內蒙古固陽縣大廟鄉地區磁鐵礦床地質特征及找礦標志

張文磊　魏美麗　劉　陽

(成都理工大學地球科學學院)

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內蒙古固陽縣大廟鄉地區磁鐵礦床地質特征及找礦標志

張文磊魏美麗劉陽

(成都理工大學地球科學學院)

摘要大廟鄉地區位于內蒙古固陽縣東部，屬華北地臺中段北部，鄂爾多斯坳陷和陰山隆起縫合帶，區內出露地層主要為興和巖群和伴生有新太古代TTG片麻巖的色爾騰山巖群，構造整體呈EW走向，在該地區已發現多個磁鐵礦床。在分析區域地質背景的基礎上，對磁鐵礦床地質特征及成因進行了探討，認為區內磁鐵礦床受地層和斷裂控制特征明顯，主要產于色爾騰山群角閃斜長片麻巖地層以及斷裂構造內，屬于沉積變質型鐵礦床，成巖成礦時代為(2 440～2 550)Ma，礦體主要以層狀、似層狀產出，磁鐵石英巖為含礦巖石。在上述分析的基礎上，總結了找礦標志，供區內找礦參考。

關鍵詞磁鐵礦區域地質背景礦床地質特征礦床成因找礦標志

大廟鄉位于陰山山脈中西段北部，屬色爾騰山東延之余脈，大地構造位置屬華北地臺中段北部，鄂爾多斯坳陷和陰山隆起縫合帶、內蒙古臺隆西段北緣、色爾騰山復背斜東段。固陽—武川斷裂帶的下濕壕鄉斷層是區內主要的斷裂構造，近EW走向橫穿全區，最終在集寧一帶與尚義—赤城斷裂相連。該斷層南側出露的地層主要為片麻理發育的烏拉山巖群以及呈EW向條帶侵入其中的古元古代晚期花崗巖和早二疊世花崗巖，片麻理整體呈EW走向，局部為NW或NE走向，直立或向S傾斜，韌性剪切和不同構造相的糜棱巖特征明顯；北側以新太古代興和巖群和伴生有新太古代TTG片麻巖的色爾騰山巖群為主，興和巖群的構造線近SN—NW走向，片麻理近直立。色爾騰山巖群構造線呈NW—近EW向展布，但其受EW向韌性剪切強烈，構造線方向可能會發生變化[1]，中—晚古生代(D1和P1)形成的角閃正長巖的花崗巖質巖石系列和早中生代(T3)的二長花崗巖，整體以NNW向呈不規則橢圓形巖株產出其中[2]。下濕壕鄉附近的瓦窯石英正長巖(Pt2ξο)東西長約10km，南北寬0.5～3km，侵位于新太古代TTG片麻巖中，出露面積約9km2，南側被下濕壕斷層切割且斷層附近靡棱巖化特征明顯，鋯石年齡為(1 702±32)Ma。高家村角閃正長巖(D1ξ)出露面積約 95km2，鋯石年齡為(399±7)Ma[3]。區內出露的古元古界烏拉山群和新太古界色爾騰山群地層中廣泛分布規模不等的“鞍山式”鐵礦、沉積變質鐵礦床。目前在該地區已發現的溫席疙圖、大地渠和白銀洞鐵礦床主要賦存于色爾騰山巖群中。為進一步指導區內找礦工作，本研究對區內磁鐵礦床地質特征進行分析，并對找礦標志進行總結。

1　地質特征

1.1地層

大廟鄉地區已探明的礦床出露地層主要為新太古界色爾騰山群東五分子巖組斜長角閃片麻巖等變質巖和第四系的砂土及礫石層(圖1、圖2)[2]。

圖1　研究區大地構造位置[4]

(1)新太古界色爾騰山群。主要由角閃斜長片麻巖夾黑云斜長片麻巖組成，分為上下2個巖段，含鐵石英巖位于該地層上巖段中。①上巖段，巖性主要為角閃斜長片麻巖夾角閃片巖、斜長角閃片麻巖，顏色為灰色—深灰色，由角閃石、黑云母、斜長石、石英等礦物組成，中粒變晶結構，塊狀及片麻狀構造，該巖段賦存有“鞍山式”鐵礦，為賦礦的主要地層，主要分布于大廟鄉南部，北側、東側為花崗巖所占據，該地層厚56～565m，與第四系呈不整合接觸關系；②下巖段，主要為混合花崗片麻巖，分布于大廟鄉東部，呈SN向展布，東側與花崗巖接觸，西側與閃長質片麻巖呈整合接觸，礦物成分為石英、長石和黑云母，中—細粒結構，片麻狀構造，該地層厚78～450m不等，與上巖段呈整合接觸關系。

