甘肃老虎山东多金属矿矿体特征及成因浅析

高志杰，王党琦，李玉鹏，张 瑾，王宇昊

（1.甘肃省地质调查院，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院，甘肃 酒泉 735000）

1 区域成矿地质背景

勘查区位于北山造山带东部，哈萨克斯坦板块与塔里木—华北、西伯利亚板块的交汇部位，构造变形复杂，是铁、铜、铅锌等多金属矿产成矿的有利地段，属小独山-白山堂W-Au（Ag）-Cu(Pb-Zn)-Fe-Mo-Cr-REE-菱 镁 矿-萤石成矿带。

出露地层有长城纪古硐井群（ChG）、蓟县纪平头山组（Jxp）、石炭纪红柳园组（C1h）和干泉组(Cg)、白垩纪新民堡群（Kx）、第四系，其中长城纪古硐井群（ChG）原岩为一套浅海相的陆源碎屑岩夹碳酸盐岩沉积建造，总体呈北西西向展布，构成白山堂背斜的主体，岩性较复杂，属绿片岩相浅变质岩系，是中低温热液型铜、金、铅锌矿、沉积变质型铁矿的主要赋矿层位。

勘查区位于塔里木板块北山中—南带加里东期褶皱带，北山造山南带（红柳园—大奇山—野马井）华力西裂谷处，多期构造叠加，褶皱、断裂、韧脆性剪切带等变形构造形迹均较发育，其中北西—南东向区域性断裂控制了区内地层、岩体的展布，也是最主要的控矿构造。

侵入岩极为发育，岩体规模不一，从基性—中酸性均有出露，多呈北西向带状分布，与区域构造线方向一致，脉岩极发育，从基性—酸性均有发育，主要有辉绿岩脉、辉长岩脉、闪长玢岩脉、闪长岩脉、花岗岩脉。

2 矿区地质特征

勘查区内地层、构造、侵入岩呈北西—南东向展布。区内地层简单，主要有长城纪古硐井群（ChG）及第四纪全新统 (Qh)（图 1）。

长城纪古硐井群（ChG）大面积出露，为一套浅变质的浅海相陆源碎屑岩，局部夹灰岩透镜体，多被石炭纪花岗闪长岩体侵入破坏，局部呈残留体存在，倾向195°～235°，南部倾角较缓，一般40°～65°，北部倾角增大，一般50°～70°，总体为一单斜构造，是勘查区内主要的赋矿层位，特别是Ⅱ、Ⅲ矿带沉积变质型铁多金属矿严格受层位控制，岩石组合主要为板岩、石英片岩、灰岩及含砾变砂岩等。

勘查区内构造不发育，仅见小规模断层及层间小揉皱。其中断裂构造分为北西西向、北东向两组，北西西向逆断层是区内Ⅰ矿体铁矿体、铅锌及金矿化体的控矿、导矿和容矿构造，既为成矿热液运移提供了通道，同时为成矿物质的富集、沉淀提供了空间，而北东向断层规模较小，多为平移断层，侵入岩较为发育。

主要为石炭纪中细粒黑云花岗闪长岩，呈岩珠、岩枝状侵入长城纪古硐井群中，对矿体有破坏作用；区内脉岩极为发育，主要有石英脉、闪长岩脉、闪长玢岩脉，长50m～500m不等，宽1m～40m不等，按其走向分为北西—南东向、近南北向两组，以北西—南东向最为发育。

围岩蚀变普遍存在于所有矿化地段，主要有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、绢云母化、褐铁矿化、绿泥石化，其中硅化、黄铁矿化对铅锌、金等矿化信息有较强的指示作用。

图1 老虎山东铁多金属矿地质简图

图2 老虎山东铁多金属矿0勘探线地质剖面图

3 矿体地质特征

3.1 矿带地质特征

根据矿体分布位置、矿石类型，自北向南划分了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等 3个矿带（图1）。其中Ⅰ矿带位于勘查区北侧，矿化带断续长约1km，宽2m～50m不等。

