新疆奥尔塘铁磷矿地质特征及找矿意义❶

袁家忠夏学惠 郗国庆 张 亮 武奕立

中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州，072754

新疆奥尔塘铁磷矿地质特征及找矿意义❶

袁家忠*夏学惠 郗国庆 张 亮 武奕立

中化地质矿山总局地质研究院，河北涿州，072754

通过库鲁克塔格地区基性-超基性杂岩带的综合研究，在奥尔塘地区发现了磁铁矿-磷灰石矿床，该矿床产于隐伏的辉长岩杂岩体中。对该含矿岩体特征、岩矿石化学组成、微量元素、稀土元素组成与矿床地质特征的调查研究，表明库鲁克塔格地区基性-超基性杂岩带铁磷矿成矿条件好，找矿前景可观。

杂岩带 磁铁矿-磷灰石矿床 找矿方向 新疆

1 区域成矿环境背景

奥尔塘铁磷矿是在地质大调查工作中新发现的磁铁矿-磷灰石矿床，矿区位于库鲁克塔格地区，该区处于塔里木地块东北缘，北部以南天山缝合线和哈萨克斯坦板块相接。黄汲清【1】（1985）称其为库鲁克塔格断隆。西安地质矿产研究所在承担国家科技攻关项目研究时根据该区以前寒武纪地体为主，加之太古宙、古元古代的独自构造演化历史，将该区确定为元古宙裂谷活动带。该裂谷带发生在太古宙古老基底之上。由于幔隆成穹作用影响，区域热流值较高产生拉张，裂陷且伴随强烈的火山活动，形成托克拉克布群弱碱性-酸性双模式火山岩（叶良和等【2】，1995）。裂谷在形成后构造运动的影响下，伴随相应的火山活动，局部地域出露钙碱性系列火山岩类，它们是地幔物质与地壳之间相互作用的产物。

库鲁克塔格地区前寒武系分布广泛，区内出露地层主要为太古宇和元古宇变质岩系。

太古宇托克拉克群以一套阳起绿帘云母斜长片麻岩，眼球状混合花岗片麻岩、斜长角闪片岩、黑云斜长变粒岩、石榴石斜长变粒岩、透闪石变粒岩为主构成。古元古界兴地塔格群为一套海相碎屑岩-碳酸盐建造变质而成的角闪-绿帘岩相的变质岩系。主要由十字石、石榴石、蓝晶石、矽线石、黑云母组成的各种片岩、石英岩等。局部地域有火山喷发活动，以碳酸岩及火山岩为主。

太古宙本区裂谷拉张作用形成以杂砂岩沉积为主，其后发生大量火山喷发活动，伴随着成熟度较低的碎屑沉积。

古元古界在该区总体呈现一套浊流沉积旋回，稀土元素分析表明裂谷盆地由太古宙的还原环境，进入了氧化环境阶段。

Eu/Eu2和CE的含量都介于大陆岛弧和安第斯活动陆缘的构造环境（陆松年【3】，1992）。大约在 1200Ma（叶良和等【2】，1995），发生基性、超基性岩侵位，600～900 Ma期间该区又出现大量偏碱性基性、超基性岩及碳酸岩的侵位。岩浆岩的侵位受东西向兴地深大断裂控制明显。

2 含矿岩体地质特征

奥尔塘岩体为一处隐伏岩体，位于兴地深断裂南侧，通过钻探验证，岩体埋深 142.20m，岩石主要类型为辉长岩、正长岩及少量辉绿岩等。

辉长岩：分布在杂岩体的中下部，岩石为灰－深灰色，块状构造，中粗粒半自形晶结构，矿物成分：透辉石，半自形粒状，粒度约为 0.5～1.5mm，含量约占 30%～40%。斜长石：它形、粒状、粒度约为1～2mm，含量约占40%～50%。磁铁矿，半自形粒状，粒度约为0.5～3 mm，含量一般为5%～15%。磷灰石， 主要为自形、半自形柱状，粒度约为0.2～1mm，含量一般为2%～5%，其余主要为角闪石、黑云母等。磁铁矿、磷灰石可局部富集成矿。岩石主要化学成分特征是P2O5含量较高。

正长岩：分布在杂岩体顶部和中部，与围岩界线比较明显。岩石呈灰白-浅肉红色，块状构造，中粗粒半自形晶结构，矿物成分：正长石，半自形粒状，粒度约为1～3 mm，含量约占50%～65%，其次为角闪石、斜长石、少量黑云母、石英等。

