青海省北祁连地区热水东铁矿地质特征与找矿前景

祁发龙，袁克权，张亚光，谷 超，李 杰

(1. 青海省地质调查局，青海 西宁 810001； 2. 青海省有色地质勘查局七队，青海 西宁 810007； 3. 河北省区域地质调查院，河北 廊坊 065000)

热水东铁矿位于青海省祁连线托赖山西段，黑河上游热水东三岔什一带，行政区域隶属于青海省海北州祁连县野牛沟乡管辖，大地构造位置处于秦祁昆晚加里东造山系祁连造山带西段的托莱山地区[1]。

1 区域成矿地质背景

热水东铁矿位于祁连造山带西段，地跨北祁连构造带和中祁连陆块，中祁连北缘断裂(托莱河—达坂山断裂)从南部通过，空间上“一带、一块”的构造格局明显，晚古生代—中、新生代上叠盆地叠加其上。

区域内出露地层总体呈北西向展布，其中，下奥陶统阴沟群(O1y)蛇绿混杂岩，是祁连地区最重要的沉积变质型铁矿赋存层位之一。区内火山活动强烈，火山岩发育，以不同产状分布于早元古代托莱岩群、下奥陶统阴沟群中。

区内断裂极其发育，以北西向为主，是重要的导矿、容矿构造。北西西向断裂和近南北向断裂交汇处显示出这两组断裂交汇地带是多金属矿产富集区，具有一定找矿前景。构造层次上既有中—浅构造层次韧性剪切带，又有浅—表部构造层次脆性逆冲断层。区内褶皱构造发育，轴向总体以北西方向，与本区构造线方向一致，区内主要有托莱山复向斜。

2 矿区地质特征

2.1 地质特征

矿区出露地层主要为古元古界托勒岩群(Pt1T)绢云母绿泥石英片岩、斜长角山岩夹大理岩，局部分布砂质板岩，该套地层斜长角闪岩与大理岩接触带附近碎石流中新发现含铅锌矿磁铁矿矿石，为矿区含矿层之一；早奥陶系阴沟群(O1y)石英岩、厚层白色灰岩；二叠系忠什公组(Pz)灰黑色厚—中层状生物碎屑灰岩夹少量褐黄色中—厚层状中粗粒石英砂岩及第四系堆积。

区内奥陶系火山岩较发育，以基性火山岩为主，岩性为蚀变玄武岩和蚀变安山岩等火山熔岩，主要分布于早奥陶系阴沟群碎屑岩段。区内超基性岩集中分布于矿区南侧及外围，多沿北西向断裂带侧旁分布，蚀变强烈，普遍具蛇纹石化、滑石化、菱镁矿化、铁硬绿泥石化、次闪石化等，在蚀变带中有磁铁矿体产出。

区内褶皱构造为以二叠系砂岩段地层为核部，两翼为早奥陶系阴沟群地层呈北西向展布的向斜构造。

矿区赋矿岩性为泥钙质板岩、炭质板岩组合，近矿围岩与赋矿岩石随成矿区段位置的不同，赋矿岩性稍有不同，矿床西段近矿围岩主要为蚀变安山岩。

矿床的围岩蚀变因近矿围岩规模大小有明显差异，蚀变安山岩出露规模较大，则泥质钙质板岩、含炭质板岩等赋矿围岩的绿泥石化、绢云母化蚀变较强，矿石的品位有变高的趋势，规模较小蚀变则稍弱，矿石品位较低，另外如赋矿围岩中石英、碳酸盐脉的发育增强，矿石品位有明显变高的趋势。

Q 第四系； Cy 石炭系羊虎沟组； Oy 奥陶系阴沟群上，下岩组灰岩段、板岩段； Pt1t 下元古界阴沟群下岩组泥质板岩； Σ 超基性岩； q 石英脉； 1 地质界线； 2 逆断层及编号； 3 铁矿体及编号

