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青海格尔木市乌腊德铁矿床地质特征及找矿标志

2018-01-22刘恒轩刘鑫廖怡郭玮鹏

四川地质学报 2017年4期
关键词:大理岩闪长岩矽卡岩

刘恒轩,刘鑫,廖怡,郭玮鹏



青海格尔木市乌腊德铁矿床地质特征及找矿标志

刘恒轩,刘鑫,廖怡,郭玮鹏

(四川省核工业地质局二八二大队,四川 德阳 618000)

乌腊德铁矿床位于柴达木盆地西南缘,东昆仑造山带古生代—中生带复合岩浆弧的西段,是近几年在东昆仑祁曼塔格地区发现的小型矿床。矿区共圈出铁矿体27条,其中规模较大的有6条,长度50~300m,厚度2.5~11m,矿石品位:TFe 21.83%~39.23%。通过研究区域及该矿区地质、矿体特征基础上,对矿床控矿因素、成因、找矿标志进行了分析总结,为下一步拓宽工作思路提供了参考。

铁矿;矽卡岩;找矿标志;乌腊德

青海省格尔木市乌腊德铁矿床位于柴达木盆地西南缘,东昆仑造山带古生代—中生带复合岩浆弧的西段[1](图1),属于东昆仑祁漫塔格成矿带[2-3]。该成矿带是青海省重要成矿带之一,成矿地质条件十分优越,具有较大找矿潜力。该带也是青海省主要的工业矿床集中分布的地区,储量大,品位较高,矿产地集中,同时共伴生的多金属矿床也往往具有一定的规模。尤其是矽卡岩型和沉积变质型铁矿的绝大多数储量都集中在该带[4]。乌腊德铁矿床就是近几年通过地质工作新发现的一小型矽卡岩型矿床[5]。

图1 青海省乌腊德地区大地构造单元分区图(据[2]修改)

1-主缝合带 2-次缝合带 3-新元古代-早古生代缝合带俯冲方向 4-晚古生代-早中生代缝合带俯冲方向 5-A型俯冲带 6-构造单元线 7-一级构造单元编号 8-二-三级构造单元编号Ⅰ6-1-宗务隆山-兴海坳拉槽(D-P)Ⅰ7-1-俄博山克拉通边缘盆地(可能相当于南阿尔金山陆块)Ⅰ8-赛什腾-锡铁山-哇洪山新元古代-早古生代缝合带 Ⅰ9-1-柴达木中新生代后造山磨拉石前陆盆地(J-N) Ⅰ9-2-祁漫塔格山北坡-夏日哈新元古代-早古生代岩浆弧带 Ⅰ10-祁漫塔格-都兰新元古代-早古生代缝合带 Ⅰ11-1-东昆中岩浆弧带 Ⅰ11-2-那陵格勒河后造山磨拉石前陆盆地(N) Ⅱ1-1-昆仑山口-昌马河俯冲增生楔(C2-T2)Ⅱ4-可可西里-金沙江晚古生代-早中生代缝合带Ⅱ5-2-苟鲁山克错弧后前陆盆地 Ⅱ5-3-下拉秀弧后前陆盆地 JAS-鲸鱼湖-阿尼玛卿晚古生代-早古生代缝合带 LAS-龙木错-双湖-澜沧江晚古生代-早中生代缝合带

1 区域和矿区地质

矿区位于东昆中陆块三级构造单元—东昆中岩浆弧带内,处于柴西缘南段、东昆仑成矿带西南部、昆中断裂北侧。昆中断裂北侧为东昆仑北坡碰撞杂岩带,相应的地层小区为柴南缘地层小区。

区域内出露的主要地层为古元古界金水口群变质岩,构成本区的结晶基底。其次为寒武—奥陶纪滩间山群变质火山岩、碳酸盐岩沿裂谷分布;区域内断裂构造极为发育,以北西西向、北西向构造为主,断裂规模大,延伸长,具有多期次多动特点。岩浆活动强烈,形成于华力西至印支造山旋回各阶段,以元古代、泥盆世、早二叠世、晚三叠世侵入的中酸性岩为主,其中磁铁矿体基本赋存于金水口岩群地层与各时代侵入岩接触蚀变带内[6]。

1.1 地层

矿区范围内地层出露简单(图2),仅有古元古界金水口岩群及第四系(Q4),金水口岩群划分为大理岩组和片麻岩组。

大理岩组分布于矿区中部,可分为白色细晶大理岩段和条带状大理岩段。白色细晶大理岩段主要为浅灰白色,它形粒状变晶结构,块状构造。岩石矿物成分以方解石为主,含少量金云母。条带状大理岩段主要为灰白色,它形粒状变晶结构,白色条带与深灰色条带相间交替出现形成条带状构造。岩石矿物成分主要为方解石,含少量镁橄榄石、金云母等。

