甘肅肅北紅柳溝鐵礦成因分析及找礦方向

夏吉剛

（甘肅省地質礦產勘查開發局第四地質礦產勘查院，甘肅 酒泉 735000）

肅北紅柳溝鐵礦位于瓜州縣190°方位約100km處，行政區劃屬肅北蒙古族自治縣管轄。礦區地處北祁連西段北緣，海拔2700m～3900m，山勢陡峭，切割深度100m～500m。區內屬大陸性高寒半干旱氣候，晝夜溫差較大，年平均氣溫5℃，年降水量371.6mm，降雨多集中在6月～8月份，初雪10月，終雪翌年5月底。目前區內無電力供應。

1 區域地質概況

工作區地處塔里木板塊-敦煌地塊，阿爾金大斷裂呈近東西向穿過，以此斷裂為界，北側屬塔里木板塊，南為華北板塊祁連造山帶。地層以阿爾金大斷裂為界，分屬塔里木地層區-塔南地層分區和祁連—北秦嶺地層分區-北祁連地層小區。紅柳峽－土達坂一帶褶皺、斷裂發育，總體構造方向呈東西－北西西向展布，略有向西撒開向東收斂的特點。

1.1 地層

區內出露的地層有敦煌巖群、長城紀朱龍關群、石炭紀羊虎溝組、二疊紀紅泉組、白堊紀新民堡群、新近紀疏勒河組。

敦煌巖群（ArPtD）。出露于阿爾金斷裂帶以北的紅柳峽－敖包溝一帶，屬結晶基底巖系，由片麻巖、混合巖、片巖、斜長角閃巖、大理巖、石英巖等組成。

石炭紀羊虎溝組（Cy）。出露面積較小，僅見于東叉－嚇日拉盤南、大泉北西等地，呈北東東向帶狀展布。與朱龍關群呈斷層接觸、頂部被白堊紀新民堡群地層不整合覆蓋。

二疊紀紅泉組（Phq）。分布于阿爾金大斷裂南側的三叉河一帶，呈狹窄帶狀分布，展布方向與斷裂方向一致，下部為紫紅色復成份礫巖，上部為紫紅色夾灰綠色雜砂巖。

白堊紀新民堡群（KX）。分布于阿爾金大斷裂南側，沿三叉河－嚇日哈德一線斷續出露，為成份單一的花崗質礫巖。

第四系（Q）。分布于山間谷地及山前地帶。

1.2 巖漿巖

區內巖漿巖不發育，僅有出露面積較小的酸性侵入巖和基性－中酸性火山巖。

侵入巖僅見于紅柳溝、亂泉溝、特勒烏蘇等地。侵入時代主要為元古代、加里東期和華力西晚期。火山巖主要為長城紀朱龍關群基性－中酸性火山巖。主要巖石類型有玄武巖、安山巖、英安巖。

1.3 構造

工作區地處祁連造山帶與敦煌地塊的交接部位，構造形態明顯受阿爾金大斷裂的控制，構造形跡有褶皺、斷裂及韌性剪切變形等。其中東西向和北西西向褶皺、斷裂最為發育。

敦煌巖群總體上構成一復式向形構造，其軸向近東西，南翼較陡，傾向北東；北翼較緩，傾角50°～60°。在其兩翼均發育有不同規模的次級褶皺。斷裂構造主要有北東東向、北西西向和北北西向三組。

2 區域物化探特征

2.1 區域物探特征

原甘肅省地礦局物探隊在測區內開展磁法測量，共圈出磁測△E異常11處，從異常的總體分布特征看，基本上反映了區域構造和巖性的分布特征。測區內具有一定強度和范圍的磁異常主要出現在新近系及第四系覆蓋區，且與航磁異常對應較好，表現出深部磁性體的異常特征。預示著這一區域深部可能賦存有較大規模的磁性體。

中酸性侵入體一般磁性較弱，磁場變化不大。敦煌巖群的變質巖表現為異常分散零亂、規模性不明顯的磁場特征。

2.2 區域化探特征

甘肅省地礦局地質礦產調查隊在1：50000礦產調查中，共圈出地化異常25個，異常在空間上位于阿爾金大斷裂與兩側次級斷裂的銳角交匯部位，總體分布特征與該斷裂帶相一致。大部分異常位于敦煌巖群中，小部分異常則分布于長城紀朱龍關群中，由于不同元素的活動性有差異，形成了以Mo－Cu－Co－Pb－Zn－Ag為主的元素組合特征，并在局部表現出異常強度的差異性。綜合上述特征，敦煌巖群和朱龍關群是引起異常的主要因素。已知的掉石溝鉛鋅礦就賦存于敦煌巖群中，與化探異常對應好。

