李宇飛

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 區(qū)域地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要為中太古界烏拉山（巖）群（Ar2wl）及新生界第四系。太古界烏拉山（巖）群全區(qū)廣泛分布，構(gòu)成了烏拉山主體；新生界第四系在二級(jí)盆地及現(xiàn)代河床零星分布。

1.2 區(qū)域構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造強(qiáng)烈。構(gòu)造線總體方向近東西向，以烏拉山復(fù)式背斜為主體構(gòu)造形式。花崗巖的侵入破壞了背斜的完整形態(tài)。本區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，后期斷裂疊加在前期斷裂之上，使斷裂識(shí)別較困難。在礦區(qū)西南部可見較明顯的斷裂構(gòu)造，出露長(zhǎng)度3000m左右，時(shí)代較新，可能為中生代以后斷層，具平推、逆沖性質(zhì)。

1.3 區(qū)域巖漿巖

區(qū)域巖漿活動(dòng)頻繁，各時(shí)代巖漿巖均有出露，侵入期次主要有中太古代片麻狀石英閃長(zhǎng)巖（Ar2δo）侵入Ar2wl、中太古代片麻狀黑云母二長(zhǎng)花崗巖（Ar2γ）以脈狀侵入Ar2wl、石炭紀(jì)細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖（Cδo）以巖枝形式產(chǎn)出、石炭紀(jì)中?；◢忛W長(zhǎng)巖（Cγδ）呈小侵入體侵入Cδo、二疊紀(jì)中粒黑云母花崗巖（Pγ）以巖基、巖珠形式侵入Ar2wl，巖性從基性-中性-酸性均有分布，但以酸性侵入巖為主。

脈巖：脈巖較發(fā)育，種類較多，主要有石英斑巖脈（λπ）、鉀長(zhǎng)花崗巖脈（Kγ）、偉晶巖脈（?）、閃長(zhǎng)玢巖脈（δμ）、輝綠巖脈（βμ）、花崗斑巖脈（γπ）、閃長(zhǎng)巖脈（δ）、角閃巖脈（φ0）。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)位于近東西向區(qū)域性構(gòu)造—烏拉山復(fù)背斜南翼，中太古界烏拉山（巖）群片麻巖系厚度巨大，巖漿活動(dòng)較為強(qiáng)烈。

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)主要出露地層為中太古界烏拉山（巖）群斜長(zhǎng)片麻巖組（Ar2wl3），巖性以黑云母斜長(zhǎng)片麻巖為主，及黑云母角閃斜長(zhǎng)片麻巖夾磁鐵石英巖，局部見花崗片麻巖，另有零星分布的第四系殘坡積、沖洪積層。黑云母斜長(zhǎng)片麻巖（Pmxh）：總體走向北西、南東向，總體傾向南西，傾角45°～85°，局部直立。巖石呈灰白-灰-黑灰色，鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。巖石主要由黑云母（15%）、角閃石（13%）、斜長(zhǎng)石（45%）、鉀長(zhǎng)石（5%）、石英（20%）組成，少量綠簾石、磷灰石、鋯石、磁鐵礦。

黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖（Pmjxh），總體走向北西、南東向，總體傾向南西，傾角45°～83°，灰綠色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片麻狀構(gòu)造。礦物成份主要為斜長(zhǎng)石，角閃石，石英，次為黑云母及少量不透明礦物。局部混合巖化現(xiàn)象較強(qiáng)。

磁鐵石英巖：呈層狀、似層狀?yuàn)A層分布于黑云母斜長(zhǎng)片麻巖中，產(chǎn)狀與片麻巖一致，巖（礦）石呈黑灰色，半自形—它形粒狀結(jié)構(gòu)，條紋狀浸染構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造。礦石礦物主要為磁鐵礦，少量褐鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦，脈石礦物主要為石英，次為黑云母、角閃石。磁鐵礦主要與暗色礦物黑云母、角閃石一起集中定向分布，與淺色礦物石英相間分布形成條帶狀構(gòu)造。

