新疆觉罗塔格-黑鹰山成矿带铁（磷）矿找矿远景分析

郗国庆

中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州，072754

对新疆觉罗塔格地区进行地球物理特征及含铁（磷）杂岩体地质特征分析，证明古老地台区均有基性-碱性杂岩带存在，这些区带本身就是最有远景的成矿区带。成矿区主要位于地台边缘，受深大断裂控制。觉罗塔格地区与已知的内生铁（磷）矿对比，具有成矿构造条件相同、同时都有杂岩体分布、有磁异常等相同的特征，该区具有良好的铁（磷）矿找矿前景。

1 区域地质特征

新疆觉罗塔格-黑鹰山成矿带位于塔里木盆地东北缘，大地构造位置属塔里木地台北缘库鲁克塔格断隆带。库鲁克塔格断隆是塔里木地台中的次一级构造单元，经历了三个发展阶段：由前震旦纪变质岩系组成的结晶基底为前地台发展阶段，其岩相变化大，厚度不稳定，构造变动强烈，被岩浆岩穿插；古生代及中生代是地台发展阶段，沉积了碳酸盐岩、碎屑岩、火山岩等，组成地台的盖层，经多次构造运动，盖层多为不对称褶皱，且断裂发育；新生代沉积了巨厚的陆相碎屑岩，组成了地台的后盖层。

1.1 区域地层

出露的地层为第四系、石炭系和震旦系卡瓦布拉克群、长城系星星峡群（图1）。由老至新叙述如下：卡瓦布拉克群主要为一套浅变质碳酸盐岩、含硅质碳酸盐岩，中夹少量变质碎屑岩。其下部以褐黄、灰、灰白色白云岩、硅质白云质大理岩为主，夹灰绿色绿泥石英片岩；中部为硅质大理岩及灰白色石英片岩、石英岩互层，并有变质砾岩及变质石英砂岩；上部以灰、深灰近黑色大理岩与灰绿色绿泥石英片岩为主，夹钙质砂砾岩、石英砂岩及石英岩。

星星峡群为深灰—灰色片麻岩、片岩夹少量大理岩，局部为混合岩，下部以黑云角闪石英片岩、片麻岩及混合岩为主，向上为黑云石英片岩、角闪石英片岩及少量大理岩夹层，最上部为白云大理岩和结晶灰岩，与卡瓦布拉克群呈整合接触。

石炭系：主要为粉砂岩。

第四系：主要为冲洪堆积，少部分残坡积，成分以砾石为主，砂及少量粘土。

图1 新疆 觉罗塔格-黑鹰山地 区区域地 质图Fig.1 Regional geological map in Jueluotag-Heiyingshan district

1.2 区域构造

区域上褶皱不发育，断裂构造较发育，据遥感地质解译及磁法测量结果推测，该区中部有F1、F2两条断层，属深大断裂，走向北西，两端延出区外，性质不明。断层对岩浆岩的分布有明显控制作用。

1.3 区域岩浆岩及岩浆活动

岩性主要为花岗岩、花岗闪长岩、辉长岩、基性-超基性岩等。

花岗岩：主要见于地表，沿 F2断层南侧分布，呈岩墙状产出，岩石呈肉红色，块状构造，花岗结构，矿物成分主要为正长石、斜长石、石英、黑云母等。

花岗闪长岩：主要见于地表和钻孔的上部，呈岩墙或岩株状产出，岩石呈灰白色，花岗结构，块状构造，矿物成分主要为：斜长石约含35%～40%，石英约含30%～35%，角闪石约含15%～20%，少量钾长石、磷灰石、磁铁矿、黑云母等。磁铁矿局部富集可形成矿体。

辉长岩：主要见于钻孔中，厚十几米到几十米不等，岩石呈深灰色，辉长结构，块状构造，矿物成分主要为：普通辉石约为30%～40%，斜长石约为40%～50%，其余为正长石、磁铁矿、磷灰石、绿帘石、黑云母等，磁铁矿局部富集可形成矿体。

