新疆鄯善縣帕爾崗鐵礦地質特征及成因分析

蔣睿卿，馮友全

（1.新疆鄯善縣善開礦業有限責任公司，2.寶鋼集團八鋼公司礦山管理事業部）

帕爾崗鐵礦在新疆鄯善縣境內,礦位于鄯善縣城173°方位，直距153km，行政區隸屬鄯善縣。勘查區屬低山丘陵地貌，最高海拔為1303m，最低海拔1219m，最大高差84m，一般高差為5～20m，相對高差不大，地形較平坦。礦區劃分為4個礦段，由北到南編號依次為：北、中、南、東礦段，全區按TFe邊界品位20%進行礦體圈連，共圈定礦體21條。礦石特征為條帶狀赤-磁鐵礦石、致密塊狀赤-磁鐵礦石。通過地質勘查工作,礦床規模為大型,且礦帶及礦床深部具有良好的找礦潛力。筆者通過對帕爾崗鐵礦地質特征及其成因進行分析，探討找礦方向，為礦山建設及開采提供依據。

1 區域地質背景

帕爾崗鐵礦區位于塔吉克-塔里木陸塊區（II），塔里木陸塊（II-2），南天山陸緣裂陷盆地（II-2-1），艾爾賓晚古生代殘余盆地（II-2-13）內（見圖1）。

礦區內整體構造較發育,有斷層39條。宏觀視之，幾條北東向，北西向斷裂貫穿全區，相互切割，將全區分割成若干個地段。

巖漿巖主要分布于礦區南部及中部，巖性有上古生代的花崗閃長斑巖呈面狀產出，輝綠巖、輝綠玢巖、閃長巖、閃長玢巖等巖脈。

2 礦區地質特征

2.1 地層

根據1：5萬區域地質和地質工作所取得的成果，礦區出露的地層從老至新有：青白口系北賽納爾塔格組第一巖性段，志留系中-下統叉口組第一巖性段及少量第四系。

2.1.1 北塞納爾塔格組第一巖性段

第一亞段測區內出露巖性為厚層狀灰巖與大理巖互層，但常以灰巖為主，未見底界。第二亞段巖性主要為白云質灰巖，測區內出露平均厚度為160m。第三亞段出露巖性以厚層狀灰巖為主，夾有條帶狀大理巖。第四亞段出露巖性為一套灰黑色、細晶灰巖，灰綠色綠泥石石英砂巖以及大理巖透鏡體。

2.1.2 志留系中-下統叉口組

該組為工區出露的主要地層，大面積分布于礦區中北部，構成礦區內的主體地層。西部與青白口系北塞納爾塔格組呈角度不整合接觸，北部、東部延出圖外。區域上根據本組巖石組合特征可進一步劃分為兩個段：志留系中-下統叉口組第一段，志留系中-下統叉口組第二段，本次勘查區內僅出露志留系中-下統叉口組第一段。

志留系中-下統叉口組第一段在中部較發育，巖石厚度較大，為一套灰綠色、灰色碎屑巖夾碳酸鹽巖建造，主要巖性有灰綠色-灰色變質粉砂巖、變質細砂巖、含礫變質細砂巖、變質砂巖、含礫變質砂巖、變質粗砂巖、含礫變質粗砂巖、綠泥石板巖、絹云母板巖、含鐵硅質巖，根據巖石組合特征分為八個亞段。

第一亞段為紫紅色絹云母變石英粉砂巖，往東相變為粉砂質綠泥石絹云母板巖。花崗閃長斑巖侵入其中，與上覆地層第二亞段呈整合接觸，與北塞納爾塔格組一段呈角度不整合接觸。

第二亞段含綠泥石絹云母變石英砂巖夾變礫巖及絹云母變粉砂巖，頂部常有一層變長石石英砂巖呈透鏡狀。

第三亞段為灰綠色砂質綠泥石板巖，向東相變成為含鐵絹云母石英砂巖。

第四亞段地層在測區分布面積大，厚度穩定，主要為灰綠色絹云母含礫變砂巖，礫石主要成分為灰巖，礫石直徑大者達1m，呈橢圓形，泥質膠結，有花崗閃長斑巖侵入，為含礦層的底板巖。

