青海长征沟地区铁矿床地质特征及成因探讨

韩敏强，王亚红，李 莹

(1.中国煤炭地质总局航测遥感局，西安 710199； 2.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，西安 710018)

青海长征沟地区铁矿床地质特征及成因探讨

韩敏强1，王亚红1，李 莹2

(1.中国煤炭地质总局航测遥感局，西安 710199； 2.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，西安 710018)

青海长征沟地区铁矿床位于南祁连地块与柴达木地块拼接部位北缘，是近年来发现的一个重要铁矿床。为查明该地区铁矿床特征及成因类型，主要通过地质学手段进行详细的地质调查研究，为后续区域地质矿产工作规划部署和矿产勘查提供依据。 研究表明： 区内主要出露滩间山群安山玄武岩地层，区域变质程度较低，多表现为微弱的绿帘石化； 在西部黑山泉及藏羊沟中段局部夹含透镜状大理岩，普遍发育矽卡岩化，代表性蚀变有透辉石化、绿帘石化及石榴子石化等，局部发育矽卡岩型磁铁矿； 侵入岩发育，从基性到酸性均有出露，北部以基性为主，向南逐渐过渡为(中)酸性侵入岩为主。 因此认为该矿床属于与中酸性侵入岩有关的矽卡岩型铁矿床，并指出岩性、构造、蚀变和物探4种找矿标志。

青海；长征沟；铁矿床；地质特征；成因

0 引言

矿产资源是人类社会赖以生存和发展的重要物质基础，固体矿产资源供给能力是一个国家经济实力和综合国力的重要基础[1]。 铁矿资源，作为一种不可再生资源，是国民基础建设和日常生活中使用最为广泛的一种金属矿产资源，其使用量可占全部金属使用量的95%左右[2-4]。 我国矿产资源丰富，铁矿资源储量位居世界第五，具有分布广泛、矿床类型齐全，但资源禀赋条件较差，具有贫矿多、富矿少、矿石类型复杂、伴生和共生组分多等特点[5-7]。 按铁矿石的总量划分，我国属于铁矿石资源大国，但由于人口众多，我国人均占有量仅有36.23 t，远远低于世界平均水平(51.19 t)[8]。 自20世纪80年代以来，随着钢铁工业对铁矿石需求的不断增长和价格走高，我国自产铁矿石的保证度仅为35%～40%，这无疑将对我国钢铁行业的生存与发展、外汇政策乃至国际政治经济的稳定产生很大的影响，构成巨大的隐患和威胁[9-11]。

基于 “青海省大柴旦镇长征沟地区铁矿调查评价” 项目，在长征沟地区发现矽卡岩型含铜磁铁矿矿带。 该矿带由数条含铜磁铁矿体断续组成，控制长度在6 km以上，厚度为2～15.75 m，铁矿石全铁TFe含量为47.8%～68.5%，矿石主要由磁铁矿组成，另含少量黄铁矿及黄铜矿，具有一定工业储量和较好的成矿潜力，找矿前景十分乐观，对推动本地区寻找新类型的含铜磁铁矿具有导向意义。 本文通过对该矿床开展综合分析研究工作，对长征沟地区铁矿床的成因类型及形成机制进行了较为系统全面的研究，对控矿因素、找矿标志和成矿预测进行了综合分析，提出了预查区找矿潜力和找矿方向，为该区进一步开展铁多金属矿勘查工作奠定了基础。

1 研究区地质概况

1.1 大地构造位置

研究区处于祁连地块与柴达木地块拼接部位的柴北缘成矿带西段，地层分区属秦祁昆地层区柴达木北缘地层小区(图1)。 自古元古代基底形成以来，在漫长的地球历史发展过程中，由于遭受了多期不同规模地质构造活动的影响，导致区内较多时代地层缺失和岩石变形变质，大部分地质体相互间多以断层接触，严重破坏了地层系统的连续性和完整性[12]。

I1.北祁连分区； I2.中祁连分区； I3.南祁连分区； II1.宗务隆山分区； II2.欧龙布鲁克分区； II3.柴达木北缘分区； II4.柴达木盆地分区； II5.柴达木南缘分区； II6.东昆仑南坡分区； Ⅳ1.阿尼马卿分区； Ⅳ2.巴颜喀拉分区； Ⅳ3.义敦—中甸分区

