青海省北祁連地區(qū)熱水東鐵礦地質(zhì)特征與找礦前景

祁發(fā)龍，袁克權(quán)，張亞光，谷 超，李 杰

(1. 青海省地質(zhì)調(diào)查局，青海 西寧 810001； 2. 青海省有色地質(zhì)勘查局七隊(duì)，青海 西寧 810007； 3. 河北省區(qū)域地質(zhì)調(diào)查院，河北 廊坊 065000)

熱水東鐵礦位于青海省祁連線托賴山西段，黑河上游熱水東三岔什一帶，行政區(qū)域隸屬于青海省海北州祁連縣野牛溝鄉(xiāng)管轄，大地構(gòu)造位置處于秦祁昆晚加里東造山系祁連造山帶西段的托萊山地區(qū)[1]。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

熱水東鐵礦位于祁連造山帶西段，地跨北祁連構(gòu)造帶和中祁連陸塊，中祁連北緣斷裂(托萊河—達(dá)坂山斷裂)從南部通過，空間上“一帶、一塊”的構(gòu)造格局明顯，晚古生代—中、新生代上疊盆地疊加其上。

區(qū)域內(nèi)出露地層總體呈北西向展布，其中，下奧陶統(tǒng)陰溝群(O1y)蛇綠混雜巖，是祁連地區(qū)最重要的沉積變質(zhì)型鐵礦賦存層位之一。區(qū)內(nèi)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，火山巖發(fā)育，以不同產(chǎn)狀分布于早元古代托萊巖群、下奧陶統(tǒng)陰溝群中。

區(qū)內(nèi)斷裂極其發(fā)育，以北西向?yàn)橹鳎侵匾膶?dǎo)礦、容礦構(gòu)造。北西西向斷裂和近南北向斷裂交匯處顯示出這兩組斷裂交匯地帶是多金屬礦產(chǎn)富集區(qū)，具有一定找礦前景。構(gòu)造層次上既有中—淺構(gòu)造層次韌性剪切帶，又有淺—表部構(gòu)造層次脆性逆沖斷層。區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，軸向總體以北西方向，與本區(qū)構(gòu)造線方向一致，區(qū)內(nèi)主要有托萊山復(fù)向斜。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)出露地層主要為古元古界托勒巖群(Pt1T)絹云母綠泥石英片巖、斜長角山巖夾大理巖，局部分布砂質(zhì)板巖，該套地層斜長角閃巖與大理巖接觸帶附近碎石流中新發(fā)現(xiàn)含鉛鋅礦磁鐵礦礦石，為礦區(qū)含礦層之一；早奧陶系陰溝群(O1y)石英巖、厚層白色灰?guī)r；二疊系忠什公組(Pz)灰黑色厚—中層狀生物碎屑灰?guī)r夾少量褐黃色中—厚層狀中粗粒石英砂巖及第四系堆積。

區(qū)內(nèi)奧陶系火山巖較發(fā)育，以基性火山巖為主，巖性為蝕變玄武巖和蝕變安山巖等火山熔巖，主要分布于早奧陶系陰溝群碎屑巖段。區(qū)內(nèi)超基性巖集中分布于礦區(qū)南側(cè)及外圍，多沿北西向斷裂帶側(cè)旁分布，蝕變強(qiáng)烈，普遍具蛇紋石化、滑石化、菱鎂礦化、鐵硬綠泥石化、次閃石化等，在蝕變帶中有磁鐵礦體產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造為以二疊系砂巖段地層為核部，兩翼為早奧陶系陰溝群地層呈北西向展布的向斜構(gòu)造。

礦區(qū)賦礦巖性為泥鈣質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖組合，近礦圍巖與賦礦巖石隨成礦區(qū)段位置的不同，賦礦巖性稍有不同，礦床西段近礦圍巖主要為蝕變安山巖。

