內蒙古自治區烏拉特中旗斯楞山超貧磁鐵礦地質特征及礦床成礦機理探討

楊艷霞，苗俊紅，張 鑫，劉洪巖

(內蒙古國土資源勘查開發院，內蒙古 呼和浩特 010020)

斯楞山礦區地處內蒙古自治區烏拉特中旗西部，距烏拉特中旗政府所在地海流圖鎮約76km，行政區劃隸屬于內蒙古自治區烏拉特中旗溫根鎮管轄，處于華北陸塊區北緣成礦帶內。區內礦化蝕變較強，巖漿活動頻繁，斷裂構造發育，成礦地質條件優越，具有良好的找礦前景。

1 區域地質

1.1 區域地層

1.1.1 中元古界渣爾泰群劉鴻灣組(Zl)

中元古界渣爾泰群劉鴻灣組(Zl)主要出露于礦區外圍的南部及西北部，呈零星分布，其走向主要為北東—南西向。上部以灰綠色陽起片巖、角閃片巖、灰白色石英透閃大理巖為主夾石英片巖；下部由灰色、灰黃色、褐灰色變質粉細砂巖、云母石英片巖、石英巖為主夾結晶灰巖及絹云母片巖等組成，出露厚2 445m。其上部被中生界中下侏羅統石拐群(J1-2sh)不整合覆蓋，下限未見底。

1.1.2 中生界中下侏羅統石拐群(J1-2sh)

1.1.3 下白堊統固陽組一巖段(K1g1)

1.2 區域構造

自元古代以來，礦區及其外圍經歷了多次構造變動，褶皺復雜、斷裂發育、巖漿活動頻繁而廣泛，導致現存的構造形態及組合關系較為復雜。但總體構造面仍顯示了北東向特征。

1.2.1 褶皺構造

區內褶皺構造表現為多期性，主要有晚元古代構造層、中生代下構造層、上構造層第一亞層、第二亞層、第三亞層和新生代下構造層、上構造層。

1.2.2 斷裂構造

本區內斷裂構造較為發育，其中以華力西期斷裂活動表現最為明顯和強烈。華力西期及其以前的斷裂構造表現為北東東向、北東向和北西向，一般以逆斷層為主。由于前期斷裂構造活動強烈及多次復合，致使晚元古代斷裂構造顯得模糊不清、難以確認。

1.3 區域巖漿巖

區內侵入巖主要為晚元古代侵入巖、華力西晚期侵入巖及印支期侵入巖，另外，本區還出露早白堊世玄武巖。

巖石以墨綠色、灰綠色為主，少數褐綠色、褐紅色。主要巖石類型為片麻狀斜長角閃巖，少數為黑云角閃斜長變粒巖，由于局部混合巖化而形成條紋狀、條痕狀、角礫狀混合巖化巖石亦占一定數量。巖石具鱗片花崗變晶結構、花崗纖狀變晶結構、粒狀變晶結構、交代蠕英結構等，片麻狀構造、塊狀構造、片理、片狀構造，混合巖化巖石具細紋狀、條帶狀、條痕狀構造。巖石主要由斜長石、角閃石和黑云母組成，斜長石20%～60%、角閃石15%～20%、黑云母0～30%、部分含少量石英，金屬礦物為磁鐵礦，副礦物以磷灰石和榍石為主。

巖石多為灰白、深灰、灰綠、灰黑色，少數為淺粉紅色，以灰色為其總體色調，巖石風化面多為灰色、灰白色。巖石種類比較復雜，原巖塊狀構造保存較多者可謂片麻狀花崗閃長巖或似斑狀花崗閃長巖，經混合巖化作用的巖石為黑云奧長眼球狀混合片麻巖、花崗質混合片麻巖、條痕狀、條紋狀混合片麻巖等。具鱗片花崗變晶結構、花崗結構、熔蝕交代結構、交代斑狀結構、半自形粒狀結構，具片麻狀、塊狀、眼球狀、條痕狀、條紋狀等構造，大部分巖石原巖結構構造經變質改造已不明顯。組成礦物有鉀長石(微斜長石)、斜長石、石英和云母，部分含角閃石和其他變質礦物。鉀長石0～45%，多數為10%～20%，斜長石25%～70%，多數為45%左右，石英10%～30%，多數為20%左右，云母5%～25%，多數為15%。共生礦物有磷灰石、磁鐵礦、鐵礦等。

