蒙古國中戈壁省某鐵多金屬礦床地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志

馮昌格，王玉杰，郝獻晟，郭百創(chuàng)

（1．中國冶金地質(zhì)總局山東正元地質(zhì)勘查院，山東 濟南250101；2．蒙古正元有限責(zé)任公司，山東 濟南250101）

蒙古國中戈壁省某鐵多金屬礦區(qū)地處中蒙褶皺系北緣，戈壁－克魯倫鐵鋅多金屬成礦帶西南部（圖1）。戈壁－克魯倫鐵鋅多金屬成礦帶共發(fā)現(xiàn)一百多處鐵礦床（礦點），其中大型、中型和小型鐵礦數(shù)十處，主要為沉積變質(zhì)型和矽卡巖型。該礦是戈壁－克魯倫鐵鋅多金屬成礦帶最大的矽卡巖型礦床，估算332＋333鐵礦石資源量5000萬t，伴生鋅金屬量40多萬t。前人文獻主要集中在地球物理特征方面。本文介紹了該礦床成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征，并在此基礎(chǔ)上對礦床成因類型進行了簡要探討，以期為本區(qū)找礦工作提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1．1 地層

區(qū)域上發(fā)育有中元古代、古生代、中生代及新生代地層。中元古代地層巖性主要為灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r、石英角閃片巖、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖、硅質(zhì)灰?guī)r等，區(qū)域內(nèi)該套地層與三疊紀巖漿巖的接觸帶上常形成矽卡巖型多金屬礦化。古生代地層僅出露二疊系，巖性主要為安山巖、英安巖、安山質(zhì)英安巖、凝灰?guī)r、流紋巖、粗面巖、粗面流紋巖、流紋斑巖。中生代地層僅小面積出露白堊系宗巴音組地層下部，巖性主要為砂巖、粉砂巖、黏土巖、礫巖等。第四系主要分布在低洼、河谷區(qū)，巖性為黏土、亞黏土、砂等。

1．2 構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，以北西向和北東向為主，是區(qū)內(nèi)控巖控礦構(gòu)造。

1．3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖分布廣泛，主要為中生代晚侏羅世的中粗粒花崗巖、花崗斑巖、閃長巖、花崗閃長巖、細?；◢弾r；三疊紀花崗正長巖、石英正長閃長巖；元古代花崗巖、閃長巖等。中生代三疊紀巖漿巖與成礦關(guān)系密切。

1．4 區(qū)域地球物理特征

區(qū)域磁場顯示為低緩的負場，在此背景場上疊加一條弧形高值異常帶，異常帶位于花崗巖與元古界石灰?guī)r的接觸帶上，表明異常帶為成礦有利異常地帶。多處異常已被證實為礦致異常。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2．1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層為中元古界、二疊系和第四系。中元古界地層在礦區(qū)西南部和北部見有出露，走向北西320～330°，傾向北東，傾角50～70°，巖性主要為灰?guī)r、大理巖化灰?guī)r、大理巖、薄層石英角閃片巖。礦區(qū)內(nèi)中元古代巖石多遭受到熱液改造，表現(xiàn)為硅化、矽卡巖化，其蝕變程度不同。該層位與礦化關(guān)系密切相關(guān)，鐵礦體的分布與灰?guī)r和巖體接觸交代的矽卡巖帶分布一致。礦區(qū)地質(zhì)簡圖見圖2。

圖1 蒙古國多金屬成礦帶分布圖

二疊系主要為火山沉積產(chǎn)物，在礦區(qū)內(nèi)大面積出露，巖性為凝灰?guī)r、凝灰角礫巖、凝灰熔巖及安山質(zhì)、英安質(zhì)、流紋質(zhì)凝灰?guī)r等。礦區(qū)內(nèi)所有火山巖均遭受過熱液改造，在矽卡巖接觸帶處，表現(xiàn)為強硅化。酸性火山巖硅化最為強烈，局部形成石英巖。

第四系僅在礦區(qū)溝谷處見殘破積層、坡積層、坡積－洪積層，由亞黏土、亞砂土等組成，并含有不同成分的碎屑巖塊。

2．2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，主要為接觸帶構(gòu)造，即碳酸鹽－片巖巖層捕虜體和侵入體接觸帶，沿接觸帶發(fā)生矽卡巖化蝕變，為導(dǎo)礦和儲礦構(gòu)造。

2．3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿活動主要在古生代和中生代。古生代巖漿巖為中粗?；◢弾r；中生代巖漿巖為三疊紀花崗正長巖、二長斑巖及中－晚侏羅紀的花崗巖、流紋斑巖等。三疊紀花崗正長巖、二長斑巖在礦區(qū)內(nèi)矽卡巖帶的東南翼呈帶狀分布，厚度由4～100m不等。與礦化關(guān)系密切，靠近矽卡巖帶均有不同程度的矽卡巖化、硅化、磁鐵礦化。

