青海省格尔木市四角羊—牛苦头铁多金属矿区之冶金论文

　　摘要：青海省格尔木市四角羊-牛苦头铁多金属矿是青海省近年来发现的规模较大的铁多金属矿床，矿体主要赋存于上石炭统四角羊沟组碳酸盐岩所形成的矽卡岩中。矿区矽卡岩具明显分带性，且每个矽卡岩带中的矿体不论在形态、规模、矿石特征等均有明显差异。文中主要对矿区中的各矽卡岩带的特征及与矿体之间的关系进行论述，并对矿床成因进行分析。
　　关键词：四角羊-牛苦头、铁多金属矿、矽卡岩带、分带特征、矿床成因
　　1概况
　　四角羊—牛苦头铁多金属矿区位于祁漫塔格山北坡，行政区划隶属青海省格尔木市乌图美仁乡。矿区为青海省柴达木综合地质矿产勘查院2006—2009年进行勘查工作，共提交磁铁矿矿石约380万吨，硫金属量约98万吨，铜铅锌金属量约46万吨。
　　2地质特征
　　四角羊—牛苦头多金属矿区地处祁漫塔格-都兰铁多金属成矿带西部，区内出露地层主要是上奥陶统铁石达斯群碳酸盐岩组（O3tsc）、上石炭统四角羊沟组碳酸盐岩（C2s）；区内岩浆活动强烈，侵入岩发育，岩石类型主要有灰白~浅肉红色二长花岗岩，它们与区内铁多金属矿化的关系密切。
　　2.1地层
　　2.1.1上奥陶统铁石达斯群碳酸盐岩组（O3tsc）
　　主要分布在矿区南侧，呈不规则条带状，近东西向展布，地层总体倾向北，产状300°-15°∠30°-75°，岩石组合以灰岩、大理岩为主，其次可见条带状灰岩、结晶灰岩夹层。与上覆上石炭统呈角度不整合接触。
　　2.1.2上石炭统四角羊沟组碳酸盐岩（C2s）
　　该套地层分布于矿区南北，两侧地层总体倾向北，产状10°-20°∠10°-40°。主要岩性有灰岩、大理岩、含碳质大理岩、结晶灰岩和生物碎屑灰岩等。
　　矿区内上石炭统四角羊沟组碳酸盐岩与铁多金属矿化有密切的成生联系，区内已发现的铁多金属矿体主要赋存在该套地层与二长花岗岩相互作用所形成的矽卡岩内。
　　2.2构造
　　矿区内地质构造主要见有单斜构造和两条性质不明断裂（F1、F2）以及在上石炭统四角羊沟组中发现的节理等构造裂隙。
　　2.2.1单斜构造
　　矿区内地层不论是上奥陶铁石达斯群，还是上石炭统四角羊组，走向均为北西西向，倾向均为北倾，表现为单斜构造；但该两套地层的倾角却有所不同，中上奥陶统滩间山群碳酸盐岩的产状更陡一些，倾角一般在30°-75°之间，而上石炭统四角羊组的产状较缓，倾角一般在10°-40°之间。
　　2.2.2断裂构造
　　矿区内发现的两条断裂均为性质不明断裂。
　　F1断裂分布于上石炭统四角羊沟组大理岩中，走向为北西西向，因第四系覆盖，断裂出露长仅300余米。该断裂位于矿区北侧，可能与区内深部花岗岩体在详查区北侧隆起有密切的关系，对区内铁多金属矿化有一定的控制作用。
　　F2断裂分布于中上奥陶统滩间山群碳酸盐岩中，走向北西西向，在区域上表现为区域性大断裂（在图1中断裂编号F5）。该断裂位于矿区南侧，距离矿区相对较远，与区内铁多金属矿化关系不大。
　　2.2.3节理等构造裂隙
