新疆奧爾塘鐵磷礦地質特征及找礦意義?

袁家忠夏學惠 郗國慶 張 亮 武奕立

中化地質礦山總局地質研究院，河北涿州，072754

新疆奧爾塘鐵磷礦地質特征及找礦意義?

袁家忠*夏學惠 郗國慶 張 亮 武奕立

中化地質礦山總局地質研究院，河北涿州，072754

通過庫魯克塔格地區(qū)基性-超基性雜巖帶的綜合研究，在奧爾塘地區(qū)發(fā)現(xiàn)了磁鐵礦-磷灰石礦床，該礦床產于隱伏的輝長巖雜巖體中。對該含礦巖體特征、巖礦石化學組成、微量元素、稀土元素組成與礦床地質特征的調查研究，表明庫魯克塔格地區(qū)基性-超基性雜巖帶鐵磷礦成礦條件好，找礦前景可觀。

雜巖帶 磁鐵礦-磷灰石礦床 找礦方向 新疆

1 區(qū)域成礦環(huán)境背景

奧爾塘鐵磷礦是在地質大調查工作中新發(fā)現(xiàn)的磁鐵礦-磷灰石礦床，礦區(qū)位于庫魯克塔格地區(qū)，該區(qū)處于塔里木地塊東北緣，北部以南天山縫合線和哈薩克斯坦板塊相接。黃汲清【1】（1985）稱其為庫魯克塔格斷隆。西安地質礦產研究所在承擔國家科技攻關項目研究時根據(jù)該區(qū)以前寒武紀地體為主，加之太古宙、古元古代的獨自構造演化歷史，將該區(qū)確定為元古宙裂谷活動帶。該裂谷帶發(fā)生在太古宙古老基底之上。由于幔隆成穹作用影響，區(qū)域熱流值較高產生拉張，裂陷且伴隨強烈的火山活動，形成托克拉克布群弱堿性-酸性雙模式火山巖（葉良和等【2】，1995）。裂谷在形成后構造運動的影響下，伴隨相應的火山活動，局部地域出露鈣堿性系列火山巖類，它們是地幔物質與地殼之間相互作用的產物。

庫魯克塔格地區(qū)前寒武系分布廣泛，區(qū)內出露地層主要為太古宇和元古宇變質巖系。

太古宇托克拉克群以一套陽起綠簾云母斜長片麻巖，眼球狀混合花崗片麻巖、斜長角閃片巖、黑云斜長變粒巖、石榴石斜長變粒巖、透閃石變粒巖為主構成。古元古界興地塔格群為一套海相碎屑巖-碳酸鹽建造變質而成的角閃-綠簾巖相的變質巖系。主要由十字石、石榴石、藍晶石、矽線石、黑云母組成的各種片巖、石英巖等。局部地域有火山噴發(fā)活動，以碳酸巖及火山巖為主。

太古宙本區(qū)裂谷拉張作用形成以雜砂巖沉積為主，其后發(fā)生大量火山噴發(fā)活動，伴隨著成熟度較低的碎屑沉積。

古元古界在該區(qū)總體呈現(xiàn)一套濁流沉積旋回，稀土元素分析表明裂谷盆地由太古宙的還原環(huán)境，進入了氧化環(huán)境階段。

Eu/Eu2和CE的含量都介于大陸島弧和安第斯活動陸緣的構造環(huán)境（陸松年【3】，1992）。大約在 1200Ma（葉良和等【2】，1995），發(fā)生基性、超基性巖侵位，600～900 Ma期間該區(qū)又出現(xiàn)大量偏堿性基性、超基性巖及碳酸巖的侵位。巖漿巖的侵位受東西向興地深大斷裂控制明顯。

2 含礦巖體地質特征

奧爾塘巖體為一處隱伏巖體，位于興地深斷裂南側，通過鉆探驗證，巖體埋深 142.20m，巖石主要類型為輝長巖、正長巖及少量輝綠巖等。

輝長巖：分布在雜巖體的中下部，巖石為灰－深灰色，塊狀構造，中粗粒半自形晶結構，礦物成分：透輝石，半自形粒狀，粒度約為 0.5～1.5mm，含量約占 30%～40%。斜長石：它形、粒狀、粒度約為1～2mm，含量約占40%～50%。磁鐵礦，半自形粒狀，粒度約為0.5～3 mm，含量一般為5%～15%。磷灰石， 主要為自形、半自形柱狀，粒度約為0.2～1mm，含量一般為2%～5%，其余主要為角閃石、黑云母等。磁鐵礦、磷灰石可局部富集成礦。巖石主要化學成分特征是P2O5含量較高。

正長巖：分布在雜巖體頂部和中部，與圍巖界線比較明顯。巖石呈灰白-淺肉紅色，塊狀構造，中粗粒半自形晶結構，礦物成分：正長石，半自形粒狀，粒度約為1～3 mm，含量約占50%～65%，其次為角閃石、斜長石、少量黑云母、石英等。