辉绿岩：分布在杂岩体的中下部，厚度一般为几米至十余米。岩石呈深灰色，辉绿结构，块状构造。矿物成分：斜长石，半自形-它形，粒度一般为0.1～0.3 mm，含量约30%～40%；普通辉石，它形，分布于斜长石颗粒间，含量约25%～35%；次要矿物为角闪石、黑云母、磁铁矿、磷灰石等。

3 磁异常特征

通过1∶1万高精度地面磁法测量，发现3处磁异常区（图1），编号C24-1、C24-2、C24-3。

图1 奥尔塘地区△T 等值线平面图Fig.1 △T Isoline plane of Aoertang district

其中：C24-1异常，异常范围3.06km2，△T最大值960 nT，平面形态为近北西走向的长轴状，两侧无负值伴生， 异常北西端出现负值，经异常解释，推测异常均为超基性杂岩体引起，超基性岩体规模长约2600m，宽约600m， 近北西走向，产状近似直立。C24-2异常，异常范围1.0km2，△T最大值550 nT，平面形态为等轴状， 无负值伴生，整个异常较为宽缓， 异常梯度变化较小，反应磁性体埋深较大。经异常解释，推测异常为埋深较大超基性杂岩体引起。C24-3异常，异常范围8.19km2，△T最大值1150 nT，平面形态为近似等轴状， 形态较规则，北侧有明显负异常伴生， 异常梯度变化较明显。经异常解释，推测异常为超基性杂岩体引起。岩体为近西北向短轴椭圆形，长约2200m，宽约1600m，岩体可能向北西方向倾伏。

本文所讨论的岩体地质特征与C24-1号异常有关。

4 含矿岩体岩石化学特征

4.1 主元素特征

岩体岩石主要化学成分见表 1（样品取自ZK04、ZK8-1钻孔）。表中可见，岩石的SiO2含量在 49.70%～69.58%之间，Al2O3含量变化在12.00%～13.43%之间，TiO2含量变化在0.63%～2.77%之间。

K2O+Na2O含量在 3.00%～7.60%，按 SiO2和（K2O+Na2O）的含量及其相关变化，投入图解（图 2）中，可以看出，岩石投影都落在碱性玄武岩系列区。而在K2O-Na2O关系图上（图3），杂岩体岩石二个落在钠质区，一个落在钾质区，说明区内杂岩体应属（钾、钠质 ）碱性-偏碱性岩系列。

表1 岩体岩石化学成分1）Table 1 Chemical composition of rock body

图2 杂岩体岩石SiO2-K2O+Na2O关系图Fig.2 SiO2-K2O+Na2O relation chart of complex rock body

图3 杂岩体岩石K2O-Na2O关系图Fig.3 K2O-Na2O relation chart of complex rock body

将杂岩体岩石作 Al2O3-SiO2变异图（图4），岩石投影点分布在铝质区内，可以看出岩体具有富铝的特点。

在镁铁比值（Mg/TFe）与基性度（TFe+Mg/Si）变异图中（图5），主要落在铁镁质区，反映出岩体分为铁镁质及镁铁质岩类。

图4 杂岩体岩石Al2O3-SiO2变异图Fig.4 Al2O3-SiO2variation chart of of complex rock body

图5 杂岩体岩石（Mg/TFe）-（TFe+Mg/Si）变异图Fig.5（Mg/TFe）-（TFe+Mg/Si）variation chart of of complex rock body

4.2 微量元素特征

岩体微量元素见表 2。根据这些微量元素的地球化学特性，我们把表中所列的15种元素分为四类，它们是过渡族镁铁质微量元素V、Cr、Co、Ni；亲硫族造矿元素Cu、Zn、Pb、Sn、Mo、As、Sb；大离子半径亲石元素 Sr、Ba；不活动组分Zr、Ga。

根据表2分析可见，过渡族亲铁元素V 变化范围为 24.7×10-6～164×10-6，Cr的变化范围为12.50×10-6～27.6×10-6，Co 的含量为 6.05×10-6～25.6×10-6，Ni的含量变化为 6.5×10-6～18.6×10-6。总的来看，与维诺格拉多夫元素在超基性岩和基性岩中的丰度值（表3）比较，该区岩石中V 、Cr、Co、Ni的含量均较低，仅个别岩石中含量偏高。

