浅析确鹿特矿区铁矿成矿模式与找矿标志

1、浅析确鹿特矿区铁矿成矿模式与找矿标志中国冶金地质总局中南地质勘查院 杨航目前中南地质勘查院在确鹿特矿区已查明两个小型铁矿，分别为西矿区科克萨依热液型富铁矿和东矿区贝勒库特矽卡岩型铁矿。此两铁矿的成因类型截然不同，然而又存在内在的联系。本文主要探讨此两铁矿的成矿地质特征、成矿模式以与找矿标志。1 区域背景确鹿特矿区位于西天山那拉提成矿带，那拉提成矿带是准噶尔哈萨克斯坦板块与塔里木板块的缝合带。那拉提南、北缘断裂是成矿带的主要构造，其次级平行断裂纵贯整个成矿带，带内岩浆岩非常发育。矿产以金、铁、铜矿为主。见图1-1。图1-1 那拉提成矿带构造分区及矿产分布图1.新生代凹陷盆地；2.石炭纪沉积盆地；

2、3.前寒武纪结晶基底；4.石炭纪火山岛弧；5.志留纪火山岛弧；6.晚古生代岩浆弧； 7早古生代岩浆弧；8超基性岩；9.那拉提北缘断裂; 10.那拉提南缘断裂；11. 金矿点；12. 铜矿点；13.铁矿点；14.钨矿点；15.确鹿特矿区；2 矿区地质2.1 地层矿区内出露的地层有第四系全新统现代冲积层（Q）、下石炭统阿克沙克组（C1a）、下石炭统大哈拉军山组（C1d）、上志留统巴音布鲁克组（S3by）。见表2-1。现将分述如下： 矿区地层一览表 表2-1时代地层岩石地层界系统组（岩组）新生界第四系全新统现代冲积层（Q）古生界石炭系下统阿克萨克组（C1a）大哈拉军山第三亚组(C1d3)志留系上统巴

3、音布鲁克组（S3by）2.1.1 第四系全新统现代冲积层（Q）主要沿河沟分布，由砾石、砂及淤积砂、泥组成。2.1.2 下石炭统阿克沙克组（C1a）分布于矿区中北部，位于断层F1和F2之间，与下伏大哈拉军山组呈断层接触。阿克沙克组为典型滨浅海相碎屑岩、碳酸盐岩建造。其岩性明显分为下、上两部分，分别划分为第一亚组（C1a1）和第二亚组（C1a2）。第一亚组为褐红色、灰褐色中厚层状砾岩、含砾粗砂岩、砂岩、细砂岩。第二亚组为浅灰绿色、暗红色含砾凝灰质砂岩、凝灰质砂岩、粉晶灰岩，含植物碎片化石（划分为第一段（C1a2-1）；灰色中层状泥晶生屑灰岩、介壳灰岩、生屑灰岩为主，偶夹少量砂岩层（划分为第一段（C

4、1a2-2），黑色极薄层含炭泥质粉砂岩、灰黑色极薄层钙质粉砂岩夹薄层泥晶灰岩，主要成矿元素Au、Ag、Cu、Pb丰度较高（划分为第一段（C1a2-3）。2.1.3 下石炭统大哈拉军山组第三亚组（C1d3）分布于矿区中北部的断层F1以北，呈断块形式出露。为一套浅海相中酸性火山岩，并以酸性火山岩发育为典型特征。岩性为紫红灰紫色凝灰砂岩、凝灰角砾岩、流纹斑岩、霏细斑岩（划分为第一段C1d3-1）；暗灰色薄层灰岩（划分为第二段C1d3-2）；火山灰凝灰岩夹灰白色薄层灰岩、晶屑玻屑岩屑凝灰岩（划分为第三段C1d3-3）。2.1.4 上志留统巴音布鲁克组（S3by）分布于矿区南部，断层F1以南志留纪火山弧

