甘肃省肃南县塔里干沟铁矿地质特征及成因探讨

雷 贵

（甘肃省地矿局四勘院，甘肃 酒泉735000）

塔里干沟铁矿是北祁连Cu、Pb、Zn、Fe、Cr、Au、Ag-硫铁矿-石棉成矿带上重要的成矿区域。区域内铁矿成矿条件优越[1]，种类齐全，具有很大的找矿潜力，近年来，甘肃省地矿局四勘院在肃南县发现了多处铁矿，形成了肃南县卡瓦铁矿矿集区，塔里干沟铁矿位于卡瓦矿集区西部，该矿床的规模属于中大型，矿床形成类型为长城系桦树沟组沉积变质型铁矿床。甘肃省地矿局四勘院依托省地质勘查基金项目重新对塔里干沟铁矿矿床进行了评价，并取得了非常好的效果，本文阐述了甘肃省肃南县塔里干沟铁矿地质特征，并分析区内铁矿的矿床成因，为肃南县铁矿床找矿提供有利参考。

1 塔里干沟铁矿成矿地质背景

塔里干沟铁矿矿床地层处在华北地层大区、秦祁昆地层区、祁连-北秦岭地层分区、北祁连地层小区。矿区内构造复杂，岩浆活动较发育，两者的关系密切，岩浆岩出露面积较小，主要产出的岩石类型是超基性岩和碱性岩，其中以加里东期为最为强烈，喷出岩则主要为以中基性为主。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层特征

图1 塔里干沟铁矿地质图

甘肃省肃南县塔里干沟铁矿矿区（图1）位于班赛尔山～塔里干沟一带[3]，主要受近南北、近东西向两组断裂控制。矿区出露地层简单，断裂构造发育，构造以北西向、近南北向断裂为主，总体地层向南倾斜，倾角的变化通常是比较大的，一般情况下在50°～70°之间，是由一套浅变质碎岩块成的，岩性有钙质千枚岩、石英岩、不同颜色的千枚岩夹铁矿层。

根据该矿层岩石的组合和特征将塔里干沟岩层分为三个岩性段（表1），第一个岩性段主要为灰白色石英岩、灰黑色粉砂质板岩，局部夹条带状灰岩透镜体。主要分布在班塞尔山一带；第二个岩性段为灰黑色粉砂质板岩与灰绿色粉砂质板岩互层，巨厚层状灰白色、褐灰色石英岩，局部紫红色粉砂质板岩、浅灰色细晶灰岩出露。主要分布在塔里干沟以东，另外在班塞尔东岔、西岔有所出露；第三个岩性段主要岩性为灰绿色粉砂质板岩，浅灰绿色粉砂质板岩，薄层状灰岩夹菱铁矿层。其主要特征为灰绿色粉砂质板岩、浅灰绿色粉砂质板岩与铁矿层及薄层状灰岩组成沉积韵律，卡瓦塔里干沟铁矿主要矿体即赋存在该层位中。主要分布在矿区东侧，呈近南北向展布，岩层厚度在60m到90m之间。

表1 塔里干沟铁矿矿层岩石组成与分布统计

2.2 矿区构造特征

塔里干沟矿区位于走廊南山岛弧加里东褶皱带西段的斑赛尔山复向斜倾伏端东侧，矿区内构造以断层为主，另外为普遍发育的劈理构造，在比较薄的千枚岩以及矿层当中发育较小，该铁矿区岩层岩性的应力各不相同且刚柔不一，因此在矿区通常会出现不同的褶皱，这些褶皱大都会出现在比较硬的矿体中。塔里干沟铁矿区普遍发育为小型面状或者线状构造，矿区在形成时间上的变形为由塑性到塑脆性变形，表明该矿区是有相对较深部到浅部层次的变形作用。

矿区内断层发育，断层带中岩石变形强烈，劈理发育，见有构造角砾岩、断层泥等。断层走向以北西～南东向和北北东～南南西向为主。从规模来看，北西～南东向F1、F2断层规模最大，为矿区内主断层。该组断层与区域构造线方向基本一致，控制了矿区地层的展布。其次为以F5、F7断层为代表的北北东～南南西向断层，规模仅次于F1、F2断层，并对其有错断作用，为北西～南东向断层派生一系列次一级断层。再次，在矿区还发育有F11、F12等小断层，该组断层规模最小，延伸多小于1km，对地层有一定的破坏作用。该组断层为更次一级派生断层。