图1热水沟铁矿地质略图

2.2 矿体特征

热水东矿区依据赋矿岩性、磁异常分布规律及矿体出露的空间位置，由南至北划出铁矿化带4条，并共计圈出铁矿体31条。

Ⅰ-Fe矿化带：控制长度4.2 km，带内圈出铁矿体9条，其中地表6条，深部盲矿体3条。其中，地表圈出的铁矿体6条，均由地表槽探单工程揭露，长均为200 m，厚3.93～13.81 m，矿体品位为TFe24.19%～33.82%；深部圈出盲矿体3条，为Ⅰ-7Fe～Ⅰ-9Fe，其中Ⅰ-9Fe矿体长400 m，厚56.75 m，控制斜深370 m，矿体品位TFe 29.76%；Ⅰ-8Fe矿体长400 m，厚31.66 m，控制斜深220 m，矿体品位TFe 27.84%。矿石类型为磁铁矿，次为菱铁矿，赋存于含炭质泥钙质板岩—硅泥质钙质板岩，其中泥钙质板岩，炭质板岩具较强的条带状石英脉发育，矿化蚀变主要有粘土化、碳酸盐化、黄铁矿化、绿泥石化、褐铁矿化等。

Ⅱ-Fe矿化带：控制长度4 km，矿化带内地表圈定铁矿体6条，编号为Ⅱ-1Fe～Ⅱ-6Fe，矿体厚4.77～13.74 m，长200～400 m；矿体品位TFe 28.22%～34.63%，含矿岩性为含炭质泥钙质板岩、泥钙质板岩，矿石类型为磁铁矿菱铁矿矿石，矿化带矿化蚀变有碳酸盐化、绿泥石化、粘土化、黄铁矿化。

Ⅲ-Fe矿化带：控制长度3.6 km，矿化带内地表圈定铁矿体2条，走向长200～600 m，矿体厚3.93～13.51 m，矿体品位TFe 26.6%～32.32%，倾向延深50 m，矿体产于含炭质泥钙质板岩，矿化蚀变有碳酸盐化、绿泥石化，粘土化、黄铁矿化等。

Ⅳ-Fe矿化带：控制长度4.2 km，呈北西向展布，矿化带内共圈出14条矿体，其中地表9条，矿体长200～800 m，矿体厚1.54～32.6 m，倾向延伸50～460 m，矿体品位TFe 31.53%～38.53%。深部圈出盲矿体5条，矿体厚0.41～5.95 m，倾向延伸为100 m，矿体品位TFe 21.98%～29.22%。

2.3 矿石特征

矿石自然类型以原生矿石为主，矿石类型以其主要矿石矿物成分及构造特征可分为磁铁菱铁矿矿石、菱铁磁铁矿矿石、含黄铁矿磁铁矿矿石及赤褐铁矿矿石。矿物组成以磁铁矿、褐铁矿、脉石矿物为主。矿石主要呈他形—半自形细粒状结构，块状构造，局部呈稀疏浸染状、稀脉状、条带状分布。

铁矿石(薄片鉴定)：褐色，隐晶质结构，碎裂结构，块状构造，矿石中主要由铁质组成，其次部分绢云母及石英脉。铁质：呈自形到半自形的微粒状，粒状集合体，粒度大小大约在0.01 mm左右，在片中集中分布，组成了该岩石的主体，约占岩石总体的67%左右。绢云母：呈显微鳞片状，颜色受铁质影响，现褐色，局部较为集中分布，约占岩石总体的33%左右。岩石受动力变质作用，发生碎裂，裂隙间被绢云母或者石英充填，呈脉状分布。

磁铁矿(光片鉴定见图2)：灰黑色，他形—半自形粒状结构，块状构造，岩石中金属矿物主要为磁铁矿(15%)，次为黄铁矿(4%)，脉石矿物81%。磁铁矿：多呈他形—半自形粒状，多以细粒状集合体产出，灰色略带淡棕色，均质性，粒度非常细小，一般在0.01～0.32 mm之间，有些<0.01 mm呈针点状产出，主要以细粒状集合体的形式呈浸染状分布于脉石中。黄铁矿：呈他形—不规则粒状，多以细粒状集合体产出，浅黄色，均质性，粒度非常细小，一般在0.01～0.04 mm之间，有些<0.01 mm呈针点状产出，多以细粒状集合体的形式呈稀疏浸染状分布于脉石之中。

