内蒙古苏尼特左旗扎拉格沃博勒卓铁矿地质特征与找矿标志

王群,张进平,杜振明

(山东省第四地质矿产勘查院，山东 潍坊 261021)

扎拉格沃博勒卓铁矿区位于内蒙古中部，苏尼特左旗满都拉图镇东南约50km。矿区及附近发育温都尔庙式铁矿(沉积变质型)，已发现白音敖包、卡巴、包日汗喇嘛庙、红格尔庙等多个中小型铁矿床，铁矿体均发育于温都尔庙群哈尔哈达组中，受地层、构造控制明显。通过对矿区中的高磁异常进行钻探验证，在辉长岩体中发现具有工业品位的磁铁矿体，矿床成因类型为岩浆熔离型，为该地区首次发现此种类型的铁矿。前人将该套辉长岩体作为地层的一部分(顺层产出)[1]，但从岩体的分布和产出状态看，应为晚期侵位岩体，具有较大的找矿潜力。该文在对两种类型铁矿成矿地质特征分析的基础上，分别总结找矿标志，指出今后工作方向。

1 区域地质

扎拉格沃博勒卓铁矿区大地构造位置属于华北板块(Ⅰ)华北板块北部大陆边缘(Ⅱ)宝音图-锡林浩特火山型被动陆缘(Ⅲ)艾力格庙-锡林浩特地块[2]，受华北板块与西伯利亚板块之间的多期次俯冲、碰撞和对接作用的影响，区内地质构造复杂(图1)，多期侵入岩、脉岩发育。该区属额济纳旗-兴安岭元古代、华力西、燕山期铜、铅锌、金、银、铬，铌成矿区(Ⅱ)乌力吉-锡林浩特元古代、华力西、燕山期铜、铁、铬、金、萤石成矿带(Ⅲ)温都尔庙-红格尔庙铁成矿带(Ⅳ)卡巴-红格尔庙铁成矿带(Ⅴ)[3]。

地层比较发育，从老到新主要包括长城系、蓟县系、晚志留系-早泥盆系、石炭系和二叠系、侏罗系、白垩系，中新生代地层分布广泛。其中，蓟县纪温都尔庙群与成矿关系密切，可分为南、北两个带,南带位于苏尼特右旗以南的温都尔庙—图林凯地区,北带位于芒和特—二道井—红格尔一线[4]。

构造变形强烈，断裂主要为二连浩特-贺根山深断裂(F1)、锡林浩特地块北缘深断裂带及破碎带(F2)、西拉木伦河断裂带(F3)，沿断裂常有不同时代基性--超基性岩体产出，与成矿关系密切，以贺根山一带最为发育[5-6]，褶皱主要发育锡林浩特复背斜带，走向NEE向，多期构造叠加明显，褶皱作用对矿体有重叠和加厚作用[7-8]。

岩浆活动频繁，除大面积分布的石炭纪花岗岩类、二叠纪岛弧花岗岩类，三叠纪A型花岗岩类外[9-10]，沿贺根山-二连浩特一线，发育多期次富含铁质的基性--超基性侵入岩，晚泥盆世-早石炭世蛇绿岩杂岩体呈串珠状展布，中元古代的辉长岩体与岩浆型铁矿密切相关。

1—新生界；2—上白垩统；3—下白垩统；4—上侏罗统；5—下侏罗统；6—上二叠统；7—下二叠统；8—中石炭统；9—蓟县纪温都尔庙群；10—长城纪白云鄂博群；11—古元古界；12—侏罗纪石英斑岩；13—侏罗纪花岗岩；14—二叠纪花岗闪长岩；15—二叠纪花岗岩；16—二叠纪闪长岩；17—石炭纪辉绿玢岩；18—石炭纪花岗岩；19—石炭纪闪长岩；20—石炭纪花岗闪长岩；21—石炭纪基性—超基性岩；22—泥盆纪基性—超基性岩；23—古板块缝合线；24—断裂；25—实测正断层；26—实测逆断层；27—Ⅳ级成矿带界线；28—Ⅴ级成矿带界线；29—铁矿床；30—矿区位置图1 区域地质图