3 區域礦產

區域上礦（化）點較多，礦種有銅、鉛鋅、鐵、石墨礦等，主要分布于紅柳峽西－掉石溝一帶，阿爾金大斷裂之兩側。

3.1 肅北縣掉石溝鉛鋅石墨礦

位于肅北縣石包城西約32km，地層為敦煌巖群二巖組的大理巖、黑云斜長片麻巖、含石墨斜長變粒巖，礦區為一背形構造，核部地層為含石墨斜長變粒巖，中心通過一北西西向壓扭性大斷裂，并形成破碎帶。礦化帶分布于背形核部的第二巖組的含石墨斜長變粒巖內，總體走向290°，斷續延伸約4km，出露寬度10～200余m，礦體均向南傾，傾角50°～85°。

3.2 肅北縣紅柳峽鐵磁鐵礦

位于肅北縣紅柳峽，地層為敦煌巖群片麻巖、石英巖、大理巖，位于干溝向形構造之南翼近轉折端，總體傾向北，傾角40°～80°，礦體分布于石英巖夾薄層黑云母片巖中，具一定層位穩定，界線清楚，品位穩定，屬沉積變質鐵礦床。

4 礦區地質特征

工作區位于紅柳峽復向形構造南翼，區內出露地層除第四系外，主要為敦煌巖群。區內斷裂構造比較發育。侵入巖在工作區僅有小的酸性巖體出露。

4.1 地層

工作區出露地層主要為敦煌巖群第二巖組二、三巖段和第三巖組一、二、三巖段。其地層特征是層狀無序，各巖組之間只具構造地層單位的相對順序，而無沉積地層的新老關系。

敦煌巖群二巖組二巖段。總體走向為近南東東向展布，巖石類型主要為二云石英片巖，局部夾有薄層的斜長角閃巖。

敦煌巖群二巖組三巖段。整體近東西向展布，東西兩端延出圖外。巖石類型主要為大理巖，局部夾石榴子石斜長角閃巖、斜長角閃巖、黑云斜長片麻巖及石榴子石斜長片麻巖。

敦煌巖群第三巖組一巖段。近東西向分布于工作區南部，并向西延伸。其巖石類型主要為黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖、石榴子石斜長角閃巖、局部夾大理巖。

敦煌巖群第三巖組二巖段。該巖段僅出露于工作區北西角，總體呈近東西向延伸，地層傾向南西，傾角在68°左右，巖性為條帶狀混合巖，以脈體為灰白色花崗質，基體含角閃石為特征。

敦煌巖群第三巖組三巖段。該巖段為工作區的鐵礦的主要賦礦層位，整體呈近東西向帶狀展布于工作區北部，東西兩端均延至工作區外。其巖石類型主要為黑云斜長片麻巖夾斜長角閃巖、石榴子石斜長角閃巖，局部夾有薄層二云石英片巖、石英巖。

4.2 構造

工作區內褶皺構造不發育，斷裂構造較為發育。斷裂的規模、性質均受阿爾金大斷裂控制，大多呈北西西—南東東向展布，構成了區內的主要構造格架。斷裂有近東西向、北東向和北西向三組。

近東西向斷裂位于阿爾金斷裂北側，屬次級斷裂，走向100°～300°，地層走向一致，該組斷裂主要為壓扭性斷裂，切割了敦煌巖群第二、三巖組。北西向斷裂在工作區發育，但規模較小，其形成時代均較近東西向斷裂晚，性質多為平推，平推斷距20m左右。

4.3 巖漿巖

工作區巖漿巖為侵入巖，呈巖枝狀侵入，侵入時代為元古代，巖性為淺肉紅色中細粒二長花崗巖。工作區脈巖不發育，主要見有淺肉紅色花崗偉晶巖脈、灰白色黑云石英閃長巖脈、灰白色英云閃長玢巖。