花崗片麻巖（Pmr）：主要分布于礦區(qū)南部，地層總體走向近東西，厚度大于200m。傾向南西，傾角53°～80°，巖石呈灰白色，粒狀鱗片變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀、片麻狀構(gòu)造。礦物成分主要為石英（48%）、斜長(zhǎng)石（32%）、鉀長(zhǎng)石（16%）、其次為黑云母（4%）、角閃石，微量磷灰石、鋯石、磁鐵礦、黃鐵礦。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)位于區(qū)域性構(gòu)造—烏拉山復(fù)背斜北側(cè)，總體為一單斜構(gòu)造，走向近東西向。褶皺、斷裂構(gòu)造不明顯，節(jié)理裂隙較發(fā)育。

2.3 礦區(qū)巖漿巖

礦區(qū)位于大樺背黑云母花崗巖巖體（Pγ）北部邊側(cè)，巖石呈淺肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)具花崗結(jié)構(gòu)；斑晶主要由微斜長(zhǎng)石及石英組成；基質(zhì)由微斜長(zhǎng)石、奧長(zhǎng)石、石英、黑云母及少量磁鐵礦組成。礦區(qū)出露脈巖主要有花崗巖脈（γ）、角閃巖脈（Ф）、閃長(zhǎng)巖脈（δ）。

2.4 礦區(qū)變質(zhì)巖與變質(zhì)作用

礦區(qū)變質(zhì)巖分布廣泛，以太古界區(qū)域變質(zhì)作用形成的淺色片麻巖為主，變質(zhì)巖主要礦物組合為石英—白云母—黑云母—斜長(zhǎng)石，石英—黑云母—微斜長(zhǎng)石—中長(zhǎng)石—石榴石，屬鐵鋁榴石角閃巖相。

2.5 礦區(qū)地球物理特征

中太古界烏拉山群第三巖段黑云角閃斜長(zhǎng)片麻巖是磁測(cè)區(qū)出露的主要地層，占據(jù)了查證區(qū)80%以上的面積，經(jīng)磁測(cè)統(tǒng)計(jì)得到：礦體中磁鐵石英巖型鐵礦石磁化率（K）平均值18650×10-6CGSM～19710×10-6CGSM、剩余磁化強(qiáng)度Jr值7650×10-6CGSM～8760×10-6CGSM；礦體圍巖斜長(zhǎng)片麻巖的磁化率K平均值為770或微弱磁性、剩余磁化強(qiáng)度Jr平均值為230。由此可見，鐵礦石與非鐵礦石的磁化率K值與剩余磁化強(qiáng)度Jr值存在幾何數(shù)值的差別，二者磁性特征具有明顯不同，為本區(qū)開展高精度磁法測(cè)量奠定了一定的基礎(chǔ)。因此，本區(qū)開展高精度磁測(cè)具有一定的物理前提和條件。

2.6 磁異常特征

2006年內(nèi)蒙古自治區(qū)第一地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院在內(nèi)蒙古烏拉特前旗沙德蓋—巴勒代溝一帶進(jìn)行1：1萬高精度磁法測(cè)量工作，其中梅力更溝測(cè)區(qū)包括本區(qū)石門溝礦段，磁異常特征如下：

梅力更測(cè)區(qū)面積14km2，1/20萬地質(zhì)圖上可見測(cè)區(qū)北部被第四系覆蓋，測(cè)區(qū)南部出露太古界烏拉山群地層，測(cè)區(qū)位于航磁CD異常帶和CE異常的邊部交匯部位，CE-2號(hào)航磁異常分布在礦區(qū)內(nèi)。據(jù)1/5000ΔT等值線平面圖可見，梅力更異常區(qū)ΔT-221nT的負(fù)異常和ΔT0nT～279nT的正異常成片大面積分布，以500nT為異常下限，可編出C1、C2、C3—C12計(jì)12個(gè)異常，異常強(qiáng)度一般700nT～1000nT。測(cè)區(qū)東北部分布有北西向展布的負(fù)異常片區(qū)，西南部亦有北西或近東西展布負(fù)異常片區(qū)，異常區(qū)內(nèi)分布有近南北向的串珠狀負(fù)異常帶，縱貫異常區(qū)，ΔT約-221nT左右。