5、，部分地段和下石炭统阿克沙克组呈断层接触。岩性下部为暗灰绿色、灰紫色中厚层凝灰岩、火山灰凝灰岩、安山质凝灰岩、安山岩夹玄武岩；上部为紫灰色凝灰质砾岩、凝灰质砂岩、绿灰色、灰绿色玄武岩、沉火山角砾岩沉凝灰岩，总体为南倾的单斜构造。被石炭纪二长花岗岩（42-a）等岩体侵入。2.2 岩浆岩矿区内岩浆岩非常发育，华力西晚期有：第二次侵入的细粒闪长岩（43-b），第三次侵入中细粒花岗岩（43-c）和中细粒二长花岗岩（43-c），第四次侵入辉绿岩脉（43-d）。华力西中期有：第一次侵入二长花岗岩（42-a）和二长花岗斑岩（42-a）。华力西早期有：第一次侵入细粒闪长岩（41-a），第二次侵入中粒石英闪长岩

6、（41-b），第三次侵入花岗闪长岩（41-c）。其中分布最广的是华力西中期第一次侵入二长花岗岩（42-a）和华力西晚期第三次侵入中细粒花岗岩（43-c）和中细粒二长花岗岩（43-c）。岩浆岩期次的划分如表2-2所示。矿区内岩浆岩划分一览表 表2-2年代次侵入岩浆岩种类备注二叠纪华力西晚期 第四次辉绿岩脉（43-d）出露于F2上或附近第三次中细粒花岗岩（43-c）与铁矿、铜矿（化）脉有关中细粒二长花岗岩（43-c）第二次细粒闪长岩（43-b）石炭纪华力西中期第一次二长花岗斑岩（42-a）二长花岗岩（42-a）与破碎蚀变带金矿、铜矿有关泥盆纪华力西早期第三次花岗闪长岩（41-c）第二次中粒石英闪长

7、岩（41-b）第一次细粒闪长岩(41-a)华力西晚期第三次侵入中细粒花岗岩（43-c）：除辉绿岩脉（43-d）外该期花岗岩为矿区内最新的深成侵入岩，分布于矿区北部，出露较多，大多呈岩墙、岩珠、岩枝状出露。该期花岗岩为区域内目前发现唯一能形成铁矿的岩浆岩，是科克萨依铁矿、贝勒库特铁矿的成矿岩体。矿区中北部的铜矿（化）也和该期花岗岩有关。华力西中期第一次侵入二长花岗岩（42-a）：分布于矿区中、南部，断层F1以南，在区域内呈巨大岩基出露，出露面积达1000余平方公里。该期花岗岩也偶尔与灰岩地层接触，但不见矽卡岩化，更不会形成矽卡岩型矿床。区域上的金矿床跟该期花岗岩关系密切，卡特巴阿苏大型金矿就产于

8、该期花岗岩中的破碎蚀变带中。2.3 构造2.3.1褶皱矿区内的褶皱主要有西北部的卡特巴阿苏背斜。2.3.2断层矿区内最主要断层为那拉提北缘大断裂，即F1，其他断层还有F2、F3、F4、F5等。断层F1位于矿区中部，走向大致北东东南西西，倾向南南东，倾角西陡东缓，约60-70°。其主要活动年代为华力西中期，是一条韧性剪切带，控制着矿区南部二长花岗岩（42-a）等岩浆岩的空间分布；还控制着矿区内主要构造的格局；其次级断裂直接控制着卡特巴阿苏等金铜矿的形成。 断层F2位于矿区中北部，为一逆推断层，走向大致北东东南西西，倾向南南东，倾角西陡东缓，约4570°，局部可见几十至一百多米

9、宽的构造角砾岩带。F2主要活动年代为华力西晚期，控制着中细粒花岗岩（43-c）、中细粒二长花岗岩（43-c）、辉绿岩脉（43-d）等岩浆岩的空间分布；F2的次级断裂控制着铁矿、和铜矿（化）脉的形成。3 矿体特征3.1科克萨依铁矿3.1.1 矿体形态特征科克萨依铁矿属岩浆期后热液充填型富铁矿床，严格受断裂（F5）控制。矿体呈透镜状、扁豆状、脉状。分布于00线16线之间，走向近东西向，总体北倾，倾角85°87°，矿体地表出露长218 m，走向上矿体由西向东逐渐变薄（14.5912.486.575.22m）。倾向延伸97-240m，由浅到深大致由厚变薄。整个矿体厚1.0814.8

