、石英20%～30%、云母(主要為白云母)5%～10%組成。

1.3.4 早白堊世玄武巖(βK1)

出露于礦區(qū)外圍的西北部，區(qū)內(nèi)出露面積約為2.17km2，呈巖被產(chǎn)出。該玄武巖為裂隙噴溢型，巖石由杏仁(伊丁)玄武巖、氣孔狀玄武巖、伊丁石化橄欖玄武巖、玄武巖、橄欖粗玄巖和玄武質(zhì)火山角礫巖等組成。

1.3.5 脈巖

礦區(qū)外圍分布有多種脈巖，主要有石英脈(q)、輝長(zhǎng)巖脈(ν)、閃長(zhǎng)巖脈(δ)、石英閃長(zhǎng)巖脈(δο)、閃長(zhǎng)玢巖脈(δμ)、花崗巖脈(γ)、花崗細(xì)晶巖脈(γl)等。

1.4 區(qū)域礦產(chǎn)

區(qū)域內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的金屬與非金屬礦產(chǎn)主要分布在狼山南緣及狼山北側(cè)翁滾山、德爾森敖包、查干陶勒蓋等地。具有工業(yè)價(jià)值的礦體主要賦存于上元古界渣爾泰群和馬尼圖群淺變質(zhì)巖里。本區(qū)具有工業(yè)價(jià)值及有找礦意義的礦產(chǎn)主要有硫鐵、鈦鐵、多金屬、石墨、石榴石、鉀長(zhǎng)石、白云母、石灰?guī)r、煤及鈾礦等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)地層出露較少，僅見第四系(Q4)，主要由沖洪積礫石及砂礫石、殘坡積、風(fēng)成黃土及亞砂土、亞黏土組成，分布在現(xiàn)代河谷兩側(cè)階地中，厚3m～18m。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較發(fā)育，主要為斷裂構(gòu)造，分布于礦區(qū)南部，呈東西向及北北西向展布。礦區(qū)內(nèi)未見大的褶皺構(gòu)造。斷裂構(gòu)造主要包括以下斷層。

蘇吉音拜興逆斷層(F1)：從礦區(qū)南部穿過(guò)，幾乎跨越整個(gè)礦區(qū)，此為礦區(qū)主要斷裂。其整體出露長(zhǎng)度為27km，走向?yàn)?0°，傾向北西，斷層面傾角為42°～45°。

平移斷層(F2)：該斷層為北北西向，從實(shí)地觀測(cè)為一右行平移斷層，它致使一條含磁鐵礦蛇紋石化角閃輝長(zhǎng)巖脈錯(cuò)位約115m。

構(gòu)造對(duì)鐵礦體無(wú)明顯破壞作用。

2.3 巖漿巖

呈巖株產(chǎn)出。巖石呈灰色、灰綠色、少數(shù)為灰黑，具中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。礦物成分由斜長(zhǎng)石(75%±)、角閃石(24%±)、輝石(<1%)、不透明礦物及少量副礦物組成。不透明礦物主要由鐵礦物等組成，包括鈦鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦等金屬礦物。副礦物類型屬鋯石—磷灰石型。巖石具綠泥石化及綠簾石化現(xiàn)象。由于巖漿分異作用，致使1、2、3號(hào)礦體呈脈狀賦存于本巖體內(nèi)。

出露于礦區(qū)東部及西部，呈小巖株產(chǎn)出。巖石呈灰黑色、暗灰綠色，具他形粒狀結(jié)構(gòu)、蝕變交代結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀交代結(jié)構(gòu)、變余的中細(xì)粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)等，塊狀構(gòu)造、片麻狀構(gòu)造。礦物成分由斜長(zhǎng)石(27%)、輝石(63%)、角閃石(5%)、不透明礦物組成。不透明礦物主要由鐵礦物等組成，包括磁鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦等金屬礦物。巖石多具蛇紋石化、綠泥石化及綠簾石化現(xiàn)象。由于巖漿分異作用，致使兩條含磁鐵礦蛇紋石化角閃輝長(zhǎng)巖呈脈狀賦存于本巖體內(nèi)。

出露于礦區(qū)南部，呈巖株產(chǎn)出，也可見巖脈呈零星分布于礦區(qū)北部。主要為碎裂花崗巖，巖石呈磚紅色、暗紅色，具中細(xì)粒結(jié)構(gòu)、細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)和壓碎花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石由鉀長(zhǎng)石(微斜長(zhǎng)石)(30%～50%)、斜長(zhǎng)石(20%～45%)、石英(20%～30%)、云母(主要為白云母)(5%～10%)組成。