輝綠巖：分布在雜巖體的中下部，厚度一般為幾米至十余米。巖石呈深灰色，輝綠結構，塊狀構造。礦物成分：斜長石，半自形-它形，粒度一般為0.1～0.3 mm，含量約30%～40%；普通輝石，它形，分布于斜長石顆粒間，含量約25%～35%；次要礦物為角閃石、黑云母、磁鐵礦、磷灰石等。

3 磁異常特征

通過1∶1萬高精度地面磁法測量，發(fā)現(xiàn)3處磁異常區(qū)（圖1），編號C24-1、C24-2、C24-3。

圖1 奧爾塘地區(qū)△T 等值線平面圖Fig.1 △T Isoline plane of Aoertang district

其中：C24-1異常，異常范圍3.06km2，△T最大值960 nT，平面形態(tài)為近北西走向的長軸狀，兩側無負值伴生， 異常北西端出現(xiàn)負值，經異常解釋，推測異常均為超基性雜巖體引起，超基性巖體規(guī)模長約2600m，寬約600m， 近北西走向，產狀近似直立。C24-2異常，異常范圍1.0km2，△T最大值550 nT，平面形態(tài)為等軸狀， 無負值伴生，整個異常較為寬緩， 異常梯度變化較小，反應磁性體埋深較大。經異常解釋，推測異常為埋深較大超基性雜巖體引起。C24-3異常，異常范圍8.19km2，△T最大值1150 nT，平面形態(tài)為近似等軸狀， 形態(tài)較規(guī)則，北側有明顯負異常伴生， 異常梯度變化較明顯。經異常解釋，推測異常為超基性雜巖體引起。巖體為近西北向短軸橢圓形，長約2200m，寬約1600m，巖體可能向北西方向傾伏。

本文所討論的巖體地質特征與C24-1號異常有關。

4 含礦巖體巖石化學特征

4.1 主元素特征

巖體巖石主要化學成分見表 1（樣品取自ZK04、ZK8-1鉆孔）。表中可見，巖石的SiO2含量在 49.70%～69.58%之間，Al2O3含量變化在12.00%～13.43%之間，TiO2含量變化在0.63%～2.77%之間。

K2O+Na2O含量在 3.00%～7.60%，按 SiO2和（K2O+Na2O）的含量及其相關變化，投入圖解（圖 2）中，可以看出，巖石投影都落在堿性玄武巖系列區(qū)。而在K2O-Na2O關系圖上（圖3），雜巖體巖石二個落在鈉質區(qū)，一個落在鉀質區(qū)，說明區(qū)內雜巖體應屬（鉀、鈉質 ）堿性-偏堿性巖系列。

表1 巖體巖石化學成分1）Table 1 Chemical composition of rock body

圖2 雜巖體巖石SiO2-K2O+Na2O關系圖Fig.2 SiO2-K2O+Na2O relation chart of complex rock body

圖3 雜巖體巖石K2O-Na2O關系圖Fig.3 K2O-Na2O relation chart of complex rock body

將雜巖體巖石作 Al2O3-SiO2變異圖（圖4），巖石投影點分布在鋁質區(qū)內，可以看出巖體具有富鋁的特點。

在鎂鐵比值（Mg/TFe）與基性度（TFe+Mg/Si）變異圖中（圖5），主要落在鐵鎂質區(qū)，反映出巖體分為鐵鎂質及鎂鐵質巖類。

圖4 雜巖體巖石Al2O3-SiO2變異圖Fig.4 Al2O3-SiO2variation chart of of complex rock body

圖5 雜巖體巖石（Mg/TFe）-（TFe+Mg/Si）變異圖Fig.5（Mg/TFe）-（TFe+Mg/Si）variation chart of of complex rock body

4.2 微量元素特征

巖體微量元素見表 2。根據(jù)這些微量元素的地球化學特性，我們把表中所列的15種元素分為四類，它們是過渡族鎂鐵質微量元素V、Cr、Co、Ni；親硫族造礦元素Cu、Zn、Pb、Sn、Mo、As、Sb；大離子半徑親石元素 Sr、Ba；不活動組分Zr、Ga。

根據(jù)表2分析可見，過渡族親鐵元素V 變化范圍為 24.7×10-6～164×10-6，Cr的變化范圍為12.50×10-6～27.6×10-6，Co 的含量為 6.05×10-6～25.6×10-6，Ni的含量變化為 6.5×10-6～18.6×10-6?？偟膩砜矗c維諾格拉多夫元素在超基性巖和基性巖中的豐度值（表3）比較，該區(qū)巖石中V 、Cr、Co、Ni的含量均較低，僅個別巖石中含量偏高。