10、7m，平均厚度11.59 m。矿体厚度变化中等，厚度变化系数Vm=49%。矿体走向延伸较短，倾向延伸较深。矿体可见分支复合、膨胀收缩现象3.1.2 矿石质量3.1.2.1矿石矿物成分矿石矿物主要为磁铁矿，次为赤铁矿。磁铁矿：黑、钢灰色，含量31.7585%，粒度：0.10.2mm。呈自形、半自形粒状集合体，具碎裂结构、交代残余结构，致密块状构造；赤铁矿：褐红色，占1329.45%，呈叶片状，粒径大小0.010.03mm，具格状结构、交代残余结构、假像结构（磁铁矿八面体假晶），致密块状、网脉状、环带状、浸染状构造。赤铁矿多沿磁铁矿破碎裂隙和粒间充填交代，呈不规则状集合体和环带状，两者紧密共生。矿

11、石中脉石矿物以石英为主，少量绿泥石。石英：他形粒状，粒度0.050.2mm。绿泥石：呈鳞片状，粒度：0.010.05mm。3.1.2.2 矿石的化学成分矿石品位分布较均匀，其品位变化系数仅3.90%，主要化学成分是Fe、SiO2、MgO、Na2O、K2O、Al2O3、CaO等，其它有色金属元素含量较低。 TFe平均61.44%；S：0.0082.39%，平均：0.123%；P：0.0080.075%,平均：0.0091%。SiO2：2.5516.31%，平均6.16%。该铁矿体矿石为低硫低磷弱酸性平炉优质富铁矿石。3.1.2.3 矿石的主要有用组分、（共）伴生有用组分、有害组分矿石为单一的铁矿

12、石，主要有用组分为铁，无共（伴）生有用组分， Cu、Pb、Zn、Sn含量极低。3.1.2.4矿石类型、品级矿石氧化程度低，为原生矿石。铁矿石中，磁铁矿含量4585%；赤铁矿含量1346%，矿石自然类型为致密块状赤磁铁矿石。本铁矿矿石的工业类型为炼钢用酸性铁矿石。3.2 贝勒库特铁矿3.2.1矿体形态特征矿体产于华力西晚期第三次侵入中细粒花岗岩（43-c）与阿克沙克第二亚组第二段大理岩（C1a2-2）的接触带上，矿体顶板围岩为大理岩、阳起石矽卡岩，底板为中细粒花岗岩、阳起石矽卡岩。图3-1 贝勒库特铁矿283-299号勘探线联合剖面图矿体呈透镜状、扁豆状分布于283线299线之间，走向北东东南西

13、西，倾向北北西，325°355°之间，倾角13°84°，铁矿体在地表向北北西陡倾斜，钻探揭露矿体西段深部287线291线间产状陡，东段深部291线295线间产状变缓，矿体形态转为舒缓波状，倾角26°13°，近水平状；矿体地表出露长约270m，走向上矿体由东向西逐渐变薄（23.837.24 1.55m），目前钻孔控制矿体最大倾向延伸215m。整个矿体厚1.5523.83m，平均厚10.21m。矿体倾向上由地表向深部延伸287线291线间逐渐变薄，291线295线间逐渐变厚。厚度变化系数Vm=80.62%，矿体厚度变化大，不稳定。2012

14、年详查控制矿体赋存标高31813415m。见图3-1。3.2.2 矿石质量3.2.2.1矿石矿物成分矿石中矿石矿物主要为磁铁矿，磁铁矿：黑、钢灰色，含量15.6046.80%，粒度：0.050.5mm，呈自形、半自形粒状集合体，具碎裂结构、交代残余结构，致密块状构造；偶见少量黄铁矿，含量1%，粒度：0.050.1mm，半自形粒状集合体；偶见黄铜矿，含量1%，粒度：0.050.1mm。 矿石中脉石矿物以石英、阳起石为主，少量方解石及绿泥石等。石英：他形粒状，粒度0.050.3mm，含量3049%；阳起石：纤维柱状，粒度0.050.2mm，含量1535%；方解石：他形粒状，粒度0.050.3mm，