礦床的圍巖蝕變因近礦圍巖規(guī)模大小有明顯差異，蝕變安山巖出露規(guī)模較大，則泥質(zhì)鈣質(zhì)板巖、含炭質(zhì)板巖等賦礦圍巖的綠泥石化、絹云母化蝕變較強(qiáng)，礦石的品位有變高的趨勢(shì)，規(guī)模較小蝕變則稍弱，礦石品位較低，另外如賦礦圍巖中石英、碳酸鹽脈的發(fā)育增強(qiáng)，礦石品位有明顯變高的趨勢(shì)。

Q 第四系； Cy 石炭系羊虎溝組； Oy 奧陶系陰溝群上，下巖組灰?guī)r段、板巖段； Pt1t 下元古界陰溝群下巖組泥質(zhì)板巖； Σ 超基性巖； q 石英脈； 1 地質(zhì)界線； 2 逆斷層及編號(hào)； 3 鐵礦體及編號(hào)

圖1熱水溝鐵礦地質(zhì)略圖

2.2 礦體特征

熱水東礦區(qū)依據(jù)賦礦巖性、磁異常分布規(guī)律及礦體出露的空間位置，由南至北劃出鐵礦化帶4條，并共計(jì)圈出鐵礦體31條。

Ⅰ-Fe礦化帶：控制長度4.2 km，帶內(nèi)圈出鐵礦體9條，其中地表6條，深部盲礦體3條。其中，地表圈出的鐵礦體6條，均由地表槽探單工程揭露，長均為200 m，厚3.93～13.81 m，礦體品位為TFe24.19%～33.82%；深部圈出盲礦體3條，為Ⅰ-7Fe～Ⅰ-9Fe，其中Ⅰ-9Fe礦體長400 m，厚56.75 m，控制斜深370 m，礦體品位TFe 29.76%；Ⅰ-8Fe礦體長400 m，厚31.66 m，控制斜深220 m，礦體品位TFe 27.84%。礦石類型為磁鐵礦，次為菱鐵礦，賦存于含炭質(zhì)泥鈣質(zhì)板巖—硅泥質(zhì)鈣質(zhì)板巖，其中泥鈣質(zhì)板巖，炭質(zhì)板巖具較強(qiáng)的條帶狀石英脈發(fā)育，礦化蝕變主要有粘土化、碳酸鹽化、黃鐵礦化、綠泥石化、褐鐵礦化等。

Ⅱ-Fe礦化帶：控制長度4 km，礦化帶內(nèi)地表圈定鐵礦體6條，編號(hào)為Ⅱ-1Fe～Ⅱ-6Fe，礦體厚4.77～13.74 m，長200～400 m；礦體品位TFe 28.22%～34.63%，含礦巖性為含炭質(zhì)泥鈣質(zhì)板巖、泥鈣質(zhì)板巖，礦石類型為磁鐵礦菱鐵礦礦石，礦化帶礦化蝕變有碳酸鹽化、綠泥石化、粘土化、黃鐵礦化。

Ⅲ-Fe礦化帶：控制長度3.6 km，礦化帶內(nèi)地表圈定鐵礦體2條，走向長200～600 m，礦體厚3.93～13.51 m，礦體品位TFe 26.6%～32.32%，傾向延深50 m，礦體產(chǎn)于含炭質(zhì)泥鈣質(zhì)板巖，礦化蝕變有碳酸鹽化、綠泥石化，粘土化、黃鐵礦化等。

Ⅳ-Fe礦化帶：控制長度4.2 km，呈北西向展布，礦化帶內(nèi)共圈出14條礦體，其中地表9條，礦體長200～800 m，礦體厚1.54～32.6 m，傾向延伸50～460 m，礦體品位TFe 31.53%～38.53%。深部圈出盲礦體5條，礦體厚0.41～5.95 m，傾向延伸為100 m，礦體品位TFe 21.98%～29.22%。

2.3 礦石特征

礦石自然類型以原生礦石為主，礦石類型以其主要礦石礦物成分及構(gòu)造特征可分為磁鐵菱鐵礦礦石、菱鐵磁鐵礦礦石、含黃鐵礦磁鐵礦礦石及赤褐鐵礦礦石。礦物組成以磁鐵礦、褐鐵礦、脈石礦物為主。礦石主要呈他形—半自形細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，局部呈稀疏浸染狀、稀脈狀、條帶狀分布。