據(jù)1/20萬地質(zhì)資料、C1—C12號(hào)磁異常特征，巖礦石磁參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，推斷C1—C12號(hào)異常為含磁鐵礦8%—15%的太古界烏拉山群片麻巖類、混合巖類、磁鐵石英巖和輝長(zhǎng)巖等引起，也可以說是超貧鐵礦引起。其中C1號(hào)異常面積大，中等強(qiáng)度，ΔT779nT～1279nT，為片麻巖類引起，C2號(hào)異常強(qiáng)度較大，為磁鐵石英巖或小型鐵礦引起。本區(qū)磁異常大多呈點(diǎn)狀、扁豆?fàn)钫共?，其東側(cè)未封閉的C12號(hào)異常呈東西窄條帶展布。總的來看，礦區(qū)異常峰值部位范圍很小，均值最高處3000nT左右，均為磁性體局部富集引起，其工業(yè)價(jià)值不大。C2、C7、C10三個(gè)異常相對(duì)其它異常其規(guī)模較大一些，場(chǎng)值較強(qiáng)，可供小型開采。在C10號(hào)異常處布設(shè)一條精測(cè)剖面，計(jì)算磁性體頂端埋深約44m，厚度約20m，長(zhǎng)度50m～80m，向南傾。

3 礦床地質(zhì)

黃土窯礦區(qū)超貧磁鐵礦床成因?qū)俪练e變質(zhì)型鐵礦床，超貧磁鐵礦體賦存于中太古界烏拉山（巖）群斜長(zhǎng)片麻巖組（Ar2wl3）中，礦體產(chǎn)狀與圍巖基本一致。以石門溝礦段一區(qū)1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)礦體和沙德蓋礦段四區(qū)25號(hào)、26號(hào)礦體為例敘述如下。

3.1 石門溝礦段一區(qū)1號(hào)礦體

礦體位于一區(qū)西北部，呈透鏡狀產(chǎn)出，走向北西-南東、傾向235°，傾角67°。礦體地表由一個(gè)采坑控制，控制礦體厚度1.94m，品位TFe30.01%，mFe18.47%。礦體深部由兩個(gè)鉆孔控制，控制最大延深42m，控制礦體厚度1.13m～1.48m，平均厚度1.31m，品位TFe26.80%～30.50%，mFe14.70%～22.30%，平均品位TFe28.42%，mFe18.02%。礦體厚度1.13m～1.94m，平均厚度1.54m，厚度變化系數(shù)29.28%，變化屬簡(jiǎn)單。礦體品位TFe26.80%～30.50%、mFe14.70%～22.30%，礦體平均品位TFe28.96%、mFe18.05%。品位變化系數(shù)TF8.65%、mFe22.27%，屬均勻型。

3.2 石門溝礦段一區(qū)2號(hào)礦體

礦體位于一區(qū)中部，呈透境狀產(chǎn)出，走向164°，傾向254°，傾角70°。礦體地表由探槽控制，控制礦體厚1.97m，品位TFe27.00%，mFe17.33%。礦體內(nèi)無可剔除夾石。

3.3 石門溝礦段一區(qū)3號(hào)礦體

礦體位于一區(qū)南部，呈透境狀產(chǎn)出，走向155°，傾向245°，傾角66°。礦體地表由采坑控制，控制礦體厚1.08m，品位TFe33.15%，mFe25.77%。礦體內(nèi)無可剔除夾石。

