青海省群力铁矿成矿规律研究及找矿远景评价

2020-03-15王登科

中国金属通报 2020年23期

关键词：片麻岩磁铁矿矽卡岩

徐权，王登科

（四川鑫顺矿业股份有限公司，四川成都 610000）

1 区域地质背景

1.1 区域大地构造背景

群力铁矿大地构造位置位于秦祁昆造山系(Ⅳ)—东昆仑弧盆系(Ⅳ-8)—Ⅳ8-3 北昆仑岩浆弧(Pt3-T3)(Ⅳ-8-3)(图1)中。

北昆仑岩浆弧呈近东西向展布于昆北断裂和昆中断裂之间，是一个多旋回复合岩浆弧。其形成的动力学体系主要密切相关于原特提斯和古特提斯昆南洋的发展演化。进一步划分为7 个Ⅳ级构造亚相单元。工作区位于—东昆仑北坡中高级变质杂岩相zg(Pt1)(Ⅳ-8-3-1)中。该相为岩浆弧基底主要组成部分。由金水口岩群片麻岩岩组、大理岩岩组及片岩岩组。分别厘定为金水口斜长角闪岩－含矽线黑云斜长片麻岩－镁质大理岩变质岩石构造组合(Pt1Jb)，金水口厚层大理岩变质岩石构造组合(Pt1Jd)。变质程度以角闪岩相为主，变形复杂，早期主要表现为固态塑性流变变形，晚期主要为弹性变形。

该工作区位于东昆仑(造山带)Fe—Pb—Zn—Cu—Co—Au—W—Sn—石棉成矿带(Pt；∈；D；C；P；Q)(Ⅲ-26)——伯喀里克—香日德Au—Pb—ZN—Mo—石墨—萤石(Cu、稀有、稀土)成矿亚带(C、I)(Ⅳ-26 ②)——群力—莫河下拉Fe、Cu、Pb、Zn 成矿带(成矿远景区)(Ⅴ-26 ②d)中。

伯喀里克—香日德成矿亚带位于昆仑山北坡，西起青新边界，东至鄂拉山西缘，北以昆北断裂为界，南以昆中断裂为限，呈东西向展布。长约800km，宽20km ～50km。区内出露地层主要为下元古界金水口群中—深变质岩系和上元古界丘吉东沟群浅变质岩。岩浆活动频繁，前兴凯期、华力西—印支期侵入岩均有分布。断裂构造十分发育。金矿赋存于断裂破碎蚀变带中，接触交代热液型铁、铜及多金属矿床一般分布与中酸性侵入岩体和地层接触带附近，沉积变质型铁矿产于前寒武纪基底变质岩系中。

1.2 区域成矿地质条件

群力铁矿位于1:5万国际准图幅—野马泉幅中部，地处柴达木盆地西南缘与东昆仑山接壤处，即东昆仑祁漫塔格山主脊附近。

本区经历了多次复杂而强烈的构造运动，构造骨架以北西西向压扭性断裂组成，控制本区地层分布、岩浆活动、变质作用及矿产分布等。出露地层为古元古界白沙河岩组(Pt1b)、晚泥盆统牦牛山组(D3m)、晚石炭统缔敖苏组(C2d)、早中二叠统打柴沟组(P1-2d)及第四系冰水、冰碛堆积物。

区内断裂构造较发育，由北西西向和北西——南东向两组断裂构造组成。从群力铁矿看出，与区域断裂相伴的各种方向、不同期次的次级断裂构造十分发育，既有利于成矿，同时也破坏矿体。该区侵入活动较强烈，侵入岩体发育，分属四个岩浆旋回：晋宁期、华力西期、印支期和燕山期。其中的晋宁期侵入岩主要分布于东南部扎日玛日那至肯德大弯一带，主要为二长花岗片麻岩，呈不规则脉状产出。华力西期侵入岩以中—酸性岩为主，该期侵入岩，岩性最复杂。岩体在区内呈带状分布，其长轴方向与区域构造线一致。主要岩石类型为二长花岗片麻岩体、二长花岗岩、石英二长闪长岩、石英闪长岩、闪长岩、黑云母花岗闪长岩、辉长岩脉等。印支期侵入岩岩体呈岩株状，以酸性为主，主要受北西西向构造控制。燕山期侵入岩受构造控制明显，呈不规则长条状岩株产出。