鐵礦石(薄片鑒定)：褐色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，碎裂結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦石中主要由鐵質(zhì)組成，其次部分絹云母及石英脈。鐵質(zhì)：呈自形到半自形的微粒狀，粒狀集合體，粒度大小大約在0.01 mm左右，在片中集中分布，組成了該巖石的主體，約占巖石總體的67%左右。絹云母：呈顯微鱗片狀，顏色受鐵質(zhì)影響，現(xiàn)褐色，局部較為集中分布，約占巖石總體的33%左右。巖石受動(dòng)力變質(zhì)作用，發(fā)生碎裂，裂隙間被絹云母或者石英充填，呈脈狀分布。

磁鐵礦(光片鑒定見圖2)：灰黑色，他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖石中金屬礦物主要為磁鐵礦(15%)，次為黃鐵礦(4%)，脈石礦物81%。磁鐵礦：多呈他形—半自形粒狀，多以細(xì)粒狀集合體產(chǎn)出，灰色略帶淡棕色，均質(zhì)性，粒度非常細(xì)小，一般在0.01～0.32 mm之間，有些<0.01 mm呈針點(diǎn)狀產(chǎn)出，主要以細(xì)粒狀集合體的形式呈浸染狀分布于脈石中。黃鐵礦：呈他形—不規(guī)則粒狀，多以細(xì)粒狀集合體產(chǎn)出，淺黃色，均質(zhì)性，粒度非常細(xì)小，一般在0.01～0.04 mm之間，有些<0.01 mm呈針點(diǎn)狀產(chǎn)出，多以細(xì)粒狀集合體的形式呈稀疏浸染狀分布于脈石之中。

1 角閃石； 2 綠簾石； 3 石英； 4 磁鐵礦

2.4 礦石化學(xué)成分特征

熱水東鐵礦礦體化學(xué)分析(表1)顯示鐵礦石化學(xué)成分TFe含量在21.98%～38.53%之間，礦區(qū)平均TFe 29.88%，SiO2含量在31.57%～45.20%之間，平均為35.29%，S含量在0.10%～0.22%之間，平均0.13%。P含量在0.25%～1.21%之間，平均為0.70%。

由礦石化學(xué)分析可知，SiO2含量高，磷含量偏高，硫含量低，礦石品位較貧，需經(jīng)選礦方能為工業(yè)利用。

熱水東鐵礦鐵物相分析(見表2)顯示礦石主要由磁鐵礦、赤褐鐵礦及少量菱鐵礦、黃鐵礦、硅酸鐵組成，磁鐵礦含量在4.44%～26.64%之間，平均含量為18.99%，菱鐵礦含量在0.55%～9.62%之間，平均含量為2.356%，赤褐鐵礦鐵礦含量在6.10%～15.70%之間，平均含量為11.45%。

表1 祁連縣熱水東鐵礦部分礦體伴生元素分析結(jié)果

表2 祁連縣熱水東鐵礦鐵物相分析結(jié)果 %

3 礦床成因

礦區(qū)已知的鐵礦體均賦存于早奧陶系陰溝群之中，該套地層為裂陷沉降環(huán)境中的半深?！詈?fù)理式濁積環(huán)境的典型沉積，賦礦巖石為中基性火山巖熔巖噴發(fā)碎屑巖及正常碎屑巖沉積組合，沉積物以粉砂、粘土質(zhì)、硅質(zhì)為主，呈透鏡狀及不規(guī)則狀透鏡狀產(chǎn)出的礦體與圍巖泥鈣質(zhì)板巖夾炭質(zhì)板巖產(chǎn)狀一致，界線基本清楚，整合接觸、礦區(qū)礦石礦物成分簡(jiǎn)單，類型以綠泥石磁鐵礦為主，礦層穩(wěn)定，顯示出沉積礦床的主要特征，賦礦層中存在的硅質(zhì)巖、炭質(zhì)板巖則為火山噴發(fā)間歇期的熱水化學(xué)沉積產(chǎn)物，在后期區(qū)域變質(zhì)作用下含鐵礦物進(jìn)一步活化、富集、成礦。

