蒙古國中戈壁省某鐵多金屬礦床地質特征及找礦標志

馮昌格，王玉杰，郝獻晟，郭百創

（1．中國冶金地質總局山東正元地質勘查院，山東 濟南250101；2．蒙古正元有限責任公司，山東 濟南250101）

蒙古國中戈壁省某鐵多金屬礦區地處中蒙褶皺系北緣，戈壁－克魯倫鐵鋅多金屬成礦帶西南部（圖1）。戈壁－克魯倫鐵鋅多金屬成礦帶共發現一百多處鐵礦床（礦點），其中大型、中型和小型鐵礦數十處，主要為沉積變質型和矽卡巖型。該礦是戈壁－克魯倫鐵鋅多金屬成礦帶最大的矽卡巖型礦床，估算332＋333鐵礦石資源量5000萬t，伴生鋅金屬量40多萬t。前人文獻主要集中在地球物理特征方面。本文介紹了該礦床成礦地質背景、礦床地質特征，并在此基礎上對礦床成因類型進行了簡要探討，以期為本區找礦工作提供借鑒。

1 區域地質背景

1．1 地層

區域上發育有中元古代、古生代、中生代及新生代地層。中元古代地層巖性主要為灰巖、大理巖化灰巖、石英角閃片巖、白云質灰巖、白云巖、硅質灰巖等，區域內該套地層與三疊紀巖漿巖的接觸帶上常形成矽卡巖型多金屬礦化。古生代地層僅出露二疊系，巖性主要為安山巖、英安巖、安山質英安巖、凝灰巖、流紋巖、粗面巖、粗面流紋巖、流紋斑巖。中生代地層僅小面積出露白堊系宗巴音組地層下部，巖性主要為砂巖、粉砂巖、黏土巖、礫巖等。第四系主要分布在低洼、河谷區，巖性為黏土、亞黏土、砂等。

1．2 構造

區域內斷裂構造發育，以北西向和北東向為主，是區內控巖控礦構造。

1．3 巖漿巖

區內巖漿巖分布廣泛，主要為中生代晚侏羅世的中粗粒花崗巖、花崗斑巖、閃長巖、花崗閃長巖、細粒花崗巖；三疊紀花崗正長巖、石英正長閃長巖；元古代花崗巖、閃長巖等。中生代三疊紀巖漿巖與成礦關系密切。

1．4 區域地球物理特征

區域磁場顯示為低緩的負場，在此背景場上疊加一條弧形高值異常帶，異常帶位于花崗巖與元古界石灰巖的接觸帶上，表明異常帶為成礦有利異常地帶。多處異常已被證實為礦致異常。

2 礦區地質特征

2．1 地層

礦區內出露地層為中元古界、二疊系和第四系。中元古界地層在礦區西南部和北部見有出露，走向北西320～330°，傾向北東，傾角50～70°，巖性主要為灰巖、大理巖化灰巖、大理巖、薄層石英角閃片巖。礦區內中元古代巖石多遭受到熱液改造，表現為硅化、矽卡巖化，其蝕變程度不同。該層位與礦化關系密切相關，鐵礦體的分布與灰巖和巖體接觸交代的矽卡巖帶分布一致。礦區地質簡圖見圖2。

圖1 蒙古國多金屬成礦帶分布圖

二疊系主要為火山沉積產物，在礦區內大面積出露，巖性為凝灰巖、凝灰角礫巖、凝灰熔巖及安山質、英安質、流紋質凝灰巖等。礦區內所有火山巖均遭受過熱液改造，在矽卡巖接觸帶處，表現為強硅化。酸性火山巖硅化最為強烈，局部形成石英巖。

第四系僅在礦區溝谷處見殘破積層、坡積層、坡積－洪積層，由亞黏土、亞砂土等組成，并含有不同成分的碎屑巖塊。

2．2 構造

礦區內構造簡單，主要為接觸帶構造，即碳酸鹽－片巖巖層捕虜體和侵入體接觸帶，沿接觸帶發生矽卡巖化蝕變，為導礦和儲礦構造。

2．3 巖漿巖

礦區內巖漿活動主要在古生代和中生代。古生代巖漿巖為中粗粒花崗巖；中生代巖漿巖為三疊紀花崗正長巖、二長斑巖及中－晚侏羅紀的花崗巖、流紋斑巖等。三疊紀花崗正長巖、二長斑巖在礦區內矽卡巖帶的東南翼呈帶狀分布，厚度由4～100m不等。與礦化關系密切，靠近矽卡巖帶均有不同程度的矽卡巖化、硅化、磁鐵礦化。