表2 岩体微量元素含量（10-6）Table 2 Rock body microelement content（10-6）

表3 元素在岩浆岩中的丰度（10-6）Table 3 Element abundance in magmatic rock（10-6）

亲硫族造矿元素Cu为 20.9×10-6～43.1×10-6，Pb 为 11.8×10-6～26.4×10-6，Zn 为 88.8×10-6～150×10-6，Sn 为 1.10×10-6～1.11×10-6，Mo 为1.22×10-6～1.41×10-6，As为 0.31×10-6～13.6×10-6，Sb 为 1.06×10-6～2.56×10-6，可以看出造矿元素含量明显高于其在超基性岩和基性岩中的背景值。

大离子亲石元素Sr的含量变化在446×10-6～665×10-6，Ba 的含量变化在 4005×10-6～1660×10-6，相对富集。

不活动组分 Zr含量变化在 196×10-6～518×10-6， Ga 的含量为 23.6×10-6～26.2 ×10-6，稍高于背景值。

总的来看，辉长岩中，Cr、Ni、Co等元素含量较低，而 Ba、Sr、Pb、Cu、Zn、P、Zr、Ca、V等含量较高。对比岩体中主要元素与微量元素的关系，可以看出二者间的不和谐性，基性岩中丰度高的元素 Cr、Ni、Co等含量却低，而基性岩中丰度低的元素却含量高。这些特点是含铁、磷偏碱性超基性岩所特有的，是铁、磷在岩浆中富集的重要因素。

4.3 稀土元素特征

稀土元素化学分析结果见表4。

样品球粒陨石标准化的稀土元素组成绘入图6，从表4及图6可以看出，稀土元素总量∑REE为 171.07×10-6～757.13×10-6， 稀土总量较高。

正长岩中稀土总量为757.13×10-6，与碱性岩中稀土元素丰度较高是吻合的。∑LREE/∑HREE为13.91， 显示出轻稀土元素高度富集的特点，其稀土配分图中，正长岩稀土配分曲线基本上呈较为平直的曲线。

辉长岩稀土配分曲线显示 Ce轻度负异常，稀土总量变化在 325.74×10-6～470.05×10-6，∑LREE/∑HREE值为 5.29～5.69。

辉绿岩稀土总量为 171.07×10-6，∑LREE/∑HREE值为2.74，为最低。

表4 岩体稀土元素分析结果（10）Table 4 Rare earth element analysis result of rock body（10-6）

图6 岩体稀土元素配分模式（样号同表4）Fig.6 Rare earth element partitioning model of rock body

5 矿床地质特征

5.1 矿体地质特征

矿体分布在C24-1号磁异常区内，产于岩体的辉长岩中，为全隐伏矿体（图7）。

图7 奥尔塘评价区ZK04～ZK8-1纵剖面图Fig.7 ZK04～ZK8-1 vertical profile map of aertang area

Ⅰ号矿体：为铁磷矿体，位于孔深263.51～265.13m， 厚度 1.62m。矿体长约 750m，宽约450m。矿体走向约 350°，倾向 260°，倾角平缓 2～5°左右。TFe平均品位 15.58%。P2O5平均品位2.73%。

Ⅱ号矿体：为磁铁矿矿体，位于孔深438.00～443.00m， 厚度5.00m。矿体长约1300m，宽约250～550m。矿体走向约350°，倾向260°，倾角平缓2～5°左右。TFe品位22.92%～29.86%，平均25.43%。P2O5平均含量1.53%。

Ⅲ号矿体：为磁铁矿矿体，位于孔深446.00～453.00m， 厚度7.00m。矿体长约1300m，宽约250～550m。矿体走向约350°，倾向260°，倾角平缓2～5°左右。TFe品位21.05%～28.18%，平均25.21%。P2O5平均含量1.71%。

Ⅳ号矿体：为铁磷矿体，位于孔深460.85～500.85m 厚度18.00～40.00m。平均29.00m。矿体长约 1850m，宽约 250～550m。矿体走向约350°，倾向 260°，倾角平缓 2～5°左右。P2O5品位2.52%～4.48%，平均3.30%。TFe品位12.54%～24.35%，平均17.80%。

