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        新疆青河縣阿拉托別石墨礦地質(zhì)特征及礦床成因

        2021-01-04 03:57:02謝名永
        中國金屬通報(bào) 2020年11期
        關(guān)鍵詞:巖性品位礦床

        謝名永,舒 林,高 科

        (新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局地球物理化學(xué)探礦大隊(duì),新疆 昌吉 831100)

        1 區(qū)域地質(zhì)特征

        普查區(qū)隸屬于天山興蒙造山系(Ⅰ),準(zhǔn)噶爾弧盆系(I-3),北準(zhǔn)噶爾晚古生代溝弧帶(I-3-1),薩吾爾-二臺(tái)晚古生代島弧帶(Ⅰ-3-11)。區(qū)域上以查爾斯克-喬夏哈拉結(jié)合帶為界,北東部為哈巴河晚古生代弧前盆地(Ⅰ-1-23),南部與之相鄰的構(gòu)造單元為洪古勒楞-阿爾曼太溝弧帶(Ⅰ-3-12)。普查區(qū)東側(cè)緊鄰卡拉先格爾-二臺(tái)斷裂(圖1)。薩吾爾-二臺(tái)晚古生代島弧帶(Ⅰ-3-11):北以瑪因鄂博大斷裂為界,南以曼別特大斷裂為界或被晚石炭世侵入巖侵蝕,總體呈北西向展布。出露下石炭統(tǒng)姜巴斯套組一套濱海相火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖及中基性火山熔巖建造。該盆地在其匯聚、閉合成陸后,晚石炭世巖漿侵入活動(dòng)較為強(qiáng)烈,發(fā)育形成瑪因鄂博構(gòu)造-巖漿巖帶、蒙其克構(gòu)造-巖漿巖亞帶的晚石炭世侵入巖序列。從早期到晚期,從中性→中酸性→酸性→堿性巖石演化,且具鉀質(zhì)向鈉質(zhì)演化特點(diǎn),反映出一種與板塊消減作用有關(guān)的、板塊碰撞前及造山晚期階段和非造山期形成的I型花崗巖特點(diǎn)。構(gòu)造變形以淺層次的脆性域變形為主,形成直立褶皺、斜歪褶皺和倒轉(zhuǎn)褶皺及脆性斷裂,變質(zhì)作用主要以區(qū)域埋深變質(zhì)作用為主,形成低綠片巖相淺變質(zhì)。該單元內(nèi)分布有與巖漿-火山熱液有關(guān)的石英脈型-蝕變巖型及與韌-脆性斷裂有關(guān)的破碎蝕變巖型-石英脈型金、銅礦產(chǎn)[1]。

        (1)地層。普查區(qū)一帶的區(qū)域地層區(qū)劃(按新疆區(qū)域地層表)屬于天山興蒙地層大區(qū),北疆地層區(qū),北準(zhǔn)噶爾地層分區(qū),福海地層小區(qū)。區(qū)域出露地層主要為震旦系、泥盆系、石炭系和第四系。由于區(qū)域地層的沉積環(huán)境、巖石組合及后期變質(zhì)及成礦作用等方面的差異,以致其在區(qū)域中呈現(xiàn)的含礦性也不同。震旦系庫衛(wèi)群位于卡拉先格爾一、三工區(qū)外東北部(面積較?。瑸橐惶诇\海相復(fù)理石建造,其原巖主要為砂巖和頁巖夾少量火山巖和碳酸鹽巖透鏡體,由于長(zhǎng)期動(dòng)熱變質(zhì)作用,形成一套以片巖和變粒巖為主的變質(zhì)巖,變質(zhì)程度較高,形成黑云斜長(zhǎng)片麻巖、花崗片麻巖。泥盆系下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組分布于卡拉先格爾一、三工區(qū)外圍北部,沿瑪因鄂博斷裂北側(cè)呈北西向帶狀展布,該組下部以沉積巖為主,上部以火山熔巖及凝灰?guī)r為主,巖性為灰綠色片巖、石英長(zhǎng)石砂巖、粉砂巖、酸性凝灰?guī)r、碳酸鹽巖等。下泥盆統(tǒng)托讓格庫都克組巖性為灰綠色安山巖、凝灰?guī)r、凝灰砂巖、凝灰角礫巖、鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖夾生物灰?guī)r。中泥盆統(tǒng)蘊(yùn)都卡拉組巖性是一套綠色、淺灰綠色的砂巖、粉砂巖、泥巖,間有礫巖與凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖、角礫巖的沉積,其中有較少的中性、中酸性、酸性火山巖及其噴發(fā)沉積巖。石炭系姜巴斯套組、全新統(tǒng)。