出露于礦區外圍的西北部，區內出露面積為0.35km2，呈巖脈產出。巖石為白色、黃白色，主要類型有白云母花崗巖和花崗偉晶巖，黑云花崗巖和黑云鉀長花崗巖較少且局限，巖石風化面呈淺黃紅色。由于碎裂往往成花崗質壓碎巖，有的因自變質作用而成云英巖。白云花崗巖具花崗結構，花崗偉晶巖具粗粒結構、偉晶結構，花崗壓碎巖具壓斑結構、壓碎花崗結構；云英巖具鱗片粒狀變晶結構，塊狀構造。巖石由鉀長石(微斜長石)30%～50%(花崗偉晶巖可達65%)、斜長石20%～45%、石英20%～30%、云母(主要為白云母)5%～10%組成。

1.3.4 早白堊世玄武巖(βK1)

出露于礦區外圍的西北部，區內出露面積約為2.17km2，呈巖被產出。該玄武巖為裂隙噴溢型，巖石由杏仁(伊丁)玄武巖、氣孔狀玄武巖、伊丁石化橄欖玄武巖、玄武巖、橄欖粗玄巖和玄武質火山角礫巖等組成。

1.3.5 脈巖

礦區外圍分布有多種脈巖，主要有石英脈(q)、輝長巖脈(ν)、閃長巖脈(δ)、石英閃長巖脈(δο)、閃長玢巖脈(δμ)、花崗巖脈(γ)、花崗細晶巖脈(γl)等。

1.4 區域礦產

區域內已發現的金屬與非金屬礦產主要分布在狼山南緣及狼山北側翁滾山、德爾森敖包、查干陶勒蓋等地。具有工業價值的礦體主要賦存于上元古界渣爾泰群和馬尼圖群淺變質巖里。本區具有工業價值及有找礦意義的礦產主要有硫鐵、鈦鐵、多金屬、石墨、石榴石、鉀長石、白云母、石灰巖、煤及鈾礦等。

2 礦區地質特征

2.1 地層

礦區內地層出露較少，僅見第四系(Q4)，主要由沖洪積礫石及砂礫石、殘坡積、風成黃土及亞砂土、亞黏土組成，分布在現代河谷兩側階地中，厚3m～18m。

2.2 構造

礦區內構造較發育，主要為斷裂構造，分布于礦區南部，呈東西向及北北西向展布。礦區內未見大的褶皺構造。斷裂構造主要包括以下斷層。

蘇吉音拜興逆斷層(F1)：從礦區南部穿過，幾乎跨越整個礦區，此為礦區主要斷裂。其整體出露長度為27km，走向為60°，傾向北西，斷層面傾角為42°～45°。

平移斷層(F2)：該斷層為北北西向，從實地觀測為一右行平移斷層，它致使一條含磁鐵礦蛇紋石化角閃輝長巖脈錯位約115m。

構造對鐵礦體無明顯破壞作用。

2.3 巖漿巖

呈巖株產出。巖石呈灰色、灰綠色、少數為灰黑，具中細粒半自形粒狀結構，塊狀構造。礦物成分由斜長石(75%±)、角閃石(24%±)、輝石(<1%)、不透明礦物及少量副礦物組成。不透明礦物主要由鐵礦物等組成，包括鈦鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦等金屬礦物。副礦物類型屬鋯石—磷灰石型。巖石具綠泥石化及綠簾石化現象。由于巖漿分異作用，致使1、2、3號礦體呈脈狀賦存于本巖體內。