5.2 矿石特征

矿石矿物主要有磁铁矿、钛铁矿、磷灰石。脉石矿物主要有普通辉石、少量透辉石、斜长石、少量黑云母、绿泥石、黄铁矿等。

磁铁矿，呈深灰色、黑色，结晶程度不一，以半自形晶为主，它形晶次之。粒径一般为0.2～1.5mm，多以集合体形式嵌布。

磷灰石，一般为半自形，呈六方柱状及粒状产出，少量呈长柱状或针状。粒径一般为 0.1～1mm，一般情况下，磷灰石与周围矿物接触线平整，成分散颗粒或集合体嵌布。

矿石结构主要为结晶粒状结构、海绵陨铁结构。矿石构造以浸染状构造为主，团块状构造次之。

结晶粒状结构：磁铁矿、磷灰石、呈自形、半自形、他形晶体，呈集合体或分散粒状分布。海绵陨铁结构：磁铁矿、磷灰石充填在斜长石、辉石晶间空隙中。

浸染状构造：磁铁矿、磷灰石呈星散状均匀分布。团块状构造：磁铁矿、磷灰石呈不规则集合体分布。

矿石中主要有用组分为 Fe、P，呈独立矿物磁铁矿和磷灰石在矿石中存在。

矿石其他主要化学成分及含量为——磁铁矿石：SiO225.94%、Al2O38.22%、TiO29.27%、Fe2O338.30%、FeO 2.09%、MnO 0.26%、MgO 4.81%、CaO 6.44%、K2O 0.33%、Na2O1.45%、CO20.79%。铁磷矿石：SiO232.80%、Al2O37.38%、TiO25.77%、Fe2O330.42%、FeO 1.82%、MnO 0.30%、MgO7.76%、CaO 9.32%、K2O 0.25%、Na2O 1.28%、CO22.36%。

磁铁矿、铁磷矿石中有害组分含量主要为As、F。磁铁矿石中 As的含量为 0.23×10-6～0.34×10-6，F的含量为 0.12%。铁磷矿石中 As的含量为0.17×10-6～4.21×10-6， F的含量为0.19%～0.31%。有害组分含量在允许范围之内，不影响矿石的加工和利用。

磁铁矿、铁磷矿矿石中伴生有益组分为TiO2，可综合利用。微量元素Cu、Ni、Co含量一般都低于250×10-6，均未达到综合利用含量。

矿石自然类型：主要为浸染状磁铁矿磷灰石矿石、浸染状磁铁矿矿石，次为团块状磁铁矿磷灰石矿石、团块状磁铁矿矿石。

矿石工业类型：矿石工业类型简单，为磁铁矿矿石、磁铁矿磷灰石矿石。

6 结论

综合研究认为奥尔塘岩体是一处含铁磷偏碱性辉长岩杂岩体【4】，岩体分异较好，铁磷矿呈层状分布，杂岩体磁异常圈闭面积 12km2。成矿条件很好，具找矿前景。

库鲁克塔格地区可划分出烽火台-卡乌留克塔格、奥尔塘－大西沟、团结村北山三个铁磷矿成矿远景区，找矿潜力大【5】。奥尔塘铁磷矿的发现对该区进一步开展找矿工作具有重要意义。

1 黄汲清，任纪舜，姜春发，等. 中国大地构造及其演化[M]. 北京：科学出版社，1985

2 叶良和，杨合群，洛长义，等. 兴地基性-超基杂岩带评价研究报告[R]. 西安地质研究所，1995

3 陆松年. 新疆库鲁克塔格元古宙地质演化[J]. 地矿部天津地质矿产研究所所刊，1992，26～27

4 夏学惠，袁家忠，郗国庆，等. 塔里木地台北缘内生磷矿预测及资源远景评价[J]. 化工矿产地质，2006，(增刊)

5 夏学惠，袁家忠，郗国庆，等. 新疆塔里木盆地北缘内生磷矿调查评价报告[R] .中化地质矿山总局地质研究院，2006

GEOLOGICAL CHARACTERISTICS AND PORSPECTING SIGNIFICANCE OF MAGNETITE-APATITE DEPOSIT OF AERTANG AREA IN SINKIANG

Yuan Jiazhong Xia Xuehui Xi Guoqing Zhang Liang Wu Yili
Geological Institute of China Chemical Geology and Mine Bureau ,Zhuozhou, Hebei, 072754, China

After studying the basic-ultra basic complex zone synthetically in Kuluke Tag area, we found the magnetite-apatite deposit in Aertang area which occurs in buried gabbro complex rock body. According to the research on the characteristics, chemical compositions, microelement and rare element compositions as well as the deposit geological characteritics of ore-bearing rock body, It shows that there is better metallogenic conditions for magnetite-apatite in basic-ultra basic complex zone in Kuluk Tag area.

complex zone, magnetite-apatite deposit, prospecting direction， sinkiang

P618.31+P619.213

：A

：1006-5296（2010）02-0105-07

❶ 本文是国土资源大调查项目的部分成果，项目编号：1212010632801

* 第一作者简介：袁家忠（1962～），男，主要从事矿床地质与评价工作，高级工程师

2010-01-12