        圖1 大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D

        (2)構(gòu)造。區(qū)域構(gòu)造類型主要由斷裂、褶皺及韌性剪切帶組成。從形成特點(diǎn)、影響區(qū)域、產(chǎn)出規(guī)模及其控巖、控礦特征等看,以斷裂為主,褶皺次之,但在深大斷裂兩側(cè)小褶皺及細(xì)小揉皺較為發(fā)育,區(qū)域上最顯著的構(gòu)造是北西向斜切的瑪因鄂博大型壓扭性斷裂(F1),該斷裂為阿爾泰與準(zhǔn)噶爾兩大構(gòu)造單元的分割性斷裂,走向300°~310°,向北東陡傾,由于強(qiáng)烈的擠壓作用,在斷裂的北東側(cè)4km范圍內(nèi)巖石均具強(qiáng)烈破碎現(xiàn)象,斷裂面附近常見角礫巖和糜棱巖等。該斷裂為具推覆性質(zhì)的逆掩斷層。卡拉先格爾—接勒的卡拉他烏斷裂(F3)該斷裂為該區(qū)域內(nèi)一較大的斷層。北西向展布,兩端皆延入鄰幅,總體走呈向南凸的弧形。阿拉托別石墨礦位于卡拉先格爾(卡依爾特)—二臺(tái)活動(dòng)斷裂的南部,礦帶的整體走向與該斷裂帶走向基本一致,嚴(yán)格受斷裂控制。

        (3)侵入巖。阿拉托別一帶巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,侵入巖較為發(fā)育。巖石類型從基性至酸性均有分布,但以酸性巖為主。以瑪因鄂博深大斷裂為界,南北兩側(cè)出露的侵入巖存在明顯的差異。北東側(cè)以早二疊世殼源花崗巖類為主,巖體為規(guī)模較大的巖基,大多具片麻狀構(gòu)造特征;南西側(cè)包括晚石炭世殼源、混源花崗巖類和早二疊世混源花崗巖類(哈旦孫巖體),巖體規(guī)模較小,多呈不規(guī)則巖株、巖枝或脈狀,受斷裂構(gòu)造控制特征明顯。

        2 礦區(qū)地質(zhì)

        (1)地層。礦區(qū)位于第四系覆蓋區(qū),覆蓋層厚5m~30m不等,依據(jù)礦區(qū)鉆孔資料,深部主要巖性為砂巖、粉砂巖、炭質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r、炭質(zhì)凝灰?guī)r、炭質(zhì)泥巖、炭質(zhì)頁巖等一套正常沉積巖,將鉆孔內(nèi)巖芯組合與區(qū)域地層對(duì)比,同時(shí)結(jié)合區(qū)域地層的延伸認(rèn)為,該套地層應(yīng)屬下泥盆統(tǒng)托讓格庫都克組。礦區(qū)深部侵入巖見閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖等中酸性侵入體。根據(jù)礦區(qū)物探資料推測(cè),深部存在北北西向延伸的隱伏斷裂。

