新疆塔縣喬普卡鐵礦和山東萊州土山鐵礦特征對比

梁 凱，梅貞華，王 攀，鄭永杰

中國冶金地質總局青島地質勘查院，山東 青島 266061

0 引言

喬普卡鐵礦地處西昆侖高山區，地勢陡峻，切割劇烈，礦區內海拔高程均在4 130 m以上，最高海拔4 700 m，相對高差200～570 m，行政區劃隸屬新疆塔什庫爾干縣達布達爾鄉管轄。

土山鐵礦瀕臨渤海，地處沿海平原，地勢南東高，北西低，向渤海傾斜，海拔最高13.2 m，最低1.7 m，行政區劃隸屬山東省萊州市。

本文主要是在喬普卡鐵礦[1]和土山鐵礦[2]詳查工作的基礎上，在參考前人工作研究的基礎上，對比分析二者在賦礦地層、構造、巖漿巖、磁異常特征、礦體特征以及礦床成因等方面的異同，最終總結成文的。

1 賦礦地層特征

1.1 喬普卡鐵礦

區內鐵礦體賦存于古元古界布倫闊勒群底部。該群為塔什庫爾干陸塊的主體組成部分，主要由一套中深變質的含（夕線石榴）黑云斜長片麻巖、（含）夕線石榴斜長黑云石英片巖、含石榴石英巖、（石榴斜長）角閃片麻巖、黑云母大理巖、透閃石大理巖等組成，構成變質結晶基底。在該群的底部發育1層含鐵建造，建造中主要巖石有斜長角閃片巖、透輝變粒巖（變質中基性火山巖）、黑云石英片巖（變質凝灰質泥砂巖）、磁鐵石英巖、大理巖等。

1.2 土山鐵礦

鐵礦體賦存于古元古界粉子山群地層中。粉子山群主要巖性為大理巖、黑云變粒巖、透閃巖、石墨透閃巖、淺粒巖、斜長角閃巖、磁鐵石英巖、矽線黑云片巖。原巖底部和下部為泥砂質碎屑巖，中部為巨厚層富鎂碳酸鹽夾鈣鎂質硅酸鹽巖，上部和頂部為碳質碎屑巖、泥質碎屑巖。構成兩個海進、海退沉積旋回，低角閃巖相變質[3]。分為5個巖組：崗崳組、巨屯組、張格莊組、祝家夼組、小宋組，其中小宋組為磁鐵礦的賦存層位。

1.3 小結

喬普卡鐵礦和土山鐵礦賦礦層位均為古元古界變質地層，地層巖性相似，以低角閃巖相變質巖為主。

2 構造特征

2.1 喬普卡鐵礦

喬普卡鐵礦位于塔什庫爾干陸塊的西南端，該陸塊主要發育地層為古元古界布倫闊勒群（Pt1B），陸塊內地層變形強烈，斷裂、褶皺發育。褶皺的表現形式多種多樣，見鐵礦層的復雜褶皺。在褶皺形態上，既有片（麻）理的揉皺、片內無根褶皺，又有片（麻）理的平臥褶皺、斜臥褶皺，還有疊加褶皺。總體上反映了長期多次（至少3期以上變形）構造變形的結果。該陸塊內斷裂多為與區域構造線方向近一致的北西向走向斷裂，北東向斷裂較少。礦區地處區域褶皺的一翼，地層總體呈北東向陡傾斜的單斜層狀，區內斷裂構造不甚發育。

2.2 土山鐵礦

土山鐵礦地處膠北隆起西南邊緣，區域上褶皺構造發育，主要為粉子山倒轉向斜，出露于區域北部的粉子山地區，可見長15 km，寬5.5 km，其向SW延伸至該礦區并被第四系覆蓋。整個褶皺構造均由粉子山群地層組成，核部由崗崳組組成，向兩翼依次出現巨屯組、張格莊組、祝家夼組、小宋組。褶皺北翼為正常翼，南翼為倒轉翼，軸向變化較大，由70°→50°→90°，后期部分地段出現斷裂構造。

礦區位于分子山向斜的北西翼，地層總體呈傾向北西，傾角50°左右的單斜層狀，區內斷裂構造不發育。

2.3 小結

喬普卡鐵礦和土山鐵礦所在的區域均經受了區域性的變形變質過程，礦區位于區域性復式褶皺構造的一翼，以地層呈單斜產出為特征。向構造，局部紋理條帶構造。組成礦物雜亂分布，微顯定向性。