2．4 地球物理特征

礦區礦石類型主要為磁鐵礦礦石、閃鋅磁鐵礦礦石，礦石磁性大，為本區的強磁性類巖石；矽卡巖因存在不同程度的礦化現象，磁性次之；花崗正長巖和火山沉積巖為弱磁性巖類。

航磁異常梯度陡，強度大，異常極大值達4620nT。礦區共圈定出六處磁異常，ΔT異常極大值為5000nT。

3 礦床地質特征

3．1 礦體形態產狀

礦區共圈定礦體16個，其中主要礦體2個。哈拉特烏拉礦區內礦體均賦存于北西向矽卡巖帶內。其規模、形態不一，呈脈狀、透鏡體狀、扁豆狀、似層狀產出。

圖2 礦區地質簡圖

鐵礦體分布特征為礦體個數多，多數規模小，大小懸殊，延長及傾斜延深均大于100m的礦體6個，最大延長約1000m，最大傾斜延伸350m；厚度大于10m的礦體3個，最大厚度約150m。

3．2 礦石特征

3．2．1 礦石礦物成分

礦石中礦石礦物主要為磁鐵礦、閃鋅礦，次為黃銅礦、黃鐵礦、鏡鐵礦、菱鐵礦、赤鐵礦，少量的褐鐵礦、磁赤鐵礦、方鉛礦等，脈石礦物主要有碳酸鹽礦物、透輝石、石榴子石、綠簾石，其次石英、綠泥石、滑石、絹云母等。

磁鐵礦呈半自形－他形粒狀，有少量為自形晶粒狀，有時具環帶構造，顆粒粒徑一般在0．4mm以下，部分顆粒較大，可達1．2mm，晶粒之間呈鑲嵌狀，集合體呈致密塊狀或帶狀。常被赤鐵礦、磁赤鐵礦等交代，有的呈殘留體狀，但仍保留磁鐵礦假象。

閃鋅礦主要呈浸染狀分布，它形粒狀，集合體常呈不規則狀分布，有鋸齒狀被侵蝕邊緣。常常分布于磁鐵礦的顆粒空間內，較少情況下在磁鐵礦中成包裹體，有時在閃鋅礦的顆粒中含有磁鐵礦的包體，而沿裂隙有赤鐵礦和非金屬礦物的析出物。顆粒大小一般0．1～1mm，部分1～5mm。

3．2．2 礦石化學成分

根據化學基本分析和光譜分析結果，礦石中的主要有用組分為Fe、Zn。Fe主要賦存于磁鐵礦中，Zn主要賦存于閃鋅礦中。TFe一般在30%～50%，最高達66%，平均品位32．52%；Zn一般在0．05%～4．20%，最高21．32%，平均品位0．87%。閃鋅礦分布具有一定的規律，一般不獨立存在，與磁鐵礦伴生，且閃鋅礦局限于磁鐵礦體的上盤，大多數鋅富集的區段分布更靠近于磁鐵礦－矽卡巖帶的上接觸帶，常常和花崗正長巖接觸。水平上鋅品位向南增高，縱向上鋅向深部增高。

組合分析結果，有害元素S含量小于0．04%，P含量為0．004%～0．028%。

3．2．3 礦石結構構造

礦石的結構主要為半自形－它形粒狀結構、半自形粒狀變晶結構、粒狀變晶結構；其次為粒狀結構、鱗片狀變晶結構；礦石的構造以塊狀、條帶狀、浸染狀構造為主。

3．2．4 礦石類型

根據礦石礦物成份及構造，礦石自然類型為塊狀磁鐵礦礦石、赤鐵礦化磁鐵礦礦石、閃鋅磁鐵礦礦石；按脈石礦物成份劃分為磁鐵礦－碳酸鹽－矽卡巖礦石、磁鐵礦－碳酸鹽－石英礦石、含閃鋅礦磁鐵礦矽卡巖、滑石磁鐵礦。

