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青海格尔木乌兰拜兴铁多金属矿床地质特征及矿床成因探讨

2020-08-17刘正泉窦全成白生皓陈学颖

中国锰业 2020年4期
关键词:岩浆岩大理岩闪长岩

刘正泉,窦全成,白生皓,陈学颖

(1.青海省柴达木综合地质矿产勘查院,青海 海西 816000;2.青海省地质调查院,青海 西宁 810012)

乌兰拜兴铁多金属矿床构造位置属东昆仑地槽褶皱带祁漫塔格地向斜那陵格勒河中上游山间凹陷区[1-2],地处祁漫塔格—都兰铁、钴、铜、铅、锌、锡、硅灰石(锑、铋)成矿带[3-4]。自1966年以来,青海省地矿局下属多家单位在该区开展磁法扫面、区调联测和化探扫面等工作[5-6],圈定多处铁矿化点[7]。但由于该区海拔超过3 800 m,气候及自然条件较恶劣,野外地质工作程度较低,找矿一直未有较大突破。2004年以来,通过于该区开展地质踏勘、钻探和槽探等工作,分析矿床地质特征,探讨矿床成因,以期为该区的探矿增储工作积累经验。

1 区域地质背景

区内出露地层以元古界金水口群片麻岩混合岩组片麻岩、混合岩夹混合片麻岩、斜长角闪岩及麻粒岩为主,零星出露奥陶系铁石达斯群碳酸盐岩组大理岩、结晶灰岩夹片岩及含铁石英岩,火山岩组安山—玄武岩,辉绿岩夹少量、大理岩、板岩及千枚岩;第四系砂砾石层主要分布于区域北部。区内未见成型的褶皱,但断裂构造较发育,以北西西向、近东西向断裂为主,北东向断裂次之,规模大小不等,断裂性质以压扭性为主。北西西向断裂为区内的主干构造,总体走向为270(°)~320(°),总体倾向北北东、倾角55(°)~75(°),断裂带内岩石常有褐铁矿化、绿帘石化和高岭土化等,与铁多金属成矿关系密切;北东向断裂属后期断裂,规模往往较小。区内岩浆活动强烈,以印支期侵入作用最为强烈、规模较大、侵入范围较广,岩性以钾长花岗岩、斑状花岗岩和花岗闪长岩为主,其次为华力西期花岗闪长岩和石英闪长岩;可见花岗岩脉、闪长岩脉和辉绿玢岩脉等脉岩。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区范围内,除第四系外,主要出露奥陶系铁石达斯群碳酸盐岩组和变中基性火山岩组,其中碳酸盐岩组分布于矿区东南部,出露范围较广,总体呈北西西向展布,主要岩性为厚层、巨厚层白色大理岩、灰色大理岩、条带状大理岩、硅灰石—透闪石大理岩、硅质大理岩、白云质大理岩、绿帘石化蛇纹石绿泥石化大理岩、赤铁矿化大理岩等;变中基性火山岩组岩性包括中基性火山岩、火山角砾岩、安山岩、玄武岩、辉绿岩夹大理岩、板岩及千枚岩。

2.2 构造

矿区中东部存在一背斜,轴向北西,两翼产状较陡,倾角50(°)~80(°)。背斜长度小于3 km,宽度小于1 km,其核部虚脱空间为岩浆热液地侵入提供了场所和通道,故其与铁多金属成矿关系密切。区内断裂构造大部分被第四系覆盖,仅在矿区中西部局部出露,但钻探工程中在一定深度见有较强烈的断裂破碎,北西西向展布,周边已发现多条铁多金属矿体。

2.3 岩浆岩

区内岩浆岩以印支期斑状二长花岗岩为主,分布于矿区南侧,其次为华力西期花岗闪长岩,分布于矿区北侧,二者均呈北西西向展布;零星出露华力西期晚期花岗斑岩和辉绿岩脉。

2.4 变质作用

区内变质岩以区域变质岩和接触变质岩为主,岩性以大理岩和矽卡岩为主,其次为透辉石和蛇纹石,主要分布于奥陶系铁石达斯群地层和花岗闪长岩边界,长形成数米,甚至数十米宽的矽卡岩带,局部具铁多金属矿化或形成铁多金属矿体,与成矿关系密切(见图1)。

1 第四系砂砾石层;2 奥陶系铁石达斯群碳酸盐岩组;3 奥陶系铁石达斯群火山岩组;4 印支期斑状二长花岗岩;5 华力西期花岗闪长岩;6 辉绿岩脉;7 华力西期晚期花岗斑岩;8 绿帘石矽卡岩、透辉石、蛇纹石;9 地层界线;10 断裂;11 矿体;12 研究区范围

3 矿体地质特征

3.1 矿体地质特征

区内共发现铁多金属矿体24条,全区平均品位为铁34.93%、铜0.82%、铅1.06%、锌1.91%,其中I-9、I-11和I-12矿体规模最大,主要特征如下。

I-9号矿体:为铁矿体,长202 m,倾向314(°),倾角46(°)~52(°),最高品位52.16%,最低品位20.29%,平均品位33.04%,平均厚度6.86 m,矿石裂隙面上见有铜蓝及孔雀石矿化薄膜。矿体由槽探工程04TC4、07TC5、07TC6控制,呈透镜状,总体呈近南北向展布,金属矿物为磁铁矿,地表矿体多被氧化淋滤,形成铁帽,可见褐铁矿化、孔雀石化、硅化、赤铁矿化等蚀变矿化现象。矿体主要赋存于矽卡岩边部,其脉石矿物主要为透辉石,含少量方解石。