出露于礦區東部及西部，呈小巖株產出。巖石呈灰黑色、暗灰綠色，具他形粒狀結構、蝕變交代結構、網狀交代結構、變余的中細粒半自形粒狀結構等，塊狀構造、片麻狀構造。礦物成分由斜長石(27%)、輝石(63%)、角閃石(5%)、不透明礦物組成。不透明礦物主要由鐵礦物等組成，包括磁鐵礦、鈦鐵礦、褐鐵礦、黃鐵礦和磁黃鐵礦等金屬礦物。巖石多具蛇紋石化、綠泥石化及綠簾石化現象。由于巖漿分異作用，致使兩條含磁鐵礦蛇紋石化角閃輝長巖呈脈狀賦存于本巖體內。

出露于礦區南部，呈巖株產出，也可見巖脈呈零星分布于礦區北部。主要為碎裂花崗巖，巖石呈磚紅色、暗紅色，具中細粒結構、細粒花崗結構和壓碎花崗結構，塊狀構造。巖石由鉀長石(微斜長石)(30%～50%)、斜長石(20%～45%)、石英(20%～30%)、云母(主要為白云母)(5%～10%)組成。

2.3.4 脈巖

本區分布有多種脈巖，其中包括石英脈(q)、角閃巖脈(ψο)、輝綠巖脈(βμ)及含磁鐵礦蛇紋石化角閃輝長巖(ν)脈等。

3 礦體地質

斯楞山礦區內共揭露控制超貧磁鐵礦3條，均呈脈狀產出，自北向南依次編號為1號～3號，分布范圍東西600m、南北480m。礦體頂底板圍巖均為閃長巖，賦礦巖石為含磁鐵礦閃長巖，礦體呈近東西向以脈狀產出，傾向1°～8°之間，礦體地表延長為274m～307m之間，寬度2m～9.60m之間。其中2號礦體為本區的主要礦體。

3.1 礦體特征

該礦體位于礦區西北部。賦礦標高1 656m～1 425m，地表出露長度307m。礦體產于閃長巖中，賦礦巖石為含磁鐵礦閃長巖。礦體地表由間距50m的6個探槽控制，控制長度250m。地表礦體真厚度2.35m～4.78m，平均3.73m，厚度變化系數19.29%。品位TFe13.05%～13.93%，平均13.44%，品位變化系數3.65%，mFe8.08%～8.40%，平均8.25%，品位變化系數1.72%；礦體深部由間距100m×105～108m的4個鉆孔控制(其中ZK1303未見本礦體)，控制礦體厚度5.00m～9.43m，平均6.85m，厚度變化系數26.88%；TFe12.94%～14.01%，平均13.60%，品位變化系數5.25%，mFe8.15%～8.43%，平均8.35%，品位變化系數3.43%。

該礦體呈脈狀，地表延長307m，延深為213m；礦體走向91°，傾向北北東(1°)，傾角50°～60°；總體厚度2.35m～9.43m，平均5.81m，厚度變化系數33.57%，礦體形態復雜程度屬較穩定型；礦石品位TFe12.94%～14.01%、mFe8.08%～8.43%，平均品位TFe13.47%、mFe8.29%，變化系數4.72%、mFe2.93%，礦體沿傾向品位變化不明顯，屬均勻型礦體。

3.2 礦石結構構造

按礦物變晶形態，礦石結構包括他形晶粒狀結構、假象粒狀結構。①他形晶粒狀結構：磁鐵礦呈他形粒狀分布于礦石中，磁鐵礦顆粒一般在0.035mm～1.2mm之間。②假象粒狀結構：褐鐵礦呈假象粒狀分布，內部有黃鐵礦殘余。

礦石構造主要有：塊狀構造、浸染狀構造。①塊狀構造：組成礦石的磁鐵礦、長石、角閃石顆粒較均勻分布。是本區的主要礦石構造類型之一。②浸染狀構造：主要礦石礦物磁鐵礦成零星分布于礦石中。

