青海开心岭铁矿床地质特征及矿床成因探讨

2018-07-11白生皓姜登峰董启伟

中国锰业 2018年3期

白生皓，姜登峰，董启伟，韩　伟

(1. 青海省柴达木综合地质矿产勘查院，青海格尔木　816000； 2. 烟台黄金职业学院，山东招远　265401)

0　前　言

开心岭铁矿地处唐古拉山北坡，行政区划隶属青海省格尔木市唐古拉山乡。自20世纪60年代以来，青海省地质局第一区调队、物探队和地质调查院等多家地质单位先后于周边开展区调普查、航磁测量和化探扫面等地质工作，积累较多基础地质资料，也相继发现一批铁、铜、煤等矿(化)点[1]，但由于开心岭铁锌矿区地处高海拔山区，勘查力度不足，研究程度和矿体控制程度相对较低，区内找矿工作一直未取得较大的突破。通过对该地区开展基础地质工作，明确区内地层划分，分析构造与岩浆岩与成矿关系进而探讨矿床成因，以期为该区找矿工作提供理论支撑。

1　区域地质概况

开心岭铁矿位于羌塘陆块(I)开心岭—乌丽岛弧带(II)，地层出露较为齐全，发育有石炭系上统加麦弄群，二叠系开心岭群扎日根组、诺日巴尕日纳组、九十道班组，二叠系乌丽群，三叠系结扎群甲丕拉组、波里拉组、巴贡组，第三系沱沱河组、雅西措组、五道梁组等地层，岩性以沉积相灰岩、砂岩和砾岩为主；断裂构造发育，以NW向为主，次为近EW向和NE向，其中近EW向和NE向控矿作用明显，褶皱构造广布，以开心岭复式背斜为代表，总体沿NWW向展布；印支期岩浆活动局部发育，间歇性裂隙式海相喷发较为频繁[2-3]。

2　矿区地质特征

2.1　地层

经地质踏勘和探槽揭露等工作，矿区范围内出露岩性除第四系沉积物外，主要有灰岩、炭质板岩夹煤层、砂岩、砾岩、砂砾岩、安山岩、火山角砾岩等，通过与区域地层比对，将地层划分为三层，分别为二叠系下统开心岭群诺日巴尕日保组生物碎屑灰岩、安山岩、火山角砾岩，开心岭群扎日根组灰岩，以及二叠系上统乌丽群炭质板岩、砂岩和灰岩。其中诺日巴尕日保组火山岩与区内贴成矿关系密切，是重要的成矿、控矿因素。

2.2　构造

区内断裂构造多为隐伏构造，分为NE、NW向两组，以NW向断裂为主。NW向断裂与区域总体构造方位一致，是重要的运矿、容矿通道，以矿区西部的F1和F2为代表，长3～4.5 km，由于埋藏较深，性质不明显，仅在局部基岩出露地段发育断裂破碎带；NE向断裂以F3、F4、F5为代表。其中F3位于矿区系部，走向40(°)～220(°)，地表出露长度约250 m，两端被第四系覆盖，断裂破碎带发育，宽约210 m，破碎带内岩石破碎强烈，赤铁矿、镜铁矿转石遍布；F4位于矿区东部，其长度大于350 m，该断裂位于二叠系上统乌丽群中，断层面断裂擦痕明显，具平移走滑性质，切割破坏向斜褶皱构造；F5断裂位于F4断裂北部，长约400 m，断线笔直，断面陡倾，断层带上岩层产状紊乱，岩石硅化现象普遍，为左行平推断层。褶皱构造不发育，仅矿区中部存在一向斜构造。

1 第四系；2 二叠系上统乌丽群；3 二叠系下统开心岭群扎日根组；4 二叠系下统开心岭群诺日巴尕日保组；5 闪长岩；6 铁矿体；7 出露断层；8 推测断层；9 地层界线；10 矿段及编号