图1研究区区域大地构造位置

Fig.1Regionaltectonicpositionofthestudyarea

1.2 地层

图2长征沟铁矿地质简图

Fig.2GeologicalsketchofChangzhenggouirondeposit

1.3 构造

研究区位于赛什腾山复式向斜北翼，区内褶皱不发育，以断裂构造为主。 断裂构造以NW向韧性剪切带(F7)最醒目，其次为NW向脆性断裂(F4和F6)(图2)，共同控制了加里东期中酸性、基性侵入岩及火山岩的分布。 研究区主要构造特征见表1。

表1 研究区主要断裂特征

与铁矿成矿关系密切的构造主要为F5断裂，沿构造带多呈负地形或构造垭口地貌，构造带中玄武岩呈强片状构造及碎裂构造。

1.4 岩浆岩

研究区出露的岩浆岩可分为喷发的滩间山群海相火山岩及基性、中性和酸性侵入岩，其中侵入岩出露面积约占50%。

1.4.1 侵入岩

1.4.1.1 基性侵入岩

(a) 辉长岩与围岩的侵入接触关系 (b) 辉长岩被后期岩脉侵入图3 研究区基性侵入岩野外照片Fig.3 Field photos of the basic intrusive rocks in the study area

1.4.1.2 中性侵入岩

1.4.1.3 酸性侵入岩

在F6构造带以北的基性火山岩分布区，发育岩株状、脉状的斜长花岗岩、二长花岗岩及斜长花岗斑岩等，脉体长轴多呈NW向，侵入岩的规模一般较小。

1.4.2 喷出岩

1.5 变质作用

研究区大部分地段岩石变质程度较低，为绿片岩相区域变质，沿构造带附近滩间山群安山玄武岩局部呈绿泥绿帘片岩特征。 安山玄武岩在区域变质和局部韧性剪切作用下，普通辉石和角闪石发生绿帘石化和绿泥石化，同时次变析出微晶—泥晶磁铁矿及泥晶榍石，浸染状分布于次变绿帘石及绿泥石集合体中。

同时，沿构造带侵入的中酸性岩脉(斜长花岗岩、二长花岗岩等)带来的岩浆热液，在构造的共同作用下，使围岩玄武岩发生热液接触变质，形成绿帘石矽卡岩、阳起石矽卡岩和石榴子石矽卡岩等，代表性蚀变有透辉石化、绿帘石化及石榴子石化等，这与铁矿的形成有密切联系。

2 矿床特征

结合磁法测量和地质检查、验证结果，研究区可划分为3条磁铁矿化带，依次编号为FeⅠ、FeⅡ及FeⅢ。 FeⅠ磁铁矿化带位于黑山泉西F6构造附近，由矿点控制； FeⅡ矿化带位于长征沟北侧山前戈壁，主要由磁异常响应所发现； FeⅢ矿化带是区内矿床的主体部分，并进行了系统地工程控制。

2.1 矿体特征

按照铁矿床一般工业指标(全铁wTFe边界品位为20%，工业品位为25%)，3条矿化带共圈定矿体11条，各矿体特征见表2所列。

表2 矿体特征一览表

(续表)

注： 矿体基本形态多为豆荚状、透镜状，倾角>45°的陡倾矿体，走向具尖灭再现、膨胀狭缩的特点，矿体规模是按照Ⅲ类工程控制程度矿体圈定原则所圈定。

对上述3条矿化带，选取典型代表矿体Fe Ⅰ-1、FeⅡ-1和FeⅢ-6分别详述如下：

(1)FeⅠ-1矿体。矿化带受F6构造的次级构造控制，片状构造发育。 岩性主要为滩间山群蚀变安山岩，其次为沿片理发育的扁豆状闪长岩、花岗闪长岩脉体，其规模小，零星出露。 在侵入岩与围岩的接触带上发育强烈的矽卡岩化和绿帘石化。 矿化主要为沿片理发育的致密块状孔雀石化的磁铁矿，呈透镜状(图4(a)、(b))，具强磁性。 磁铁矿化带宽约7.8 m，向东延伸被第四系覆盖。

(a) FeⅠ-1铁矿体1 (b) FeⅠ-1铁矿体2

(c) FeⅡ-1铁矿体 (d) FeⅢ-6铁矿体图4 铁矿体矿石照片Fig.4 Photoes of the ore bodies

(2)FeⅡ-1矿体。位于长征沟北侧，地表被第四系冲洪积物覆盖。 磁铁矿主要赋存于滩间山群玄武岩中，沿玄武岩中的片理侵入长英质岩脉，在接触-交代热液作用下发育绿帘石化、浸染状磁铁矿化、磁黄铁矿化及黄铁矿化等。 磁铁矿总体呈浸染状不均匀分布，矿化规模较大，平均品位约22.41%(图4(c))。