根據劉振濤等石英閃長巖中獲取的鋯石U-Pb年齡值為230 Ma，為印支期。

3.2 土山鐵礦

呈巖基狀分布于區域東部，為新太古代五臺—阜平期棲霞超單元，由回龍夼、新莊、蘆家、牟家單元組成。為一套中酸性變質深成侵入基巖，歸變質變形巖體。巖石變質變形十分強烈，片麻理是最顯著的面狀構造。主要巖性為英云閃長巖和奧長花崗巖。

3.3 小結

喬普卡鐵礦和土山鐵礦巖漿巖時代差異較大，且前者主要以巖株形式存在，后者為巖基狀分布，二者巖性均為中酸性侵入巖；在變質程度上，喬普卡鐵礦巖漿巖淺于土山鐵礦巖漿巖；喬普卡鐵礦的巖漿巖對早期形成的賦鐵地層有一定的破壞性，而土山鐵礦巖漿巖由于時代早于鐵礦形成時間而對鐵礦體影響不大。

4 礦區磁異常特征

3 巖漿巖特征

3.1 喬普卡鐵礦

礦區內巖漿巖基本呈巖株狀分布，主要巖性為石英閃長巖，侵入于布倫闊勒群（Pt1B）中。巖石呈細粒半自形粒狀結構，局部糜棱結構，塊狀-定

4.1 喬普卡鐵礦

礦區內出現1個北西—南東走向的磁異常帶。磁異常帶△T最低-13 848 nT，最高29 461 nT，磁異常變化范圍達43 000 nT。磁異常帶內總體表現出北西走向的條帶狀磁力高與磁力低相間分布的特征，主要高值正異常帶編號Ⅱ號。

Ⅱ號高值正異常帶（圖1）：貫穿整個礦區西段，在礦區內的長度達2 000 m，北西及東南兩側均延出測區。該高值正異常帶東南窄西北寬，呈喇叭狀，最小寬度約150 m，最大寬度達1 000 m，并且北西段分成兩個分支。Ⅱ號高值正異常帶的磁異常值普遍超過5 000 nT，中心區達10 000～20 000 nT，為典型的強磁性磁鐵礦引起。

化極后的磁異常圖上，高值正異常帶的北西—南東走向展布特征更為清晰，反映出磁鐵礦化體的分布明顯具有層控性、成帶性。

4.2 土山鐵礦

通過一系列磁測工作，在礦區發現多處磁異常，總體呈NE展布，正負異常常相伴產出，規模較大異常有洼子礦段磁異常、大幸臺礦段磁異常。洼子礦段磁異常：異常位于洼子村南，300 nT等值線圈定異常平面形態為一橢圓狀，長軸1 100 m，短軸450 m，長軸走向50°，等值線分布較均勻，西北側密集，南東側稀疏，西北側伴有負值異常，2 000 nT等值線呈一長鞋底狀連續分布在三條測線上，峰值為3 816 nT。

大幸臺礦段磁異常（圖2）：在大幸臺村西北圈定兩處異常，北異常呈北東50°的帶狀展布，以500 nT等值線圈定異常長度2 100 m，以700 nT等值線圈定長度為1 000余米，其中心最高強度為4 460 nT，其負值最低為-2 510 nT，2 000 nT等值線連續分布在4條測線上，等值線呈梯級帶分布。△T曲線峰值尖陡，南東側曲線變化相對北西側較緩。南異常位于北異常南800 m，并與其大致平行，由三個不連續的長條帶異常組成，其兩側均有負異常伴生。最高值為2 169 nT。

4.3 小結

喬普卡鐵礦區和土山鐵礦區，二者都為大面積的第四系覆蓋，利用含鐵巖層與圍巖的磁性差異，以高精度磁測為手段，對地層的磁性參數進行測量，圈定異常區，為進一步工程探礦提供依據，是行之有效的找礦手段。

對比發現，兩個礦區磁異常曲線總體規律性較好，背景場相對穩定，異常層次高低分明，分布相對集中，異常總體展布為較穩定的帶狀（喬普卡鐵礦區為北西向展布，土山—東宋鐵礦區為北東向展布），單異常組合形式南正北負反映為斜磁化的異常特征。這些磁異常的一致性表現特征與兩個礦區在含礦巖石和圍巖巖性上的相似性是分不開的。

5 礦體及圍巖特征

5.1 喬普卡鐵礦

5.1.1 礦體特征

礦體賦存于古元古界布倫闊勒群黑云母石英片巖、斜長角閃片巖中，含礦巖石主要為含磁鐵礦斜長角閃片巖以及含磁鐵礦黑云母石英片巖中。礦體形態多為層狀、似層狀，少數小礦體為透鏡體狀。礦體長100～1 400 m，延深80～600 m。礦體TFe品位11.8%～61.17%，平均品位約為38%，平均厚度約為12 m。