2.3　岩浆岩

区内岩浆岩与火山岩均有分布，以火山岩为主。侵入岩体规模较小，仅见少量椭圆状、条带状闪长岩体；火山岩主要赋存于开心岭群中，岩性以安山岩和火山角砾岩为主，为区内铁矿体的主要赋矿层位，且控矿作用明显。

3　矿床地质特征

3.1　矿体地质特征

开心岭铁矿主要由Fe1、Fe2、Fe4及CZ299-1-2四个矿段组成，共圈定9条铁矿体(含2条隐伏矿体)，其中Fe1矿段2条，Fe2矿段4条，Fe4矿段2条，CZ299-1-2矿段1条，部分铁矿体地质特征详见表1，且以Fe2矿段最具规模。矿体受开心岭群诺日巴尕日保组控制明显，安山岩和火山角砾岩为区内主要赋矿岩石，矿体与围岩无明显界限。

Fe1矿段含3条矿体，由05TC21、05TC22和07TC05等探槽控制，总体呈脉状，北西走向，倾角50(°)左右，矿体长130～230 m，厚5.68～8.47 m，全铁品位TFe 23.93×10-2～29.89×10-2，铁矿石主要为镜铁矿和磁铁矿。

Fe2矿段(图2)的4条铁矿体以Fe2-2矿体规模最大，由9条探槽和4个钻孔控制，Fe2-2矿体呈脉状，北西走向，倾角30(°)左右，长820 m，最大延伸135 m，最厚8.60 m，平均4.75 m，全铁品位TFe最高48.93×10-2，平均品位41.29×10-2；矿石以赤铁矿为主，次为镜铁矿。

表1　开心岭铁矿床部分矿体特征

3.2　矿石质量

矿石类型以赤铁矿矿石为主，次为磁铁矿矿石；以半自形不等粒结构和角砾状构造为主，矿区范围内铁矿石全铁品位20.48×10-2～42.20×10-2；矿石矿物以赤铁矿、镜铁矿和磁铁矿为主，脉石矿物多为绿泥石、长石、石英和云母。

4　矿床成因

区内铁矿体赋存于开心岭群诺日巴尕日保组火山岩中，相关研究表明该地层为海相环境下强烈构造挤压导致的火山喷发[4]，且区内矿体与安山岩及火山角砾岩密切相关，而区内火山角砾岩为海底火山喷气岩[5-6]，其成因是早先的火山喷气物质加深海软泥(泥质、钙质含赤铁矿、镜铁矿的软泥等)堆积于海底喷气火山口附近，这时沉积层还未固结，其后喷发的高温火山熔岩(玄武质熔岩)再次堆积于含矿质的深海软泥之上，由于二者之间存在着温度差，高温的火山熔岩(330(°))，因剧烈降温而发生体积的大幅度缩小和岩浆的固结[7]。这时岩浆要发生破裂而呈角砾状(有浑圆状、锯齿状边界)分布于含矿质的火山喷气沉积物(基质或胶结物)中，而形成火山角砾岩，这种火山角砾岩(海底火山喷气岩)中常含灰岩角砾。

1 第四系；2 灰岩；3 角砾状灰岩；4 砂岩；5 砾岩；6 赤铁矿体；7 地质界线；8 不整合界线；9 安山岩；10 炭质板岩夹煤层；11 闪长岩；12 见矿钻孔及编号；13 未见矿钻孔及编号；14 勘查线位置及编号；15 已施工探槽位置及编号

而海底火山喷气岩之下往往有硫化物—铅、锌矿形成，也就是说铅、锌矿化形成于火山喷气岩之下，再向下为铜矿化。自上而下矿化有赤铁矿化、镜铁矿化—铅、锌矿化—铜矿化。在开心岭铁矿区Fe4矿段和CZ299-1-2矿段，07ZK0502、08ZK0901和09ZK0504等钻孔控制圈定锌矿体5条，在Fe2矿段09ZK12701中发现单工程隐伏铜矿体，即矿区所发现的铁、锌矿体以及外围发现的铜矿体产出特征与此相似，由此矿床类型初步确定为火山喷气—沉积型矿床。