第五亞段為賦礦地層，分布在東西長9km，南北寬5km的范圍內，其北礦段巖層走向近東西向，至中礦段變為近南北走向，中礦段東部礦體走向為北西-南東走向，南礦段走向近南北向。頂部為灰白色-灰色含黃鐵礦化變粉砂巖夾薄層狀細砂巖，中部為紅褐色，黑色赤鐵-磁鐵礦體，中-厚層狀，礦體在礦區北部和中部較厚，東部礦層變薄，為赤鐵-磁鐵混合鐵礦石，礦體厚4～20m，最厚72m，局部礦體夾有薄層狀磁鐵礦石化綠泥石板巖，底部為綠泥石板巖，厚0.5～3m呈不連續產出。

第六亞段分布于礦區中部，地層厚度穩定，該段頂部以灰綠色變質粉砂巖，變凝灰巖為主，長石變砂巖和石英變砂巖透鏡體，東部為結晶灰巖，主要為灰綠色絹云母含礫變砂巖，內夾透鏡狀絹云母板巖和石英變砂巖，偶見有磁鐵礦化綠泥石板巖，變砂巖。

第七亞段分布于測區北部，呈帶狀產出，該亞段頂部為灰綠色粉砂質絹云母板巖，底部為深綠色絹云母含礫變砂巖，礫石多為石英，一般礫徑為0.2～2cm,往東相變為灰黃色細粒石英變砂巖，有石英脈，閃長巖脈穿入其中。

第八亞段在測區西北部大面積分布，主要巖性為絹云母含礫變砂巖夾薄層透鏡狀綠泥石絹云母變砂巖。

2.1.3 第四系

第四系為現代坡積物、沖積、洪積物等，主要分布在礦區南部。

2.2 構造

礦區內斷裂構造較發育,共有39條斷層。宏觀視之，幾條北東向、北西向斷裂貫穿全區，相互切割，將全區分割成若干個地段。根據產出形態、規模，以及對礦體的破壞程度，將主體斷層分為三組。

礦區內地層褶皺構造較發育，從礦區地質圖可以看出，整個含礦地層為一大的復式背斜構造，該復式背斜構造由三個背斜和兩個向斜組成，背斜緊閉，向斜寬緩；位于礦區北部北礦段N-L1、N-L2號礦體之間發育一個小褶皺，褶皺性質為一背斜，受F1號斷層影響，褶皺呈北西傾75°的倒轉背斜構造。地層整體走向呈東西向，傾角較緩，在20°～60°，呈單斜構造。

2.3 巖漿巖

巖漿巖主要分布于礦區南西部，受地層嚴格控制，巖體呈面狀產出，少量呈串株狀和巖枝狀分布。巖性有花崗閃長斑巖呈面狀產出,輝綠巖、輝綠玢巖、閃長巖、閃長玢巖等巖脈。巖漿巖屬上古生代中酸性侵入巖，主要為花崗閃長斑巖。

2.4 變質作用

礦區內變質作用可分為區域變質作用，動力變質作用。

區域變質作用：礦區變質程度較低，主要表現在西南部青白口系地層發生大理巖化、白云巖化。中部志留系地層發生千枚巖化及片理化，屬低綠片巖相。

動力變質作用：主要分布于斷裂附近，受壓扭性斷裂影響，巖石具碎裂結構、糜棱結構，巖石發生牽引拉伸現象。斷裂部位巖石顏色雜亂，局部呈條帶狀分布，形成似流動狀構造，次生節理、劈理較發育，破碎較強。