(2)第四系全新統。主要為殘坡積物和沖洪積層，分布于山坡和溝谷中，厚12～74m，不整合于基巖上。

圖2　大廟鄉地區地質概況[5]

1.2構造

白銀洞礦區發育一NNW—SSE走向的背斜，朱拉溝、東溝兩礦段賦存于該區東翼，巖層傾向NEE，傾角65°～75°，白銀洞礦段賦存于該區西翼，巖層向SWW傾斜，傾角70°～85°。白銀洞礦區背斜核部主要由混巖化較強的混合花崗片麻巖組成，向兩翼逐漸過渡為混合角閃斜長片麻巖。該礦區內斷裂構造發育，對礦體有不同程度的破壞，主要有4組：①NNW向斷裂，如白銀洞礦段南部的F3斷層，切割片麻狀閃長巖脈，使之發生位移；②NEE向斷裂，如白銀洞礦段Ⅰ#礦體的F1、F2斷層以及朱拉溝礦段的F6等斷層，穿切礦層，使之南側礦體向西南水平位移16m，其中F6斷層為正斷層，產狀65°∠78°；③EW向斷裂，如朱拉溝礦段F5斷層，穿切礦層，使之發生扭曲和錯動；④SN向斷裂，如白銀洞村西的F4斷層，切斷片麻狀閃長巖脈，使之產生水平移位。溫席疙圖礦區地層的總體構造線方向為NWW—NW向，傾向N—NE，傾角50°～70°，總體為向N傾斜的單斜構造，但局部有扭曲現象，礦區內巖石的擠壓破碎現象普遍，礦體內節理發育，NW向的花崗巖脈和閃長巖脈分布較多，礦區構造較復雜。

1.3巖漿巖

區內華力西晚期侵入的花崗巖主要分布于朱拉溝礦段東北、東溝礦段東部以及白銀洞礦段西南部。巖石由30%的斜長石，40%的鉀長石，30%的石英組成，呈肉紅色，中粒結構，屬石英二長巖類。巖體邊緣多具片理化，與圍巖界線不清，呈漸變過渡關系。白銀洞礦段內分布的脈巖主要為花崗偉晶巖和中—基性巖脈，中—基性巖脈對礦體有破壞作用，使礦體產生水平位移。溫席疙圖礦區內侵入巖不發育，僅有少量的花崗巖脈和閃長巖脈。花崗巖脈主要分布于礦區中部，其中有一條長約150m、寬約20m的較大花崗巖脈，走向NWW，傾向N。礦體北部有一小規模鉀長花崗巖株，花崗巖脈順礦體裂隙侵入并對礦體造成輕度破壞。閃長巖脈多分布于礦區西部，長40～50m，寬2～5m，走向NNW，傾向W，傾角80°，巖石呈灰色及灰綠色，由斜長石、角閃石、石英等礦物組成，中—細粒結構，塊狀構造。

1.4圍巖與夾石

區內含礦巖石主要為磁鐵石英巖，圍巖為混合花崗片麻巖、混合巖化角閃斜長片麻巖和黑云斜長片麻巖。礦體內夾石含量較少，多為沿礦體裂隙以細脈狀充填的花崗偉晶巖和花崗巖，脈巖夾石產狀與礦體基本一致，脈寬較小；次為角閃斜長片麻巖，呈透鏡狀、薄層狀產出，產狀與礦體一致。

1.5礦石礦物成分

區內金屬礦物主要為磁鐵礦，多呈他形粒狀，粒徑最大1.5mm，最小0.1mm，一般0.4～0.7mm，含量30%～70%，一般約50%。磁鐵礦晶粒邊緣或解理附近可見褐鐵礦化或輕微赤鐵礦化。黃鐵礦在地表因氧化而少見，在巖(礦)芯中出現較多，含量一般小于1%，但熱液活動使黃鐵礦局部富集，含量可達3%，鈦鐵礦僅在個別光片中見到l～2粒，含量極微。脈石礦物以石英為主，與磁鐵礦含量成反比關系，含量20%～50%，一般約40%；次為角閃石，含量2%～20%，一般約5%。其他尚見有石榴石、透輝石、斜長石，黑云母等礦物，除局部含量高外，一般均少見或含量甚微。根據樣品測試結果，除Fe以外，還含有Cu、Pb、Zn等有用礦產，但品位較低，目前尚不可利用。