1 角闪石； 2 绿帘石； 3 石英； 4 磁铁矿

2.4 矿石化学成分特征

热水东铁矿矿体化学分析(表1)显示铁矿石化学成分TFe含量在21.98%～38.53%之间，矿区平均TFe 29.88%，SiO2含量在31.57%～45.20%之间，平均为35.29%，S含量在0.10%～0.22%之间，平均0.13%。P含量在0.25%～1.21%之间，平均为0.70%。

由矿石化学分析可知，SiO2含量高，磷含量偏高，硫含量低，矿石品位较贫，需经选矿方能为工业利用。

热水东铁矿铁物相分析(见表2)显示矿石主要由磁铁矿、赤褐铁矿及少量菱铁矿、黄铁矿、硅酸铁组成，磁铁矿含量在4.44%～26.64%之间，平均含量为18.99%，菱铁矿含量在0.55%～9.62%之间，平均含量为2.356%，赤褐铁矿铁矿含量在6.10%～15.70%之间，平均含量为11.45%。

表1 祁连县热水东铁矿部分矿体伴生元素分析结果

表2 祁连县热水东铁矿铁物相分析结果 %

3 矿床成因

矿区已知的铁矿体均赋存于早奥陶系阴沟群之中，该套地层为裂陷沉降环境中的半深海—深海复理式浊积环境的典型沉积，赋矿岩石为中基性火山岩熔岩喷发碎屑岩及正常碎屑岩沉积组合，沉积物以粉砂、粘土质、硅质为主，呈透镜状及不规则状透镜状产出的矿体与围岩泥钙质板岩夹炭质板岩产状一致，界线基本清楚，整合接触、矿区矿石矿物成分简单，类型以绿泥石磁铁矿为主，矿层稳定，显示出沉积矿床的主要特征，赋矿层中存在的硅质岩、炭质板岩则为火山喷发间歇期的热水化学沉积产物，在后期区域变质作用下含铁矿物进一步活化、富集、成矿。

归结矿床矿体的产出地质特征，矿石矿物结构构造、矿体产状及围岩蚀变特征，热水东铁矿床初步认为，矿床成因为热水沉积变质矿床[2-5]。

4 地球物理特征

热水东铁矿区1∶1万地面高精度磁法测量依据物性参数及异常分布规律、规模、异常强度，将15处磁异常划分南部强磁异常带和北部低缓磁异常带，北部低缓磁异常带分布于矿区中北部，覆盖本次预查工作区的大部地区，异常带总体呈北西向展布，长约11 km，宽约1～2.6 km，异常带内子异常有7处，异常带西段子异常规模较小、东段规模较大，异常形态主要为椭球状、串珠状；异常值强度中段较强，东、西两端稍弱，异常正负伴生，正异常值一般为193～1 135 nT之间，最大值为3 474 nT，负异常值一般为-154～-1 948 nT之间，最小值-3 670 nT，异常带内出露岩性为泥钙质炭质板岩、安山岩、灰岩、灰黑色厚层状板岩、灰绿色板岩、硅质岩及磁铁矿体，经异常查证北部低缓磁异常带内子异常均为矿质异常。

其中C31号异常可以进一步分成5个异常C31-1、C31-2和C31-3、C31-4、C31-5。异常整体呈北西向，C33-1和C33-2号异常中间不相连，其中C33-1号异常面积最小，约为300 m×400 m，但是该异常为正负伴生异常，正异常最高值为3 474 nT，一般为233～1 916 nT，负异常最小值为-2 845 nT，一般为-300～-1 500 nT之间，异常幅度比较大。异常区出露岩性为泥钙质炭质板岩、灰岩、安山岩及硅质岩异常内已发现矿体露头多处，为矿致异常；C31-3异常比较宽缓，面积约0.5 km2，正异常最大值为1 135 nT，一般在193～393 nT之间，负值最小值为-178 nT，异常区出露岩性主要为泥钙质板岩、安山岩等，为矿致异常。C31-4异常由多个椭圆状的子异常组成，异常出露长约2 km，宽400～600 m，异常正负相伴，正异常最大值为1 119.7 nT，一般在198～656 nT之间，负值最小值为-3 517 nT，一般在-154～-1 948 nT之间，异常区出露岩性主要为泥钙质板岩、黑色板岩等，为矿致异常。C31-5磁异常呈球状，长轴长649 m，短轴长552 m，面积约0.36 km2，磁异常值正值一般为80～320 nT之间，最高值出现在70线72号点位2 460 nT，负异常值一般在-80～120 nT之间，最低值出现在70线100号点为-282 nT，为矿致异常。

