內蒙古甜水井北山鐵礦體地質特征及找礦方向

［摘要］甜水井北山鐵礦位于阿拉善盟額濟納旗境內，研究區(qū)內圈定了4條鐵礦（化）體，均賦存于泥盆系上統(tǒng)圓錐山組深灰色英安巖中，礦體主要受北東東—近東西向構造控制。本文通過對區(qū)域地質、礦體地質特征、礦床成因等因素進行分析研究，為進一步區(qū)內找礦工作提供參考。

［關鍵詞］甜水井北山；熱液型鐵礦；找礦標志；內蒙古

內蒙古地區(qū)礦產資源儲量較大，找礦發(fā)展空間廣泛。北山成礦帶是西北固體金屬礦產主要資源地之一，已發(fā)現(xiàn)銅-多金屬、銅鎳、富鉛鋅、鈾、錳等礦產地幾十處，已成為內蒙古西北地區(qū)一個重要資源遠景區(qū)[1]。

1 區(qū)域地質背景

1.1 區(qū)域礦產資源概況

區(qū)內位于額濟納旗-雅干華力西期鐵-金、銅、鉬、鎳成礦帶（Ⅲ-8）—黑鷹山—雅干鐵、鉬成礦帶，五級成礦帶—黑鷹山—烏珠兒噶順鐵、銅、金成礦帶（Ⅴ81-1）內[2，3]，礦產資源以鐵、鐵銅為主。區(qū)域內典型礦床有黑鷹山鐵礦床、碧玉山磁鐵礦床。其中黑鷹山鐵礦礦產資源總量為0.32×1012 t，占全區(qū)該類已探明的該礦產資源總產量的46.2%。已探明的熱液形礦石總量達1.1×1012 t，占全區(qū)已探明的該類礦產資源總量的4.03% [4]。鐵礦化主要在英安巖和英安質流紋巖中呈團塊狀、條帶狀和脈狀產出，并且構成具有工業(yè)價值的礦體。

1.2 區(qū)域大地構造位置

本區(qū)大地構造位于塔里木板塊—北山古生代造山帶—紅石山-圓包山古生代活動陸緣北緣。

1.3 地層

區(qū)域內地層發(fā)育，出露的地層單位有泥盆系下—中統(tǒng)紅尖山組（D1-2h）、清河溝組（D1-2q），泥盆系上統(tǒng)圓錐山組（D3y）、石炭系下統(tǒng)綠條山組（C1l）、白堊系下統(tǒng)赤金堡組（K1?）、新近系上新統(tǒng)苦泉組（N2k）（圖2）。

1.3.1泥盆系下—中統(tǒng)紅尖山組（D1-2h）：分布于區(qū)域西北角甜水井北山北部，厚度大于3198 m。該套地層受到后期巖體的侵入而支離破碎，其北部被石炭紀花崗閃長巖侵入，南部被二疊紀二長花崗巖侵入，西部被第四系覆蓋。主要巖石類型為灰色安山巖、玄武安山巖、氣孔狀安山巖，由于受后期構造因素、巖漿活動和熱液活動的改造，巖石普遍發(fā)生碎裂化及劈理化，并發(fā)生不同程度的蝕變，主要有絹云母化、綠泥石化及角巖化。

1.3.2泥盆系下—中統(tǒng)清河溝組（D1-2q）：分布于區(qū)內中北部，出露不連續(xù)，厚度大于577 m，該套地層受到后期斷層的切割而支離破碎。巖性主要為長石砂巖、灰?guī)r、硅質巖、礫巖等，色調以灰、深灰色為主。碎屑巖的碎屑成分以中—基性火山巖屑、長石含量為主，少量石英，碎屑磨圓中等，雜亂分布。主要為一套細碎屑巖，具水平層理，富含底棲生物化石，反映清河溝組為海相沉積。

1.3.3泥盆系上統(tǒng)圓錐山組（D3y）：分布于甜水井北山、甜水井南山等地，厚度大于2087 m，呈近東西向帶狀分布。該套地層受構造破壞和后期巖體侵入而支離破碎，在甜水井北山北與綠條山組（C1l）為斷層接觸，被泥盆紀、石炭紀、二疊紀侵入巖侵入。