2.2 矿石矿物组分

矿石矿物主要为磁铁矿，局部为少量假象赤铁矿和黄铜矿。 脉石矿物为石榴子石、透辉石、绿帘石、绿泥石、方解石、石英和黄铁矿等，具体如下：

(1)磁铁矿。磁铁矿为铁矿的主要矿石矿物，磁铁矿含量一般位于60%～80%之间，最高可达95%。 磁铁矿多呈半自形粒状结构，其次为它形或自形粒状结构，局部为海绵陨铁结构等。 多呈铁黑色致密块状，具强磁性。 从绿帘石矽卡岩化玄武岩、绿帘石矽卡岩化斜长花岗岩、钙铝榴石矽卡岩过渡带，逐渐过渡为稠密浸染状、团块状磁铁矿。

(2)黄铜矿。黄铜矿多为不规则它形浸染状分布于磁铁矿矿物颗粒间，少数发育于磁铁矿化体围岩中浸染状黄铁矿边部或附近。

(3)孔雀石。呈粉末状、薄膜状沿地表岩石裂隙分布，仅在黑山泉西F6构造地段强烈发育。

(4)黄铁矿。主要分布于FeⅢ矿点西侧，其余地段发育程度较低，黄铁矿含量为1%～8%，呈立方体结构，星点状、不均匀浸染状、星散-细脉浸染状分布于次变的安山玄武岩或斜长花岗岩中。

(5)绿帘石。在圈定的各个矿体中普遍发育，多为微粒状、等轴粒状，一般粒径0.1～0.25 mm，大部分分布于阳起石颗粒间。

(6)绿泥石。呈鳞片状、片状，其片径一般都在0.07 mm×0.27 mm以下，揉皱定向分布，构成片理，沿片理方向局部呈条纹状或条带状聚集。

今年“龙抬头”，中华龙舟大赛来到海南万宁，在和乐镇港北港拉开全年比赛的大幕。万宁与龙舟的相遇并非偶然，万宁地处大海之南，自古以来，这里便延续了与中原大陆一脉相承的龙文化，除了每年的赛龙舟外，这里普遍会把食品名称加上“龙”字，比如水饺称作“龙耳”，烙饼称作“龙鳞”，米饭称作“龙子”以求吉祥福瑞，万家平安。

2.3 矿石结构、构造

FeⅡ号矿点磁铁矿主要为它形—半自形粒状结构、聚晶结构，角砾状、块状构造，其次为星散浸染状构造。FeⅢ号矿点磁铁矿主要呈它形—半自形晶粒结构，块状构造，一般粒径0.1～0.5 mm。 向西主要为它形—半自形粒状结构，块状构造，其次为它形粒状—栉状结构，细脉状构造、浸染状构造。 磁铁矿大部分为不规则它形粒状，镶嵌分布，少部分略显半自形粒状特征，粒径0.05～0.2 mm。 方解石和石英等脉石矿物均为不规则它形粒状，沿矿石裂隙呈细脉状分布，部分尚沿脉壁垂直分布形成栉状特征。

2.4 矿床成矿期、成矿阶段与矿物生成顺序

长征沟矽卡岩型磁铁矿成矿作用演化与矿物共生组合、生成顺序概括如下。

2.4.1 次生变质作用期

该作用期主要指基性—中基性火山岩在剪切构造变形作用下，火山岩原岩的退化变质作用。 主要特征是基性玄武岩原生矿物的次变，辉石-角闪石的次闪石化、绿帘石化、绿泥石化和碳酸盐岩化，同时暗色矿物分解析出的多余钛铁质形成微晶状钛铁矿和泥晶榍石。 基性斜长石存在强烈绿帘石化及绢云母化。 岩石变余的微细晶辉长-交织结构隐约可见。

该次生变质作用期产生一定量的次生碳酸盐矿物，在后期矽卡岩化作用阶段，积极参与了次变火山岩矽卡岩化的形成，微细粒钛铁矿部分或全部加入了磁铁矿矿化作用之中。

2.4.2 岩浆期后热液成矿作用期

该成矿作用进一步划分为矽卡岩化作用阶段、氧化物矿化作用阶段、石英-硫化物矿化作用阶段及碳酸盐岩化作用阶段。 其中矽卡岩化作用阶段又可划分为无水矽卡岩矿化阶段和含水矽卡岩矿化阶段。