南部磁异常带分布于矿区南侧，组成的子异常有8个，该异常带总体呈北西西向展布，长约12 km，宽约7 km，异常规模大，强度高，异主要呈条带状、串珠状、椭球状，异常正负伴生，且正异常面积明显大于负异常区，正异常值最大值在2 585～4 404 nT，负异常最小值在-1 825 nT～-3 475 nT之间，出露岩性为超基性岩、角山斜长岩、大理岩、砂质板岩、灰岩、二云斜长片等。

其中，C33号异常可细分为多个子异常。C33-1号异常比较完整，正负异常过渡明显，异常长约2 km，宽600～700 m，正异常最大值为938 nT，一般在253～644 nT之间，负异常最小值为-700 nT，一般在-225～-600 nT之间，异常区出露的岩性主要为托勒岩群斜长角闪片岩、大理岩及石英云母片岩，异常内发现含铅锌粗颗粒磁铁矿矿化信息，为矿致异常，C33-2号异常以正异常为主，四周为负异常，呈北东向的双峰状，异常长约350 m，在峰顶宽约300 m，异常最大值为1 242 nT，一般在127～478 nT之间，负异常最小值为-707 nT，一般在-115～598 nT，异常区出露的岩性主要为托勒岩群斜长角闪片岩、大理岩及石英云母片岩，异常性质不明；C33-3号异常，呈北西西向条带状，长约750 m，宽约150 m，正负伴生，正异常最高值为516 nT，一般为92～244 nT，负异常最小值为-932 nT，一般为-207～679 nT之间，异常区出露的岩性主要为托勒岩群斜长角闪片岩、大理岩及石英云母片岩，异常内发现含铅锌粗颗粒磁铁矿矿化信息，为矿致异常；C33-4号异常呈点状，椭圆状，北西向分布，出露面积约0.6 km2，异常正负伴生(见图3)。异常区出露的岩性主要为托勒岩群斜长角闪片岩、大理岩及石英云母片岩，异常性质不明。

图3 热水东地区C31-C33磁异常等值线平面图

5 结 论

早奥陶系阴沟群碎屑岩组是预查铁矿的主要赋矿层位，该地层为寻找铁矿体的首要地段；泥钙质板岩及炭质板岩为预查区主要的含矿岩性，为直接找矿标志；矿区低缓磁异常地段是磁铁矿石分布部位。

矿区位于北祁连成矿带托赖山成矿亚带西段，主要出露早奥陶系和古元古界托勒岩群地层，在托勒山铁多金属成矿亚带均为北祁连地区主要的赋矿岩性，其中早奥陶系以火山—沉积岩系为主，该套地层下部多为板岩，上部多为中基性火山岩。该套岩性组合呈条带状分布，长12 km，宽100～300 m，发现有铁矿体31条，矿带向东延伸至14 km，并新发现厚大铁矿体2条；古元古界托勒岩群地层以角闪片岩、大理岩、云母石英片岩等深变质岩系地层为主，于阴凹槽—过龙沟一带分布于早奥陶系火山—沉积岩系南侧，出露厚度8～10 km，长大于70 km，区域上产于托勒岩群变质岩系的大中型铁铜多金属矿床(点)多处，如过龙沟铁矿点，沙塘沟铁金多金属矿点，热水东铁锌多金属矿化点，龙孔、小龙口铁矿(床)点，小水沟、大水沟等铁矿(床)点，成矿地质条件优越，有望在过龙沟—热水东一带新发现规模性的沉积变质型铁多金属矿床(点)，找矿潜力较大。