2 矿区地质

2.1 地层

矿区地层包括中元古代蓟县系、新生代新近系和第四系,其中温都尔庙群主要呈不规则包体状“漂浮”于晚期岩体之中，由下到上可分为桑达来呼都格组和哈尔哈达组。桑达来呼都格组主要出露在矿区西部，上部为千枚岩、板岩，底部与辉长岩呈侵入接触，岩石蚀变较强，破碎，局部具糜棱岩化。哈尔哈达组呈NEE向方向展布，在中部零星出露，由褐红色赤铁石英岩、变质砂岩及千枚岩组成地层的主体，夹有燧石岩、结晶灰岩及褐红色含赤铁石英岩扁豆体，岩石蚀变较强，普遍发生中级变质(角闪岩相)作用；经后期风化淋滤常发育铁帽，“温都尔庙式”铁矿即赋存于该套地层中(图2)。

2.2 构造

区内第四系覆盖严重，构造形迹不明显，以褶皱为主。总体位于二道井-红格尔复背斜带南侧，具多期褶皱叠加，受岩体侵位和后期剥蚀影响，在局部范围内呈单斜或向斜构造。如在矿区南东1080.6高地地层中发育一向斜构造，枢纽走向70°，翼间角约70°，两翼开口较缓，南翼北倾，倾角约60°，北翼南倾，倾角约50°，向斜两翼地层为赤铁石英岩及千枚岩互层，对称产出。

1—第四系；2—新近系；3—哈尔哈达组；4—桑达来呼都格组；5—石炭纪斜长花岗岩；6—石炭纪角闪岩脉；7—石炭纪蛇纹石化橄榄岩；8—不整合接触界线；9—推测隐伏地质体界线；10—地质界线；11—航磁异常区；12—正值异常线；13—零异常线；14—负值异常线；15—磁异常编号；16—产状；17—矿体编号；18—未见矿钻孔；19—见矿钻孔图2 矿区地质图

2.3 侵入岩

矿区侵入岩较发育，包括石炭纪斜长花岗岩、基性--超基性岩、三叠纪二长花岗岩及少量脉岩。其中，石炭纪基性--超基性岩，分布于矿区中北部，主要为蛇纹石化橄榄岩、变辉长岩。蛇纹石化橄榄岩呈NEE向岩株状展布，碳酸盐化、蛇纹石化、绿泥石化强烈，岩石中含少量磁铁矿，呈细粒状、团块状、细脉状，分布不均匀。变辉长岩位于蛇纹石化橄榄岩外围，为隐伏岩体，岩石呈深灰色，粒状变晶结构，块状构造，主要矿物成分为辉石、斜长石及磁铁矿等，磁铁矿分布不均匀，部分富集成矿体，具分带特征。

三叠纪二长花岗岩分布于矿区东北部，仅在钻孔中见有发育，呈岩脉状产出，对矿体有破坏作用。

2.4 磁异常特征

2.4.1 岩石磁性特征

通过类比附近矿区[11]，千枚岩、变长石石英砂岩，磁性较低，剩磁很小或近无剩磁，Jr中值小于100×10-3A/m；粉砂质板岩、绢云片岩、褐铁矿石磁化率不均匀，磁性很低，可引起局部异常；石英闪长岩、片麻状黑云母花岗岩磁化率低，花岗岩基本无磁性。含镍辉石橄榄岩具有稍强磁性，辉长岩具有较稳定的磁性；磁铁矿的K值最大，可达数万以上(表1)。

表1 岩(矿)石磁性测定结果统计

2.4.2 磁异常特征

通过以往航空磁测在矿区仅发现异常1处，即M4航磁异常，位于矿区东北部，异常带主要由2个异常(C5、C6)组成。2个异常形态呈带状，长约400～500m，宽约250～300m，轴向NEE向，轴向一般65°左右。异常ΔT峰值最高820nT左右，异常等值线变化梯度小，异常值均较低。

另外,在矿区中部还发育断续低缓磁异常，以400nT为界可圈定北东向异常带，由4个小的异常组成。C1磁异常呈近圆形，南北长约900m，东西长约800m，异常ΔT峰值最高1120nT左右，负异常在北侧伴生峰值在-280nT左右，梯度较大；C2磁异常呈椭圆形，轴向近东西，东西长约1000m，南北长约550m，异常ΔT峰值最高1040nT左右，负异常在北侧伴生峰值在-60nT左右；C4磁异常呈带状，轴向近东西，东西长约2000m，南北宽约450m，异常ΔT峰值最高360nT左右，异常等值线变化梯度小,异常值均较低，由于赤铁矿不含磁性，因此，推测该异常带由蚀变辉长岩体底部的磁铁矿体引起。