        (2)構(gòu)造。據(jù)物探資料推斷阿拉托別石墨礦區(qū)NW-SE向斷層一條F1,其東北部為隱伏的閃長(zhǎng)巖體,東南部為安山玢巖及花崗巖脈;西部為砂巖、蝕變破碎巖石。NWW-SEE向斷層一條F2,斷層北部為閃長(zhǎng)巖,南部為安山玢巖。

        (3)侵入巖。阿拉托別石墨礦區(qū)隱伏的侵入巖為早石炭世第一侵入期次閃長(zhǎng)巖,其東部出露為早石炭世第二侵入期次花崗巖脈。

        (4)礦化蝕變特征。依據(jù)激電面積測(cè)量成果及鉆孔巖芯巖性特征,礦體為晶質(zhì)(板狀、粒狀、鱗片狀)石墨礦。圍巖蝕變巖性主要為褐鐵礦化砂巖、砂巖、炭質(zhì)砂巖、炭質(zhì)凝灰?guī)r、石墨化凝灰?guī)r(含隱晶質(zhì)石墨)及絹云母化、綠泥石化、高嶺土化等蝕變特征[2]。

        3 礦床地質(zhì)特征

        3.1 礦體特征

        阿拉托別石墨礦區(qū)實(shí)施勘探線6條,11至3勘探線間距為400m;3至0至4勘探線間距為200m;4至12至20勘探線間距為400m。圈定隱伏晶質(zhì)石墨礦體16條。

        L1-1礦體:為工業(yè)品位石墨礦體,由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制,控制走向長(zhǎng)450m,最大垂深85米,礦體單工程固定C品位3.43%~23.51%,固定C平均品位8.24%,單工程厚度2.74m~5.30m,平均厚度3.01米。賦礦巖石主要為片理化砂巖,礦層的頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖,礦體北西向有延伸,呈層狀沿150°~330°方向展布,南傾,傾角在60°~70°。厚度變化系數(shù)77.74%,品位變化系數(shù)71.78%。厚度變化不穩(wěn)定、礦石質(zhì)量不穩(wěn)定。

        L1-2礦體:為工業(yè)品位石墨礦體,由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制,控制走向長(zhǎng)450m,最大垂深107米,礦體單工程固定C品位4.80%~9.01%,固定C平均品位6.75%,單工程厚度1.15m~2.65m,平均厚度1.93m。賦礦巖石主要為片理化砂巖,礦層的頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖,礦體南東向有延伸,呈層狀沿150°~330°方向展布。南傾,傾角在60°~70°。厚度變化系數(shù)38.57%,品位變化系數(shù)38.91%。厚度變化穩(wěn)定、礦石質(zhì)量穩(wěn)定。

        L1-3礦體:為工業(yè)品位石墨礦體,由ZK001鉆孔工程控制,控制走向長(zhǎng)100m,最大垂深131m,固定C品位4.71%,厚度2.50m。賦礦巖石主要為片理化砂巖,礦層的頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖,呈透鏡狀沿150°~330°方向展布,南傾,傾角在60°~70°。

        L1-5礦體:為工業(yè)品位石墨礦體,由ZK301、ZK001、ZK401鉆孔工程控制,控制走向長(zhǎng)500m,最大垂深158m,礦體單工程固定C品位3.16%~3.79%,固定C平均品位3.61%,單工程厚度2.35m~8.90m,平均厚度4.55m。賦礦巖石主要為片理化砂巖,礦層的頂?shù)装鍘r性主要為粉砂巖,礦體走向有延伸,呈層狀沿150°~330°方向展布,南傾,傾角在60°~70°。厚度變化系數(shù)82.80%,品位變化系數(shù)9.29%。厚度變化不穩(wěn)定、礦石質(zhì)量穩(wěn)定。

        3.2 礦石質(zhì)量

        (1)礦石成分。石墨礦物質(zhì)成分主要為固定碳、少量的硫、三氧化二鋁、二氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、石墨灰份、石墨水份、石墨揮發(fā)份。固定碳含量高則石墨灰份含量相對(duì)降低,反之則高。