3.3 礦石成分

3.3.1 礦石礦物成分

礦區所見礦石類型均為含磁鐵礦閃長巖。

含磁鐵礦閃長巖：灰色(地表)—灰綠色(深部)，礦石礦物主要為磁鐵礦(10%～15%)，其次為鈦鐵礦(3%～5%)、黃鐵礦(2%～3%)。磁鐵礦：灰白帶棕色，他形粒狀，均質，粒度0.035mm～1.2mm，呈分散狀和聚集體分布，部分與鈦鐵礦連生分布。鈦鐵礦：淺棕色，他形粒狀，非均質，粒度<0.4mm，與磁鐵礦連生分布。黃鐵礦：淺黃白色，他形粒狀，粒度0.025mm～0.25mm，零星分布在脈石中和與磁鐵礦連生分布。脈石礦物有斜長石(56%±)、角閃石(20%±)、輝石(<1%)及少量副礦物。斜長石：半自形板狀，雙晶可見，并且具彎曲變形現象，大小以0.2mm～2mm之間的細粒為主，少數為<0.2mm的微粒。角閃石：柱狀，閃石式解理可見，大小以0.2mm～1mm之間的細粒為主，少數顆粒較大，可達5.5mm左右，并且顆粒中包含有輝石顆粒，其形成晚于輝石。輝石：柱狀，主要由單斜輝石和斜方輝石組成，大小以0.2mm～2mm之間的細粒為主，少數為2mm～3.5mm之間的中粒和<0.2mm的微粒。副礦物：主要由磷灰石、鋯石等組成，大小多在0.25mm以下。

3.3.2 礦石化學成分

礦石中主要有用元素(Fe)分布較為均勻，礦體TFe平均品位13.74%，最高品位16.69%，最低品位12.27%；mFe平均品位8.40%，最高品位9.88%，最低品位8.00%。

根據化學全分析的分析結果，礦體的礦石有害組分S含量在0.18%左右，P含量在0.014%左右，As含量在0.000028%左右，屬于低S、P、As礦石。

3.3.3 礦石類型

礦石工業類型為需選超貧磁鐵鐵礦石。自然類型按組成礦石的主要鐵劃分為磁鐵礦石，按礦石中脈石礦物劃分為閃石型磁鐵礦，按結構構造劃分為塊狀、浸染狀磁鐵礦石。礦石工業類型為需選鐵礦石。

根據礦體地表和深部磁性鐵(mFe)對全鐵(TFe)的占有率及mFe/(TFe-SiFe-SFe-CFe)比值(<85%)，礦石為弱磁性鐵礦石。

3.3.4 礦體圍巖及夾石

礦體圍巖均為閃長巖。礦體均呈脈狀分布于閃長巖中，礦體與圍巖產狀基本一致，界線較清晰，風化裂隙帶以下，頂底板圍巖堅硬程度較強。

礦體中夾石層多為閃長巖，形態為透鏡狀、細脈狀，一般厚度0.2m～0.7m，均小于夾石剔除厚度(2.00m)，沿裂隙節理分布。礦體圍巖中鐵含量：TFe7.56%～15.51%，平均7.80%，mFe0.56%～5.17%，平均2.18%。

4 礦床成礦機理及找礦標志

4.1 礦床成礦機理

斯楞山礦區超貧磁鐵礦成因類型為屬巖漿分異型磁鐵礦床，產于閃長巖巖株中，巖體全巖含鐵，礦石與脈石界限不清，依據化驗結果劃定礦體邊界。礦床形成是從巖漿分異開始，到各巖相和礦體形成為止的一個成巖、成礦復雜演化過程。成分較為均勻的中性巖漿巖侵入于構造裂隙帶，由于冷卻作用和壓力以及巖漿中的CO2、H2O、S揮發組分作用，導致較均勻的巖漿發生了分異。閃長巖巖漿上升過程中鐵鎂質巖漿開始析出，形成巖漿晚期結晶分異低品位鐵礦床，即閃長巖巖體。閃長巖巖體即為區內成礦母巖。

4.2 找礦標志

直接找礦標志：礦體露頭可作為直接找礦標志，可用磁鐵直接吸附驗證是否含礦。 間接找礦標志：對隱伏礦體可根據航磁異常、地面磁異常進行找礦。