C3磁异常呈椭圆形，轴向近东西，东西长约1200m，南北长约1000m。异常ΔT峰值最高540nT左右，推断为埋藏较深的变辉长岩引起。

3 矿体特征

区内共圈定铁矿体15个(表2)，其中赤(褐)铁矿体9个，产于哈尔哈达组不同层位中，矿体呈似层状至层状，部分为透镜状，随向斜构造或呈单斜产出。矿体一般长100～500m,厚度1.70～3.06m，近转折端处有增厚趋势，各层累计厚度11.92m，厚度变化系数23.89%～89.35%。TFe品位32.19%～50.67%，品位变化系数8.23%～26.89%。顶、底板围岩主要为浅灰色、灰黄色变质砂岩及石英岩，局部为含铁石英岩,TFe品位一般0.28%～23.04%，与矿体呈渐变过渡关系(图3)。

表2 铁矿体特征

1—哈尔哈达组；2—桑达来呼都格组；3—新近系；4—地质界线；5—推测地质界线；6—千枚岩；7—辉长岩；8—二长花岗岩；9—石英岩；10—石英脉；11—碎裂岩化；12—褐铁矿化；13—褐铁矿体及编号图3 Ⅱ号矿体勘探线剖面图

在矿区东北部隐伏变辉长岩体中圈定磁铁矿体6个，其中C5异常区1个，C6异常区5个(图4)，受岩体控制明显，矿体呈透镜状，整体呈近NEE—EW向展布，倾角5°～18°。矿体控制长度83～100m，深部未控制；厚度1.00～2.70m，累计厚度9.93m。矿体TFe品位21.99%～40.37%，mFe品位19.96%～37.11%。顶、底板围岩均为变辉长岩，mFe品位一般0.77%～6.70%。

1—第四系；2—新近系；3—磁铁矿体及编号；4—地质界线；5—推测地质界线；6—辉长岩；7—二长花岗岩；8—石英岩；9—石英脉；10—硅化、碎裂岩化；11—磁铁矿化；12—碳酸盐化图4 Ⅲ号矿体勘探线剖面图

4 矿石特征

4.1 赤(褐)铁矿

矿石为骸晶结构，致密块状及条带状构造，近地表为土状、豆状集合体，其中呈豆状者硬度较高，粒度大小不一，多为0.01～5mm不等，主要为针铁矿、纤铁矿等组成。呈土状者硬度较低，分布于豆状者周围，另有部分粘土和少量石英。矿石矿物主要为赤铁矿、褐铁矿、磁铁矿及少量的软锰矿、黄铁矿、黄铜矿等；脉石矿物为粘土、石英等。

矿石中SiO2含量一般22.49%～27.81%，平均25.15%；S含量一般0.02%～0.03%，平均0.03%；Al2O3含量一般1.33%～2.46%，平均1.90%；MnO含量一般0.23%～4.88%，平均0.16%；P2O5含量一般2.37%～3.47%，平均2.92%；TiO2含量一般0.11%～0.29%，平均0.20%。造渣组分为SiO2，Al2O3，CaO等；其中硫含量的高低与黄铁矿的多少有关，伴生的Au，Ag，Co，Pb，Cu，Ti含量均较低，达不到综合利用要求。

4.2 磁铁矿

磁铁矿为自形粒状结构，致密块状及条带状构造，矿石矿物以磁铁矿为主，少量软锰矿、黄铁矿等；脉石矿物有辉石、斜长石、角闪石、方解石、绿泥石、绿帘石和少量白云母。

矿石中TFe品位21.99%～46.10%，mFe品位19.62%～41.50%。主要有害物质SiO2含量16.02%～20.03%，平均含量18.42%；S含量0.09%～2.88%，平均1.85%；P含量0.03%～0.55%，平均0.29%。伴生的有益组分含量均较低，Ni<0.01%，V含量0.07%,Ti含量0.28%，无法满足综合利用要求。

5 找矿标志

5.1 赤(褐)铁矿床

通过与周边的卡巴[12]、小敖包[13-15]等同类型矿床对比分析，磁铁矿体均产于哈尔哈达组，矿床成因类型为“温都尔庙式”火山沉积变质型。古元古代时期，此处处于地槽型构造环境，中元古代末，锡林浩特板块与华北板块分离，其间出现次生扩张洋盆，铁质来源于深海中基性火山喷发岩并进行沉积，区域变质过程中产生的变质热液，从围岩中析出铁，富集形成赤铁矿，经华力西期多期褶皱构造，使位于复背斜部位的矿体重叠和加厚。该区不同点在于哈尔哈达组由于埋深较浅，浅部赤铁矿体长期经受氧化、淋滤、水化的作用，而转变为富氧的褐铁矿。对于成矿年代说法不一，该文采用中元古代[16-18]，作为温都尔庙群的形成时代。赤(褐)铁矿找矿标志主要有以下方面：