(1)无水矽卡岩矿化阶段。早期阶段出现的矽卡岩矿物比较简单，主要标型蚀变矿物为石榴子石。 有时几乎由石榴子石组成的石榴子石矽卡岩，在后期阶段的矽卡岩化作用下，多被绿帘石沿晶粒边缘交代，局部地段石榴子石出现异常消光，石榴子石矽卡岩呈块状构造，含矿性较差。 后期阶段矿化蚀变组分多叠加其上，组成较为复杂的矽卡岩矿化蚀变岩石。

(2)含水矽卡岩矿化阶段。属于晚期阶段矽卡岩矿物，叠加于早期矽卡岩化蚀变岩石之上，形成复杂矽卡岩类型。 重要的标志性蚀变矿物为阳起石、透闪石和绿帘石等，往往伴随浸染状微—细粒磁铁矿化的出现。 该作用阶段的磁铁矿矿化作用较稳定，矿化普遍。

(3)氧化物矿化作用阶段。该阶段是磁铁矿矿化的重要阶段，磁铁矿呈中细粒、中粗粒斑杂浸染-团块状聚合分布，并与早期的不等粒斑杂浸染-团块状共生，多形成块状磁铁矿矿石、稠密浸染状磁铁矿矿石和中等浸染状磁铁矿较富的铁矿石。

(4)石英-硫化物矿化作用阶段。该阶段在长征沟工作区普遍不发育，大部分成矿地段矿化阶段夭折，偶见与本阶段硅化-铁白云石化密切共生的微量黄铜矿出现，而闪锌矿和方铅矿几乎不见。

(5)碳酸盐岩化作用阶段。该阶段属于无矿阶段，仅仅发育方解石不规则脉体，其中含有少量硅化石英。

2.4.3 表生作用期

表生作用期主要表现为地表及近地表的氧化作用，少部分的磁铁矿沿晶粒边缘、粒间轻度赤铁矿化和褐铁矿化，保留原生磁铁矿轮廓。

2.4.4 矿物生成顺序

根据上述成矿阶段划分，初步总结了本区矿化蚀变矿物及成矿期次的关系(表3)。

表3 长征沟磁铁矿矿床成矿期、成矿阶段与矿物生成顺序

3 矿床成因及找矿标志

3.1 矿床成因

矽卡岩型矿床又称接触交代型矿床，主要是指产在中酸性侵入岩、火山岩与碳酸盐岩类岩石或其他岩石接触带或其附近岩石中的矿床[13-18]。 矽卡岩矿床是所有类型矿床中数量最多、变化最复杂的矿床，是一种具有重要经济和工业意义的矿床类型，是世界上铜、富铁、锡、钨、铅、锌和金等金属矿产以及蛭石、云母、硅灰石和透辉石等非金属矿产的重要来源[19-22]。

根据地质调查及室内岩矿鉴定资料分析，研究区发现的3处铁矿点中，FeⅠ和FeⅢ矿点的铁矿具有相似的成因类型，成矿作用均位于次级断层构造带上，构造对矿体的分布及中酸性侵入岩脉体的控制作用明显。 矿体围岩受斜长花岗岩、二长花岗岩侵入作用及构造作用，使原玄武岩和大理岩发育矽卡岩化，形成绿帘石矽卡岩、阳起石矽卡岩和石榴子石矽卡岩等。 在矽卡岩带中形成透镜状、豆荚状致密块状磁铁矿和浸染状磁铁矿，矿床成因属矽卡岩型。 二长花岗岩和斜长花岗岩沿构造破碎带侵入与玄武岩接触交代形成自形—半自形结构、聚晶结构的角砾状块状构造、星散浸染状构造的磁铁矿，其成因类型属于与中酸性侵入岩有关的铁矿。

中酸性岩体与成矿关系密切，是成矿母岩。 接触构造带不仅是成矿物质迁移的通道，又充当了成矿物质沉淀富集的有利场所。 在区域构造作用影响下，携带成矿物质的岩浆沿着有利构造部位上升，当岩体侵位于地壳上部大理岩、富钙质火山岩等有利围岩时，岩浆中的挥发组分开始向岩体的顶部和边部集中，随着压力、温度降低，铁及其他矿质从岩浆中析出，同时高钙围岩与含矿岩浆接触，高钙围岩从岩浆中吸收SiO2而形成钙矽卡岩，使磁铁矿在矽卡岩中得以交代富集成矿。

3.2 找矿标志

研究区磁铁矿的分布与中酸性侵入岩、构造的关系密切，沿NW向次级脆性构造发育的斜长花岗岩、二长花岗岩和闪长玢岩等侵入岩与围岩的接触边界是找矿的重点地段。 本区主要的找矿标志归纳如下：