2.5 礦化蝕變

礦體產于中-下志留統叉口組第一段第五亞段，礦化蝕變主要有磁鐵礦化、赤鐵礦化、綠泥石化、褐鐵礦化、孔雀石化、黃鐵礦化。

磁鐵礦化：為礦區內主要礦化蝕變類型，分布于區內硅質巖中，磁鐵礦呈自形、半自形，細粒狀，粒徑0.05～0.08mm，當磁鐵礦富集到一定程度時便形成磁鐵礦體。在地表磁鐵礦晶體都不同程度氧化為赤鐵礦格狀體和假象赤鐵礦。

赤鐵礦化：赤鐵礦化主要分布在近地表地段，赤鐵礦含量最高可達40%，其形態可分為兩種，一種呈自形-半自形顯微鱗片狀晶體，粒徑0.003～0.03mm，在礦石中均勻分布，構成顯微鱗片狀結構；第二種為假象赤鐵礦，含量為5%～22%。

綠泥石化：一般分布于礦體兩側，呈層狀產出，少量分布于礦體內部。

褐鐵礦化：主要分布于礦體地表露頭部位，呈紅褐色粉末狀、薄膜狀分布，與成礦關系較密切。

孔雀石化：主要分布于礦體中沿裂隙侵入的石英脈內，呈翠綠色，粉末狀、浸染狀零星分布，與成礦關系不密切。

黃鐵礦化：主要分布于礦體頂板灰白色變質細砂巖及礦體內石英脈中，呈星點狀、細脈浸染狀分布，與成礦關系不密切。

3 礦區物性參數分析

對分析工區內巖（礦）石物性參數統計結果（見表1），指導工區內的磁異常劃分及分類、巖性分區、磁測異常的優選及成果解釋。

表1 物性參數統計表

表1礦區物性參數測定結果表明：綠泥石板巖、礦石具有磁性，同一種巖性磁性變化較大，磁性不均勻，離散性較大，巖石具有中、高磁異常特征。根據經驗鐵礦石磁性最強，可表現為強的磁性特征。綜合分析勘查區鐵礦石與巖石有很強的磁性差異，可形成明顯的高磁異常，易于區分。

北礦段磁異常總體特征：根據磁測工作成果，粉砂巖和大理巖沒有磁性或具弱磁性，所以可以肯定北部異常為礦體引起，北礦段圈定2個獨立磁異常，而每條測線的極大值的連續即為礦體的延伸方向。以本次磁測資料為基礎結合地質資料、鉆探資料綜合推斷，礦體在地表反映為串珠裝出露的磁鐵礦體在覆蓋下是連續的，而在深部可能是連接在一起的同一礦體。因此推斷，礦體南北寬約600m，東西長約2 000m，整體向北傾，傾角約為70°。

中礦段磁異常總體特征：本礦段為礦床的主要地段，礦體位于礦床中部。該礦段由4個似板狀礦體組成，這四個礦體均高出地表20余m。沿走向地表斷續出露長度2281m，走向由近南北向轉為南東東向呈弧形分布。該礦段內出現四個高精度磁異常區域，根據異常特點，可以推斷礦體傾向北，而北面出現較大的負值，還由于礦體延伸后磁化方向的結果。從異常強度分析，砂巖和板巖不可能產生這樣強的異常，因而認為在一定程度上礦體相變為含鐵質成分的巖石，從這特點也可能是表示了斷層存在的可能性，根據以上收集的資料共同推斷，礦體南北寬約1500m，東西長約2300m，整體向北傾，傾角在20°～40°。

南礦段磁異常總體特征：本礦段大小異常2個，分布在南北長5km，東西寬4km的范圍之內。本礦段異常主要變化比較頻繁，在強度上略小于北、中礦段，主要受到大的斷層作用及小的斷裂和褶皺的影響，使礦體復雜化。根據異常特點及構造關系，礦體向下延伸不大。礦體南北寬約1300m，東西長約800m，整體北傾，部分東傾，傾角在40°～50°。