1.6礦石類型

區內礦石自然類型有磁鐵礦石和原生礦石，根據礦石礦物成分可劃分為：①石英磁鐵礦型，角閃石含量小于10%；②角閃石石英磁鐵礦型，角閃石含量10%～20%；③角閃石磁鐵礦型，角閃石和輝石含量總和大于20%，石英含量小于10%。區內礦石類型以石英磁鐵礦型為主，角閃石石英磁鐵礦型及角閃石磁鐵礦型較少，對礦石的利用影響不大。

1.7礦石組構

大廟鄉地區的礦石主要為變晶結構，次為他形粒狀結構，此外還有少量海綿隕鐵結構。礦石構造主要為條帶狀構造和片麻狀構造，次為塊狀構造和斑雜狀構造。

2　礦床成因

區內礦床類型為沉積變質型鐵礦床，成巖成礦時代為晚太古代，為(2 440～2 550)Ma[1,6]。晚太古代時期，地殼很薄且運動強烈，地下巖漿熱量較高且活動強烈，大量硅鐵物質伴隨基性、中—基性巖漿熔透地殼或沿裂縫噴出，沉積于近火山源處或經搬運沉積于遠火山源處。礦床形成最主要的因素是成礦的能量環境[7]，在近火山源條件下，巖漿巖熱擴散為區域變質提供能量，基性、中—基性火山碎屑巖中的鐵鎂礦物隨區域變質作用而遷移富集，形成了產于角閃斜長片麻巖內的鐵礦；在遠火山巖條件下，斷裂構造為區域變質作用能量的主要來源，形成了產于角閃斜長片麻巖與淺粒巖接觸帶的鐵礦。在發生區域變質作用的同時，混合巖化作用也在進行，且混合巖化發育的程度直接影響元素能否富集成礦，混合巖化不發育，巖石中元素的遷移受限，很難成礦，混合巖化太強，成礦元素易流失[7-8]。該區混合巖化作用強烈，在強烈混合巖化的地段，因注入礦物增多，使得礦石品位變貧，常呈斑雜狀構造。基性、中—基性熔巖噴出沉積時期為主成礦期，之后經過區域變形、深變質作用，礦體厚度、形態發生變化，礦石礦物經重結晶形成具有片麻狀、條帶狀構造的磁鐵石英巖等，最終形成了沉積變質鐵礦床。

3　找礦標志

(1)礦床受地層控制特點明顯，因此新太古界色爾騰山群角閃斜長片麻巖夾角閃片巖、斜長角閃片麻巖地層為主要找礦層位，而磁鐵石英巖為主要找礦標志。

(2)區域斷裂既可作為導礦構造，又可為區域變質作用提供能量，發育有巖漿巖體地區的斷裂附近有利于成礦。主成礦期后，區域構造活動使礦體發生變形位移，在小規模礦化體附近可能賦礦。

(3)礦化露頭、鐵帽現象為直接找礦標志。

(4)在礦區外圍，可依據前人布置的探礦工程(如探槽、老礦坑等)進行找礦。

參考文獻

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[2]鐘長汀.華北克拉通北緣中段古元古代花崗巖類地球化學、年代學與構造意義[D].北京：中國地質大學(北京)，2006.

[3]相振群.華北克拉通中元古代巖漿事件群與成礦作用[D].北京：中國地質大學(北京)，2014.

[4]邵積東，王惠，張梅，等.內蒙古大地構造單元劃分及其地質特征[J].西部資源，2011(2)：51-56.

[5]陳志勇，鄭翻身，王忠，等.內蒙古中西部色爾騰山巖群的厘定及其地質意義[J].地質與資源，2007，16(1)：3-4.

[6]王惠初，相振群，趙鳳琴，等.內蒙古固陽東部堿性侵入巖年代學、成因與地質意義[J].巖石學報，2012，28(9)：2843-2854.

[7]張華鋒，王浩錚，豆敬兆，等.華北克拉通懷安陸塊新太古代低鋁和高鋁TTG片麻巖的地球化學特征與成因[J].巖石學報，2015，31(6)：1519-1520.

[8]姜治民.內蒙古中部沉積變質型鐵礦床的地質特征及找礦前景[J].河南理工大學學報：自然科學版，2010(S)：98-100.

*“十二五”國家科技支撐計劃項目(編號：2012BAK04B09)；重慶市科技攻關計劃項目(編號：cstc2012gg-sfgc00002-02)；重慶市前沿與基礎研究計劃項目(編號：cstc2014jcyjA90027)；重慶市社會事業與民主保障科技創新專項(編號：cstc2016shmszx0691)。

(收稿日期2016-02-25)

張文磊(1989—)，男，碩士研究生，610059 四川省成都市成華區二仙橋東三路1號。