3.4 沙德蓋礦段四區(qū)25號(hào)礦體

礦體位于四區(qū)中部，呈層狀似層狀產(chǎn)出，總體走向124°局部近東西向，傾向214°傾角81°～89°。礦體地表由六個(gè)工程控制礦體走向長(zhǎng)346m，控制礦體厚1.98m～6.89m，平均3.43m，品位TFe11.58%～41.15%，mFe6.82%～38.03%，平均TFe27.59%，mFe23.00%。礦體深部由三個(gè)鉆孔控制，控制礦體最大延深為80m，其中二個(gè)鉆孔控制礦體延深分別為80m、42m，控制礦體厚0.45m～1.45m，品位TFe14.00%～21.60%，mFe10.65%～17.90%，平均TFe18.00%，mFe13.91%。由地表向深部礦體厚度變薄，全鐵、磁性鐵品位地表均高于深部。礦體厚度1.00m～6.89m，平均厚度2.89m，厚度變化系數(shù)（Vm）為67.38%，變化屬中等。礦體品位TFe17.29%～33.19%、平均TFe24.34%，mFe13.08%～28.76%，平均mFe19.65%。品位變化系數(shù)（Vc）TFe37.80%、mFe45.97%，屬均勻型。礦體無可剔除夾石。

3.5 沙德蓋礦段四區(qū)26號(hào)礦體

礦體位于四區(qū)中部，在25號(hào)礦體上盤，兩者近于平行相距2m～3m。礦體呈透境狀產(chǎn)出，走向125°，傾向215°，傾角80°。礦體地表由一個(gè)探槽控制，控制礦體厚5.93m，品位TFe16.00%～24.30%，mFe11.35%～12.57%，平均TFe19.43%，mFe12.12%。礦體深部由一個(gè)鉆孔控制延深56m，控制礦體厚1.46m，品 位Fe14.00%～20.25%，mFe10.15%～15.10%，平均TFe17.27%，mFe12.74%。礦體厚度1.46m～5.93m，平均厚度3.70m。礦體品位TFe17.27%～19.43%、平均TFe19.00%，mFe12.12%～12.74%、平均mFe12.24%。礦體內(nèi)無可剔除夾石。

4 礦石特征

4.1 礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石以它形-半自形粒狀變晶、柱狀變晶結(jié)構(gòu)為主。鐵礦物主要呈短柱狀、條帶狀集合體與脈石礦物呈條帶相間分布，條帶狀構(gòu)造為該礦石的主要構(gòu)造。

4.2 礦石的礦物成分

（1）礦物成分。礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦（20%～30%）、少量褐鐵礦、磁黃鐵礦（＜0.1%）；非金屬礦物主要為斜長(zhǎng)石（2%～55%）、角閃石（5%～50%），少量黑云母（占2%～25%），石榴石及其它礦物。

（2）主要金屬礦物特征。①磁鐵礦：多呈半自形-它形粒狀、不規(guī)則集合體，粒徑0.7mm～0.03mm，沿一定方向略呈定向分布，構(gòu)成條紋。與石英等脈石礦物呈條帶相間分布，部分細(xì)粒磁鐵礦呈零星狀包裹于石英等脈石礦物中。磁鐵礦條帶寬0.3mm～2.0mm，礦物自然嵌布粒度多數(shù)居于0.1mm～0.3mm，部分磁鐵礦邊緣或整體常見到格狀赤鐵礦片晶。②褐鐵礦：褐鐵礦呈半自形假象粒狀，與磁鐵礦連生。③磁黃鐵礦：呈渾圓粒狀、粒狀，零星分布于脈石中，多為交代磁鐵礦形成。

（3）主要脈石礦物特征。①斜長(zhǎng)石：主要脈石礦物，以粒徑相對(duì)粗大的柱狀變晶集合體形式產(chǎn)出，粒徑一般在0.1mm～0.3mm之間。②角閃石：主要脈石礦物之一，多以粒狀變晶集合體形式產(chǎn)出，粒徑一般為0.1mm～0.3mm。③石英：為主要脈石礦物，多以它形粒狀晶呈條帶狀產(chǎn)出，并與鐵礦物條帶相間分布。石英條帶寬窄不一，多在1mm～3mm之間，石英礦物粒徑一般在0.1mm～0.5mm之間。④黑云母：常以片狀晶呈零星狀分布于鐵礦物條帶中，粒徑0.1mm～0.3mm，局部出現(xiàn)富集。⑤石榴石：多以自形晶呈零星狀分布，礦物粒徑0.2mm～0.3mm。