15、含量1015%；绿泥石：呈鳞片状，粒度：0.010.05mm，含量35%。3.2.2.2矿石的化学成分铁矿石铁在矿石中分布较均匀，其品位变化系数仅13.48%，通过基本化学分析统计，矿石中主要化学成分为TFe:30.90 %，mFe:22.12 %，S： 0.084 %，P:0.028%。铁物相分析统计：铁矿石中以磁铁矿为主，占70.78%，少量硅酸铁（14.36%），赤褐铁（11.89%）等。3.2.2.3矿石的主要有用组分、（共）伴生有用组分、有害组分从多元素分析结果分析：贝勒库特铁矿矿石为单一的铁矿石，主要有用组分为铁，无共（伴）生有用组分。3.2.2.4矿石类型、品级铁矿石氧化程度低，

16、为原生矿石。TFe:21.3047.75%，mFe:15.6046.80%，磁铁矿在铁矿石中占61.7898.01%；脉石矿物主要为阳起石及方解石、石英，矿石致密块状，矿石自然类型为矽卡岩型贫磁铁矿石。从基本分析样品副样里面抽取的样品QLT2012-FeWX1，经铁物相分析，TFe:29.60%，mFe:20.95 %，siFe:1.61%，sFe:0.56%，cFe:0.23%。根据磁性铁（mFe）对全铁（TFe）的占有率（mFe） /（TFe）=70.78%85%。所以本铁矿矿石为弱磁性铁矿石。siFe+sfFe+cFe=2.40%，(mFe)/(TFe-siFe-sfFe-cFe)= 7

17、7.02%85%，根据中华人民共和国地质矿产行业标准铁、锰、铬矿地质勘查规范（DZ/T02002002），本铁矿矿石的工业类型为需选弱磁性铁矿石。4 成矿模式及找矿标志4.1 成矿模式华力西晚期第三次从深部岩浆房分异出来的花岗岩浆（43-c）富含铁质。当花岗岩浆在地下中深部侵入就位时，通过两种不同的方式成矿，如图4-1。图4-1 确鹿特矿区铁矿成矿模式图第一种方式，当花岗岩浆侵入就位时的围岩为灰岩时，便和灰岩发生交代作用形成矽卡岩，然后，富含铁质热液便在矽卡岩里沉淀形成矽卡岩型铁矿床。如Fe-铁矿体。第二种方式，当花岗岩浆侵入就位时的围岩为凝灰质细砂岩时，不会和其发生交代作用生成矽卡岩，结果富

18、含铁质热液沿凝灰质细砂岩中的断裂向上运移，当运移至断裂拉张变宽的合适部位时，温度压强下降，铁质便析出沉淀，形成受断裂控制的热液型富铁矿床。如Fe-铁矿体。4.2 找矿标志4.2.1矽卡岩型铁矿找矿标志（1）矽卡岩型铁矿的矿石矿物几乎为磁铁矿，具有较强磁性，能形成较好磁异常，所以较好的磁异常是寻找矽卡岩型铁矿重要标志。（2）有利的大理岩和中细粒花岗岩（43-c）的接触带，特别是大理岩往中细粒花岗岩体里“凸”的接触带，是寻找矽卡岩型铁矿的有利部位，是矽卡岩型铁矿的重要找矿标志。如东矿区贝勒库特铁矿295号勘探线地表和深部都是此种接触带，都形成了较厚，品位较高的磁铁矿体。在地表此种接触带可以通过地质填图来确定，在深部可以通过电法寻找。（3）中细粒花岗岩（43-c）小岩珠和岩枝比较有利于形成矽卡岩磁铁矿床，是较好的矽卡岩铁矿的找矿标志。（4） 矽卡岩磁铁矿石转石也是寻找矽卡岩型磁铁矿的重要找矿标志，在东矿区贝勒库特铁矿体的东坡和西坡都能见到较多