区内主要为区域变质作用、接触交代变质作用、动力变质作用等三种变质作用，因此形成比较复杂的变质岩。

2 矿区地质特征

群力铁矿Ⅰ矿群内主要出露地层为金水口群白沙河组其岩性主要由混合岩化片麻岩、硅化大理岩和矽卡岩组成，局部见少量变质石英岩和角岩。构造总体呈单斜构造，倾向近北，倾角10°～60°，但褶曲发育，致使岩层产状多变,局部倾向南—南南西,倾角变陡或变缓。断裂构造发育，由近南北向和近东西向两组断裂构成。岩浆岩活动较频繁，且成分、产状、岩相和互穿插关系错综复杂，岩浆活动主要为华力西期。华力西期早期岩浆以中性和中酸性为主，侵入的岩石类型：灰黑色角闪岩脉、黄褐色长英岩脉、灰色中—粗粒花岗闪长岩及浅灰、灰绿色闪长玢岩脉、深灰色闪长岩。

2012 年完成的涵盖整个工作区的1:1 万高精度磁法测量工作，共圈出18 处磁异常。其中甲类异常5 个(C3、C4、C6、C10、C13)、乙类异常4 个、丙类异常9 个。

其中Ⅰ矿群位就于C3 异常中，异常呈不对称的哑铃状，走向近东西向，以50nT 等值线计算，长900m，宽120m ～250m。异常有两个高值中心，极大值分别为258.6nT 和177.6nT ，正异常四周被负异常包裹，负异常最低值为-546.7nT。

异常东、西部出露古元古界金水口群白沙河岩组混合岩化片麻岩夹矽卡岩，中部被第四系所覆盖。经系统的钻孔控制，圈定9 条盲磁铁矿体，单脉最厚23.20m，单孔铁矿累计真厚度26.91m，全铁品位一般为30%～50%，最高达63.95%。

3 矿体地质特征

3.1 矿体分布特征

群力铁矿床矿体赋存于古元古界金水口群白沙河组(Pt1b)地层中，严格受矽卡岩层控制，矿体以似层状、透镜状为主，呈平行状分布，含矿岩层走向长大于3km，水平宽度大于1km，倾斜延伸大于1km。根据矿(化)体分布位置不同将矿床大致划分为五个矿群(即Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ矿群)。位于工作区内的Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ矿群共圈定了25 条铁矿体、5 条铜矿体。

3.2 矿体特征

Ⅰ-1 矿体分布于21～3 线之间，为盲矿体，分布标高4180m～4485m。矿体走向长922m，倾斜沿深110m～176m，最大沿深375m，一般单工程矿体厚度1.20m～2.30m，最厚5.44m。矿体产状：340°～10°∠40°～44°，呈似脉状、透镜状产出。矿石主要为磁铁矿、其次为黄铁矿磁铁矿，平均品位为TFe36.46%、mFe32.38%。

Ⅰ-3 矿体是矿区规模最大的矿体，为盲矿体，分布于21～8 线，分布标高4080m ～4495m。矿体走向长为1561m，倾斜沿深231m～296m，最大沿深为388m，一般单工程矿体厚度0.86m～8.66m，最厚9.96m。矿体产状：340°～20°∠18°～50°呈透镜状、似脉状。矿石主要为磁铁矿、其次为黄铁矿磁铁矿，平均品位为TFe40.08%、mFe36.40%。

Ⅰ-4 矿体分布于21～2 线，为盲矿体，分布标高4100m～4450m。矿体走向长1577m，倾斜沿深101m～295m，最大沿深376m，一般单工程矿体厚度0.65m～12.10m，最厚23.20m。矿体产状：350°～10°∠29°～54°，呈透镜状、似脉状，。矿石主要为磁铁矿为主、其次为镜铁矿、黄铁矿磁铁矿，其中镜铁矿主要分布在矿体上东段9—2 勘探线。矿石平均品位为 TFe35.64%、mFe26.78%。

Ⅰ-19 矿体仅有地表槽探工程控制，分布于4～8 线，出露标高4560m～4580m,矿体走向长79m，推测倾斜沿深20m，矿体厚度6.79m。矿体以呈透镜状，产状：295°～315°∠28°～37°。矿体围岩以透闪石(阳起石)矽卡岩为主，矿石主要为磁铁矿、其次为黄铁矿磁铁矿，矿石平均品位TFe46.40%、mFe42.67%。