2．4 地球物理特征

礦區(qū)礦石類型主要為磁鐵礦礦石、閃鋅磁鐵礦礦石，礦石磁性大，為本區(qū)的強磁性類巖石；矽卡巖因存在不同程度的礦化現(xiàn)象，磁性次之；花崗正長巖和火山沉積巖為弱磁性巖類。

航磁異常梯度陡，強度大，異常極大值達4620nT。礦區(qū)共圈定出六處磁異常，ΔT異常極大值為5000nT。

3 礦床地質(zhì)特征

3．1 礦體形態(tài)產(chǎn)狀

礦區(qū)共圈定礦體16個，其中主要礦體2個。哈拉特烏拉礦區(qū)內(nèi)礦體均賦存于北西向矽卡巖帶內(nèi)。其規(guī)模、形態(tài)不一，呈脈狀、透鏡體狀、扁豆?fàn)睢⑺茖訝町a(chǎn)出。

圖2 礦區(qū)地質(zhì)簡圖

鐵礦體分布特征為礦體個數(shù)多，多數(shù)規(guī)模小，大小懸殊，延長及傾斜延深均大于100m的礦體6個，最大延長約1000m，最大傾斜延伸350m；厚度大于10m的礦體3個，最大厚度約150m。

3．2 礦石特征

3．2．1 礦石礦物成分

礦石中礦石礦物主要為磁鐵礦、閃鋅礦，次為黃銅礦、黃鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦、赤鐵礦，少量的褐鐵礦、磁赤鐵礦、方鉛礦等，脈石礦物主要有碳酸鹽礦物、透輝石、石榴子石、綠簾石，其次石英、綠泥石、滑石、絹云母等。

磁鐵礦呈半自形－他形粒狀，有少量為自形晶粒狀，有時具環(huán)帶構(gòu)造，顆粒粒徑一般在0．4mm以下，部分顆粒較大，可達1．2mm，晶粒之間呈鑲嵌狀，集合體呈致密塊狀或帶狀。常被赤鐵礦、磁赤鐵礦等交代，有的呈殘留體狀，但仍保留磁鐵礦假象。

閃鋅礦主要呈浸染狀分布，它形粒狀，集合體常呈不規(guī)則狀分布，有鋸齒狀被侵蝕邊緣。常常分布于磁鐵礦的顆?？臻g內(nèi)，較少情況下在磁鐵礦中成包裹體，有時在閃鋅礦的顆粒中含有磁鐵礦的包體，而沿裂隙有赤鐵礦和非金屬礦物的析出物。顆粒大小一般0．1～1mm，部分1～5mm。

3．2．2 礦石化學(xué)成分

根據(jù)化學(xué)基本分析和光譜分析結(jié)果，礦石中的主要有用組分為Fe、Zn。Fe主要賦存于磁鐵礦中，Zn主要賦存于閃鋅礦中。TFe一般在30%～50%，最高達66%，平均品位32．52%；Zn一般在0．05%～4．20%，最高21．32%，平均品位0．87%。閃鋅礦分布具有一定的規(guī)律，一般不獨立存在，與磁鐵礦伴生，且閃鋅礦局限于磁鐵礦體的上盤，大多數(shù)鋅富集的區(qū)段分布更靠近于磁鐵礦－矽卡巖帶的上接觸帶，常常和花崗正長巖接觸。水平上鋅品位向南增高，縱向上鋅向深部增高。

組合分析結(jié)果，有害元素S含量小于0．04%，P含量為0．004%～0．028%。

3．2．3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)主要為半自形－它形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)、粒狀變晶結(jié)構(gòu)；其次為粒狀結(jié)構(gòu)、鱗片狀變晶結(jié)構(gòu)；礦石的構(gòu)造以塊狀、條帶狀、浸染狀構(gòu)造為主。

3．2．4 礦石類型

根據(jù)礦石礦物成份及構(gòu)造，礦石自然類型為塊狀磁鐵礦礦石、赤鐵礦化磁鐵礦礦石、閃鋅磁鐵礦礦石；按脈石礦物成份劃分為磁鐵礦－碳酸鹽－矽卡巖礦石、磁鐵礦－碳酸鹽－石英礦石、含閃鋅礦磁鐵礦矽卡巖、滑石磁鐵礦。

根據(jù)化學(xué)分析和物相分析結(jié)果，磁性鐵占有率為92．39%，礦石工業(yè)類型為需選磁性鐵礦石。

3．3 圍巖蝕變

礦區(qū)近礦圍巖蝕變?yōu)槲◣r化、硅化、絹云母化、綠簾石化、碳酸鹽化、磁鐵礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化等。

礦區(qū)矽卡巖接觸帶走向為北西300～330°，地表貫穿整個礦區(qū)，走向長約1300m，北西端被第四系覆蓋，矽卡巖帶膨脹狹縮現(xiàn)象明顯，東南端狹窄，寬幾米不等，向北西矽卡巖帶變寬，最寬處達400m。帶內(nèi)賦存有多條規(guī)模不一的鐵礦體。