通过地质勘查工作圈定铁矿体1条，铅锌矿化体1条，矿体主要受北西—南东向构造蚀变带控制，总体呈似层状、透镜状，北西-南东向展布，形态随构造破碎带变化，具明显的膨缩、扭曲现象。围岩蚀变主要有硅化、赤铁矿化、褐铁矿化、软锰矿化、碳酸盐化等。

Ⅱ矿带位于勘查区中部，岩石组合为粉砂质板岩、含铁粉砂质板岩、含铁泥质板岩、硅质灰岩，矿化带宽20m～100m不等，长＞1.5km，呈带状展布，向西被石炭纪二长花岗岩体侵入破坏，向东延出勘查区。

共圈定菱铁矿体6条，矿体具尖灭再现、膨大收缩的特征，矿化地段分布于7线—16线， 7线以西矿体被岩体侵入破坏，7线—4线矿体呈似层状、透镜状产出，4线—10线矿体尖灭，10线—16线矿体再现并受岩体挤压，呈舒缓波状。

Ⅲ矿带位于勘查区南部，呈近东西向展布，宽5m～20m，东西两侧被第四系冲洪积物覆盖，矿化带长＞200m，通过勘查工作，初步圈定硅板岩型赤铁矿体3条（Ⅲ-3为盲矿体），呈透镜状近东西向展布，矿体产状与地层产状一致，倾向南，倾角42°～50°，长100m，矿体平均厚度1.54m～1.98m，矿体（TFe）平均品位为27.98%～33.10%，顶底板主要为碎裂硅质板岩，矿体与顶底板围岩界线清晰，层位稳定。

3.2 矿体地质特征

勘查区内共圈定铁矿体10条（表1）、铅矿化体1条和金矿化体3条，其中Ⅰ矿带圈定角砾岩型磁赤铁矿体1条、构造角砾岩型铅锌矿化体1条；Ⅱ矿带圈定菱铁矿体6条、构造角砾岩型金矿化体3条；Ⅲ矿带圈定碎裂硅板岩型赤铁矿体3条。

铁矿体长37-860m不等，倾向南西，倾角42°～67°，单工程平均厚度1.01m～19.57m，矿体平均厚度1.42m～4.62m，单工程TFe平均品位21.38%～44.67%，矿体TFe平均品位为22.49%～33.10%，矿床TFe平均品位为27.64%。

Ⅱ-2铁矿体是勘查区主矿体，资源储量占总资源储量的81.65%。分布于Ⅱ矿带7线—4线，7线向西被石炭纪花岗闪长岩体破坏，4线以东逐渐尖灭，呈似层状展布，局部受岩体侵入、挤压，走向、倾向上成舒缓波状，长340m，总体走向近东西向，倾向南，倾角56°～67°之间，单工程厚度1.15m～19.57m之间，平均厚度为4.62m，厚度变化系数为95.88%；单工程矿体TFe平均品位在25.02%～44.67%之间，矿体平均品位为27.90%，品位变化系数18.57%。

根据铁物相分析，氧化带深10.8m，矿石自然类型为板岩型菱褐铁矿氧化矿石、原生菱铁矿矿石，顶底板主要为含铁泥质板岩，局部为碳质板岩，矿体与顶底板围岩界线清晰，层位稳定，围岩蚀变主要有硅化、碳酸盐化、软锰矿化、黄铁矿化等，但总体蚀变较弱。

走向上，矿体厚度和品位变化较大并呈负相关关系（图3），倾向上矿体厚度不稳定，具膨胀收缩特点（图2、图4），沿倾向品位较稳定。

表1 老虎山东铁多金属矿矿体特征简表

在Ⅰ矿带南侧圈定了铅锌矿化体1条，矿化体长100m，走向135°，倾向南西，倾角85°，厚3.84m，Pb品位0.18%～0.22%，平均品位0.16%，Zn品位0.18%～0.62%，平均品位0.42%，Pb+Zn最高品位0.84%；在Ⅱ矿带北侧通过槽探工程圈定Au矿化体3条，长80m±，厚0.8m～1.92m不等，Au品位0.13—0.36×10-6，产状195°∠45°。铅锌、金矿化体呈透镜状，主要受北西向构造蚀变带控制，主要蚀变有硅化、黄铁矿化、黄钾铁矾化、碳酸盐化等，其中硅化、黄铁矿化与铅锌、金成矿关系最为密切。

