新疆福海縣科科布拉克鐵礦地質特征與礦床成因分析

郗文亮，金建斌，王 盼

（新疆維吾爾自治區地質礦產研究所，新疆烏魯木齊830000）

1 區域地質背景

科科布拉克鐵礦位于新疆阿勒泰地區福?？h境內，直線距離阿勒泰市70km。區域上屬于阿爾泰褶皺系的克蘭褶皺帶內的阿勒泰復向斜北東部。出露地層主要有奧陶系中、上統哈巴河群(O2-3Hb)、志留系庫魯姆提群(S2-3Kl)、泥盆系下統康布鐵堡組(D1k)、泥盆系中統阿勒泰組(D2a)。地層總體走向300°～320°，傾向南西，傾角70°～85°。區域內巖漿巖分布廣泛，褶皺、斷裂構造發育。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區內出露地層為中泥盆統阿勒泰組第二亞組(D2a2)的一套中深變質巖系和第四系。現由老到新分述如下：

(1)泥盆系中統阿勒泰組第二亞組(D2a2)：總體走向120°，傾向北東，傾角80°左右。由于經歷區域變質，巖性較復雜，主要為黑云母變粒巖、黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、石英片巖、石榴子石綠簾石化大理巖、石榴子石綠簾石矽卡巖、淺粒巖。根據主要巖性，填圖中劃分出大理巖、矽卡巖、斜長角閃巖、石英片巖，其它巖性歸入斜長片麻巖。

(2)第四系(Q4)：在礦區南部低凹處大量分布，主要沿溝谷和較平坦的坡前凹地分布，為殘坡積和洪積產物。主要成分以亞砂土、砂土、細砂土、細礫、礫石等沉積物為主。

2.2 構造

礦區構造較為簡單。褶皺構造不發育，總體上為一北西西向的單斜構造。但由于南北向擠壓力的作用，使得地層內似片麻狀構造發育。巖層產狀受構造應力作用明顯，時而北傾，時而南傾，呈波狀扭曲，總體上傾向NNE。

2.3 巖漿巖

侵入巖分布廣泛，占礦區面積的50%以上。主要為華力西晚期(γ43b)灰色、肉紅色細?；◢弾r、中粗?；◢弾r、中細粒花崗巖夾黑云母角閃片麻狀花崗巖塊，并見有少量脈巖出露主要為偉晶巖、石英脈。巖性特征如下：

中粗?；◢弾r：呈淺灰—淺肉紅色，局部地段黑云母含量高，呈淺灰黑色，中粗粒狀夾細粒結構，塊狀構造，主要由粒度一般在1～3mm的石英、中更長石、微斜長石和黑云母鱗片等礦物組成?？傮w呈300°方向呈脈狀間隔展布，與黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖呈平行侵入接觸，科科布拉克鐵礦體即賦存于中粗粒花崗巖和黑云變粒巖、黑云斜長片麻巖的接觸帶附近。

片麻狀花崗巖：主要分布在礦區中部中粗?；◢弾r邊緣，呈團塊狀、透鏡狀分布，巖石呈灰色夾灰黑色，粒狀，中粗粒花崗結構，片麻狀構造，與區域地層走向一致，總體傾向北，傾角75°～85°，南部被大片第四系覆蓋。

2.4 變質巖

變質作用主要為區域中深變質作用，其原巖屬濱?；驕\海相泥質砂巖，泥質、鈣質或砂質泥巖、灰巖以及基性—超基性火山噴發巖組成的地槽建造，在一定的溫度和壓力下發生重結晶，形成黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖、含鐵石英巖矽卡巖、大理巖等變質巖石組合，局部混合巖化作用較強，變質礦物為石榴子石、透輝石、綠簾石、黑云母、角閃石、碳酸巖化和褐鐵礦化等。變質相屬綠片巖—低角閃巖相。