巖石類型為灰紫色、灰綠色、深灰色英安巖、英安質角礫熔巖、安山質角礫熔巖、安山巖、含角礫流紋質凝灰熔巖、含角礫英安質凝灰熔巖、流紋巖、英安質凝灰熔巖、英安質火山角礫巖、流紋質角礫凝灰?guī)r、含角礫安山質凝灰熔巖、含角礫流紋質熔巖夾結晶灰?guī)r、砂巖。由于受后期構造因素、巖漿活動和熱液活動的改造，巖石普遍碎裂化及劈理化，并發(fā)生強烈蝕變，主要有絹云母化、青盤巖化、碳酸巖化和角巖化。

1.3.4石炭系下統(tǒng)綠條山組（C1l）：分布于甜水井北山以北及雙色山等地，呈近東西向帶狀展布。受構造破壞和中新生代地層嚴重覆蓋，零星出露，未見頂?shù)?，厚度大?924 m。與圓錐山組（D3y）為斷層接觸，被下白堊統(tǒng)赤金堡組（K1?）不整合覆蓋，被后期雙色山基性侵入巖侵入。巖石類型為灰—深灰色泥質粉砂巖、長石石英砂巖、粉砂質板巖、硅質巖及少量的灰?guī)r透鏡體，長石雜砂巖夾綠簾綠泥板巖。巖石成分、結構成熟度低。未見生物化石和沉積構造，反映了為一套次深海相沉積。

1.3.5白堊系下統(tǒng)赤金堡組（K1?）：分布于區(qū)域甜水井東部的山間斷陷盆地之中。該套地層分布范圍雖廣，但地層露頭不佳，產狀較平緩，多為第四系掩蓋。赤金堡組（K1?）不整合于區(qū)內古生代地質體之上，被上新統(tǒng)苦泉組（N2k）不整合覆蓋。區(qū)內赤金堡組（K1?）未見頂?shù)祝穸却笥?90 m。

巖石類型主要有灰綠色、灰黃色粉砂質泥巖、砂礫巖、泥質砂巖、長石砂巖夾黑色泥巖（含放射性分散元素）、紫紅色泥巖，少量植物化石層。發(fā)育硅化木，反映了赤金堡組總體為一套濱湖—淺湖相沉積，局部見河流相。

1.3.6新近系上新統(tǒng)苦泉組（N2k）：出露于甜水井北山南，出露厚度小于5 m。巖性為弱固結的磚紅色礫巖、砂礫巖、含礫粉砂巖、粉砂質泥巖，為一套內陸湖泊相紅色建造。

1.4 構造

區(qū)域上紅石山—百合山—六駝山大斷裂從區(qū)內通過，主要表現(xiàn)為泥盆系和石炭系地層的碎裂巖化和近東西向逆斷層和局部地段的糜棱巖化，這些構造形跡構成了區(qū)內構造格局。

1.5 侵入巖

區(qū)內侵入巖主要呈巖基狀產出，中部多呈小巖株狀侵入在晚古生代地層之中?？臻g上總體呈北西西向帶狀展布，與區(qū)域構造線方向基本一致，主要集中在華力西期，成因類型均為“I型”花崗巖。主要有泥盆紀、石炭紀和二疊紀侵入巖。

2 礦區(qū)地質特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層由老至新分別為上泥盆統(tǒng)圓錐山組（D3y），中石炭統(tǒng)綠條山組（C1l），新近系上新統(tǒng)苦泉組（N2k）和第四系全新統(tǒng)。其中圓錐山組（D3y）火山巖與區(qū)域鐵礦（床）點、鐵銅礦（化）關系的密切，測區(qū)內小型鐵礦（床）點均產于其中。

甜水井北山該組火山巖中產出鐵礦，含礦層位較穩(wěn)定，礦體以扁豆體、透鏡體產出和具平行排列為最大特點，鐵礦體產狀基本與巖層產狀一致，局部二者呈互層出現(xiàn)。

2.2 構造

2.2.1褶皺構造

在研究區(qū)北部一帶出露地層為早石炭統(tǒng)綠條山組，發(fā)育小型緊閉褶皺，軸線與區(qū)內構造線方向基本一致。

2.2.2斷裂構造

區(qū)內北東向—北東東向斷裂，貫穿本區(qū)中部，位于泥盆系上統(tǒng)圓錐山組與石炭系下統(tǒng)綠條組之間。其次北西向、南北向斷裂發(fā)育，北西向斷裂多切割近北東向—北東東向斷裂。在甜水井北山，由于受到三疊紀的破碎作用，破壞和改造了早期的劈理構造，現(xiàn)為北東向展布的大型破碎帶。

