甘肃肃北红柳沟铁矿成因分析及找矿方向

夏吉刚

（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）

肃北红柳沟铁矿位于瓜州县190°方位约100km处，行政区划属肃北蒙古族自治县管辖。矿区地处北祁连西段北缘，海拔2700m～3900m，山势陡峭，切割深度100m～500m。区内属大陆性高寒半干旱气候，昼夜温差较大，年平均气温5℃，年降水量371.6mm，降雨多集中在6月～8月份，初雪10月，终雪翌年5月底。目前区内无电力供应。

1 区域地质概况

工作区地处塔里木板块-敦煌地块，阿尔金大断裂呈近东西向穿过，以此断裂为界，北侧属塔里木板块，南为华北板块祁连造山带。地层以阿尔金大断裂为界，分属塔里木地层区-塔南地层分区和祁连—北秦岭地层分区-北祁连地层小区。红柳峡－土达坂一带褶皱、断裂发育，总体构造方向呈东西－北西西向展布，略有向西撒开向东收敛的特点。

1.1 地层

区内出露的地层有敦煌岩群、长城纪朱龙关群、石炭纪羊虎沟组、二叠纪红泉组、白垩纪新民堡群、新近纪疏勒河组。

敦煌岩群（ArPtD）。出露于阿尔金断裂带以北的红柳峡－敖包沟一带，属结晶基底岩系，由片麻岩、混合岩、片岩、斜长角闪岩、大理岩、石英岩等组成。

石炭纪羊虎沟组（Cy）。出露面积较小，仅见于东叉－吓日拉盘南、大泉北西等地，呈北东东向带状展布。与朱龙关群呈断层接触、顶部被白垩纪新民堡群地层不整合覆盖。

二叠纪红泉组（Phq）。分布于阿尔金大断裂南侧的三叉河一带，呈狭窄带状分布，展布方向与断裂方向一致，下部为紫红色复成份砾岩，上部为紫红色夹灰绿色杂砂岩。

白垩纪新民堡群（KX）。分布于阿尔金大断裂南侧，沿三叉河－吓日哈德一线断续出露，为成份单一的花岗质砾岩。

第四系（Q）。分布于山间谷地及山前地带。

1.2 岩浆岩

区内岩浆岩不发育，仅有出露面积较小的酸性侵入岩和基性－中酸性火山岩。

侵入岩仅见于红柳沟、乱泉沟、特勒乌苏等地。侵入时代主要为元古代、加里东期和华力西晚期。火山岩主要为长城纪朱龙关群基性－中酸性火山岩。主要岩石类型有玄武岩、安山岩、英安岩。

1.3 构造

工作区地处祁连造山带与敦煌地块的交接部位，构造形态明显受阿尔金大断裂的控制，构造形迹有褶皱、断裂及韧性剪切变形等。其中东西向和北西西向褶皱、断裂最为发育。

敦煌岩群总体上构成一复式向形构造，其轴向近东西，南翼较陡，倾向北东；北翼较缓，倾角50°～60°。在其两翼均发育有不同规模的次级褶皱。断裂构造主要有北东东向、北西西向和北北西向三组。

2 区域物化探特征

2.1 区域物探特征

原甘肃省地矿局物探队在测区内开展磁法测量，共圈出磁测△E异常11处，从异常的总体分布特征看，基本上反映了区域构造和岩性的分布特征。测区内具有一定强度和范围的磁异常主要出现在新近系及第四系覆盖区，且与航磁异常对应较好，表现出深部磁性体的异常特征。预示着这一区域深部可能赋存有较大规模的磁性体。

中酸性侵入体一般磁性较弱，磁场变化不大。敦煌岩群的变质岩表现为异常分散零乱、规模性不明显的磁场特征。

2.2 区域化探特征

甘肃省地矿局地质矿产调查队在1：50000矿产调查中，共圈出地化异常25个，异常在空间上位于阿尔金大断裂与两侧次级断裂的锐角交汇部位，总体分布特征与该断裂带相一致。大部分异常位于敦煌岩群中，小部分异常则分布于长城纪朱龙关群中，由于不同元素的活动性有差异，形成了以Mo－Cu－Co－Pb－Zn－Ag为主的元素组合特征，并在局部表现出异常强度的差异性。综合上述特征，敦煌岩群和朱龙关群是引起异常的主要因素。已知的掉石沟铅锌矿就赋存于敦煌岩群中，与化探异常对应好。

