青海祁连小沙龙铁矿矿床地质特征及找矿方向

赵俊芳，方 刚，王显真，靳 杨，冶玉花

(1. 青海省有色地质矿产勘查局 地质矿产勘查院，青海 西宁 810007； 2. 青海省第一地质矿产勘查院，青海 海东 810600)

1 区域地质背景

祁连县大沙龙铁矿位于北祁连早古生代结合带西段[1]，区内地层由老至新：古元古代托赖(岩)群(Pt1T)、早奥陶世阴沟群(O1Y)、晚泥盆世老君山组(D3l)、早石炭世臭牛沟组(C1c)、晚石炭世羊虎沟组(C2y)，二叠纪大黄沟组(Pd)、二叠—三叠纪窑沟群(PTY)，晚侏罗世享堂组(J3d)、白垩纪新民堡群下沟组(Kx)、中沟组(Kz)及第四纪玉门组(Qy)。

北祁连早古生代结合带经历了多次构造运动，其中以加里东期运动为主，形成北西、北西西向的紧密褶皱与断裂。褶皱构造为一系列的复式褶皱；断裂多为平行地层走向的逆断层，对区内地层展布、岩浆活动及成矿作用等起着重要的控制作用。

区内岩浆岩的岩石类型众多，有侵入岩、喷出岩、基性—超基性岩、中酸性岩，各期岩浆岩也多寡不一，显示本区岩浆活动强烈且较频繁，并与各期构造运动强弱相一致。

2 矿床地质特征

2.1 地层

区内地层出露简单，主要发育奥陶纪阴沟群下岩组，次为早石炭世臭牛沟组、晚泥盆世老君山组及第四纪堆积。阴沟群下岩组地层由千枚岩板岩段、含铁岩段及硅质板岩、基性火山岩段组成。君山组(D3l)在矿区北东部大面积出露，上部以细—中粒砂岩为主，夹砾岩、砂砾岩、粉砂岩及泥质粉砂岩；下部以厚层砾岩、砂砾岩为主，夹少量细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩，局部夹中酸性或基性火山熔岩及凝灰岩。

2.2 构造

早奥陶世阴沟群下岩组在区内为一背斜构造，背斜轴向北西，沿大沙龙主沟展布。核部由阴沟群下岩组千枚岩板岩段构成，两翼由阴沟群下岩组含铁岩段及硅质板岩基性火山岩段构成。大沙龙铁矿I号主矿体位于背斜南翼、三岔铁矿体及北矿带位于背斜北翼。

矿区断裂主要有3组：与区域构造线走向平行的北西西走向断裂以及北北西、南北向断裂。矿区的早奥陶世火山—沉积岩、加里东期侵入体、脉岩均沿北西西向的走向断裂分布。

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆活动强烈，有奥陶纪的火山喷发(溢)活动和加里东期后多期的脉岩岩浆侵入活动。奥陶纪火山岩以火山碎屑岩为主，硅质岩、铁硅质岩、磁铁菱铁岩、赤铁菱铁岩等喷流岩发育，显示铁矿床的形成与奥陶纪火山活动有密切关系[2]。

2.4 矿体特征

2.4.1 矿体形态、产状、规模

矿体主要赋存于早奥陶世阴沟群下岩组火山—沉积岩系的喷流沉积岩或基性—超基性岩的蚀变带中。

产于火山喷流—沉积岩中的铁矿体为赤铁—磁铁矿矿体、磁铁—菱铁矿矿体、菱铁矿矿体。层状、似层状、扁豆状，其含矿围岩为硅质岩、硅质白云质灰岩等喷流沉积岩。

产于蚀变带中的铁矿体为磁铁矿矿体，团块状、透镜状、长扁豆状、不规则状、脉状，产于蚀变基性—超基性岩的边部和构造蚀变带中，受基性—超基性岩的构造蚀变带控制。

矿区已发现矿体长30～1 238 m，视厚16～66 m，延深150 m，倾向北东，倾角约70(°)，矿体平均品位TFe 28.62%，mFe 17.98%，最高品位TFe 38.38%，mFe 34.74%(详见表1)。

