甘肃省临泽县板凳沟铁矿地质特征及成矿条件浅析

2021-11-30王作刚罗天风岳海龙

世界有色金属 2021年16期

王作刚，罗天风，岳海龙

（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）

板凳沟铁矿地处北山山脉大青山炭路坡一带，行政区划隶属临泽县管辖，交通方便，海拔在1800m～2040m之间。研究区内工作程度低，2018年，甘肃省地质矿产勘查开发局第四地质矿产勘查院在区内开展了地质勘查工作，通过1：5000地质正测、1：2000地质正测、1：1000高磁剖面测量、槽探、钻探等工作，研究区内共圈定磁铁矿矿体7条，单工程厚度1.28m～10.29m，TFe平均品位25.08%～40.94%。笔者通过对区内地质特征总结，对矿床成因进行了简要分析，对下一步找矿工作提供提供了理论依据。

1 区域地质背景

矿区大地构造位置位于华北地层大区、阿拉善地层区，地处龙首山裂谷带。区域上地层残缺不全，总体呈北西—南东向展布。出露的地层主要有太古宇—早元古界龙首山岩群（ArPtL）、侏罗系中间沟组、古近系白杨河组及第四系全新统[1]。岩浆活动频繁，以加里东期最强烈，华力西期次之，酸性岩最为发育，岩体规模不等，呈岩株、岩脉产出；超基性岩次之，呈岩墙、透镜体、岩脉产出，岩体侵入于龙首山岩群，被侏罗系、白垩系、古近系不整合及被第四系覆盖。构造活动强烈，构造形态明显受大青山北冲断层控制，其中北西—南东向的区域性断裂控制了区内地层、岩浆岩的展布。矿区区域上位于龙首山镍、铜、钴、铂族、铅锌、铁锰、磷、铀成矿带、临泽窑泉—东小口子铅锌、铁、锰成矿区。

2 矿区地质特征

2.1 地层

矿区地层比较简单，所见的地层主要为太古宇—早元古界龙首山岩群（ArPtL），大面积展布于矿区东南部和北部。地层由于侵入岩影响，局部产生接触交代及混合岩化作用，出露岩性主要为黑云斜长片麻岩，局部夹大理岩薄层或透镜体，构成一单斜构造，地层中穿插有辉长岩脉。

2.2 岩浆岩

矿区岩浆岩极为发育，从酸性至超基性均有，从深成岩体至派生脉岩均有产出，主要有加里东晚期的花岗闪长岩、闪长岩及闪长玢岩，华力西晚期的角闪石岩、角闪辉长岩等。其中，角闪石岩侵入于加里东晚期的闪长岩体中，其下部或深部为岩浆分异作用形成的中粒—粗粒含磁铁矿角闪石岩，含磁铁矿达5%～20%，有时可达25%，多为矿体的直接围岩，与矿体呈渐变关系[2]。矿体以呈似层状产出为主，垂向上有明显的下粗上细的韵律层，在每个韵律层的底部一般矿体相对较厚、品位较富。区域性断裂构造控制着该套岩体的产出和分布，也控制着铁矿体的形成。

2.3 构造

矿区构造比较简单，断裂构造不发育，主要为裂隙构造类型，期次较多，裂隙性质以张性为主，部分以压性及剪切性质，部分裂隙控制着贯入型磁铁矿的分布，少数晚期裂隙构造错断或位移，造成了矿体破坏和错位现象。

2.4 地球物理特征

矿区于7线、5线、3线、1线、0线、2线及4线测制了7条1:1000高精度磁法剖面。

从高精度磁测△T二度半磁剖面联合反演剖面结合地质资料综合分析，磁异常呈带状分布，异常曲线对称，异常地段见采坑、渣堆，采坑中见磁铁矿体，磁性较好。地质查证3线以西、2线以东矿体向北西—南东延伸且逐渐变薄并尖灭，故5—7线和2—4未发现磁异常，与地质结果相吻合。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

板凳沟铁矿区矿体赋存于华力西晚期角闪石岩中，岩体以不规则状岩株产出，岩相变化复杂，分异明显，铁矿体的形态、产状主要受岩体控制，矿体与围岩呈渐变过渡的关系。矿区内共圈定铁矿体7条，其中Fe5矿体规模相对较大，地表矿体主要出露于2线—3线一带，倾角多在80°左右，矿体厚度1.29m～17.62m，TFe平均品位25.22%～39.80%。主要矿体特征如下：