        (2)礦石結(jié)構(gòu)、構(gòu)造。礦石結(jié)構(gòu)有半自形板狀結(jié)構(gòu)、板狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)、他形板狀結(jié)構(gòu)、他形-半自形板狀結(jié)構(gòu)、微鱗片狀結(jié)構(gòu)、碎裂狀結(jié)構(gòu)、微板、板狀結(jié)構(gòu)、微板-短板狀結(jié)構(gòu)。礦石構(gòu)造有:定向構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、定向塊狀構(gòu)造、定向中等浸染狀構(gòu)造、定向稀疏浸染狀構(gòu)造、定向星點(diǎn)浸染狀構(gòu)造、串珠定向星散浸染狀構(gòu)造、皺曲定向中等浸染狀構(gòu)造、紋線條帶狀構(gòu)造、條帶浸染狀構(gòu)造、定向稠密浸染狀構(gòu)造。

        4 圍巖蝕變

        礦體圍巖主要為砂巖、粉砂巖、變砂巖、凝灰質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r等,其次為安山巖、安山玢巖、閃長(zhǎng)巖等。

        5 礦床成因及找礦標(biāo)志

        阿拉托別石墨礦區(qū)位于第四系覆蓋區(qū)內(nèi),鉆孔中可以看出礦體受沉積變質(zhì)作用控制,礦體有一定的層位,產(chǎn)狀多與圍巖產(chǎn)狀一致,呈層狀,似層狀及透鏡狀為主,局部可以看出礦體受斷層破壞使礦體的形態(tài)復(fù)雜,根據(jù)目前有限的資料成果分析認(rèn)為,該石墨礦床為區(qū)域變質(zhì)型石墨礦床。

        由于該石墨礦床位于第四系覆蓋區(qū)內(nèi),屬于隱伏石墨礦床,通過開展激電工作來尋找石墨礦體是較為有效的方法,因此,高極化、甚低阻是該區(qū)尋找石墨礦床的最直接的找礦標(biāo)志[3,4]。

        6 找礦遠(yuǎn)景分析

        普查區(qū)一帶隸屬古亞洲成礦域、準(zhǔn)噶爾成礦省、北準(zhǔn)噶爾Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-膨潤(rùn)土-沸石-螢石-煤成礦帶、薩吾爾-二臺(tái)Cu-Ni-Mo-Au-Fe-REE-煤-膨潤(rùn)土-沸石-螢石礦帶之中。普查區(qū)一帶以發(fā)育鈣堿性玄武巖-安山巖-流紋巖為特點(diǎn),區(qū)內(nèi)主要產(chǎn)出鐵、鉻、銅、金等礦產(chǎn)及少量鈷、鉛鋅、石灰石、螢石等礦產(chǎn)。區(qū)內(nèi)已知分布的礦床、礦(化)點(diǎn)眾多,在玉勒肯哈臘蘇-薩勒闊臘斯一帶主要分布有哈臘蘇銅礦、玉勒肯哈臘蘇銅礦、卡拉先格爾銅礦、老山口銅金礦等眾多的斑巖型銅礦床和銅礦點(diǎn);在托庫托拜一帶主要有托斯巴斯套、加馬特等金、銅、鐵礦床(點(diǎn))。從區(qū)域礦產(chǎn)分布特征看,各類礦床總體受構(gòu)造控制,具有成群成帶分布特征。工作區(qū)北側(cè)分布阿拉托別隱伏石墨礦床,與工作區(qū)處于同一成礦帶中,具有相同地質(zhì)背景,是尋找沉積變質(zhì)型石墨礦的有利地段。根據(jù)已施工的鉆孔成果及圈定激電異常進(jìn)行對(duì)比,推測(cè)該石墨礦帶與已圈定激電異常的規(guī)?;疽恢?,初步認(rèn)為該區(qū)進(jìn)一步尋找大型石墨礦產(chǎn)的潛力較大。

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