4.4 變質作用

工作區變質巖中，泥質巖較少，砂質巖石與基性巖石交替出現，致使敦煌巖群中除石榴子石較常見外，其它特征變質礦物極難見到，變質程度為低角閃巖相，劈理化和片理化為本變質相帶的最主要特點。工作區的變質作用使沉積時期的有益元素進一步的富集，因此變質作用是該礦床形成的主要原因之一。

4.5 圍巖蝕變

圍巖蝕變較為明顯，且很發育，這與鐵礦體的形成有著密切的關系。主要圍巖蝕變有：碳酸鹽化、硅化，且近礦圍巖有明顯的鐵染現象。

4.6 賦礦層位及礦化特征

礦體賦礦層位為敦煌巖群第三巖組第三巖段，礦化特征主要表現為輕微的褐鐵礦化，礦化總體呈130°～310°方向分布，傾向南西，傾角50°～78°，局部傾向北東，傾角45°。

5 礦體特征

5.1 礦體特征

鐵礦體走向為北西西向，長26m～285m，已圈定的礦體相互平行并略具雁列式排列的特點，平均厚度1.04m～2.11m。礦體平均品位為25.09%～38.41%，呈層狀，頂、底板圍巖為黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖。礦體沿走向和傾向方向厚度和品位基本穩定，厚度變化系數為27.98%，厚度變化屬于簡單型。

5.2 礦石質量

礦石礦物主要為磁鐵礦,其次為少量黃鐵礦、赤褐鐵礦。脈石礦物主要有石英及長石角、閃石等。礦石結構主要為它形—半自形晶粒狀結構，磁鐵礦多數呈半自形晶粒狀，較均勻稠密浸染狀分布。礦石構造主要為稠密浸染狀構造。

5.3 礦體圍巖和夾石

礦體頂底板圍巖主要為黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖。夾石為斜長角閃巖。夾石礦物成分與礦石的礦物成分基本一致，其差異主要為金屬礦物含量少于礦石，全鐵含量低于邊界品位，夾石數量非常少，且厚小于1.00m，不能剔除。對礦體的完整性沒有影響。

6 礦床成因及找礦標志

6.1 礦床成因

鐵礦體賦存于敦煌巖群第三巖組第三巖段內斜長角閃巖中，順層產出，呈層狀、似層狀、透鏡狀產出，并與頂、底板圍巖基本協調一致，接觸面平整。其頂、底板圍巖主要為黑云斜長片麻巖、斜長角閃巖等，礦體表現出明顯的同生沉積特征。

礦石礦物成分較簡單，金屬礦物主要為磁鐵礦、黃鐵礦、赤褐鐵礦。脈石礦物主要為角閃石、斜長石及石英等。在化學成分上，Fe2O3、FeO、SiO2之和大于66.87%,而Na2O、K2O及P2O5等含量低，說明是沉積作用的結果，也是沉積成礦作用的特征。

磁鐵礦中TiO2、Cu等元素甚微，是沉積變質型鐵礦床的標型組分特征。

根據礦床地質特征，礦物組合關系，將紅柳溝鐵礦成礦模式可定為：在沉積成礦期，伴隨沉積成巖作用，有益元素經遷移和聚集，逐步固結、結晶、富集形成礦源層；沉積成巖后，在區域變質作用下，有益元素進一步富集，形成閃石巖型鐵礦。

綜上所述，初步認為紅柳溝鉛礦中的鐵礦成因類型屬沉積—變質型礦床。

6.2 找礦標志

鐵礦體主要賦存于敦煌巖群第三巖組第三巖段中的斜長角閃巖中，礦體頂、底板圍巖多為黑云斜長片麻巖及斜長角閃巖。因此，敦煌巖群第三巖組第三巖段是找礦的目標層位，其中斜長角閃巖是找礦的重點巖性。

6.3 礦區遠景及找礦方向

礦區磁法工作圈出的磁異常較好，通過以上的分析與研究，認為該區是以鐵為主的金屬礦床，找礦潛力較大，認為找礦應從以下方面著手。

（1）對已圈定的礦體，選擇適當礦段，對其深部特征進一步勘查，了解其延深規模、含礦性，增加其礦石量。

（2）根據磁法異常顯示，磁異常西端大部分在礦權范圍之外，加強工作區外圍東端、西端的找礦力度，以擴大礦床遠景。