Fe5分布于1线—0线，呈似层状，围岩为角闪石岩，矿体总体走向为北西向，长370m,倾向214°～35°,倾角79°～88°,平均厚度8.52m,平均品位33.54%，矿体整体形态为一个北西端闭合的U型。根据U型轴线将矿体划分为北翼和南翼，现将两翼特征简述如下：

Fe5北翼：分布于矿区1线—0线，共有5个工程控制。矿体呈似层状，长度166m左右，倾向182°～214°左右，倾角在79°～85°之间，总体倾角75°左右，钻孔沿倾向控制矿体最大斜深为168.74m（1线），埋深标高在1948.51m～1779.77m之间。单工程矿体厚度在1.29m～8.18m之间，平均厚度3.11m，厚度变化系数为59.90%；单工程矿体TFe平均品位在29.91%～39.80%之间，矿体平均品位为34.79%，品位变化系数12.79%。矿体顶、底板围岩为灰黑色角闪石岩或角闪辉长岩。

Fe5南翼：分布于矿区1线—0线，共有5个工程控制。矿体呈似层状，长度184m左右，倾向35°～88°左右，倾角在80°～88°之间，总体倾角85°左右，钻孔沿倾向控制矿体最大斜深为188.50m，埋深标高在1952.07m～1763.52m之间。单工程矿体厚度在5.64m～18.77m之间，平均厚度12.51m，厚度变化系数为48.74%；单工程矿体TFe平均品位在25.22%～38.99%之间，矿体平均品位为33.14%，品位变化系数13.84%。矿体顶、底板围岩为灰黑色角闪石岩或角闪辉长岩。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成分

矿石矿物较为单一，主要有磁铁矿、黄铁矿及赤铁矿等。矿石中可见脉石矿物主要有普通角闪石、斜长石、绿泥石、透闪石、蛇纹石等。

3.2.2 矿石结构构造

矿石的结构主要为中细粒半自形柱状结构、细粒半自形柱状结构、它形晶粒状结构、辉长结构等。矿石的构造主要为块状构造、稠密浸染状构造，其次有稀疏浸染状构造、星散浸染状构造。

3.2.3 矿石化学成分

矿石的主要有用组分为铁，原矿伴生有益组分主要为五氧化二钒、二氧化钛及微量锰、钴等，伴生有害组分有硫、磷及微量铜、铅、锌、锡、砷等，造渣组分有钙、镁、钠、钾、硅、铝的氧化物。

3.2.4 矿石类型

矿石自然类型为角闪石岩型磁铁矿矿石一种类型。矿石工业类型全部为“需选矿石”。

3.2.5 矿石围岩

矿体的顶底板围岩与夹石均为磁铁矿化角闪石岩，与矿体呈渐变关系，其矿物成分、化学成分及其变化特征与铁矿石基本相同[3]。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

4.1.1 控矿因素

（1）岩浆岩控矿。

铁矿体均产于华力西晚期角闪石岩内，岩体形态呈岩株状，规模在0.05km2，一般是成矿岩体规模大，成矿规模也相对较大，岩体分异程度好，基性程度高的岩体对成矿比较有利。岩石结构一般为它形—半自行粒状结构、辉长结构等。矿物组合主要为铁镁矿物和硅铝矿物，且暗色矿物大于浅色矿物，多具蛇纹石化、纤闪石化、绿帘石化等。

（2）构造控矿。

区域性断裂构造控制着基性—超基性岩体的产出和分布，也控制着铁矿的形成。

4.1.2 矿床成因

（1）构造环境。

龙首山地区古生代陆内裂谷带构造环境有利于岩浆型钒钛磁铁矿带和铜镍成矿带分布的区域地质背景。龙首山裂谷带是板凳沟角闪石岩体产出的构造空间，而角闪石岩体是本区铁矿产出的定位空间。

（2）成矿岩浆分异。

华力西晚期角闪石岩：具有形成堆积构造和韵律层发育的特点，即工业矿体与矿体以稠密浸染与稀疏浸染状矿石有序排列，不同韵律层中矿石品位有着明显差异，其特点均是结晶分异过程中重力起主导作用的结果。华力西晚期是板凳沟矿床主要成矿期，形成了规模相对较大、品位中等、贫—较富的矿体，一般TFe含量为20%～30%。

综上所述，板凳沟铁矿属以岩浆分异作用为主的磁铁矿床。