基性-超基性岩：基性-超基性杂岩带分布于觉罗塔格东黄山—镜儿泉地区，杂岩体受康古尔大断裂控制，沿断裂呈串珠状分布，有大小岩体十余个，以纯橄岩-橄辉岩-辉橄岩-辉石岩-辉长岩-闪长岩组成，岩体侵入石炭纪及以前各时代地层。

1.4 区域航磁异常特征

据收集到的1∶10万～1∶20万航空磁测资料，工作区共发现与杂岩体相关的有意义的航磁异常2处，平面上沿天山复杂褶皱带展布，总体走向东西方向。由于地表有基性-超基性杂岩体出露，故此确定为本次查证的目标。这些异常形态规则，强度大，有一定的规模，所处的位置地质成矿条件较好，很可能为与磷、铁、钼矿产密切相关的岩浆岩所引起。查证方式主要为路线地质调查。

根据地质概况和地磁异常特征，黄土岭、彩虹山地区航磁异常，由辉石岩、基性-超基性杂岩体引起，具有寻找铁（磷）矿前景。

（1）黄土岭地区 位于塔里木地台边缘地带，有深大断裂斜穿全区，区内岩浆岩发育，基性-超基性杂岩体主要分布在深大断裂的北侧，呈近东西向展布，受断裂构造的控制。区内分布有新C-61-5、新C-61-5-1、新C-61-5-2、新C-61-8、新C-61-81-1、新C-61-82-1等多个航磁异常，大部分异常平面形态呈近东西走向的带状、椭圆状，形态较为规则，正、负异常伴生，△T最大值一般在300nT以上，磁场梯度变化较大（图2）。

（2）彩虹山地区 位于塔里木地台边缘地带，北部附近有深大断裂存在，区内次级断裂构造发育，并控制基性一超基性杂岩体呈近东西向展布。区内分布有新 C-61-51、新 C-61-52、新C-61-53等多个航磁异常，异常平面形态呈带状、椭圆状，形态较为规则，正、负异常伴生，△T值一般在300nT以上，最大值为2700nT以上，磁场梯度变化较大（图3）。

2 含铁（磷）杂岩体的分布及地质特征

2.1 杂岩体的分布特征

觉罗塔格基性-超基性杂岩带，主要分布在塔里木微板块星星峡地块边缘，受板边康古尔塔格深断裂构造控制明显，华力西期侵入的基性一超基性杂岩体，其分布受区域性深大断裂及次—级断裂带控制。该区目前已发现航磁异常100多个，基性-超基性岩体20余处，这些异常与岩体分布在康古尔塔格断裂的两则。主要岩性有：橄榄岩、辉石岩、辉长岩、斜长岩、橄榄苏长岩等。多数岩体岩相分异良好，特别是深部侧向分异明显，部分超基性杂岩体具有磷灰石、磁铁矿、透辉石、黑云母等矿物共生组合特点。是内生磷灰石成矿有利的杂岩体【1】。具有形成岩浆岩型铁（磷）矿床良好地质条件。

图2 新疆黄土岭地区航磁异常分布图Fig.2 Magnetic anomaly distribution in Huangtuling district, Xinjiang

图3 新疆彩虹山地区航磁异常分布图Fig.3 magnetic anomaly distribution in Caihongshan district, Xinjiang

2.2 杂岩体地质特征

黄土岭辉石岩体：位于觉罗塔格基性-超基性杂岩带内，分布在塔里木板块边缘，受康古尔塔格深断裂控制。辉石岩体沿深大断裂断续出露，长约1500m，呈岩墙状产出，岩石为深灰色，块状构造，自形、半自形粒状结构，矿物组成主要为辉石（紫苏辉石）、角闪石、磁铁矿、磷灰石。磁铁矿呈自形、半自形粒状，磷灰石呈柱状或粒状，后二者在局部地段富集，形成含磷磁铁矿辉石岩。