2.5 礦（化）體特征

2.5.1 Ⅰ-1號礦體

1號礦體位于礦區西部，分布在1～4號勘查線之間，沿北西西向斷裂構造帶分布，含礦巖石為石榴子石化綠簾石化矽卡巖，近礦圍巖為蝕變大理巖、片麻狀花崗巖、黑云母角閃變粒巖。

礦體地表以50～100m工程間距，對礦體進行了采坑刻樣控制，主要由CK0、CK1、CK2控制。地表長度約120m，地表形態呈透鏡狀展布，礦體走向123°左右，傾向北東，傾角75°。深部由ZK004、ZK1-1、ZK2-1、ZK2-2、ZK2-4、ZK403控制，控制最大垂深為151m，控制最大斜深為175m。礦體厚度1.70～28.91m，平均厚度15.30m，厚度變化系數54.15%，厚度變化較穩定；TFe品位26.33%～51.05%，平均品位38.69%，品位變化系數22.46%，屬于品位變化穩定礦體；mFe品位18.30%～46.55%，平均品位32.43%，品位變化系數33.22%,屬于品位變化穩定礦體。

礦體單樣品厚度最大2.00m，最小1.80m，平均厚度1.93m,厚度變化系數為5.97%；單樣品TFe最高品位22.42%，TFe最低品位27.77%，平均品位24.52%，品位變化系數11.64%,屬于品位變化穩定礦體；mFe最高品位25.46%，mFe最低品位19.35%，mFe平均品位22.23%，品位變化系數為13.81%；礦體單樣品厚度、品位變化穩定。

礦體地表產出標高1234m左右，深部已控制標高1070m。經鉆探施工，礦體向下有尖滅趨勢。

本次查明磁鐵資源量126.16×104t，其中資源量（332）類67.81×104t，資源量（333）類58.35×104t。占整個礦床資源總量的89.16%。

2.5.2 Ⅰ-2號礦體

2號礦體位于礦區中西部勘查線2～4號附近，由鉆孔ZK2-1孔、ZK403孔控制，出露標高約為1163m左右。為隱伏礦體，呈似層狀展布，含礦巖石為石榴子石化綠簾石化矽卡巖，近礦圍巖為黑云母花崗巖。礦體傾向30°，傾角57°左右。礦體厚度5～7.51m，平均厚度6.26m，厚度變化系數25.02%，厚度變化穩定；TFe品位24.00%～38.39%，平均品位31.19%，品位變化系數11.64%，屬于品位變化穩定礦體；mFe品位21.51%～30.43%，平均品位25.97%，品位變化系數13.81%,屬于品位變化穩定礦體。

礦體單樣品厚度最大2.30m，最小2.00m，平均厚度2.03m,厚度變化系數為4.92%；單樣品TFe最高品位33.54%，TFe最低品位21.32%，平均品位27.43%，品位變化系數12.65%,屬于品位變化穩定礦體；mFe最高品位25.18%，mFe最低品位8.54%，mFe平均品位16.86%，品位變化系數為36.37%；礦體單樣品厚度、品位變化穩定。

本次查明磁鐵資源量（333）類6.64×104t，占整個礦床資源總量的4.69%。

2.5.3 Ⅰ-3號礦體

3號礦體位于Ⅰ-2礦體下方，由ZK2-1孔、ZK403孔控制控制，出露標高約為1148m左右。為隱伏礦體，呈似層狀展布，含礦巖石為石榴子石化綠簾石化矽卡巖，近礦圍巖為黑云母花崗巖。礦體傾向30°，傾角57°左右，呈似層狀。礦體厚度7.76～11.24m，平均厚度9.50m，厚度變化系數30.82%，厚度變化穩定；TFe品位23.57%～38.39%，平均品位30.98%，品位變化系數39.95%，屬于品位變化穩定礦體；mFe品位18.75%～30.77%，平均品位24.76%，品位變化系數23.41%,屬于品位變化穩定礦體。