3.3 近矿围岩

矿体近矿围岩主要为透辉石绿帘石绿泥石矽卡岩、透辉石石榴子石矽卡岩、透辉石透闪石矽卡岩、钾长花岗片麻岩、硅化大理岩等。

3.4 矿石质量

Ⅰ矿群铁矿石主要有用矿石矿物为磁铁矿，其次为镜铁矿和褐铁矿，矿区东部Ⅴ矿群含有铜矿物，主要有黄铜矿及其氧化物铜兰、孔雀石等，金属矿化物是黄铁矿、微量闪锌矿、方铅矿、硅酸铁、菱铁矿等。

脉石矿物主要有绿帘石、绿泥石、石榴子石、透闪石(阳起石)、透辉石、方解石等，其次为蛇纹石、绢云母等矿物。

矿石结构主要为半自行—他形粒状结构，矿石构造主要为浸染状、块状，其次为细脉状、条带状构造。

3.5 成矿阶段及矿物生成顺序

群力铁矿床为混合岩化矽卡岩型铁矿床，混合岩化作用是成矿主要因素，其成矿作用可划分为两个主要阶段：早期交代重结晶阶段、中晚期热液交代阶段：

（1）早期交代重结晶阶段：其主要表现为新生的花岗质熔浆与原岩组分进行交代反应，且主要为碱质交代(钾化和钠化)，同时挥发组分也起重要作用。在此作用过程中，原变质岩中已有硅酸盐矿物重结晶，有用矿物（磁铁矿）的粒度加大并且局部富集。在进一步交代作用过程后，原岩中矿物大量分解，通过交代反应作用形成一系列新的矿物，与碳酸盐岩交代形成早期矽卡岩，往往形成含(OH－)较多的硅酸盐，如透闪石、阳起石等。伴随这一过程的进行，原先花岗质的熔浆逐渐变为热液，经交代反应后以氧化物或络合物的形式从原岩中带出，伺候进入中晚期的热液交代阶段。

（2）中晚期热液交代阶段：此阶段在岩浆热液和混合岩化热液的共同作用下，进一步交代碳酸盐岩，形成晚期矽卡岩，使矿化进一步富集。早期的铁镁质硅酸盐由于被交代，此时热液中含有较大量的Ca、Fe、Mg 等组分，因而产生Fe、Mg 质交代作用，使条带状磁铁矿进一步富集形成状块状磁铁体。

（3）矿物生成顺序：根据矿床的形成、矿物共生组合及后期改造的特点，其矿物生成顺序：早期重结晶期主要形成透辉石、透闪石(阳起石)、石英、绢云母、白云母、方解石、磁铁矿、黄铁矿等；中晚期热液交代期除上述矿物重结晶外，还生成绿帘石、绿泥石、赤铁矿、黄铜矿、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。表生期主要形成褐铁矿、孔雀石、蓝铜等。

3.6 找矿标志

找矿标志主要有：矿体的原生露头和氧化露头、坡积物中的磁铁矿转石、近矿围岩蚀变、围岩的颜色变化磁异常套合等几个方面。

4 成矿规律研究及找矿远景评价

4.1 成矿规律研究

4.1.1 矿床成因

从矿体围岩、矿石的特征综合分析，该矿床的成因较复杂，但依据现有资料，应当属于与混合岩化相关的矽卡岩矿床。其具有以下几个基本特点。

（1）矿体主要产于古元古界金水口群古元古界下岩组混合岩化片麻岩地层之中，岩石混合岩化作用强烈，且普遍含铁较高，是成矿物质的主要来源。

（2）矿床赋矿围岩以矽卡岩为主，矽卡岩呈透镜状、似层状平行分布于混合岩化片麻岩中，与片麻岩产状基本一致，矽卡岩与片麻岩接触外带常为钾长花岗片麻岩，是混合岩化作用的产物。

（3）矽卡岩接触带及附近分布有硅化大理岩，说明矽卡岩是大理岩交代变质的产物。据以前矿石及脉石矿物的包体测温结果来看，磁铁矿形成温度介于500℃～200℃之间，属于高—中温热液交代变质矿床。