表1 大沙龙矿体特征一览

2.4.2 矿石、矿物特征

磁铁矿矿石：金属矿物以磁铁矿为主，含量达48.70%，有极少量赤铁矿(0.43%)、黄铁矿(0.45%)、褐铁矿(0.33%)；脉石矿物以水云母(17.0%)和铁硬绿泥石为主(9.92%)，其次为石英(10.85%)、绿泥石(6.5%)，少量绢云母、碳酸盐、磷灰石、榍石。

菱铁磁铁矿矿石：主要金属矿物为磁铁矿(29%)、菱铁矿(15.6%)，有极少量褐赤铁矿(1.62%)、黄铁矿(0.25%)；脉石矿物主要为铁硬绿泥石(39.4%)、其次有水云母(11.2%)，少量石英、绢云母、绿泥石。

菱铁—赤铁矿矿石：主要金属矿物有赤铁矿(45.00%)，其次有褐铁矿(12.00%)、赤铁矿(6.00%)；脉石矿物主要有石英(12.00%)，其次是水云母(11.50%)、绢云母(5.50%)、高岭石(6.00%)。

菱铁矿矿石：金属矿物主要为菱铁矿(60.50%)，少量磁铁矿(0.20%)、赤铁矿(0.10%)、褐铁矿(0.1%)、褐赤铁矿(0.15%)、黄铁矿(0.40%)；脉石矿物主要是石英(8.20%)，其次有水云母(4.52)、绿泥石(3.99%)、绢云母(3.52%)，少量高岭石(1.32%)。

2.4.3 矿石结构、构造及矿石类型

自形—半自形粒状结构：是磁铁矿矿石及黄铁矿—磁铁矿矿石中的主要结构，磁铁矿为自形—半自形粒状或他形粒状集合体，粒径0.005～0.05 mm，呈稀疏浸染状分布；黄铁矿为他形粒状集合体，粒径0.01～0.05 mm，呈脉状充填于裂隙中，或呈星散浸染状分布。

他形粒状结构：是黄铁矿矿石中的主要结构。黄铁矿分两期，早期为他形粒状集合体，粒径+0.1 mm，成稀疏浸染状分布；晚期呈细脉状穿插于脉石裂隙中，粒径+0.01 mm。

2.5 围岩蚀变

铁矿体的上下盘围岩和夹石主要为泥钙质绢云千枚岩、泥钙质板岩、炭质板岩、砂质板岩及少量的硅质岩、石英岩。围岩蚀变以绿泥石化、绢云母化为主，次有褐铁矿化、赤铁矿化、碳酸盐岩化等，其中绿泥石化与铁矿化关系密切。

3 矿床成因及控矿因素

3.1 矿床成因分析

赤铁—磁铁矿矿体、磁铁—菱铁矿、菱铁矿矿矿体产于火山喷流—沉积建造中，这类含矿建造和其中的铁矿床，在北祁连地区分布较广，并被认为是火山喷流—沉积(变质)矿床。

磁铁矿体呈产于蚀变超基性岩(铁硬绿泥石化辉橄岩)体的边部，或蛇纹岩、石英菱镁岩等蚀变岩中。矿石具浸染状、稠密浸染状、块状构造，具热液矿床矿石特征。超基性岩主要由铁镁硅酸盐矿物组成，经后期区域变质、动力变质、岩浆热液交代作用，超基性岩发生强烈蚀变，铁镁硅酸盐分解，形成改造—再造成矿流体，镁、硅等形成蛇纹石、滑石、石英、碳酸盐等含铁低或不含铁的矿物；铁随成矿流体运移至蚀变超基性岩边部或蚀变带，形成磁铁矿体[3]。