矽卡巖帶主要由石榴石矽卡巖、透輝矽卡巖、石榴透輝矽卡巖、綠簾石－石榴石－透輝石矽卡巖、石榴簾石矽卡巖、弱磁鐵礦化含石榴透灰矽卡巖、透閃矽卡巖、赤鐵礦化透灰綠簾矽卡巖、金云母透輝石矽卡巖、金云母矽卡巖、滑石金云母矽卡巖、角礫狀矽卡巖、輝石矽卡巖、輝石石榴矽卡巖等組成。

不同成份的矽卡巖在帶內(nèi)具有一定的規(guī)律：平面上自南東向北西矽卡巖中石榴石成份在南部最低，中部最高；透輝石、云母成份含量南東高北西低，中部見有輝石成份的矽卡巖，兩端未見；傾向上淺部矽卡巖中石榴石成份高于深部，矽卡巖中云母成份深部高于淺部，深部矽卡巖見有綠簾石成份。

礦體上盤以石榴石、透輝石成份的矽卡巖為主，下盤以云母、綠簾石透輝石成份的矽卡巖為主。

所有的矽卡巖礦物都被較晚的石英和碳酸鹽類礦物所交代。

3．4 成礦期次劃分

由于花崗正長巖及正長斑巖體的貫入及后期的接觸變質(zhì)和熱液作用，碳酸鹽巖石與花崗正長巖的接觸帶遭受矽卡巖化，在強烈的矽卡巖化作用之后，開始了成礦作用。根據(jù)野外觀察和礦石光片等鑒定資料，按照礦物共生組合及生成順序，礦床的形成可分為四個階段。

1）巖漿期階段。主要礦物為長石、石英、絹云母、磁鐵礦Ⅰ等，是最早期的礦化，磁鐵礦Ⅰ開始析出，同時沿生長帶交代石榴子石，但礦化較弱。

2）矽卡巖期階段。隨著含礦熱液溫度的下降，磁鐵礦Ⅱ、閃鋅礦在非金屬礦物的粒間空間大量析出，并在有利部位大量沉淀，伴隨生成部分透輝石和大量的含水硅酸鹽礦物，廣泛交代早期矽卡巖礦物。

3）熱液期階段。含礦熱液進一步對圍巖和早期形成的矽卡巖、磁鐵礦發(fā)生交代作用，生成大量的熱液蝕變礦物和金屬硫化物，使原來形成的礦石物質(zhì)成份受到改造。在這一階段的末期開始呈板狀析出物形式的赤鐵礦Ⅰ的沉淀，并生成綠泥石、碳酸巖礦物等。

4）表生階段。礦石遭受氧化，使原生礦物改造交代，形成赤鐵礦Ⅱ、褐鐵礦。

成礦階段劃分及礦物生成順序見表1。

4 礦床成因

礦床的形成主要受礦區(qū)內(nèi)侵入巖體控制，成礦主要部位為巖體與灰?guī)r接觸帶，礦體均賦存于矽卡巖化接觸帶內(nèi)，圍巖的蝕變主要為矽卡巖化和熱液作用。

根據(jù)礦床成礦地質(zhì)條件、礦體賦存部位、圍巖蝕變、礦體特征等，認為該礦床為矽卡巖型礦床。

5 找礦標(biāo)志

1）磁法異常部位是尋找鐵多金屬礦的有利位置。

2）大理巖賦存部位往往形成富礦體。

3）矽卡巖接觸帶的上、下盤位置是尋找鐵礦的有利地段。

4）大理巖化、矽卡巖化。

5）地表礦體原生和氧化露頭。

6 結(jié)論

蒙古國中戈壁省某鐵多金屬是戈壁－克魯倫鐵鋅多金屬成礦帶最大的矽卡巖型鐵礦床。本文通過礦床成礦地質(zhì)背景、礦床地質(zhì)特征分析，初步總結(jié)了找礦標(biāo)志，為該區(qū)找礦工作提供借鑒。

表1 成礦階段劃分及礦物生成順序表

［1］ 中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心．應(yīng)對全球礦產(chǎn)資源信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)（之六）亞洲卷：蒙古［R］．2010．

［2］ 路永安，帥勝利．蒙古國中戈壁省哈拉特鐵鉛鋅礦床Ⅳ－1號鉛鋅礦體地質(zhì)特征及戈壁沙漠地區(qū)找礦方法［J］．中國礦業(yè)，2013，22（5）：66－68．

［3］ 于寶顯，李德亮，張帥，等．綜合地球物理方法在蒙古國中戈壁省某鐵－鋅多金屬礦區(qū)勘查中的應(yīng)用［J］．地質(zhì)與勘探，2014，50（1）：192－198．

［4］ 田達志，常志民，王大勇．蒙古國某地航空物探異常綜合研究及找礦實例［J］．物探與化探，2010，34（4）：458－462．