4.3 礦石的化學(xué)成分

（1）礦石中主要有用組分。礦石中主要有用元素（Fe）分布較為均勻，全區(qū)TFe平均品位29.30%，mFe平均品位18.64%。通過物相分析結(jié)果得出，鐵的物相以磁鐵礦為主，主要有用礦物為磁鐵礦，礦石中赤（褐）鐵礦含量少，說明礦體基本上未被風(fēng)氧化。

（2）礦石有害及有益組分。根據(jù)組合分析結(jié)果，礦石中有害組分S含量在0.37%～0.53%之間，平均0.48%，P含量在0.043%～0.178%之間，平均0.12%，SiO2含量在42.8%～44.82%之間，平均43.76%，SiO2和S含量超過了煉鐵用鐵礦石有害物質(zhì)工業(yè)指標(biāo)。考慮到該超貧磁鐵礦石品位低，屬需選礦的鐵礦石，礦體采用mFe圈定，磁法選礦時(shí)磁鐵礦石中硅酸鐵、硫化鐵、碳酸鐵含量將會(huì)降低，自然SiO2、S、P等有害元素就會(huì)降下來。主要有害雜質(zhì)含量較低，符合規(guī)范要求，伴生有益組分含量，無綜合利用價(jià)值。

4.4 礦石類型和品級(jí)

礦石類型：（1）礦石自然類型。超貧磁鐵礦體基本為露頭礦體，地表未見氧化礦石。依據(jù)巖礦鑒定及礦石鐵物相分析結(jié)果，礦石中金屬礦物主要是磁鐵礦；脈石礦物主要是斜長(zhǎng)石、角閃石。礦石自然類型可以進(jìn)一步劃分為以下幾種：按照主要鐵礦物劃分為磁鐵礦石；按照脈石礦物劃分：斜長(zhǎng)石-角閃石型磁鐵礦石，石英型磁鐵礦礦石；按照結(jié)構(gòu)構(gòu)造可劃分為浸染狀、條紋狀-條帶狀磁鐵礦石。

（2）礦石工業(yè)類型。該區(qū)礦石TTe平均品位多在25%～30%之間，礦石工業(yè)類型主要為需選超貧磁鐵礦石。根據(jù)基本分析及礦石鐵物相分析結(jié)果，全區(qū)磁性鐵（mFe19.09%）對(duì)全鐵（TFe28.76%）的占有率劃分，mFe/Tfe＝66.38≤85%為弱磁性鐵礦石。

5 礦體圍巖和夾石

5.1 圍巖特征

礦區(qū)出露地層為烏拉山（巖）群斜長(zhǎng)片麻巖組，發(fā)育花崗巖、閃長(zhǎng)巖及細(xì)晶巖脈等侵入巖。礦體頂、底板巖性以灰色黑云斜長(zhǎng)片麻巖和黑云斜長(zhǎng)角閃片麻巖為主，局部地段出現(xiàn)構(gòu)造破碎蝕變巖、花崗片麻巖、花崗巖、鉀長(zhǎng)花崗巖等。由于每個(gè)礦體所處位置及礦化蝕變的強(qiáng)度和規(guī)模不一樣，導(dǎo)致礦體頂?shù)装鍘r石中TFe和mFe品位有很大差別，頂板TFe含量最大值29.50%、最小值1.55%、平均值9.19%；底板TFe含量最大值27.30%、最小值1.55%、平均值9.38%；頂板mFe含量最大值21.85%，最小值0.05%、平均值2.54%；底板mTFe含量最大值10.50%，最小值0.15%、平均值2.44%?？梢钥闯鲰敗⒌装宓牟钪挡⒉淮?，圍巖中TFe、mFe含量均較低，礦體與圍巖界限清晰。