礦體單樣品厚度最大2.00m，最小1.30m，平均厚度1.86m,厚度變化系數為16.83%；單樣品TFe最高品位46.10%，TFe最低品位33.80%，平均品位38.38%，品位變化系數13.13%,屬于品位變化穩定礦體；mFe最高品位39.18%，mFe最低品位22.33%，mFe平均品位30.74%，品位變化系數為23.41%；礦體單樣品厚度、品位變化穩定。

本次查明磁鐵資源儲量（333）類8.70×104t，占整個礦床資源總量的6.15%。

3 礦石結構、構造及類型

3.1 礦石結構

根據礦物粒度、結晶程度、組合形態、形成方式等進行分類，其主要結構類型有粒狀變晶結構，其次為交代殘留結構等。粒狀變晶結構：為礦石主要結構類型，在礦區分布最為廣泛，80%以上的礦石均為此類結構。根據礦石中礦石礦物磁鐵礦的結晶程度又可分為半自形粒狀變晶結構、半自形—他形粒狀變晶結構、他形粒狀變晶結構和斑狀變晶結構。其中以半自形粒狀變晶結構最為常見。交代殘留結構：在礦體的中心部位常見此類型結構。其特征是磁赤鐵礦呈隱晶狀沿磁鐵礦邊部及裂隙交代富集，以細脈狀、星散狀非均勻分布，而磁鐵礦多呈交代殘留體存在。

3.2 礦石構造

礦石構造主要有：塊狀構造、條帶狀構造，次為浸染狀構造。塊狀構造：主要分布于礦體中心部位及礦體的厚大部分和高品位的礦石中，礦石成分分布較均勻。條帶狀構造：主要分布于礦體的邊部。磁鐵礦與脈石礦物透輝石或長石、石英等相間互成條帶，形成條帶狀構造，條帶狀礦石品位較貧。

3.3 礦石類型

按照組成礦石的主要鐵礦物劃分方案，該礦鐵礦石除磁鐵礦外，未見其他有益組分。因此本礦礦石主要自然類型為單一磁鐵礦石。

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3.3.1 礦石工業類型

通過化學分析得知，礦石中以磁性鐵為主，含少量的硫鐵、菱鐵及硅鐵。硫鐵、菱鐵及硅鐵值在1.8%～8.12%,平均為6.11%,大于3%，為礦石鐵成份較復雜型。

參考《鐵、錳、鉻礦地質勘查規范DZ/T 0200-2002》中附錄B中的B.1.3.3需選鐵礦石的有關要求：當礦石礦物成分復雜，硅鐵、硫鐵及碳酸鐵三者和大于3%時，按mFe/(TFe-sfTFe-cFe-siFe)值確定礦石工業類型，大于85%時為磁性鐵礦石，小于85%時為弱磁性鐵礦石。據此要求，本礦床mFe/(TFe-sfTFe-cFesiFe)值為85.20%，為磁性鐵礦石。

從上述結果可以看出，礦床礦石工業類型為需選的磁性鐵礦石，礦石需選礦、燒結后方能利用。同時證實本礦床鐵礦物成份較為復雜，開采利用礦種主要為磁性鐵，因此圈定礦體按mFe指標進行。

3.3.2 礦石自然類型

通過化學分析得知，TFe/OFe的比值平均為1.382，可確定礦床無氧化帶，以原生礦為主，礦石類型為磁性鐵礦石。由于礦石的氧化程度相對較低，地表露頭僅有極薄一層氧化薄膜，且物相分析也以磁性鐵為主，在各鉆孔中礦石均無明顯氧化分帶現象，因此本礦礦石未進行氧化礦與原生礦的劃分。