根據化學分析和物相分析結果，磁性鐵占有率為92．39%，礦石工業類型為需選磁性鐵礦石。

3．3 圍巖蝕變

礦區近礦圍巖蝕變為矽卡巖化、硅化、絹云母化、綠簾石化、碳酸鹽化、磁鐵礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化等。

礦區矽卡巖接觸帶走向為北西300～330°，地表貫穿整個礦區，走向長約1300m，北西端被第四系覆蓋，矽卡巖帶膨脹狹縮現象明顯，東南端狹窄，寬幾米不等，向北西矽卡巖帶變寬，最寬處達400m。帶內賦存有多條規模不一的鐵礦體。

矽卡巖帶主要由石榴石矽卡巖、透輝矽卡巖、石榴透輝矽卡巖、綠簾石－石榴石－透輝石矽卡巖、石榴簾石矽卡巖、弱磁鐵礦化含石榴透灰矽卡巖、透閃矽卡巖、赤鐵礦化透灰綠簾矽卡巖、金云母透輝石矽卡巖、金云母矽卡巖、滑石金云母矽卡巖、角礫狀矽卡巖、輝石矽卡巖、輝石石榴矽卡巖等組成。

不同成份的矽卡巖在帶內具有一定的規律：平面上自南東向北西矽卡巖中石榴石成份在南部最低，中部最高；透輝石、云母成份含量南東高北西低，中部見有輝石成份的矽卡巖，兩端未見；傾向上淺部矽卡巖中石榴石成份高于深部，矽卡巖中云母成份深部高于淺部，深部矽卡巖見有綠簾石成份。

礦體上盤以石榴石、透輝石成份的矽卡巖為主，下盤以云母、綠簾石透輝石成份的矽卡巖為主。

所有的矽卡巖礦物都被較晚的石英和碳酸鹽類礦物所交代。

3．4 成礦期次劃分

由于花崗正長巖及正長斑巖體的貫入及后期的接觸變質和熱液作用，碳酸鹽巖石與花崗正長巖的接觸帶遭受矽卡巖化，在強烈的矽卡巖化作用之后，開始了成礦作用。根據野外觀察和礦石光片等鑒定資料，按照礦物共生組合及生成順序，礦床的形成可分為四個階段。

1）巖漿期階段。主要礦物為長石、石英、絹云母、磁鐵礦Ⅰ等，是最早期的礦化，磁鐵礦Ⅰ開始析出，同時沿生長帶交代石榴子石，但礦化較弱。

2）矽卡巖期階段。隨著含礦熱液溫度的下降，磁鐵礦Ⅱ、閃鋅礦在非金屬礦物的粒間空間大量析出，并在有利部位大量沉淀，伴隨生成部分透輝石和大量的含水硅酸鹽礦物，廣泛交代早期矽卡巖礦物。

3）熱液期階段。含礦熱液進一步對圍巖和早期形成的矽卡巖、磁鐵礦發生交代作用，生成大量的熱液蝕變礦物和金屬硫化物，使原來形成的礦石物質成份受到改造。在這一階段的末期開始呈板狀析出物形式的赤鐵礦Ⅰ的沉淀，并生成綠泥石、碳酸巖礦物等。

4）表生階段。礦石遭受氧化，使原生礦物改造交代，形成赤鐵礦Ⅱ、褐鐵礦。

成礦階段劃分及礦物生成順序見表1。

4 礦床成因

礦床的形成主要受礦區內侵入巖體控制，成礦主要部位為巖體與灰巖接觸帶，礦體均賦存于矽卡巖化接觸帶內，圍巖的蝕變主要為矽卡巖化和熱液作用。

根據礦床成礦地質條件、礦體賦存部位、圍巖蝕變、礦體特征等，認為該礦床為矽卡巖型礦床。

5 找礦標志

1）磁法異常部位是尋找鐵多金屬礦的有利位置。

2）大理巖賦存部位往往形成富礦體。

3）矽卡巖接觸帶的上、下盤位置是尋找鐵礦的有利地段。

4）大理巖化、矽卡巖化。

5）地表礦體原生和氧化露頭。

6 結論

蒙古國中戈壁省某鐵多金屬是戈壁－克魯倫鐵鋅多金屬成礦帶最大的矽卡巖型鐵礦床。本文通過礦床成礦地質背景、礦床地質特征分析，初步總結了找礦標志，為該區找礦工作提供借鑒。

表1 成礦階段劃分及礦物生成順序表

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