東礦段磁異常總體特征：本礦段異常1個，分布在南北長1km，東西長2km的范圍之內。本礦段異常主要變化比較穩定，在強度上略小于其它礦段，根據異常特點，可以推斷礦體傾向北，而北面出現較大的負值，是由于礦體延伸后磁化方向的結果。礦體高出地面1～5m，地形坡度和礦體傾角相近。根據異常特征推斷，礦體南北寬約500m，東西長約1500m，整體向北傾，傾角在50°～70°。

4 礦床特征及成因分析

4.1 含礦層及其圍巖

本區赤鐵-磁鐵混合鐵礦體產于中-下志留系叉口組淺變質碎屑巖系的第一段第五亞段中，含礦層分布在礦區東西長6km，南北長4km的范圍內。含礦巖性以含鐵硅質巖為主，顏色為灰白色，深灰色，顏色因雜質含量不同而變化，硅質巖與赤鐵-磁鐵混合鐵礦交互呈層分布，巖石致密堅硬，隱晶質集合體，化學硅質巖，具貝殼狀斷口；赤鐵-磁鐵混合鐵礦，為深灰-灰黑色，微細粒晶質結構，塊狀、條帶狀構造，微粒0.01～0.3mm，呈厚2～30mm的平行層，弱磁性。

礦體底部為綠泥石板巖，深綠色，板狀，顯微纖維變晶結構，變余泥狀結構，成分主要由綠泥石組成（80%），綠泥石呈微細的纖維變晶，其間有星點狀分布的粒狀石英（10%）、方解石（2%），與礦層呈整合接觸關系，界線清楚，產出厚度0.5～3m，分布廣泛，厚度變化較小，為礦體底板的標志層。礦體上部出露巖性為含黃鐵礦化變粉砂巖夾變細砂巖，地表巖石具強片理化，整合于礦層之上，厚度一般為50m，分布廣泛而穩定，內見絹云母，纖維片狀，結晶程度較差。

4.2 礦床特征

（1）含礦巖性以含鐵硅質巖為主，顏色為灰白色、深灰色，顏色因雜質含量不同而變化，硅質巖與磁鐵礦交互呈層分布，巖石致密堅硬，隱晶質集合體，化學硅質巖，具貝殼狀斷口；磁鐵礦為深灰-灰黑色，微細粒晶質結構，塊狀、條帶狀構造，微粒0.01～0.3mm，呈厚2～30mm的條帶，強磁性。

（2）主要礦體呈條帶狀、塊狀，礦層頂板為一套厚度大約50m的灰白色含黃鐵礦變粉砂巖夾變細砂巖，礦層底板為深綠色綠泥石板巖，較穩定，是礦體底板的標志層，該亞段底部為灰黑色含礫變砂巖，礫石主要為灰巖，礫徑最大可達1m。

（3）鐵質成分由磁鐵礦、菱鐵礦、赤褐鐵礦、硫化鐵、硅酸鐵組成，各組成成分之間發生一定的交代變質作用，TFe品位在25%～30%，品位較低，規模大，產狀穩定。

（4）礦區內變質作用較強，可分為區域變質作用，動力變質作用。

區域變質作用：礦區變質程度較低，主要表現在西南部青白口系地層發生大理巖化、白云巖化。中部志留系地層發生千枚巖化及片理化，屬低綠片巖相。

動力變質作用:主要分布于斷裂附近，受壓扭性斷裂影響，巖石具碎裂結構、糜棱結構，巖石發生牽引拉伸現象。斷裂部位巖石顏色雜亂，局部呈條帶狀分布，形成似流動狀構造，次生節理、劈理較發育，破碎較強。

4.3 礦床成因

本區礦床成因屬于沉積-變質型鐵礦床之變質鐵硅建造鐵礦。此類礦床的鐵、硅等成礦物質來源與海底火山活動有關。在火山活動的間歇期火山噴氣及熱液活動頻繁，不僅將從火山碎屑巖及熔巖中淋濾出來的大量硅鐵物質帶入海水，而且使噴發區海底水體轉變為富含Cl-、SO42-、CO2-離子的酸性、還原性水體，此種水體有利于成礦物質保持溶解狀態和富鐵基性火山物質的海解作用，從中汲取鐵、硅等成礦物質。