3 区域矿产

区域上矿（化）点较多，矿种有铜、铅锌、铁、石墨矿等，主要分布于红柳峡西－掉石沟一带，阿尔金大断裂之两侧。

3.1 肃北县掉石沟铅锌石墨矿

位于肃北县石包城西约32km，地层为敦煌岩群二岩组的大理岩、黑云斜长片麻岩、含石墨斜长变粒岩，矿区为一背形构造，核部地层为含石墨斜长变粒岩，中心通过一北西西向压扭性大断裂，并形成破碎带。矿化带分布于背形核部的第二岩组的含石墨斜长变粒岩内，总体走向290°，断续延伸约4km，出露宽度10～200余m，矿体均向南倾，倾角50°～85°。

3.2 肃北县红柳峡铁磁铁矿

位于肃北县红柳峡，地层为敦煌岩群片麻岩、石英岩、大理岩，位于干沟向形构造之南翼近转折端，总体倾向北，倾角40°～80°，矿体分布于石英岩夹薄层黑云母片岩中，具一定层位稳定，界线清楚，品位稳定，属沉积变质铁矿床。

4 矿区地质特征

工作区位于红柳峡复向形构造南翼，区内出露地层除第四系外，主要为敦煌岩群。区内断裂构造比较发育。侵入岩在工作区仅有小的酸性岩体出露。

4.1 地层

工作区出露地层主要为敦煌岩群第二岩组二、三岩段和第三岩组一、二、三岩段。其地层特征是层状无序，各岩组之间只具构造地层单位的相对顺序，而无沉积地层的新老关系。

敦煌岩群二岩组二岩段。总体走向为近南东东向展布，岩石类型主要为二云石英片岩，局部夹有薄层的斜长角闪岩。

敦煌岩群二岩组三岩段。整体近东西向展布，东西两端延出图外。岩石类型主要为大理岩，局部夹石榴子石斜长角闪岩、斜长角闪岩、黑云斜长片麻岩及石榴子石斜长片麻岩。

敦煌岩群第三岩组一岩段。近东西向分布于工作区南部，并向西延伸。其岩石类型主要为黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩、石榴子石斜长角闪岩、局部夹大理岩。

敦煌岩群第三岩组二岩段。该岩段仅出露于工作区北西角，总体呈近东西向延伸，地层倾向南西，倾角在68°左右，岩性为条带状混合岩，以脉体为灰白色花岗质，基体含角闪石为特征。

敦煌岩群第三岩组三岩段。该岩段为工作区的铁矿的主要赋矿层位，整体呈近东西向带状展布于工作区北部，东西两端均延至工作区外。其岩石类型主要为黑云斜长片麻岩夹斜长角闪岩、石榴子石斜长角闪岩，局部夹有薄层二云石英片岩、石英岩。

4.2 构造

工作区内褶皱构造不发育，断裂构造较为发育。断裂的规模、性质均受阿尔金大断裂控制，大多呈北西西—南东东向展布，构成了区内的主要构造格架。断裂有近东西向、北东向和北西向三组。

近东西向断裂位于阿尔金断裂北侧，属次级断裂，走向100°～300°，地层走向一致，该组断裂主要为压扭性断裂，切割了敦煌岩群第二、三岩组。北西向断裂在工作区发育，但规模较小，其形成时代均较近东西向断裂晚，性质多为平推，平推断距20m左右。

4.3 岩浆岩

工作区岩浆岩为侵入岩，呈岩枝状侵入，侵入时代为元古代，岩性为浅肉红色中细粒二长花岗岩。工作区脉岩不发育，主要见有浅肉红色花岗伟晶岩脉、灰白色黑云石英闪长岩脉、灰白色英云闪长玢岩。