2.3 巖漿巖

區(qū)內侵入巖分布較少，零星分布，呈巖基、小巖株及脈狀產出，僅見石炭紀花崗閃長巖和輝長巖、二疊紀正長花崗巖和二長花崗巖。區(qū)內脈巖較為發(fā)育，有花崗巖、花崗細晶巖、花崗斑巖、二長花崗巖、花崗閃長巖、正長斑巖、正長花崗巖、閃長巖、輝綠巖、輝綠玢巖、輝長巖及石英脈。以北東向、北西向脈巖發(fā)育，次為南北向脈巖。石英脈出露最多，次之為花崗巖脈、輝綠巖脈。

3 物探特征

泥盆系圓錐山組的地層磁化率變化范圍為3.73～1547.91 （4π×10-6SI），平均值97.4（4π×10-6SI）左右；剩余磁化強度變化范圍為3.48～364.55 （10-3A/m），平均值168.41（10-3A/m）。該地質單元部分含磁性是引起區(qū)域性磁異常的主要場源。

C1-1磁異常呈北西向帶狀分布在泥盆系圓錐山組地層中，區(qū)內分布有北西向、北東向花崗巖脈。該異常為高強度正磁異常，且高值區(qū)在異常范圍內呈跳躍分布，異常變化范圍在200～500 nT，北側伴有強度不大的負磁異常。C1-1子異常最高正磁異常值1187.4 nT，一般異常值在200～500 nT，且高值區(qū)在異常范圍內呈跳躍分布，為高強度正磁異常，北側伴有強度不大的負磁異常。經綜合研究，初步推斷該高磁異常向西南傾斜、且有一定下延深度的隱伏巖體（磁性體）引起。研究區(qū)推測的F2 斷裂呈北西向分布C1-1 高磁異常范圍（圖3）。

進一步分析C1-1磁異常特征，通過該磁異常極值點沿東西向布置CP1高磁剖面測量。從CP1磁剖面數(shù)據(jù)按球狀體反演磁性體，深約262 m，半徑約132 m，磁性體中心位置點號156， 槽探TC2鐵礦脈位于152點附近，相距約40 m，從整個磁異常特征及已知地質情況來看，推斷下部為埋深較大的含磁性體。

4 礦脈地質特征

（1）鐵礦（化）體（Fe1）

出露于泥盆系上統(tǒng)圓錐山組深灰色英安巖中，地表圈定鐵礦（化）體一條，走向近南北向，傾向約270°，傾角80°，出露長約50 m，寬約1～3 m。鐵礦（化）體（Fe1）位于C1-1磁異常中心區(qū)范圍，布置地表探槽TC1、TC2，其中TC2，TFe品位最高，樣長1.5 m，TFe 29.29%，mFe0.50%，Cu0.0015%。經鉆孔ZK1驗證，根據(jù)化學樣分析結果圈定赤鐵礦（化）體1層、磁鐵礦（化）體2層。48.70～50.80 m，假厚度2.1 m，品位TFe17.34%～20.07%，mFe0.41%～0.65%，平均品位TFe18.7%，mFe0.53%，該赤鐵礦（化）體與地表槽探赤鐵礦化體對應；136.3～140.3 m，假厚度4 m，品位TFe24.74%～27.64%，mFe17.76%～22.44%，平均品位TFe24.31%，mFe19.74%；151.4～152.4 m，假厚度1m，品位為TFe30.84%，mFe23.65%。

（2）鐵礦（化）體（Fe2、Fe3、Fe4）

出露于泥盆系上統(tǒng)圓錐山組深灰色英安巖中，出露三條鐵礦（化）礦脈，長20～50 m，寬1～1.1 m，走向近南北向，呈左行雁列式排列，傾向270°～295°，傾角80°～85°。地表經槽探揭露，鐵礦（化）體（Fe2- Fe4），樣品分析品位TFe 15.52%～37.22%，mFe0.46%～5.38%。鐵礦（化）體（Fe3）經ZK2 驗證，最高品位TFe10.75%，mFe3.14%，有明顯礦化顯示，但未達到邊界品位。

礦化體容礦巖石為赤鐵礦化次生石英巖、赤鐵礦化次生石英巖化流紋質凝灰?guī)r。

赤鐵礦化次生石英巖，顯微粒狀變晶結構，塊狀構造，巖石主要由不透明鐵礦物組成，呈半自形粒狀假象，粒徑0.3～0.8mm，含量gt;50%；交為顯微粒狀變晶石英，粒徑0.01～0.05mm，含量lt;50%。