5.1.2 圍巖特征

圖 1 喬普卡鐵礦區（西段）地質物探綜合平面圖Fig.1 Geological and geophysical integrated planar graph of the west part of QPK iron mine area1.全新統沖洪積礫石、砂及亞砂土；2.更新統殘坡積碎石、砂及砂土；3.布倫闊勒群b段黑云母石英片巖；4.布倫闊勒群a段云母石英片巖為主；5.石英閃長巖；6.磁鐵礦體；7.地質界線；8.礦頭地表投影線；9.磁異常等值線

圖 2 土山礦區大幸臺礦段8線地質物探綜合剖面圖Fig.2 Geological and geophysical integrated sectional drawing of Line 8, Dxt ore section of Tushan mine area1.第四系 ；2.大理巖 ；3.三黑云變粒巖 ；4.黑云片巖 ；5.礦體及編號

鐵礦體底板圍巖主要為黑云石英片巖和石英片巖，局部見斜長角閃片巖；頂板圍巖主要為石英片巖，少量黑云石英片巖，圍巖與礦體呈漸變接觸關系。

5.2 土山鐵礦

5.2.1 礦體特征

礦體賦礦層位為古元古界粉子山群小宋組，含礦巖石主要為含磁鐵礦的黑云母片巖、黑云變粒巖、角閃巖、透閃巖等，礦體形態多為似層狀和透鏡體狀。礦體走向100～1 080 m，延深55～400 m。礦體TFe品位9.01%～58.99%，平均品位約為30%，平均厚度約為5 m。

5.2.2 圍巖特征

區內礦體與圍巖接觸界線多為漸變過渡型，界線清晰者極少；圍巖巖性主要為黑云變粒巖、黑云片巖、斜長角閃巖以及大理巖等。

5.3 小結

喬普卡鐵礦和土山鐵礦在礦體特征和圍巖特征上比較相似，礦體與圍巖間均沒有截然的界線。喬普卡鐵礦在礦體規模、品位以及成層性上好于土山—東宋鐵礦。

6 礦石結構構造

6.1 喬普卡鐵礦

6.1.1 礦石的結構

礦石的結構主要有自形—半自形結構、他形—半自形結構等。

自形—半自形結構：礦石最主要的結構，大部分礦體都有這種結構，磁鐵礦顆粒為自形—半自形八面體；

他形—半自形結構：為礦石常見結構，礦石中所見此種結構少于自形—半自形結構；

其余還可見粒狀變晶結構、半自形粒狀以及他形粒狀變晶結構。

6.1.2 礦石的構造

礦石的構造主要有浸染狀構造、塊狀構造和條帶狀構造等。

浸染狀構造：礦石最主要的構造，磁鐵礦呈他形—半自形粒狀，呈浸染狀產出。

塊狀構造：礦石常見的構造，其中夾雜的其他礦物（磁鐵礦除外）不形成明顯的紋帶。

條帶狀構造：由石英及透輝石、綠簾石、陽起石組成條帶或薄層構成，條帶寬多為1～2 cm，少數可達3～4 cm。在礦石中一般沿層面分布，局部較多。

6.2 土山鐵礦

6.2.1 礦石的結構

礦石的結構有他形—半自形粒狀結構、包含結構、填隙結構、乳滴狀結構、針狀及放射狀結構等。他形—半自形粒狀結構：礦區中最主要的礦石結構，礦石中的礦石礦物、脈石礦物顆粒為他形—半自形粒狀。

包含結構：礦石中的磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦，呈包體狀分布于其它礦物內。

填隙結構：礦石中的黃鐵礦、黃銅礦分布于其它礦物裂隙中。

乳滴狀結構：礦石中的黃鐵礦呈乳滴狀包于其它礦物內。

針狀、放射狀結構：礦石中的赤鐵礦呈針狀、放射狀。

6.2.2 礦石的構造

礦區內常見浸染狀構造和條帶狀構造，少量團塊狀、枝叉狀構造。

浸染狀構造：礦石中的磁鐵礦、黃鐵礦呈浸染狀分布。

條帶狀構造：磁鐵礦和其它脈石礦物（主要是淺色長英質礦物）構成條帶狀分布于礦石中。

6.3 小結

喬普卡鐵礦和土山—東宋鐵礦在礦石結構構造上存在一定的相似性；他形—半自形粒狀結構在兩個礦區礦石中都出現的比較多，喬普卡鐵礦區礦石結構較為簡單，土山—東宋鐵礦區礦石結構略顯復雜；浸染狀構造和條帶狀構造在兩個礦區里都是比較主要的構造。