3 杂岩体岩石化学特征对比研究

觉罗塔格—黑鹰山地区基性-超基性杂岩体岩（矿）石化学组成见表 1。从岩石化学分析可看出，黄土岭、彩虹山地区辉石岩SiO2含量变化不大，一般在37.46%～48.91%之间，K2O+Na2O含量变化在0.34%～4.38%；同一成矿类型的新疆尉犁县多斯克地区铁（磷）矿由基性-超基性杂岩体引起，其辉石岩 SiO2含量变化在 36.52%～40.83%，Na2O含量变化在0.41%～0.72%，K2O含量变化在0.85%～1.58%。将分析数据投在镁铁比值(Mg／Fe')与基性度(Fe'+Mg／Si)变异图(图4)中，全部落在铁质区，反映出杂岩体主要为铁质岩及铁镁质岩类，与已知的铁（磷）矿床一致。而黄土岭、彩虹山地区（尤其是后者）杂岩体碱质含量均较高，Na2O最高可达 4.38%。在SiO2-K2O+Na2O关系图上(图5) ，岩石投影全都落在碱性玄武岩系列区。

在基性-超基性岩类为明显的硅酸不饱和岩石，当 SiO2质量分数大于 55%时，构成工业铁（磷）矿的机会较少。该类型岩石CaO含量一般较高，尤其在岩浆演化到晚期，CaO含量明显增高。因为在岩浆作用的晚期，磷灰石的析出，除了具备有磷酸根的矿化剂外，必须有足够的CaO浓度，作为磷酸盐阴离子的沉淀剂，因此，只有在CaO含量相对较高的基岩中，才有较多的机会形成磷灰石富集【2】。

综上所述，黄土岭地区岩石主元素化学及含矿性与已知的多斯克铁（磷）矿床大致相同，是进一步工作的有利地带。

表1 基性-超基性杂岩体辉石岩化学成分（ωB/%）Table 1 Octobolite chemical composition in basic-ultra basic complex rock (ωB/%)

图4 基性-超基性杂岩体Mg/Fe'与（Fe'+Mg）/Si变异图Fig.4 Mg/Fe' and （Fe'+Mg）/Si ivariogram basic-ultra basic complex rock

图5 基性-超基性杂岩体Na2O+K2O与SiO2变异图（样品同表1）Fig.5 Na2O+K2O and SiO2 ivariogram basic-ultra basic complex rock

4 成矿远景区划分及找矿预测

根据磁异常的初步筛选，在对该区进行内生铁（磷）矿找矿预测研究的基础上，将觉罗塔格-黑鹰山成矿带划分出3 个找矿远景预测区。

4.1 黄土岭透辉石-磷灰石成矿远景区

区内出露的地层主要为震旦系卡瓦布拉克群碱泉组绿泥角闪片岩、片麻岩，石英片岩、石英岩、角闪片岩夹大理岩等。遥感地质解译，远景区中部有一深大断裂，走向北西，两端延出区外，性质不明。区内出露岩浆岩主要为花岗闪长岩、辉石岩、角闪石岩。其中辉石岩、角闪石岩呈岩墙、小岩株状产出。

该远景预测区进行了 1∶2000磁法剖面测量（图6），△T最大值为5259nT，最小值为-917nT，北部出现明显负值，异常曲线北部稍缓，判定磁性体向北陡倾。异常梯度变化较为明显，尤其是在西侧异常区，等值线密集成带状，梯度变化很大，说明磁性体埋深较浅经地表观察，异常段大部为第四系戈壁，在异常东端见有角闪石岩体出露，岩体露头实测△T值为4800 nT，该磁异常为基性岩类引起。

根据实测磁异常的形态特征，对实测磁场数据进行了位场转换、不同磁化方向计算、导数计算及反演，对磁性体各参量磁场特征、梯度变化特征及其几何形状，进行数学物理分析研究。通过对不同参数异常的一致性和差异性分析，对磁性体的性质、形态、规模、埋深、磁化强度和方向，作出定性推断和半定量估算。根据数据处理结果综合分析认为：该区异常为具有较大延深的岩体引起，总体形态为岩株状，往北埋深增大。

远景区内已新发现了含矿基性-超基性岩体断续出露，长约1500m，有明显的磁异常、磷元素异常存在，找矿十分有利。

4.2 沙土沟稀土—磷灰石成矿远景区

出露的地层为前震旦系和第四系。

前震旦系分布在预测区的北部，分为两个岩性段，第一岩性段：石英片岩、长石石英片岩、石英岩、角闪片岩夹大理岩。第二岩性段：岩性为深灰色、黑色斜长角闪片岩、斜长角闪岩、角闪透辉石岩、片麻岩。