(1)岩性标志。中性—中酸性—酸性侵入岩的不同岩相分带，特别是蚀变花岗岩与有利围岩的接触带是找矿的岩性标志，中酸性小规模侵入岩体与滩间山群富钙火山岩侵入接触带是成矿有利部位，侵入岩与大理岩同时出现是找矿的重点地段。

(2)构造标志。在中酸性侵入岩与富钙变火山岩、大理岩接触带，叠加脆性次级构造，岩石发生碎裂岩化等地段是找矿的有利构造部位。

(3)矿化蚀变标志。在接触带附近侵入岩与围岩发生绿帘石化、绿泥石化、石榴子石矽卡岩化及磁铁矿化等作为矿化蚀变集中发育地段是找矿的矿化蚀变标志。

(4)物探标志。地面高精度磁测圈定的磁异常是寻找铁多金属矿的最直接、最有利的物探标志。

4 结论

(1)长征沟铁矿主要赋存于滩间山群中。 矿石矿物主要为磁铁矿，局部为假象赤铁矿和黄铜矿。 脉石矿物为石榴子石、透辉石、绿帘石、绿泥石、方解石、石英和黄铁矿等。 蚀变类型主要有磁铁矿化、孔雀石化、矽卡岩化、绿帘石化和绿泥石化等。 矿石结构构造包括它形—半自形粒状结构、聚晶结构，角砾状构造，其次为星散浸染状构造。 成矿作用可划分为矽卡岩化作用阶段、氧化物矿化作用阶段、石英-硫化物矿化作用阶段及碳酸盐岩化作用阶段。

(2)矿体围岩受斜长花岗岩、二长花岗岩侵入作用及构造作用，使原玄武岩和大理岩发育矽卡岩化，形成绿帘石矽卡岩、阳起石矽卡岩和石榴子石矽卡岩等。 在矽卡岩带中形成透镜状、豆荚状致密块状磁铁矿和浸染状磁铁矿。 矿床成因属于与中酸性侵入岩有关的矽卡岩型铁矿床。

(3)磁铁矿的分布与中酸性侵入岩、构造的关系密切，沿NW向次级脆性构造发育的斜长花岗岩、二长花岗岩和闪长玢岩等侵入岩与围岩的接触边界是找矿的重点地段。 绿帘石化、绿泥石化、石榴子石矽卡岩化和磁铁矿化是重要的找矿蚀变标志。

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DiscussionongeologicalcharacteristicsandgenesisofirondepositsinChangzhenggou,QinghaiProvince

HAN Minqiang1，WANG Yahong1，LI Ying2

(1.AerialPhotogrammetryandRemoteSensingBureauofChinaCoal,Xi’an710199,China; 2.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,PetroChinaChangqingOilfieldCompany,Xi’an710018,China)

Changzhenggou iron deposit, an important iron deposit found recently, is located in northern margin of the collision belt of Qaidam block and South Qilian block. In order to find out the deposits characters and genesis, the authors carried out the geological survey of iron deposit by geological means, and the results could provide some reference for the deployments planning of regional geology and mineral resources and mineral exploration. The results show that the main group is Tanjianshan Group with low metamorphic degree and weak epidotization in the study area. In the western part of the Heishanquan and the middle part of Zangyanggou, the strata are lentoid marble with the wide skarn petrification and few skarn-magnetite. The main alteration includes four types of skarn-type magnetite, such as diopside, epidotization, garnet petrification etc. The intrusive rocks are widely developed in the study area, where the outcrops range from basic rocks to acidic rocks. The northern part is dominated by basic intrusive rocks and the rocks transform southwards to acidic (middle) intrusive rocks. The iron deposits are the skarn type iron ore deposits related to the middle acidic intrusive rocks, and the prospecting criteria of lithology, structure, alteration and geophysical prospectin were summarized.

Qinghai；Changzhenggou；iron deposit；geological characteristics；genesis

常艳)

10.19388/j.zgdzdc.2017.04.04

韩敏强,王亚红,李莹.青海长征沟地区铁矿床地质特征及成因探讨[J].中国地质调查,2017,4(6)：24-32.

P618.31

A

2095-8706(2017)06-0024-09

2016-10-24；

2016-12-10。

中国地质调查局 “青海省大柴旦镇长征沟地区铁矿调查评价(编号： 12120113029200)” 项目资助。

韩敏强(1984—)，男，工程师，主要从事矿产地质及成矿规律研究。 Email： 284280979@qq.com。