片麻岩组在矿区范围内分布较广,可划分为斜长片麻岩段、白云母石英岩段。斜长片麻岩段呈灰黑色、条带状出露,鳞片变晶结构,片麻构造。矿物成分主要为斜长石、钾长石、石英、黑云母等。白云母石英岩段呈脉状出露,灰白色鳞片粒状变晶结构,块状构造。矿物成分主要为石英、白云母;另含微量氧化铁质,氧化铁质呈微脉浸染状不均匀分布其中。

1.2 构造

矿区内断裂构造较发育,规模较大的有浑德伦阔断裂构造、开木棋河—红水河断裂构造。受地表第四系风积、残破积物影响,在矿区内断裂形迹不是很明显,仅能依据地形地貌特征、岩性差别进行推测。

图2 矿区主矿体出露地段地质图

1.3 岩浆岩

矿区内出露的岩浆岩为早石炭及晚三叠世中酸性侵入岩,呈岩枝状或小型岩株状分布于矿区东部及浑德伦阔断裂北侧及开木棋河—红水河断裂南侧区域。其中与矿化关系最为密切的乌腊德石英闪长岩体分布于M1、M2主矿体附近,目前已发现矿体基本分布在岩体外接触蚀变带中。此外矿区南部出露有小面积的早二叠世中细粒石英闪长岩,呈近东西向侵入于金水口岩群黑云母斜长片麻岩中。矿区北部有浅肉红色中粗粒正长花岗岩、灰色似斑状黑云母花岗闪长岩侵入金水口岩群片麻岩、大理岩中。

1.4 矿区高磁异常特征

1∶1万高精度磁法测量在矿区内圈定出磁异常3处[7-8],其中C2异常范围为矿区内矿体集中分布范围。

1)C1磁异常,呈带状,走向东西,长4km以上,宽约1.5km,异常强度一般,且仅有正异常存在,一般值在100~200nT之间,△T极大值为1 200nT。

异常区出露石英闪长岩体与金水口岩群地层,浑德伦阔同勒断裂穿过异常中心。通过地表检查未发现矽卡岩和矿化,结合地质背景初步推测该异常由石英闪长岩体及浑德伦阔同勒断裂引起。

2)C2磁异常,不规则“扁豆”状展布,走向NWW~SEE,分布于矿区主矿体出露地段的石英闪长岩体与大理岩接触带上。长1.5km,宽1.1km。表现为南正北负,正负异常伴生且梯度较陡。△T极大值为19 683.17nT,△T极小值为-6 883nT。该异常等值线北侧较为稀疏,南侧较为密集。南侧形成三处异常中心,北侧伴生负异常。经工程验证,发现多条磁铁矿体,证实为磁铁矿体引起的矿致异常。

3)C3磁异常,形态较规则,呈北西西向透镜状,正负异常相伴生,南正北负,异常长约1km,宽0.1km,梯度较陡。△T极大值为3 719.45nT,△T极小值为-456.56nT,△T异常值一般为1 000~3 700nT之间。该异常大部分地段为第四系覆盖,西部矽卡岩局部出露,北东部为闪长岩岩体。该异常与C2磁异常形态及地质背景均相似,经工程验证,发现磁铁矿体2条,赤铁矿体1条,磁铁矿体均为深部盲矿体,证实该异常为矿致异常。

表1 矿区主矿体特征表

表2 矿石矿物组成及百分含量

2 矿床地质特征

2.1 矿体特征

矿区内共圈定各类矿体27条,其中24条(M1-M16、M20-M27)位于C2异常范围内,3条(M17-M19)位于C3异常区。圈定磁铁矿体23(M1-M4、M7-M10、M12-M16、M18-M27)条,均产于透辉石矽卡岩内,其中21条位于C2异常范围,2条位于C3异常范围;赤铁矿体1条(M17),产于C3异常区北侧;圈定铜矿体2条(M5、M6),均产自破碎蚀变带中;铁铜矿体1条(M11),产于花岗闪长岩与透辉石矽卡岩接触带上。矿区内主矿体为M1、M2、M7、M10、M15、M19,均由地表槽探与深部钻探控制,其它矿体多为单工程控制,控制程度较低(表1)。

2.2 矿石质量

矿石具粒状结构、交代结构、包含结构等,具星散状-稀疏浸染状构造、浸染状构造、团块状、条带状构造、块状构造等。矿石中含铁金属矿物为磁铁矿,其次见少量褐铁矿、微量黄铁矿。脉石矿物主要为透辉石,其次蛇纹石、方解石、绿泥石等,含量见表2。

从矿石化学多元素分析结果看(表3):矿石中有用元素为Fe,品位34.02%,无其他伴生有益元素。其中SiO2、MgO、CaO等主要以透辉石、方解石、蛇纹石等的形式存在。有害元素硫含量较低,以黄铁矿形式存在,不影响矿石的分选。

表3 原矿多元素分析

2.3 围岩蚀变

近矿围岩主要为透辉石矽卡岩、大理岩、花岗闪长玢岩、二长花岗岩、石英闪长岩,在C2异常区围岩蚀变有云母化、绿泥石化、硅化、蛇纹石化、褐铁矿化,C3异常区围岩蚀变主要有高岭土化、蛇纹石化、绿泥石化。