歸結(jié)礦床礦體的產(chǎn)出地質(zhì)特征，礦石礦物結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦體產(chǎn)狀及圍巖蝕變特征，熱水東鐵礦床初步認(rèn)為，礦床成因?yàn)闊崴练e變質(zhì)礦床[2-5]。

4 地球物理特征

熱水東鐵礦區(qū)1∶1萬地面高精度磁法測(cè)量依據(jù)物性參數(shù)及異常分布規(guī)律、規(guī)模、異常強(qiáng)度，將15處磁異常劃分南部強(qiáng)磁異常帶和北部低緩磁異常帶，北部低緩磁異常帶分布于礦區(qū)中北部，覆蓋本次預(yù)查工作區(qū)的大部地區(qū)，異常帶總體呈北西向展布，長約11 km，寬約1～2.6 km，異常帶內(nèi)子異常有7處，異常帶西段子異常規(guī)模較小、東段規(guī)模較大，異常形態(tài)主要為橢球狀、串珠狀；異常值強(qiáng)度中段較強(qiáng)，東、西兩端稍弱，異常正負(fù)伴生，正異常值一般為193～1 135 nT之間，最大值為3 474 nT，負(fù)異常值一般為-154～-1 948 nT之間，最小值-3 670 nT，異常帶內(nèi)出露巖性為泥鈣質(zhì)炭質(zhì)板巖、安山巖、灰?guī)r、灰黑色厚層狀板巖、灰綠色板巖、硅質(zhì)巖及磁鐵礦體，經(jīng)異常查證北部低緩磁異常帶內(nèi)子異常均為礦質(zhì)異常。

其中C31號(hào)異?？梢赃M(jìn)一步分成5個(gè)異常C31-1、C31-2和C31-3、C31-4、C31-5。異常整體呈北西向，C33-1和C33-2號(hào)異常中間不相連，其中C33-1號(hào)異常面積最小，約為300 m×400 m，但是該異常為正負(fù)伴生異常，正異常最高值為3 474 nT，一般為233～1 916 nT，負(fù)異常最小值為-2 845 nT，一般為-300～-1 500 nT之間，異常幅度比較大。異常區(qū)出露巖性為泥鈣質(zhì)炭質(zhì)板巖、灰?guī)r、安山巖及硅質(zhì)巖異常內(nèi)已發(fā)現(xiàn)礦體露頭多處，為礦致異常；C31-3異常比較寬緩，面積約0.5 km2，正異常最大值為1 135 nT，一般在193～393 nT之間，負(fù)值最小值為-178 nT，異常區(qū)出露巖性主要為泥鈣質(zhì)板巖、安山巖等，為礦致異常。C31-4異常由多個(gè)橢圓狀的子異常組成，異常出露長約2 km，寬400～600 m，異常正負(fù)相伴，正異常最大值為1 119.7 nT，一般在198～656 nT之間，負(fù)值最小值為-3 517 nT，一般在-154～-1 948 nT之間，異常區(qū)出露巖性主要為泥鈣質(zhì)板巖、黑色板巖等，為礦致異常。C31-5磁異常呈球狀，長軸長649 m，短軸長552 m，面積約0.36 km2，磁異常值正值一般為80～320 nT之間，最高值出現(xiàn)在70線72號(hào)點(diǎn)位2 460 nT，負(fù)異常值一般在-80～120 nT之間，最低值出現(xiàn)在70線100號(hào)點(diǎn)為-282 nT，為礦致異常。

南部磁異常帶分布于礦區(qū)南側(cè)，組成的子異常有8個(gè)，該異常帶總體呈北西西向展布，長約12 km，寬約7 km，異常規(guī)模大，強(qiáng)度高，異主要呈條帶狀、串珠狀、橢球狀，異常正負(fù)伴生，且正異常面積明顯大于負(fù)異常區(qū)，正異常值最大值在2 585～4 404 nT，負(fù)異常最小值在-1 825 nT～-3 475 nT之間，出露巖性為超基性巖、角山斜長巖、大理巖、砂質(zhì)板巖、灰?guī)r、二云斜長片等。