受中酸性岩体(脉)岩浆侵入及热液活动的影响[4]，凝灰质板岩中的磁铁—菱铁矿体、磁铁赤铁矿矿体、磁铁—菱铁矿体及磁铁赤铁矿矿体也会被改造成磁铁矿体。

因此，认为该区磁铁矿矿床为改造—再造型磁铁矿床。

3.2 控矿因素

1)成矿地质构造环境

磁铁矿床的含矿岩石建造为基性—超基性岩，赤铁—磁铁矿床等的含矿建造是火山喷流—沉积建造，都是裂谷活动的产物，裂谷构造环境是本区铁矿床的重要控矿因素。

2)岩石建造

镁铁—超镁铁岩建造是含铁高的岩石建造，不仅在岩石有较多的磁铁矿，其造岩矿物也都是含铁硅酸盐类，在叠加改造成矿作用过程中，含铁硅酸盐类分解，形成蛇纹石、滑石、碳酸盐等低铁或不含铁矿物[5]。显示出镁铁—超镁铁岩是改造—再造型铁矿床的矿源岩。

3)地层层位

矿区赤铁—磁铁矿矿体、磁铁—菱铁矿体、菱铁矿矿矿体均产于奥陶纪阴沟群下岩组火山喷流—沉积建造，显示这些铁矿床具一定的含矿层位，层位控矿十分明显。

4)构造因素

北西向的深大断裂诱发区内裂谷活动，并为早古生代的火山喷发(溢)活动及基性—超基性岩侵位提供通道；

奥陶纪阴沟群中砾状灰岩发育表明，控制火山沉积盆地的北西向断裂，在早古生代火山喷流沉积的同时仍在活动，为一同生断裂，其断裂裂隙系统成为热水喷流活动的循环系统和成矿流体的上升通道；

矿区内的中酸性脉岩多沿走向断裂分布，表明多期活动的走向断裂是各种中酸性脉岩岩浆活动通道[6]；

叠加于含矿岩石建造的断裂多期活动，使含矿岩石发生强烈动力变质，形成变质热液，为改造—再造矿床的形成提供热动力和矿液储存空间。

5)岩浆活动

加里东期基性—超基性岩侵位，形成岩浆分异型磁铁矿床，是矿源岩；

加里东期的火山次火山岩浆活动，为火山喷流热水循环活动提供热源，是本区赤铁—磁铁矿矿床、磁铁—菱铁矿矿床、菱铁矿矿床成矿作用的热源；

加里东期后的脉岩岩浆及其热液活动，交代基性—超基性岩中的铁镁硅酸盐矿物，使铁从铁镁硅酸盐中析出，形成改造—再造型磁铁矿矿床。

4 结 论

通过对矿区综合研究得出以下找矿标志：

1)岩石建造标志：基性—超基性岩建造发育地段，是磁铁矿型矿床的岩石建造标志；硅质岩、铁硅质岩、碧玉岩、铁碳酸盐岩等喷流—沉积岩建造是赤铁—磁铁矿矿床、磁铁—菱铁矿矿床、菱铁矿矿床的岩石建造标志；

2)构造标志：多期活动断裂发育地段，各种动力变质岩发育，是改造—再造矿床找矿的构造标志；

3)岩浆岩标志：加里东期后的脉岩密集分布区，基性—超基性岩蚀变强烈，是改造—再造磁铁矿床有利地段，因此，加里东期后的脉岩可作为磁铁矿床的间接找矿标志；

4)蚀变标志：基性—超基性岩的蚀变(或退变质)，原有的硅酸盐矿物分解，形成铁硬绿泥石、蛇纹石、滑石、碳酸盐、石英，并有大量铁析出，形成磁铁矿体。因此，铁硬绿泥石化、蛇纹石化、滑石菱镁岩化、石英菱镁岩化、硅化等蚀变是改造再造型磁铁矿床的重要找矿标志；

5)地球物理标志：物探磁异常是磁铁矿床的重要找矿信息和标志。