3 矿床成因及找矿标志

3.1 形成条件分析

已有研究显示,东昆仑是一个具有复杂演化历史的多旋回复合造山带,具有多岛洋、软碰撞和多旋回造山等特征,形成于大洋板块大规模俯冲碰撞阶段[9-10]。主要经历了前寒武古陆形成、早古生代造山旋回、晚古生代—早中生带造山旋回和中新生代叠覆造山旋回等4个构造旋回,其中早古生代和晚古生代—早中生带构造旋回与区内成矿关系最为密切[11]。矿区中酸性侵入岩在上侵过程中,碳酸盐岩类围岩为成矿提供了大量的卤化物 (Na+、Cl-、CO32-),在这些矿化剂的参与作用下,使得中酸性岩中的铁活化、析出并形成稳定的铁化合物,进而形成铁矿体[12-14]。在后期的构造变动中,由于构造环境的变迁,原始矿源层中矿质的赋存状态及平衡被打破,为适应新的环境,成矿物质发生迁移,在适宜自身条件的环境中重新富集成矿,形成矽卡岩型多金属矿床。

乌腊德铁矿从地层、矿体围岩、矿石结构构造、岩浆岩等特征综合分析,具有以下主要特点:

1)磁铁矿体主要产于石英闪长岩体与金水口岩群大理岩接触带形成上的矽卡岩带中。

2)岩浆岩条件:岩浆演化过程中形成的含矿溶液,是形成矽卡岩矿床的先决条件。矿区岩浆岩主要为早石炭及晚三叠世中酸性侵入岩,呈岩枝状或小型岩株状分布于矿区东部,岩性为石英闪长岩。

3)围岩条件:通过钻探及槽探工程揭露,矿体围岩主要为透辉石矽卡岩、大理岩、矽卡岩化大理岩等碳酸盐岩类岩石,其化学性质活泼,容易分解,物理性质较脆,特别是裂隙发育的大理岩,更有利于含矿溶液流通并被交代形成矽卡岩矿床。

4)构造条件:构造是控制岩浆溶液及矿液运移的通道,也为成矿提供了有利的空间,矿区的断裂构造及其次生破碎带等为岩浆的侵入提供了场所。矿体多受接触带构造控制,早期岩体与围岩接触带上形成矽卡岩带,而铁矿体就产出于矽卡岩带中。

综上所述,矿区岩浆岩、围岩及构造条件均满足矽卡岩型矿床的形成条件,经实际工作验证发现矿床中具有典型的矽卡岩矿物组合,认为乌腊德铁矿床成因应属于热液接触交代矽卡岩型。

3.2 找矿标志

1)磁铁矿体露头是找矿的直接标志;

2)地层岩石标志:古元古界金水口岩群大理岩与华力西期石英闪长岩体接触带上形成的矽卡岩是重要的找矿部位;

3)岩浆岩标志:华力西期石英闪长岩体与成矿具有最直接的关系,岩株(岩基)与岩枝复合部位及岩枝两侧为磁铁矿的赋矿有利部位;

4)物探异常标志:强磁性、高极化率、低电阻率“两高一低”的组合异常是发现和圈定矿体的间接标志和重要的找矿线索;

5)转石标志:测区地形切割强烈,沟谷中磁铁矿转石分布较多,转石块度最大可达1m3,大块磁铁矿转石分布区是直接的找矿标志;

6)破碎蚀变带标志:在矽卡岩带与中酸性侵入体接触部位,形成明显的破碎蚀变带,蚀变有绿帘石、褐铁矿化、蛇纹石化等,可作为间接的找矿标志。

4 结论

乌腊德铁矿是东昆仑祁曼塔格地区新发现的一小型铁矿床,通过对矿区地质特征、矿体特征、围岩蚀变等因素的分析,总结了成矿标志。同时认为该矿床是中酸性侵入岩在上侵过程中与碳酸盐岩类围岩中的卤化物 (Na+、Cl-、CO32-)结合反应,经过后期的构造变动,最终在华力西期石英闪长岩体和碳酸盐岩接触带上形成的热液接触交代矽卡岩型矿床。

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Geological Features and Ore Criteria for the Wulade Fe Deposit in Golmud, Qinghai

LIU Heng-xuan LIU Xin LIAO Yi GUO Wei-peng

(No. 282 Geological Party, Bureau of Geology, CNNC, Deyang, Sichuan 618000)

The Wulade Fe deposit is a recently discovered small-sized one in the Qimantag area of the East Kunlun, southwest margin of the Qaidam basin. It is composed of 27 orebodies with a length of 50-300 m and thickness of 2.5-11 m. The ore contains 21.83%-39.23% TFe. This paper deals with geological features, ore control factors, ore genesis and ore criteria of the Fe deposit.

geological feature; ore criteria; skarn deposit; Wulade Fe deposit

2017-03-05

刘恒轩(1985-),男,陕西礼泉人,工程师,研究方向:矿产勘查

P618.31

A

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10.3969/j.issn.1006-0995.2017.04.010

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