4.4 变质作用

工作区变质岩中，泥质岩较少，砂质岩石与基性岩石交替出现，致使敦煌岩群中除石榴子石较常见外，其它特征变质矿物极难见到，变质程度为低角闪岩相，劈理化和片理化为本变质相带的最主要特点。工作区的变质作用使沉积时期的有益元素进一步的富集，因此变质作用是该矿床形成的主要原因之一。

4.5 围岩蚀变

围岩蚀变较为明显，且很发育，这与铁矿体的形成有着密切的关系。主要围岩蚀变有：碳酸盐化、硅化，且近矿围岩有明显的铁染现象。

4.6 赋矿层位及矿化特征

矿体赋矿层位为敦煌岩群第三岩组第三岩段，矿化特征主要表现为轻微的褐铁矿化，矿化总体呈130°～310°方向分布，倾向南西，倾角50°～78°，局部倾向北东，倾角45°。

5 矿体特征

5.1 矿体特征

铁矿体走向为北西西向，长26m～285m，已圈定的矿体相互平行并略具雁列式排列的特点，平均厚度1.04m～2.11m。矿体平均品位为25.09%～38.41%，呈层状，顶、底板围岩为黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩。矿体沿走向和倾向方向厚度和品位基本稳定，厚度变化系数为27.98%，厚度变化属于简单型。

5.2 矿石质量

矿石矿物主要为磁铁矿,其次为少量黄铁矿、赤褐铁矿。脉石矿物主要有石英及长石角、闪石等。矿石结构主要为它形—半自形晶粒状结构，磁铁矿多数呈半自形晶粒状，较均匀稠密浸染状分布。矿石构造主要为稠密浸染状构造。

5.3 矿体围岩和夹石

矿体顶底板围岩主要为黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩。夹石为斜长角闪岩。夹石矿物成分与矿石的矿物成分基本一致，其差异主要为金属矿物含量少于矿石，全铁含量低于边界品位，夹石数量非常少，且厚小于1.00m，不能剔除。对矿体的完整性没有影响。

6 矿床成因及找矿标志

6.1 矿床成因

铁矿体赋存于敦煌岩群第三岩组第三岩段内斜长角闪岩中，顺层产出，呈层状、似层状、透镜状产出，并与顶、底板围岩基本协调一致，接触面平整。其顶、底板围岩主要为黑云斜长片麻岩、斜长角闪岩等，矿体表现出明显的同生沉积特征。

矿石矿物成分较简单，金属矿物主要为磁铁矿、黄铁矿、赤褐铁矿。脉石矿物主要为角闪石、斜长石及石英等。在化学成分上，Fe2O3、FeO、SiO2之和大于66.87%,而Na2O、K2O及P2O5等含量低，说明是沉积作用的结果，也是沉积成矿作用的特征。

磁铁矿中TiO2、Cu等元素甚微，是沉积变质型铁矿床的标型组分特征。

根据矿床地质特征，矿物组合关系，将红柳沟铁矿成矿模式可定为：在沉积成矿期，伴随沉积成岩作用，有益元素经迁移和聚集，逐步固结、结晶、富集形成矿源层；沉积成岩后，在区域变质作用下，有益元素进一步富集，形成闪石岩型铁矿。

综上所述，初步认为红柳沟铅矿中的铁矿成因类型属沉积—变质型矿床。

6.2 找矿标志

铁矿体主要赋存于敦煌岩群第三岩组第三岩段中的斜长角闪岩中，矿体顶、底板围岩多为黑云斜长片麻岩及斜长角闪岩。因此，敦煌岩群第三岩组第三岩段是找矿的目标层位，其中斜长角闪岩是找矿的重点岩性。

6.3 矿区远景及找矿方向

矿区磁法工作圈出的磁异常较好，通过以上的分析与研究，认为该区是以铁为主的金属矿床，找矿潜力较大，认为找矿应从以下方面着手。

（1）对已圈定的矿体，选择适当矿段，对其深部特征进一步勘查，了解其延深规模、含矿性，增加其矿石量。

（2）根据磁法异常显示，磁异常西端大部分在矿权范围之外，加强工作区外围东端、西端的找矿力度，以扩大矿床远景。