第四系分布在预测区的中部，主要为冲洪堆积，少部分残坡积，成分以砾石为主，砂及少量粘土。

岩浆岩：主要为辉石岩、辉长岩和闪长岩。呈岩墙或小岩株状零星分布。

1∶2000磁法剖面（图7）测量结果表明，异常平面形态为近东西走向的长轴状，远处出现负值，异常最大值5000nT以上，具顺层磁化特征。异常与磁铁矿有关，是具有找矿意义异常。

通过实测磁场数据的反演计算（图8），对磁性体的性质、形态、规模、埋深、磁化强度和方向，作出定性推断和半定量估算。综合分析认为：该区异常为具有较大延深的岩体引起，总体形态为岩株状，往北埋深增大，判定磁性体北倾，倾角65°左右。

图6 黄土岭199线物探磁测剖面图Fig.6 Line 199 sectional drawing of geophysical prospecting and magnetic survey in Huangtuling district

图7 沙土沟299线物探磁测剖面图Fig.7 Line 299 sectional drawing of geophysical prospecting and magnetic survey in Shatugou district

图8 沙土沟204、260剖面二维反演图Fig.8 Two-dimensional inversion chart of section line 204,260

经地表检查，在异常区可见砂砾质戈壁中有磁铁矿砾石。具有进一步开展地面物探找矿有利条件。

4.3 彩虹山稀土—磷灰石成矿远景区

区内出露的地层主要为震旦系卡瓦布拉克群碱泉组绿泥角闪片岩、片麻岩，石英片岩、石英岩、角闪片岩夹大理岩等，远景区中部有一深大断裂，走向近东西，西端延出区外，性质不明。区内岩浆岩发育，主要为花岗闪长岩、花岗岩、闪长岩、辉石岩、角闪石岩。其中辉石岩、角闪石岩呈岩墙、小岩株状产出。沿近东西向断裂分布。

远景区内岩浆岩发育，有明显的磁异常存在，找矿十分有利。

区内岩浆岩发育，基性岩体普遍有磁铁矿矿化， 经少量探槽控制，TFe最高含量达13.8%。局部磷灰石含量较高。

5 结论

（1）通过觉罗塔格-黑鹰山成矿带内生铁（磷）矿与已知的内生铁（磷）矿成矿条件对比研究【3】，证明古老地台区均有超基性-碱性杂岩带存在，这些区带本身就是最有远景的成矿区带。成矿区常主要位于地台边缘，受深大断裂控制。

所划分的三个找矿远景预测区，成矿构造条件相同，有杂岩体分布，有磁异常，地表有矿化，成矿条件有利。

（2）研究了杂岩体岩石化学特征与含矿性，杂岩含矿性受SiO2活度和K2O+N2O化学位的双重控制。低硅高钙，一定的碱是磷灰石富集的有利条件。

熔浆中磷达饱和并得以富集必须具备的条件：磷的大量聚集发生在偏碱性、碱性超基性暗色岩（辉石岩）中；岩浆的分离结晶作用有利于磷的富集；在富含挥发分的岩浆中，磷易于向挥发分集中的方向迁移；磷一方面要进入较基性组分中，另一方面磷又要参与到挥发分中。磷的富集必须这两个因素的自然结合。觉罗塔格-黑鹰山成矿带的某些杂岩体具备了这种条件，形成有规模的磷灰石矿床的可能性较大。

（3）找矿标志：磁异常是重要的间接找矿标志；基性-超基性杂岩体的辉长岩、辉石岩是矿体赋存部位。

1 夏学惠. 中国北方某些地区偏碱性杂岩型铁（磷）矿岩石化学与含矿性[J]. 地质论评，1986，(1)

2 夏学惠. 山东枣庄环状偏碱性杂岩中磷灰石特征及其地质意义[J]. 岩石矿物学杂志，1987，(4)

3 牟保磊，江培漠，曾贻善，等. 矾山杂岩体磷-铁矿床[M]. 北京大学出版社，1980