2.3.4 脈巖

本區(qū)分布有多種脈巖，其中包括石英脈(q)、角閃巖脈(ψο)、輝綠巖脈(βμ)及含磁鐵礦蛇紋石化角閃輝長(zhǎng)巖(ν)脈等。

3 礦體地質(zhì)

斯楞山礦區(qū)內(nèi)共揭露控制超貧磁鐵礦3條，均呈脈狀產(chǎn)出，自北向南依次編號(hào)為1號(hào)～3號(hào)，分布范圍東西600m、南北480m。礦體頂?shù)装鍑鷰r均為閃長(zhǎng)巖，賦礦巖石為含磁鐵礦閃長(zhǎng)巖，礦體呈近東西向以脈狀產(chǎn)出，傾向1°～8°之間，礦體地表延長(zhǎng)為274m～307m之間，寬度2m～9.60m之間。其中2號(hào)礦體為本區(qū)的主要礦體。

3.1 礦體特征

該礦體位于礦區(qū)西北部。賦礦標(biāo)高1 656m～1 425m，地表出露長(zhǎng)度307m。礦體產(chǎn)于閃長(zhǎng)巖中，賦礦巖石為含磁鐵礦閃長(zhǎng)巖。礦體地表由間距50m的6個(gè)探槽控制，控制長(zhǎng)度250m。地表礦體真厚度2.35m～4.78m，平均3.73m，厚度變化系數(shù)19.29%。品位TFe13.05%～13.93%，平均13.44%，品位變化系數(shù)3.65%，mFe8.08%～8.40%，平均8.25%，品位變化系數(shù)1.72%；礦體深部由間距100m×105～108m的4個(gè)鉆孔控制(其中ZK1303未見本礦體)，控制礦體厚度5.00m～9.43m，平均6.85m，厚度變化系數(shù)26.88%；TFe12.94%～14.01%，平均13.60%，品位變化系數(shù)5.25%，mFe8.15%～8.43%，平均8.35%，品位變化系數(shù)3.43%。

該礦體呈脈狀，地表延長(zhǎng)307m，延深為213m；礦體走向91°，傾向北北東(1°)，傾角50°～60°；總體厚度2.35m～9.43m，平均5.81m，厚度變化系數(shù)33.57%，礦體形態(tài)復(fù)雜程度屬較穩(wěn)定型；礦石品位TFe12.94%～14.01%、mFe8.08%～8.43%，平均品位TFe13.47%、mFe8.29%，變化系數(shù)4.72%、mFe2.93%，礦體沿傾向品位變化不明顯，屬均勻型礦體。

3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

按礦物變晶形態(tài)，礦石結(jié)構(gòu)包括他形晶粒狀結(jié)構(gòu)、假象粒狀結(jié)構(gòu)。①他形晶粒狀結(jié)構(gòu)：磁鐵礦呈他形粒狀分布于礦石中，磁鐵礦顆粒一般在0.035mm～1.2mm之間。②假象粒狀結(jié)構(gòu)：褐鐵礦呈假象粒狀分布，內(nèi)部有黃鐵礦殘余。

礦石構(gòu)造主要有：塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造。①塊狀構(gòu)造：組成礦石的磁鐵礦、長(zhǎng)石、角閃石顆粒較均勻分布。是本區(qū)的主要礦石構(gòu)造類型之一。②浸染狀構(gòu)造：主要礦石礦物磁鐵礦成零星分布于礦石中。