3 矿体特征

3.1 矿体特征

甘肃省肃南县塔里干沟铁矿矿体存在于桦树沟组下岩组三段，矿化带以铁矿化为主，局部伴生有铜、锰矿化。矿化带处于山前断裂F2北侧和F7南侧，主要呈北西-南东向和北东-南西向展布。其中北西-南东向矿化带主要分布于塔里干沟铁矿矿区西部和中部，大致走向为120°～130°，矿化带长约1.8km～3.8 km，宽约200m～600m；北东-南西向矿化带则主要分布于矿区东部，走向203°，矿化带长约5.3 km，宽约500m。呈两个不同方向展布的矿化带，矿层位置属长城系桦树沟组和熬油沟组，且在北西-南东向矿化带内出露不连续，而北东-南西向矿化带内矿体出露则比较连续。矿体由小张龙河北岸向南西一直延伸至山前地带，赋存于长城系桦树沟组三岩段的浅灰绿色粉砂质板岩中。矿体顶底板围岩及局部夹石均为浅灰绿色粉砂质板岩。矿体与周围岩石整体呈整合接触关系。整个矿体呈层状产出。该矿体沿走向，其厚度在局部具膨大、收缩现象，在7、35、34勘探线，矿体厚度较大，而在11～27勘探线，矿体厚度则变窄，膨大收缩现象为后期构造变形过程中拉伸、挤压的原因造成。钻探控制矿体最大斜深473.62m。单工程TFe平均品位20.65%～50.40%，矿体TFe平均品位32.81%，品位变化系数为32.97%，品位稳定性评估属稳定。通过地表工程矿体平均品位与钻孔中矿体平均品位对比发现，地表的矿体平均品位要普遍略高于钻孔深部。

3.2 矿石特征

塔里干沟铁矿矿石结构主要为半自形-它形晶粒状结构、胶状-粉末状结构、细粉砂状结构等，为赋存于浅灰绿色粉砂质板岩中的铁矿体矿石。塔里干沟铁矿矿石构造比较简单，基本上是块状构造、团块状构造、稀疏浸染状构造及星散浸染状构造，还有一小部分的矿石矿物是枝脉状或微脉状构造[4]。

矿床内铁矿石矿物主要是菱铁矿，其次还有一部分磁铁矿和赤褐铁矿；而脉石矿物的成分主要是硅质和玉髓集合体，一部分的菱铁矿矿石当中还包含少量的斜长石或石英等，磁矿石矿物主要是碳酸盐成分和硅质成分。通过塔里干沟铁矿区内矿物组成，分析铁矿石的化学成分主要为二氧化硅、氧化铁以及二氧化碳、氧化钙、氧化镁和少量的三氧化二铝、氧化锰、氧化钡等。

塔里干沟铁矿矿体周围的岩石主要是粉砂质板岩碎屑物以及泥质组成，局部为碎裂构造，矿体底部周围的岩石同样是粉砂质板岩，但是具有轻微的绿泥石化，整体呈浅灰绿色，塔里干沟铁矿矿体周围的岩石大部分都具有灰白色硅质条带。

4 塔里干沟铁矿矿床成因

4.1 控矿条件

4.1.1 地层

矿区的铁矿体均位于长城系桦树沟组三岩段中[5]，铁矿体主要赋存在浅灰绿色粉砂质板岩中。矿体展布严格受地层控制。地层主要经历了区域低温动力变质作用，岩石均受到变质、变形作用，形成板岩、构造岩类。矿体周围岩石主要为粉砂质板岩，蚀变主要见有硅化、黄铁矿化、赤褐铁矿化、绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化、孔雀石化及铜蓝。蚀变的类型和强弱与矿体所依赋的岩性有很大关系，不同空间部位不同岩性所发育的蚀变类型和强度有所不同。菱铁矿矿石中硅化、赤褐铁矿化蚀变通常比较强，碳酸盐化蚀变较弱，蚀变主要以网脉状硅化、黄铁矿化为主。孔雀石化及铜蓝在石英脉侵入部分较强而在岩石中弱。板岩中主要发育绢云母化、绿泥石化、碳酸盐化等。其中硅化、黄铁矿化的强弱往往与菱铁矿富集程度呈正相关关系，而孔雀石化及铜蓝与铜矿的形成关系密切。

4.1.2 构造

塔里干沟铁矿矿区位于斑赛尔山复向斜倾伏端东侧，矿体构造以断层为主，另外为普遍发育的劈理构造。断层根据其走向不同可分为两组：一组为近东西向或北西—南东向断层；一组为北北东—南南西向断层。前者限制了桦树沟组地层的展布，后者局部对矿体有破坏作用。

4.2 成矿机理

塔里干沟铁矿形成的原因要根据矿区地质特征和矿床地质特征加以分析，塔里干沟铁矿矿体主要赋存于长城系桦树沟组三岩段浅灰绿色粉砂质板岩中，根据塔里干沟铁矿地质特征可知，矿区内的沉积物主要特征为灰绿色粉砂质板岩、浅灰绿色粉砂质板岩与铁矿层及薄层状灰岩组成沉积韵律，矿体近矿围岩为浅灰绿色粉砂质板岩。远矿围岩为薄层状灰岩，矿体呈层状、透镜状产出，矿体形态简单。菱铁矿矿石的结构主要为半自形-它形晶粒状结构、胶状-粉末状结构；构造主要为块状构造、稀疏浸染状构造及星散浸染状构造，矿石的结构构造反映矿物形成于沉积作用期，其他金属矿物属后期热液叠加形成，为沉积变质型菱铁矿矿床。塔里干沟铁矿成矿模式图如图2所示[6]。

图2 塔里干沟铁矿成矿模式图

5 结语

本文通过对矿区地层特征和矿区构造特征的分析，实现了塔里干沟铁矿区地质特征的研究；通过对矿体特征和矿石特征的分析，实现了塔里干沟铁矿床地质特征的研究，再结合甘肃省肃南县塔里干沟铁矿的形成原因，实现了本文的研究。希望本文的研究能够有利于铁矿床的勘查，促进工业发展。