7 礦石礦物特征

喬普卡鐵礦區磁鐵礦：黑色、鋼灰色，多呈半自形—他形粒狀，粒徑0.02～0.40 mm之間。部分受力破碎成碎裂狀，在地表及淺部有部分磁鐵礦被氧化成褐鐵礦，但仍然保留著磁鐵礦特有的晶形（自形八面體和半自形粒狀集合體）解理。

土山鐵礦區磁鐵礦：他形粒狀、半自形粒狀，少數呈殘片狀，粒徑以0.1～0.3 mm為主，小于0.1 mm和大于0.3 mm的少量。主要呈散粒狀分布于其它礦物粒間，其次呈條帶狀和似條帶狀集合體分布，少數包于其它礦物內。

表 1 礦石中礦物成分一覽表Table1 The list of mineral compositions in ores

由表1可知兩個礦區的鐵礦石礦物成分不管是礦石礦物還是脈石礦物都具有較高的相似性，磁鐵礦的粒徑亦較為接近。

8 礦床成因

8.1 喬普卡鐵礦

礦區內鐵礦體嚴格受古元古界布倫闊勒群（Pt1B）控制，該群底部的一套火山噴發沉積變質巖是含鐵巖石，主要有斜長角閃片巖、透輝變粒巖、黑云石英片巖、大理巖，層控特征明顯。

根據區域研究資料，該鐵礦形成過程為：古元古代全球性成鐵時代，中基性巖漿活動頻繁，形成富鐵火山巖；部分鐵質與海水發生水解作用進入海水富集，沉積后形成富鐵富硅沉積巖，形成下部為富鐵火山巖，上部為富鐵沉積巖（富硅）的含鐵建造；在后期的區域變質過程中，富鐵巖石在高溫高壓下物質成分發生分異，鐵質進一步富集，形成富鐵和富硅的不同顏色條帶，從而形成沉積變質鐵礦。

8.2 土山—東宋鐵礦

礦床產于古元古界粉子山群地層中，受小宋組的含鐵巖系控制，小宋組原巖沉積建造為一套含鐵的基性火山碎屑巖和陸源砂質、粉砂質沉積建造，其鐵質組分與海底基性—中酸性火山噴溢活動關系密切，幔源物物質中的鐵質以火山噴發噴溢形式帶入水體中，經分解形成硅鐵膠體而沉積，經其后的區域變質作用而重結晶形成變質鐵礦。

8.3 小結

喬普卡鐵礦和土山—東宋鐵礦在成礦時代，成礦物質來源、成礦過程以及后期變質作用等方面表現一致，二者均為比較典型的海相火山沉積變質型鐵礦，即“鞍山式”鐵礦。礦體及圍巖特征、礦石結構構造、礦物成分以及礦床成因等諸多方面存在著較大的相似性，均為賦存于古元古代地層中的海相火山沉積變質鐵礦床。進一步研究二者的共同和異同點，對于尋找此類礦床有一定的指導作用。

通過對喬普卡鐵礦和土山—東宋鐵礦的對比分析，認為在相鄰區域上尋找鐵礦應注重以下幾個方面：

（1）在古元古代地層分布區，區域上出現航磁異常，地面磁測檢查異常高低分明、層次清晰的磁異常，往往是礦致異常。特別是周圍伴生負異常的應引起重視，磁鐵礦體常自正異常高值區向負異常延深。

（2）礦體圍巖中常常可見較厚層的大理巖，且很多情況下大理巖為礦體頂底板。

（3）斜長角閃片巖-黑云石英片巖-石英片巖-大理巖形成完整層序預示有較富大礦體存在。

（4）礦體在地表多有鐵染（褐鐵礦化）現象，在遙感影像圖上呈帶狀展布。

（5）由于古元古代地層經受了長期的區域變形變質作用，復式褶皺構造發育，已查明礦床常位于復式褶皺的一翼，應加強對區域地層、構造的研究，探討對應層位找礦的可行性。

致謝：感謝青島地勘院各位領導在文章撰寫過程中給予的親切關懷和指導，感謝各位同事在資料搜集等方面給予的大力支持和幫助，謹祝你們身體健康，工作順利！

9 結語

雖然喬普卡鐵礦和土山—東宋鐵礦在地理位置上相隔甚遠，但是二者在賦礦層位、磁異常特征、

[1] 孫玉龍,胡成林,唐存華..新疆塔什庫爾干縣喬普卡鐵礦詳查報告[R],未出版.

[2] 李 文,姜洪利.山東省萊州市土山—東宋鐵礦區詳查報告[R],未出版.

[3] 張增奇,劉明渭.山東省巖石地層 [M].武漢：中國地質大學出版社,1996：57-70.