當此種富成礦物質的深部海水隨海水對流循環上升至陸架淺海環境時，由于海水pH值、Eh值上升，硅、鐵以玉髓、菱鐵礦、鐵硅酸鹽、磁鐵礦及赤鐵礦等形式沉積成礦（圖2）。由于季節性的變化和鐵質與硅質沉積分異作用形成富鐵的、富硅的和泥質的韻律型條帶狀構造。在后期變質過程中礦體及礦石礦物發生了重結晶、重組合和強烈的變形。

5 礦石類型

根據礦石特征，按照結構構造分類對本礦石進行了自然類型劃分，可分為條帶狀赤鐵-磁鐵混合鐵礦石、塊狀赤鐵-磁鐵混合鐵礦石。

條帶狀赤鐵-磁鐵混合鐵礦石：灰色微帶淺棕色,微細變晶結構，條帶狀構造，由磁鐵-赤鐵礦為主組成的寬條帶，厚度一般為5～50mm，最厚可達0.5m，在礦層之間夾有綠泥石硅質巖的窄條帶，綠泥石厚一般為5～30mm，硅質巖一般厚10～50mm，與礦層呈相間平行的排列形成了條帶狀構造。

塊狀赤鐵-磁鐵混合鐵礦石：灰黑色，微細變晶結構，交代殘留結構，巖石的95%被磁鐵-赤鐵礦交代，為他形粒狀，粒度約為0.1mm，局部有褐鐵礦化，殘留礦物約占5%，為棱角狀石英細砂屑及鱗片狀、針狀絹云母，殘留于磁鐵-赤鐵礦粒隙間，巖石裂隙被碳酸鹽交代。

磁性鐵變化情況：根據抽取南礦段主礦體的化學樣品做磁性鐵平均品位變化統計，地表礦中MFe的平均含量為17.38%，統計樣品件數138件，深部礦體中MFe的平均含量為17.87%，統計樣品件數236件，地表礦與深部礦MFe的平均含量差值為-0.49%。可以看出地表礦磁性鐵與深部礦磁性鐵的含量基本沒有變化（表2）。

礦體圍巖及夾石：經統計礦體頂板一般為含黃鐵礦變粉砂巖、變細砂巖、綠泥石板巖，底板為含綠泥石變粉砂巖或綠泥石板巖，北礦段、中礦段、南礦段、東礦段礦體夾石數量為0～2層，結構簡單（表3）。

表2 磁性鐵平均品位變化統計表

表3 礦體夾石統計表

6 結束語

（1）找礦方向及標志：沿走向分布的強磁異常是今后找礦的方向及標志；變質中基性火山-沉積巖建造及中酸性火山-沉積巖建造是今后找礦的方向及標志；地表氧化形成鐵的氧化物及氫氧化物是今后找礦的方向及標志。

（2）由于礦區內地勢平坦地段覆蓋較厚，造成構造判別困難，對礦區內構造控制程度略有不足，在今后的礦山建設及生產開采工作中要加強這方面的研究工作，以避免產生的不利影響。

（3）勘查區內各礦段鐵礦體（層）頂、底板巖石穩固性屬差-中等的類別、部分屬壞的類別，工程地質條件中等。主礦體（層）大部均位于勘查區地下水位以下，在此狀態下各礦體（層）頂、底板巖石因受地下水的影響，強度略有降低，且遇水易軟化、泥化。因此，在今后開采過程中，各巷道中應加強對礦體（層）頂底板的管理。

[1]新疆鄯善縣臥龍崗1：5萬地質礦產調查報告，1997.

[2]新疆鄯善縣帕爾崗一帶1：5萬地質礦產調查報告，2005.

[3]新疆維吾爾自治區巖石地層，2008.

[4]新疆成礦單元劃分及其成礦基本特征,2012.