图3 Ⅱ-2矿体走向上厚度及品位变化曲线图

图4 0线Ⅱ-2矿体倾向上厚度及品位变化曲线图

3.3 矿石质量

Ⅱ矿带铁矿石自然类型分为板岩型菱褐铁矿氧化矿石、板岩型菱铁矿原生矿石两种，金属矿物主要为菱铁矿、磁铁矿，少量及微量黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、赤铁矿、磁赤铁矿、褐铁矿、黄铜矿、蓝辉铜矿等，脉石矿物主要为石英、白云石、方解石，其次为普通角闪石、黑云母、普通辉石、绿泥石，含少量磷灰石、榍石、锆石等。

Ⅰ矿带铁矿石自然类型为角砾岩型磁赤铁矿石，Ⅲ矿带矿石自然类型为硅板岩型赤铁矿石，Ⅰ、Ⅲ矿带赤铁矿矿石中主要金属矿物有褐铁矿、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿，含少量软锰矿、辉锑矿、闪锌矿、方铅矿等，脉石矿物为石英、长石、白云石、方解石等。铁矿石中的伴生有益组分主要是Ag、Mn，达到综合利用要求，其中伴生Ag平均品位为5.66×10-6，最高8.45×10-6，最低3.80×10-6，伴生Mn品位最高6.56%，平均品位为3.13%；主要有害元素为SiO2、S、P等， P含量0.082%-0.194%， S含量0.09%～2.70%，平均含量1.91%，属高硫低磷铁矿石；SiO2含量在16.59%～29.94%，平均值21.62%，平均高于18%，工业类型为需选弱磁性铁矿石。

4 矿床成因浅析

通过分析前人资料，结合本次勘查成果，认为Ⅱ矿带铁矿体存在两期成矿作用的富集叠加，形成了老虎山东铁多金属矿床。

早期形成长城纪沉积变质型菱铁矿床；晚期经石炭纪岩浆活动、热液叠加改造，菱铁矿中叠加细脉状磁铁矿、浸染状黄铁矿，形成沉积变质—热液改造型菱铁多金属矿床。主要特征为：

（1）菱铁矿体赋存于长城纪古硐井群含铁泥质板岩、粉砂质板岩中，呈似层状、透镜状产出，与围岩产状一致，整合接触，界线明显，且矿石中Fe2O3、FeO、SiO2、MnO含量较高,而Al2O3、MgO、Na2O、K2O、P2O5含量低（表2），局部原生矿石中见原生层状构造，沉积特征明显。

（2）菱铁矿呈自形、半自形粒状或者粒状集合体状、不规则条带状较均匀分布于脉石矿物间，围岩蚀变较弱，表明铁矿石中菱铁矿形成于沉积作用期。

表2 菱铁多金属矿矿石全分析结果表

（3）矿石中有后期石英细脉呈网脉状穿入菱铁矿中，黄铁矿呈稀疏浸染状、细脉状赋存于矿石裂隙中，伴生元素Ag含量高，最高达48.94×10-6，都反映了后期热液叠加的特点，说明菱铁矿中多金属矿形成与后期热液叠加有关。

5 结语

老虎山东铁多金属矿Ⅱ矿带属沉积变质—热液改造型铁多金属矿，层控特征明显，含矿地层为长城纪古硐井群，岩性为一套低绿片岩相的含铁泥质板岩、粉砂质板岩、硅质板岩；地表铁矿氧化形成“红带”，是直接的找矿标志，铁矿石中含与少量磁铁矿，磁异常是间接的找矿标志。该矿床系金塔首次发现的菱铁多金属矿，通过地质概况、矿体特征研究，矿床成因浅析，对今后在该区地质找矿具有一定的指导意义。