5.2 夾石特征

根據(jù)工業(yè)指標(biāo)規(guī)定，夾石剔除厚度為1.0m，在圈定礦體時(shí)，凡mFe含量小于10%、厚度≥1.0m者，均作為夾石予以剔除。巖性為黑云斜長(zhǎng)片麻巖，產(chǎn)狀與礦體產(chǎn)狀一致，規(guī)模較小。夾石樣品中TFe含量為10.50%～15.20%，平均品位12.81%；mFe品位為0.20%～8.50%，平均品位為3.50%。夾石中mFe含量較低。

6 礦床成因及找礦標(biāo)志

6.1 礦床成因類型

黃土窯礦區(qū)超貧磁鐵礦體均產(chǎn)于中太古界烏拉山（巖）群斜長(zhǎng)片麻巖組中，嚴(yán)格受巖性控制，局部地段該套巖性全部為礦體。條帶狀磁鐵石英巖長(zhǎng)度一般幾十米到幾百米，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，與圍巖為整合接觸。其礦石主要由交替出現(xiàn)的暗灰色磁鐵礦和白色石英條帶組成，具條紋狀～條帶狀構(gòu)造，反映了晚太古代海底火山噴氣沉積成因的特點(diǎn)。條帶狀磁鐵石英巖在局部地段的多層產(chǎn)出以及與圍巖互層產(chǎn)出的特征表明，火山作用與沉積作用是同期發(fā)生的，礦床中大量的鐵是由海底玄武質(zhì)的火山活動(dòng)提供的，也就是說礦床沉積期由海底火山活動(dòng)及沉積作用形成了原始的含鐵硅質(zhì)沉積或礦床，后期的變質(zhì)作用又對(duì)其進(jìn)行了改造。變質(zhì)作用對(duì)礦體具有一定的礦化富集作用，而且使礦石礦物成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生不同程度的變化，從而提高了經(jīng)濟(jì)價(jià)值。變質(zhì)作用對(duì)礦床的改造有以下兩種情況：其一，含鐵硅質(zhì)沉積（或礦床）受熱流變質(zhì)作用，原來沉積礦床中的氫氧化鐵，經(jīng)脫水和重結(jié)晶作用變?yōu)榇盆F礦，硅質(zhì)礦物則重結(jié)晶成石英，形成條帶狀磁鐵石英巖，在這一改造中，礦石粒度增大，有利于選礦的磁鐵礦的出現(xiàn)，提高了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。其二，巖石脫水，并形成變質(zhì)熱液，由于自身的含鐵硅酸鹽分解，變質(zhì)熱液富集了Mg、Fe、Ca、CO2等活動(dòng)組分，變質(zhì)熱液進(jìn)入構(gòu)造有利部位，隨后將成礦組分析出，由于作用初期供氧不足，故有利于鎂鐵角閃石發(fā)育，隨著氧的作用增大，便依次形成了磁鐵礦、石英，形成了磁鐵石英巖型礦床。通過對(duì)礦石礦物成分及結(jié)構(gòu)構(gòu)造分析，變質(zhì)作用對(duì)礦體的兩種改造現(xiàn)象可能都存在。

綜上所述，黃土窯礦區(qū)鐵礦成因類型為沉積變質(zhì)型鐵礦床。

6.2 找礦標(biāo)志

（1）地層標(biāo)志。該類型鐵礦嚴(yán)格受地層層位的控制，所有礦體均產(chǎn)在中太古界烏拉山（巖）群斜長(zhǎng)片麻巖組中。該套地層是該類型鐵礦成礦的有利部位。

（2）巖性標(biāo)志。該類型鐵礦嚴(yán)格受巖性控制，所有礦體均產(chǎn)在條帶狀磁鐵石英巖中。條帶狀磁鐵石英巖就是直接的找礦標(biāo)志。

（3）地球物理標(biāo)志。①航磁異常標(biāo)志：利用航磁異?？梢源_定含鐵建造的存在，是間接的找礦標(biāo)志。②地面高精度磁測(cè)異常標(biāo)志：該類型礦床地面高精度磁測(cè)效果較好，一般異常下面可能存在鐵礦體。