I-11号矿体:为铁矿体,该矿体长393 m,倾向200(°),倾角37(°)~45(°),延深50 m。最高品位64.63%,最低品位35.00%,平均品位55.34%,平均厚度2.20 m。矿体由04YK5、04YK6、05TC18和ZK11控制,呈似层状,延深不大。矿石中主要金属矿物为磁铁矿、赤铁矿,偶尔见孔雀石;脉石矿物主要为透辉石,其次为方解石和石英。

I-12号矿体:为铁铜锌共生矿体,其中铁铜矿体长103 m,倾向200(°),倾角50(°),延深26 m,厚度2.31 m,铁平均品位22.55%,铜平均品位0.26%;铜矿体长179 m,倾向150(°),倾角40(°),延深45 m,厚度0.84 m,铜平均品位0.90%;锌矿体长170 m,倾向350(°),倾角70(°),延深42.5 m,平均厚度1.95 m,锌平均品位1.27%,品位变化系数63%;铜最高品位1.38%,最低品位0.20%,平均品位0.25%,品位变化系数96.00%。控矿工程为05TC14、05TC15、05TC16。矿石中主要金属矿物为孔雀石、黄铜矿、闪锌矿、少量磁铁矿等。矿体在地表氧化淋滤,黄铜矿多已氧化为孔雀石,矿体主要赋存于破碎的矽卡岩带中,脉石矿物主要为透辉石、方解石、石英。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石类型

该区矿石自然类型以磁铁矿矿石为主,另外见有黄铜矿石、方铅矿石、闪锌矿石以及铁多金属矿石。岩石多为热液蚀变岩类,以绿泥石透辉石岩、透闪石绿泥石碳酸盐岩、变钙质糜棱岩、碳酸盐化斜长透闪石岩和含碳酸盐透闪石绿帘石岩为主。

3.2.2 矿石结构构造

矿石构造多为致密块状构造、浸染状构造和斑杂状构造;矿石结构以交代残留结构、纤状粒状变晶结构、半自形粒状结构和鳞片粒状变晶结构为主。

3.2.3 矿物成分

矿石中金属矿物主要是磁铁矿,其次有少量磁铁矿的氧(水)化物、赤铁矿、黄铁矿和褐铁矿,另见黄铜矿、闪锌矿和少量的方铅矿等。脉石矿物有透辉石、透闪石、绿泥石、碳酸盐、斜长石、绿帘石、石榴子石、方解石、滑石等。

3.2.4 围岩和夹石

矿体上下盘围岩以矽卡岩为主,其次为大理岩,且大理岩中的铁矿层一般较薄,可能为含矿热液顺节理或裂隙充填成矿,矿体与围岩界线较清晰,而以矽卡岩为围岩的铁矿体厚度大、品位高,矿体与围岩呈渐变接触关系,矿与非矿只能以样品分析结果进行划分。

4 矿床成因

4.1 岩浆岩条件

区内浆岩主要为华力西期及印支—燕山期花岗岩、花岗闪长岩及钾长花岗岩等中酸性岩浆岩,局部具斑状结构,常呈岩株、岩瘤、岩舌等形状产出,岩体规模较小。且华力西期岩浆岩与围岩接触带普遍具矽卡岩化,属成矿期岩浆;印支—燕山期岩浆岩属成矿后岩浆岩,对矿体具有一定的破坏作用。

4.2 围岩条件

区内碳酸盐岩组厚层、巨厚层白色大理岩、灰色大理岩、条带状大理岩、硅灰石—透闪石大理岩、硅质大理岩、白云质大理岩、绿帘石化蛇纹石绿泥石化大理岩、赤铁矿化大理岩等碳酸盐岩类岩石发育,其活泼的化学性质和较脆的物理特性,为含矿热液地流通交代提供条件。

4.3 构造条件

区内背斜构造核部虚脱空间及围岩中的破碎带为岩浆地侵入提供了场所,矿体大部分受接触带构造控制。早期岩体与围岩接触带构造形态相对较平直,局部呈港湾状,该期接触带控制着矿体的产状,后期北侧侵入的细粒钾长花岗岩对矿体具有破坏作用,接触带产状呈波状、锯齿状。

综上述,该区中酸性岩浆岩、碳酸盐岩类围岩、背斜构造和破碎带发育,满足矽卡岩矿床形成条件[8],且矿床中具有典型的矽卡岩矿物组合[9],乌兰拜兴铁多金属矿床为典型的矽卡岩型矿床。

5 结 论

1)区内北西背斜的核部虚脱空间和隐伏的北西西向断裂是重要的赋矿部位,围岩以矽卡岩和大理岩为主;

2)区内中酸性岩浆岩、碳酸盐岩类围岩、背斜构造和破碎带发育,满足矽卡岩矿床形成条件;

3)石榴子石、透辉石和绿帘石等典型的矽卡岩矿物发育,乌兰拜兴铁多金属矿床矿床成因类型应为典型的矽卡岩型矿床。

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