其中，C33號(hào)異?？杉?xì)分為多個(gè)子異常。C33-1號(hào)異常比較完整，正負(fù)異常過渡明顯，異常長約2 km，寬600～700 m，正異常最大值為938 nT，一般在253～644 nT之間，負(fù)異常最小值為-700 nT，一般在-225～-600 nT之間，異常區(qū)出露的巖性主要為托勒巖群斜長角閃片巖、大理巖及石英云母片巖，異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)含鉛鋅粗顆粒磁鐵礦礦化信息，為礦致異常，C33-2號(hào)異常以正異常為主，四周為負(fù)異常，呈北東向的雙峰狀，異常長約350 m，在峰頂寬約300 m，異常最大值為1 242 nT，一般在127～478 nT之間，負(fù)異常最小值為-707 nT，一般在-115～598 nT，異常區(qū)出露的巖性主要為托勒巖群斜長角閃片巖、大理巖及石英云母片巖，異常性質(zhì)不明；C33-3號(hào)異常，呈北西西向條帶狀，長約750 m，寬約150 m，正負(fù)伴生，正異常最高值為516 nT，一般為92～244 nT，負(fù)異常最小值為-932 nT，一般為-207～679 nT之間，異常區(qū)出露的巖性主要為托勒巖群斜長角閃片巖、大理巖及石英云母片巖，異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)含鉛鋅粗顆粒磁鐵礦礦化信息，為礦致異常；C33-4號(hào)異常呈點(diǎn)狀，橢圓狀，北西向分布，出露面積約0.6 km2，異常正負(fù)伴生(見圖3)。異常區(qū)出露的巖性主要為托勒巖群斜長角閃片巖、大理巖及石英云母片巖，異常性質(zhì)不明。

圖3 熱水東地區(qū)C31-C33磁異常等值線平面圖

5 結(jié) 論

早奧陶系陰溝群碎屑巖組是預(yù)查鐵礦的主要賦礦層位，該地層為尋找鐵礦體的首要地段；泥鈣質(zhì)板巖及炭質(zhì)板巖為預(yù)查區(qū)主要的含礦巖性，為直接找礦標(biāo)志；礦區(qū)低緩磁異常地段是磁鐵礦石分布部位。

礦區(qū)位于北祁連成礦帶托賴山成礦亞帶西段，主要出露早奧陶系和古元古界托勒巖群地層，在托勒山鐵多金屬成礦亞帶均為北祁連地區(qū)主要的賦礦巖性，其中早奧陶系以火山—沉積巖系為主，該套地層下部多為板巖，上部多為中基性火山巖。該套巖性組合呈條帶狀分布，長12 km，寬100～300 m，發(fā)現(xiàn)有鐵礦體31條，礦帶向東延伸至14 km，并新發(fā)現(xiàn)厚大鐵礦體2條；古元古界托勒巖群地層以角閃片巖、大理巖、云母石英片巖等深變質(zhì)巖系地層為主，于陰凹槽—過龍溝一帶分布于早奧陶系火山—沉積巖系南側(cè)，出露厚度8～10 km，長大于70 km，區(qū)域上產(chǎn)于托勒巖群變質(zhì)巖系的大中型鐵銅多金屬礦床(點(diǎn))多處，如過龍溝鐵礦點(diǎn)，沙塘溝鐵金多金屬礦點(diǎn)，熱水東鐵鋅多金屬礦化點(diǎn)，龍孔、小龍口鐵礦(床)點(diǎn)，小水溝、大水溝等鐵礦(床)點(diǎn)，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越，有望在過龍溝—熱水東一帶新發(fā)現(xiàn)規(guī)模性的沉積變質(zhì)型鐵多金屬礦床(點(diǎn))，找礦潛力較大。