　　矿区内上石炭统四角羊沟组不论在地表还是在深部，岩石中多分布有剪节理、张节理等规模较小的裂隙构造，局部地段因这些小裂隙构造较为密集，还可形成构造破碎带，破碎带中的岩石多具有较强烈的碎裂岩化作用，形成碎裂岩。这些裂隙和蚀变破碎带是区内有利的热液运移通道和容矿空间，对区内的矽卡岩和铁多金属矿的形成具有重要的控制作用。
　　2.3岩浆岩
　　矿区内岩浆岩主要见有印支期灰白-浅肉红色二长花岗岩（ηγ5l），仅在矿区东侧和南侧有少量出露于地表，其余地段均埋藏于深部，隐伏于地下。二长花岗岩体愈往西侧埋藏愈深，明显往西侧倾伏，且二长花岗岩体在矿区南北两侧明显隆起，在矿区内形成一凹陷区，区内已发现的铁多金属矿主要位于该凹陷区内。
　　3矿石特征
　　矿区内矿化以Cu、Pb、Zn、SFe、MFe为主。铜和磁铁在最下部的靠近二长花岗岩体的矿体中富集，向上逐步减少，硫铁在含矿带中下部相对富集，铅、锌在含矿带中、上部相对富集，所以对矿石特征说明亦按两种情况进行述说。
　　铅锌矿体：矿石矿物组合金属矿物主要见有闪锌矿、方铅矿及少量磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等。脉石矿物主要有透辉石、绿帘石、方解石、石英、绿泥石、石榴子石等，且以透辉石为主。容矿岩石以透辉石矽卡岩、碳酸盐化透辉石矽卡岩为主。
　　磁铁矿体、黄铜矿体：矿石矿物组合金属矿物主要见有磁铁矿、黄铜矿及少量赤铁矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等。脉石矿物有石榴子石、辉石、绿帘石、角闪石、绿泥石、方解石、萤石、石英等，且以石榴子石为主。容矿岩石以石榴子石矽卡岩为主。
　　矿石矿物结构以它形粒状、交代乳滴状、交代残留结构为主；矿石构造可见浸染状、细脉状、块状等。
　　4矽卡岩分带特征分析
　　矿区矽卡岩从整体上分成两个带，一为地层上部的铅锌矿化型矽卡岩带，形成了上部铅锌矿体；二为地层底部的铁矿化、铜矿化型矽卡岩带，形成了下部的磁铁矿体、黄铜矿体，。
　　铅锌矿化矽卡岩带与地层产状基本一致，为顺层产出。其特点为矽卡岩带的产状比较平缓，一般倾角在0-30°之间，矽卡岩矿物多以透辉石为主。
　　铁矿化和铜矿化矽卡岩带与二长花岗岩体的产状基本一致。其特点为矽卡岩带的产状比较陡，一般倾角在50-80°之间，矽卡岩矿物多为富含铁的石榴子石等。
　　两个矽卡岩带的常见矿物共伴生组合如下表。
　　四角羊-牛苦头矿区矽卡岩常见矿物共伴生组合表
　　矽卡岩类型 特征矿物共生组合
　　 造岩矿物 金属矿物
　　 主要的 伴生的 主要的 伴生的
　　铅锌矿化型 透辉石、绿帘石 方解石、石英、绿泥石、石榴子石等 闪锌矿、方铅矿 磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等
　　铁矿化、铜矿化型 石榴子石、辉石 绿帘石、角闪石、绿泥石、方解石、萤石、石英等 磁铁矿、黄铜矿 赤铁矿、黄铁矿、闪锌矿、方铅矿、磁黄铁矿等
　　两个矽卡岩带的分带特征如下表。
　　四角羊-牛苦头矿区矽卡岩分带特征表
　　矽卡岩类型 厚度 矽卡岩化强弱程度 控制因素