3.3 礦石成分

3.3.1 礦石礦物成分

礦區(qū)所見礦石類型均為含磁鐵礦閃長(zhǎng)巖。

含磁鐵礦閃長(zhǎng)巖：灰色(地表)—灰綠色(深部)，礦石礦物主要為磁鐵礦(10%～15%)，其次為鈦鐵礦(3%～5%)、黃鐵礦(2%～3%)。磁鐵礦：灰白帶棕色，他形粒狀，均質(zhì)，粒度0.035mm～1.2mm，呈分散狀和聚集體分布，部分與鈦鐵礦連生分布。鈦鐵礦：淺棕色，他形粒狀，非均質(zhì)，粒度<0.4mm，與磁鐵礦連生分布。黃鐵礦：淺黃白色，他形粒狀，粒度0.025mm～0.25mm，零星分布在脈石中和與磁鐵礦連生分布。脈石礦物有斜長(zhǎng)石(56%±)、角閃石(20%±)、輝石(<1%)及少量副礦物。斜長(zhǎng)石：半自形板狀，雙晶可見，并且具彎曲變形現(xiàn)象，大小以0.2mm～2mm之間的細(xì)粒為主，少數(shù)為<0.2mm的微粒。角閃石：柱狀，閃石式解理可見，大小以0.2mm～1mm之間的細(xì)粒為主，少數(shù)顆粒較大，可達(dá)5.5mm左右，并且顆粒中包含有輝石顆粒，其形成晚于輝石。輝石：柱狀，主要由單斜輝石和斜方輝石組成，大小以0.2mm～2mm之間的細(xì)粒為主，少數(shù)為2mm～3.5mm之間的中粒和<0.2mm的微粒。副礦物：主要由磷灰石、鋯石等組成，大小多在0.25mm以下。

3.3.2 礦石化學(xué)成分

礦石中主要有用元素(Fe)分布較為均勻，礦體TFe平均品位13.74%，最高品位16.69%，最低品位12.27%；mFe平均品位8.40%，最高品位9.88%，最低品位8.00%。

根據(jù)化學(xué)全分析的分析結(jié)果，礦體的礦石有害組分S含量在0.18%左右，P含量在0.014%左右，As含量在0.000028%左右，屬于低S、P、As礦石。

3.3.3 礦石類型

礦石工業(yè)類型為需選超貧磁鐵鐵礦石。自然類型按組成礦石的主要鐵劃分為磁鐵礦石，按礦石中脈石礦物劃分為閃石型磁鐵礦，按結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分為塊狀、浸染狀磁鐵礦石。礦石工業(yè)類型為需選鐵礦石。

根據(jù)礦體地表和深部磁性鐵(mFe)對(duì)全鐵(TFe)的占有率及mFe/(TFe-SiFe-SFe-CFe)比值(<85%)，礦石為弱磁性鐵礦石。

3.3.4 礦體圍巖及夾石

礦體圍巖均為閃長(zhǎng)巖。礦體均呈脈狀分布于閃長(zhǎng)巖中，礦體與圍巖產(chǎn)狀基本一致，界線較清晰，風(fēng)化裂隙帶以下，頂?shù)装鍑鷰r堅(jiān)硬程度較強(qiáng)。

礦體中夾石層多為閃長(zhǎng)巖，形態(tài)為透鏡狀、細(xì)脈狀，一般厚度0.2m～0.7m，均小于夾石剔除厚度(2.00m)，沿裂隙節(jié)理分布。礦體圍巖中鐵含量：TFe7.56%～15.51%，平均7.80%，mFe0.56%～5.17%，平均2.18%。

4 礦床成礦機(jī)理及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成礦機(jī)理

斯楞山礦區(qū)超貧磁鐵礦成因類型為屬巖漿分異型磁鐵礦床，產(chǎn)于閃長(zhǎng)巖巖株中，巖體全巖含鐵，礦石與脈石界限不清，依據(jù)化驗(yàn)結(jié)果劃定礦體邊界。礦床形成是從巖漿分異開始，到各巖相和礦體形成為止的一個(gè)成巖、成礦復(fù)雜演化過(guò)程。成分較為均勻的中性巖漿巖侵入于構(gòu)造裂隙帶，由于冷卻作用和壓力以及巖漿中的CO2、H2O、S揮發(fā)組分作用，導(dǎo)致較均勻的巖漿發(fā)生了分異。閃長(zhǎng)巖巖漿上升過(guò)程中鐵鎂質(zhì)巖漿開始析出，形成巖漿晚期結(jié)晶分異低品位鐵礦床，即閃長(zhǎng)巖巖體。閃長(zhǎng)巖巖體即為區(qū)內(nèi)成礦母巖。

4.2 找礦標(biāo)志

直接找礦標(biāo)志：礦體露頭可作為直接找礦標(biāo)志，可用磁鐵直接吸附驗(yàn)證是否含礦。 間接找礦標(biāo)志：對(duì)隱伏礦體可根據(jù)航磁異常、地面磁異常進(jìn)行找礦。