(1)温都尔庙群哈尔哈达组是找矿的目标层位。

(2)铁矿体分布区域常发育铁帽、转石等直接找矿标志。

(3)沿地层展布方向具不连续串珠状弱磁异常。

(4)由于褶皱造成矿体重复出现，近转折端部位矿体较厚大。

5.2 磁铁矿矿床

岩浆型磁铁矿床大多数产于隆起区边缘的深断裂带或其附近，深大断裂带为晚期幔源镁铁质岩浆提供上侵通道和侵位，在岩浆侵位冷却过程中，随着温度、压力的下降，在结晶带底部，富铁氧化物首先富集，形成硅酸盐组分贫化而铁氧化物富集的结晶带，由于岩体规模较小，冷却速度较快，铁氧化物不能有充足的时间下沉，就形成了向下硅酸盐矿物含量逐渐降低而金属矿物含量逐渐升高，半自形的铁金属矿物充填于自形程度较高的硅酸盐矿物晶粒间并富集，并最终形成透镜状铁矿层，具有韵律变化特征。同一时期形成橄榄岩、辉橄岩、辉长岩等侵入体，而在辉长岩中常分离出富含铁质的熔体，部分形成工业矿体，通常规模较小。从矿体的发育部位、形态和矿化特征看，其成因类型应为岩浆熔离型。前人在白云鄂博附近的高腰海、杨六圪卜沉积变质型铁矿床、黑脑包“温都尔庙式”铁矿中，已发现产于变辉长岩中的岩浆型磁铁矿的线索[19]，其成因类型应与平度于埠、昌邑高戈庄、平度周戈庄铁矿相似。岩体沿深大断裂带侵位,呈连续似层状或透镜体产出,岩体中含较多的粗晶磁铁矿团块颗粒以及磁铁矿条带,矿体往往分布在矿体顶板或矿体附近，温都尔庙群和白云鄂博群属于同一时代不同构造环境的沉积地层组合[21]，与侵入四子王旗地区白云鄂博群的辉长岩应为同期岩体，侵位年龄为1342±9Ma(MSWD=0.94)，时代为中元古代[22]。而贺根山蛇绿岩带形成时代为晚泥盆世--早石炭世[23]，为后期的岩体。磁铁矿找矿标志主要有以下方面：

(1)高磁异常是寻找该类型铁矿的重要标志，异常形态常为不规则状。

(2)沿深大断裂NE向展布的基性--超基性岩体辉长岩发育地段。

(3)温都尔庙群变辉长岩体底部，是矿体有利赋存部位。

6 结语

矿区发现2种铁矿类型，一种是产于蓟县纪温都尔庙群上部哈尔哈达组中的温都尔庙式赤(褐)铁矿床；另一种是产于辉长岩底部的磁铁矿床，成因类型为岩浆熔离型，其中后者为该区首次发现。矿床在成因上与不同地质时代的基性、超基性杂岩体有关，矿体直接产于岩体内。从区域上看，沿深断裂带分布的辉长岩，往往呈线状分布，区内铁矿勘查资料年代久远，仅在黑脑包、高腰海、杨六圪卜铁矿发现岩浆型铁矿，温都尔庙群北带代表华北板块北缘火山型被动陆缘,陆内裂谷的渣尔泰群、陆缘裂谷的白云鄂博群，则代表非火山型被动陆缘，三个岩群构成延绵于华北板块北缘600km的裂谷-被动陆缘体系[24],沿内蒙古乌拉特中旗温更混杂辉长岩类、白云鄂博呼和恩格尔橄榄岩-闪长岩型杂岩体以及达茂旗蛇绿混杂岩、贺根山蛇绿混杂岩同处华北板块北缘，并成NEE向的镁铁-超镁铁岩带[25]，很可能存在带状分布的岩浆型磁铁矿床，具有较好的成矿前景。因此，在该地区进行铁矿勘查在关注“温都尔庙式”铁矿的同时，也应注意岩浆熔离型磁铁矿的寻找。