礦石中有害元素主要為SiO2、S、P，其含量均大于1%。硫礦物主要由黃鐵礦，P主要為磷灰石，磁選時可直接剔除。因此礦石從有害組分分析為需選高硫高磷磁鐵礦石。

（1）浸染狀磁鐵礦石：為礦床最主要礦石類型。礦石多為他形粒狀結構，星散—中等稠密浸染狀構造。主要礦石礦物為磁鐵礦，粒徑在0.12～0.8mm±之間，主要脈石礦物為脈石礦物有石榴子石、石英、綠簾石等礦物。該類礦石品位一般在20%～35%之間，屬低品位礦石，在礦區分布廣，多呈薄層狀產出。

（2）條帶狀磁鐵礦石：為礦區內較常見的礦石類型之一。磁鐵礦物常富集呈寬約0.1～5cm不等的暗色條帶，而斜長石或石英組成淺色條帶，兩者呈互層產出。磁鐵礦仍以浸染狀產出。條帶狀礦石可能是受后期變質作用形成，以低品位礦石或夾層多見。

（3）致密塊狀磁鐵礦石：為礦區次要礦石類型，也是礦區主要富礦石，僅在礦區2線附近產出，分布范圍小、厚度薄。礦石品位一般在40%以上。礦石呈他形粒狀結構，少量呈半自形粒狀結構，致密塊狀構造。礦石礦物磁鐵礦占60%以上，伴生少量黃鐵礦、磁黃鐵礦、局部有黃銅礦等金屬礦物。磁鐵礦粒度0.03～0.7mm，磁性鐵品位可達40%。脈石含量少，常見的有主要金屬礦物為磁鐵礦、黃鐵礦等。脈石礦物有綠泥石、綠簾石、石榴子石、石英等。

4 控礦因素及找礦標志

礦體產于中泥盆統阿勒泰組一套中酸性侵入體的構造接觸帶內，因此此帶內尋找構造變質矽卡巖型礦床。

（1）尋找中泥盆統阿勒泰組含鐵巖系，特別是中酸性的侵入巖，基性的黑云母斜長片麻巖夾黑云母變粒巖和中粗粒花崗巖接觸帶，該層是本區鐵礦的重要含礦層。

（2）區域變質作用及變質熱液作用比較強烈，巖石變質程度較深的綠簾綠泥—角閃巖相變質巖出露區段對尋找該類型鐵礦最為有利。

（3）礦體賦存于一套蝕變的大理巖和鈣鐵石榴子石化矽卡巖及斜長角閃巖中，地表呈土褐色、棕褐色、灰黑色。地表棕褐色蝕變巖體及灰黑色斜長角閃巖是本區直接找礦標志。

（4）早期構造活動比較頻繁，地層形變比較強烈，斷裂構造裂隙發育地段，是鐵礦體富集的有利場所。

（5）鈣硅酸鹽廣泛發育地段，其中石榴子石、透輝石、鈣鐵輝石、鐵閃石等發育部位，是尋找鐵礦的有利地段。

（6）本區鐵礦石均為磁性鐵礦石，磁異常特征明顯，在鐵礦體地表露頭地段或礦體埋深不大的情況下可引起很強的磁異常；在埋深較大的情況下，可以引起低緩磁異常,因此可根據異常所處的地質背景解釋磁異常是否由鐵礦引起，磁異常是尋找鐵礦的間接找礦標志。

5 礦床成因探討

礦床的成因為巖漿熱液接觸交代-熱液變質成因（矽卡巖型）鐵礦床。主要依據：礦體產于中-酸性侵入體與碳酸鹽類巖石大理巖的接觸帶內；礦床規模為小型，主礦體長度最長120m，厚度最大28.91m,最小1.70m，平均15.30m，為小型鐵礦；礦體形態嚴格受構造裂隙的控制,呈透鏡狀、形態較規則；礦石為塊狀、浸染狀構造，邊部見少量條帶狀構造；礦石礦物以磁鐵礦為主，脈石礦物以石榴子石、綠簾石、綠泥石、透輝石、角閃石等熱液蝕變類礦物為主。

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