表2 巖體微量元素含量（10-6）Table 2 Rock body microelement content（10-6）

表3 元素在巖漿巖中的豐度（10-6）Table 3 Element abundance in magmatic rock（10-6）

親硫族造礦元素Cu為 20.9×10-6～43.1×10-6，Pb 為 11.8×10-6～26.4×10-6，Zn 為 88.8×10-6～150×10-6，Sn 為 1.10×10-6～1.11×10-6，Mo 為1.22×10-6～1.41×10-6，As為 0.31×10-6～13.6×10-6，Sb 為 1.06×10-6～2.56×10-6，可以看出造礦元素含量明顯高于其在超基性巖和基性巖中的背景值。

大離子親石元素Sr的含量變化在446×10-6～665×10-6，Ba 的含量變化在 4005×10-6～1660×10-6，相對富集。

不活動組分 Zr含量變化在 196×10-6～518×10-6， Ga 的含量為 23.6×10-6～26.2 ×10-6，稍高于背景值。

總的來看，輝長巖中，Cr、Ni、Co等元素含量較低，而 Ba、Sr、Pb、Cu、Zn、P、Zr、Ca、V等含量較高。對比巖體中主要元素與微量元素的關系，可以看出二者間的不和諧性，基性巖中豐度高的元素 Cr、Ni、Co等含量卻低，而基性巖中豐度低的元素卻含量高。這些特點是含鐵、磷偏堿性超基性巖所特有的，是鐵、磷在巖漿中富集的重要因素。

4.3 稀土元素特征

稀土元素化學分析結果見表4。

樣品球粒隕石標準化的稀土元素組成繪入圖6，從表4及圖6可以看出，稀土元素總量∑REE為 171.07×10-6～757.13×10-6， 稀土總量較高。

正長巖中稀土總量為757.13×10-6，與堿性巖中稀土元素豐度較高是吻合的?！芁REE/∑HREE為13.91， 顯示出輕稀土元素高度富集的特點，其稀土配分圖中，正長巖稀土配分曲線基本上呈較為平直的曲線。

輝長巖稀土配分曲線顯示 Ce輕度負異常，稀土總量變化在 325.74×10-6～470.05×10-6，∑LREE/∑HREE值為 5.29～5.69。

輝綠巖稀土總量為 171.07×10-6，∑LREE/∑HREE值為2.74，為最低。

表4 巖體稀土元素分析結果（10）Table 4 Rare earth element analysis result of rock body（10-6）

圖6 巖體稀土元素配分模式（樣號同表4）Fig.6 Rare earth element partitioning model of rock body

5 礦床地質特征

5.1 礦體地質特征

礦體分布在C24-1號磁異常區(qū)內，產于巖體的輝長巖中，為全隱伏礦體（圖7）。

圖7 奧爾塘評價區(qū)ZK04～ZK8-1縱剖面圖Fig.7 ZK04～ZK8-1 vertical profile map of aertang area

Ⅰ號礦體：為鐵磷礦體，位于孔深263.51～265.13m， 厚度 1.62m。礦體長約 750m，寬約450m。礦體走向約 350°，傾向 260°，傾角平緩 2～5°左右。TFe平均品位 15.58%。P2O5平均品位2.73%。

Ⅱ號礦體：為磁鐵礦礦體，位于孔深438.00～443.00m， 厚度5.00m。礦體長約1300m，寬約250～550m。礦體走向約350°，傾向260°，傾角平緩2～5°左右。TFe品位22.92%～29.86%，平均25.43%。P2O5平均含量1.53%。

Ⅲ號礦體：為磁鐵礦礦體，位于孔深446.00～453.00m， 厚度7.00m。礦體長約1300m，寬約250～550m。礦體走向約350°，傾向260°，傾角平緩2～5°左右。TFe品位21.05%～28.18%，平均25.21%。P2O5平均含量1.71%。

Ⅳ號礦體：為鐵磷礦體，位于孔深460.85～500.85m 厚度18.00～40.00m。平均29.00m。礦體長約 1850m，寬約 250～550m。礦體走向約350°，傾向 260°，傾角平緩 2～5°左右。P2O5品位2.52%～4.48%，平均3.30%。TFe品位12.54%～24.35%，平均17.80%。

5.2 礦石特征

礦石礦物主要有磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石。脈石礦物主要有普通輝石、少量透輝石、斜長石、少量黑云母、綠泥石、黃鐵礦等。