　　铅锌矿化型 厚度不大，一般在1-20米之间，最厚为60米；多为小厚度的细条状 矽卡岩化不均匀，多为矽卡岩、矽卡岩化大理岩和大理岩互层，矽卡岩厚度一般不大，其间还夹杂着不少矽卡岩化大理岩 多为地层产状及层间裂隙所控制，致使岩层呈现矽卡岩化不均匀的现象
　　铁矿化、铜矿化型 厚度较厚，一般在70-150米之间，最厚为200米；多为巨厚层状；该矽卡岩东西两端矽卡岩厚度小（59-43线之间和12-24间之间），中间厚度大（39-08线） 矽卡岩化较强，且矽卡岩中仅少量见矽卡岩化大理岩或花岗岩脉侵入，一般均为厚大的矽卡岩 多为岩体所控制，岩体与围岩（大理岩）的接触面倾角越大，越有利于矽卡岩化（即矽卡岩化越强）致使该矽卡岩带出现东西两端矽卡岩厚度小，中间厚度大的现象
　　两个矽卡岩带的产出特征如下表。
　　四角羊-牛苦头矿区矽卡岩产出特征表
　　矽卡岩类型 与岩体距离 与地层关系 走向、倾向上形态
　　铅锌矿化型 南端与岩体距离较远，矽卡岩带厚度较小，矽卡岩化也较弱，多见矽卡岩化大理岩；北端距离岩体较近，矽卡岩厚度较大，矽卡岩化也较强 多为地层产状及层间裂隙所控制，矽卡岩化多为似层状-层状，其间夹透镜状大理岩或矽卡岩化大理岩 走向上多为小厚度的似层状-层状，倾向上多为似层状-层状及透镜状
　　铁矿化、铜矿化型 南北两端岩体与围岩的接触面相对较平缓，矽卡岩厚度较小，矽卡岩化较弱；中间岩体与围岩的接触面相对较陡，矽卡岩厚度较大，矽卡岩化也较强 多受岩体控制，与地层关系较小 走向上多为大厚度的层状，倾向上多为不规则状
　　5矿床成因分析
　　矿区内圈定的铁多金属矿体均赋存在深部二长花岗岩与上石炭统碳酸盐岩的外接触带上和近地表远离花岗岩体上石炭统碳酸盐岩内部形成的矽卡岩中，与矽卡岩有密切的成生联系，故初步认为矿区整体属矽卡岩型铁多金属矿床，根据上下矽卡岩带及矿石特征不同应进行区别对待。
　　a、铅锌矿化型矽卡岩带的形成过程是由上升的岩浆后期溶液渗透经过硅酸盐岩石（侵入体，矿区多为二长花岗岩，少数花岗岩及钾长花岗岩）之后形成了饱含SiO2、Al2O3、FeO等组分的溶液，再进入碳酸盐岩层（上石炭统四角羊沟组碳酸盐岩）中进行交代作用而形成了多为透辉石矿物的矽卡岩。该过程为典型渗滤交代作用形成过程，所以该矽卡岩带为渗滤交代作用形成的，即上部铅锌矿体为热液矿床。
　　b、铁矿化、铜矿化型矽卡岩带的形成过程是当未为围岩的组分所饱和的岩浆后期溶液自深部上升，分别以不同速度沿（接近）垂直接触面的方向相互扩散，由于高温条件下Fe具有活动性，所以，它们能自岩浆岩向外矽卡岩带移动，形成富含铁的石榴子石矽卡岩，甚至磁铁矿。该过程为典型双向交代作用的过程，所以该矽卡岩带为双向交代作用形成的，即下部磁铁矿体、黄铜矿体为接触交代矿床。
　　6论文结论
　　矿区内整体为一矽卡岩矿床，但由于矿区矿体（矽卡岩）有明显的分层性，针对其赋存位置、矿石特征及两个矽卡岩岩带特征，认为矿区存在两种矿床类型。
　　a、上部铅锌矿体为热液矿床。
　　b、下部磁铁矿体、黄铜矿体为接触交代矿床。
　　参考文献
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