（4）工作区岩浆岩主要为华力西期花岗岩、闪长岩为主，分布于含矿带南北两侧，为矿床后期改造提供了热源和成矿物质，使磁铁矿进一步富集，形成富矿体，并且使铜、锌物质富集，形成铜、锌等矿体，铜、锌矿体往往分布于深部或边部，即与岩浆岩较接近的地段。

（5）矿体形态较复杂，以透镜状、似脉状为主，其次为扁豆状、豆荚状、不规则状，矿体与围岩界限较明显。矿石中有用矿物以磁铁矿为主，其次为黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿、赤铁矿等。矿石结构为他形粒状结构、鳞片粒状变晶结构、隐晶状结构、自形—半自形粒状结构等，矿石构造为块状构造、条带状构造、细脉状构造、浸染状构造等，具较明显的热液交代—充填特征。

4.1.2 矿体赋存规律

（1）矿床产于古元古界金水口群白沙河岩组混合岩化片麻岩夹大理岩、矽卡岩地层中，矿体受一定地层层位(矽卡岩)控制，其片麻岩普遍受强烈的混合岩化作用。一般矽卡岩规模大小决定矿体规模，若矽卡岩规模较大，则赋存的矿体规模就较大，否则，反之。

（2）矿体多呈透镜状、似脉状平行状产出。矿体产状与围岩产状基本一致，总体倾向近北，倾角30°～50°，局部受褶曲构影响，倾向相反，倾角变陡或变缓。矿体规模中等，矿体走向长度远大于倾斜长度，一般比例为2 ～5:1。矿石矿物以磁铁矿为主，其次为赤铁矿(镜铁矿)、黄铜矿、闪锌矿、黄铁矿等。应属与混合岩化有关的矽卡岩矿床。

（3）矿石成分简单，品位变化较均匀。有用矿物主要为磁铁矿，其次为镜铁矿、黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿等；脉石矿物主要为透辉石、透闪石(阳起石)，其次为绿帘石、绿泥石、石榴子石、石英、长石、云母、方解石等及微量磷灰石。矿石结构主要为半自形—它形粒状结构，矿石构造主要为块状、浸染状。矿石以贫矿居多，一般含铁量20%～50%；局部分布有富矿体，含铁量可达50%～70%。

（4）矿体围岩蚀变普遍且强烈，主要有绿帘石化、透闪石(阳起石)化、绢云母化、钾化、黄铁矿化等，其中以绿帘石化、透闪石(阳起石)化、钾化与成矿关系密切，且具有较明显的分带现象，由内向外一般表现为：绿帘石化→透闪石(阳起石)化→钾化(硅化)。

4.2 找矿远景评价

（1）群力铁矿床为一中小型混合岩化有关的矽卡岩型铁矿床，成矿与混合岩化关系密切。矿体赋存于古元古界金水口群白沙河岩组混合岩化片麻岩夹大理岩、矽卡岩地层中，矿体形态、产状及规模受矽卡岩层规模、形态、产状的控制，多呈透镜状、似脉状，呈平行状、侧列式分布。矿体与围岩无明显界限，呈渐变过渡关系，在纵、横向上均有尖灭再现、分枝复合、膨大收缩现象。

（2）前期开展的1:1 万高精磁测异常18 处，其中通过对C7、C8、C14、C16、C5 磁异常的检查验证，已发现规模大小不等的磁铁矿矿体，说明磁异常是本区找矿的重要标志，但目前圈定的1:1 万磁异常部分未进行检查验证，其中C9、C15、C16、C17、C20 等高精磁异常规模较大，分布于工作区中东部主矿化带中，找矿空间较大，在进一步勘查中有望在深部有较大突破。

（3）目前整个矿区共圈出5 个矿群，圈定42 条铁矿体、5条铜矿体，累计查明工业+低品位(332+333+334)铁矿资源量1135.69 万吨，平均品位(TFe)37.97%，铜矿石量7.27 万吨，金属量447t，平均品位0.61%，达到中小规模。但由于受矿区详查工作量限制，矿体工程控制程度不均衡。目前，除Ⅰ矿体群10～21勘探线之间4100m 标高以上地段有系统工程控制，达到详查程度外，其余各地段工程控制程度仍较差，研究程度亦较低，特别是矿区中东段及南北两侧工程控制程度差，仅有地表或浅部少量槽探和钻探工程控制了解，矿体沿走向和倾向未完全控制，矿体规模不清。因此，认为工作区仍具较大找矿空间和前景。