磁鐵礦，呈深灰色、黑色，結晶程度不一，以半自形晶為主，它形晶次之。粒徑一般為0.2～1.5mm，多以集合體形式嵌布。

磷灰石，一般為半自形，呈六方柱狀及粒狀產出，少量呈長柱狀或針狀。粒徑一般為 0.1～1mm，一般情況下，磷灰石與周圍礦物接觸線平整，成分散顆?；蚣象w嵌布。

礦石結構主要為結晶粒狀結構、海綿隕鐵結構。礦石構造以浸染狀構造為主，團塊狀構造次之。

結晶粒狀結構：磁鐵礦、磷灰石、呈自形、半自形、他形晶體，呈集合體或分散粒狀分布。海綿隕鐵結構：磁鐵礦、磷灰石充填在斜長石、輝石晶間空隙中。

浸染狀構造：磁鐵礦、磷灰石呈星散狀均勻分布。團塊狀構造：磁鐵礦、磷灰石呈不規(guī)則集合體分布。

礦石中主要有用組分為 Fe、P，呈獨立礦物磁鐵礦和磷灰石在礦石中存在。

礦石其他主要化學成分及含量為——磁鐵礦石：SiO225.94%、Al2O38.22%、TiO29.27%、Fe2O338.30%、FeO 2.09%、MnO 0.26%、MgO 4.81%、CaO 6.44%、K2O 0.33%、Na2O1.45%、CO20.79%。鐵磷礦石：SiO232.80%、Al2O37.38%、TiO25.77%、Fe2O330.42%、FeO 1.82%、MnO 0.30%、MgO7.76%、CaO 9.32%、K2O 0.25%、Na2O 1.28%、CO22.36%。

磁鐵礦、鐵磷礦石中有害組分含量主要為As、F。磁鐵礦石中 As的含量為 0.23×10-6～0.34×10-6，F(xiàn)的含量為 0.12%。鐵磷礦石中 As的含量為0.17×10-6～4.21×10-6， F的含量為0.19%～0.31%。有害組分含量在允許范圍之內，不影響礦石的加工和利用。

磁鐵礦、鐵磷礦礦石中伴生有益組分為TiO2，可綜合利用。微量元素Cu、Ni、Co含量一般都低于250×10-6，均未達到綜合利用含量。

礦石自然類型：主要為浸染狀磁鐵礦磷灰石礦石、浸染狀磁鐵礦礦石，次為團塊狀磁鐵礦磷灰石礦石、團塊狀磁鐵礦礦石。

礦石工業(yè)類型：礦石工業(yè)類型簡單，為磁鐵礦礦石、磁鐵礦磷灰石礦石。

6 結論

綜合研究認為奧爾塘巖體是一處含鐵磷偏堿性輝長巖雜巖體【4】，巖體分異較好，鐵磷礦呈層狀分布，雜巖體磁異常圈閉面積 12km2。成礦條件很好，具找礦前景。

庫魯克塔格地區(qū)可劃分出烽火臺-卡烏留克塔格、奧爾塘－大西溝、團結村北山三個鐵磷礦成礦遠景區(qū)，找礦潛力大【5】。奧爾塘鐵磷礦的發(fā)現(xiàn)對該區(qū)進一步開展找礦工作具有重要意義。

1 黃汲清，任紀舜，姜春發(fā)，等. 中國大地構造及其演化[M]. 北京：科學出版社，1985

2 葉良和，楊合群，洛長義，等. 興地基性-超基雜巖帶評價研究報告[R]. 西安地質研究所，1995

3 陸松年. 新疆庫魯克塔格元古宙地質演化[J]. 地礦部天津地質礦產研究所所刊，1992，26～27

4 夏學惠，袁家忠，郗國慶，等. 塔里木地臺北緣內生磷礦預測及資源遠景評價[J]. 化工礦產地質，2006，(增刊)

5 夏學惠，袁家忠，郗國慶，等. 新疆塔里木盆地北緣內生磷礦調查評價報告[R] .中化地質礦山總局地質研究院，2006

GEOLOGICAL CHARACTERISTICS AND PORSPECTING SIGNIFICANCE OF MAGNETITE-APATITE DEPOSIT OF AERTANG AREA IN SINKIANG

Yuan Jiazhong Xia Xuehui Xi Guoqing Zhang Liang Wu Yili
Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau ,Zhuozhou, Hebei, 072754, China

After studying the basic-ultra basic complex zone synthetically in Kuluke Tag area, we found the magnetite-apatite deposit in Aertang area which occurs in buried gabbro complex rock body. According to the research on the characteristics, chemical compositions, microelement and rare element compositions as well as the deposit geological characteritics of ore-bearing rock body, It shows that there is better metallogenic conditions for magnetite-apatite in basic-ultra basic complex zone in Kuluk Tag area.

complex zone, magnetite-apatite deposit, prospecting direction， sinkiang

P618.31+P619.213

：A

：1006-5296（2010）02-0105-07

? 本文是國土資源大調查項目的部分成果，項目編號：1212010632801

* 第一作者簡介：袁家忠（1962～），男，主要從事礦床地質與評價工作，高級工程師

2010-01-12