赤鐵礦化次生石英巖化流紋質凝灰?guī)r，交代殘余結構，塊狀構造，巖石由大量粒狀片狀赤鐵礦、鏡鐵礦組成，含量80%，少量為次生石英脈，主要為顯微變晶石英組成，弱絹云母化，有晶屑狀斜長石、鉀長石。

5 礦石質量特征

5.1 礦石物質組成

礦石礦物成份：金屬礦物主要為磁鐵礦、假象赤鐵礦，次為褐鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦，脈石礦物為石英、磷灰石、方解石、螢石、綠泥石等。

5.2 礦石結構構造

礦石結構為自形—半自形細粒結構及等粒結構。礦石構造為致密塊狀構造和稠密浸染狀構造及細脈狀構造。

6 礦床成因及找礦標志

6.1 礦床成因

研究區(qū)內所發(fā)現(xiàn)的鐵、鐵銅礦化點均產于圓錐山組（D3y）英安巖、英安質含角礫熔巖中。從成因類型來分析，帶內各礦化點均為火山沉積熱液疊加型，并且具有多期熱液活動、多期成礦的特征。

晚泥盆世，本區(qū)火山活動加劇，甜水井—清河溝陸緣島弧逐漸發(fā)展成熟，形成了圓錐山組（D3y）中酸性火山沉積建造。并伴隨酸性巖漿的噴發(fā)，有大量的鐵、銅成分富集，形成甜水井北山鐵、鐵銅等一系列多金屬礦化[6]。

早石炭世和晚石炭世早期本區(qū)應力有擠壓轉為拉張，逐漸形成弧后盆地，在泥盆系火山沉積的基礎上接受了一套由淺海相碳酸鹽、碎屑巖直至次深海相含鈣、鎂質的硅質巖、泥巖等沉積，即綠條山組砂礫巖和板巖。

晚石炭世晚期應力再度轉為擠壓，受南北向的擠壓古亞洲洋進一步收縮，下—中泥盆統(tǒng)紅尖山組（D1-2h）、清河溝組（D1-2q）、上泥盆統(tǒng)圓錐山組（D3y）、下石炭統(tǒng)綠條山組（C1l）的碎屑巖等，一同發(fā)生褶皺變形，并形成紅石山—孔雀溝—百合山構造帶（區(qū)域性韌、脆性變形帶），在區(qū)域動力熱流的作用下，發(fā)生了低綠片巖相的變質作用。與此同時，甜水井超單元“Ⅰ”型花崗巖侵位。這一時期本區(qū)熱液活動強烈，使之前形成的巖石發(fā)生了青盤巖化、硅化、絹云母化、綠泥石化、綠簾石化等蝕變，并使銅、金、鐵等成礦元素富集，最終形成了甜水井北山鐵銅礦化帶。

總之，圓錐山組、綠條山組地層以及北東東—近東西向構造破碎帶是本成礦化帶的主要控礦因素。

6.2 找礦標志

含礦巖性建造主要為赤鐵礦化次生石英巖、赤鐵礦化次生石英巖化流紋質凝灰?guī)r，礦物組合為赤鐵礦、褐鐵礦、磁鐵礦，蝕變以褐鐵礦化、碳酸鹽化為主，主要控礦構造為北東向，容礦構造為近南北向斷裂。根據(jù)礦體空間賦存特征、控礦因素、圍巖蝕變、礦石結構、構造及礦物組合特征，認為該礦化體屬“構造熱液成因”類型。

①構造標志：北東東—近東西向甜水井北山構造破碎帶中，破碎帶內巖石北東東—近東西向構造裂隙發(fā)育。該構造破碎帶嚴格控制了鐵礦體的空間展布，是主要的導礦和賦礦構造。

②圍巖蝕變標志：褐鐵礦、黃鐵礦、碳酸鹽化等。

③巖性標志：泥盆系上統(tǒng)圓錐山組赤鐵礦化次生石英巖、赤鐵礦化次生石英巖化流紋質凝灰?guī)r。

④地球物理標志：高強度正磁異常，最高正磁異常值1187.4 nT，一般異常值在200～500 nT，是其重要的的找礦標志。

［參考文獻］

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