摘要：礦床成因是地質(zhì)工作者對不同時(shí)代、不同地區(qū)的同類型礦床進(jìn)行比較，總結(jié)出的地層、構(gòu)造及圍巖蝕變等一系列有利于礦床形成的地質(zhì)條件。祁連山是重要成礦帶，上白土灣子鐵礦位于肅南裕固族自治縣（簡稱肅南縣），地處祁連山中西部，產(chǎn)出于長城系（Ch）含鐵千枚狀板巖中，屬沉積變質(zhì)型鐵礦，同時(shí)受特定構(gòu)造（西北向韌脆性斷裂）的控制，屬雙重控制性礦床。

關(guān)鍵詞：肅南縣；地層；構(gòu)造；礦床成因

中圖分類號：P618.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）02-00-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.02.017

Study on the genesis of iron Ore in the area of Shangbaituwanzi，"Sunan County

QI Yudong

（Hydrogeological Engineering Geological Survey Institute， Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploration amp; Development， Zhangye 734000， China）

Abstract： The genesis of the deposit is a series of geological conditions conducive to the formation of the deposit， such as stratum， structure and wall rock alteration， summarized by geologists after comparing the same type of deposits in different ages and regions. Qilian Mountains is an important metallogenic belt， Shangbaituwanzi Iron Mine is located in Sunan Yugur Autonomous County （hereinafter referred to as Sunan County）， located in the central and western Qilian Mountains， which occurs in the iron-bearing phyllitic slate of the Great Wall System （Ch）， belongs to the sedimentary metamorphic iron deposit， and is controlled by a specific structure （northwest ductile brittle fracture）， belonging to a dual controlled deposit.

Keywords： Sunan County; stratum; structure; deposit genesis

祁連山是我國主要成礦帶之一，位于甘肅、青海兩省交界地區(qū)，東起烏鞘嶺，西至當(dāng)金山口，由一系列平行山嶺及山間盆地組成，呈西北—東南走向，整體海拔較高。祁連山奇峰突起，高差較大。境內(nèi)礦產(chǎn)以鐵礦最為突出，以鏡鐵山為代表的鐵多金屬礦床儲量約占甘肅省累計(jì)探明鐵礦儲量的72%；境內(nèi)以沉積變質(zhì)型礦床（點(diǎn)）居多，分布最為廣泛，礦體產(chǎn)于北祁連加里東褶皺帶內(nèi)，受長城系上巖組（Ch2）和西北向韌脆性斷裂的控制[1-2]。

1 研究區(qū)概況

上白土灣子鐵礦位于肅南縣，隸屬于祁豐藏族鄉(xiāng)，其地理坐標(biāo)為39°13′31″N～39°14′02″N，97°59′32″E～97°59′58″E。嘉峪關(guān)市與上白土灣子鐵礦之間有簡易道路連接，距離為130 km，交通便利。

1.1 自然條件

研究區(qū)位于北祁連山中西段，屬中高山區(qū)，海拔較高，一般比高為500 m。研究區(qū)屬大陸性高寒氣候區(qū)，晝夜溫差大，年均降水量為339.6 mm，多集中在6—8月，月平均最高溫度為12.7 ℃，最低溫度為-11.7 ℃，環(huán)境高寒陰濕。一般來說，初雪出現(xiàn)在9月，終雪出現(xiàn)在翌年5月，9月至翌年5月為冰凍期。

研究區(qū)內(nèi)主要徑流為柳溝泉河，屬于內(nèi)陸河，發(fā)源于托萊南山，主要接受冰川融水補(bǔ)給。平均流量為12.53 m3/s，流量受季節(jié)及降水量控制。區(qū)內(nèi)水源充足，水量和水質(zhì)可滿足礦山的工業(yè)用水和生活用水需求。區(qū)內(nèi)有高壓線通至礦區(qū)附近，礦山生產(chǎn)動力用電充足。

1.2 社會經(jīng)濟(jì)條件

肅南縣經(jīng)濟(jì)以牧業(yè)為主，種植業(yè)不發(fā)達(dá)。工業(yè)以采礦業(yè)為主，開采對象多為鐵礦、鉻礦、鎢礦。鏡鐵山鐵礦樺樹溝礦區(qū)年產(chǎn)400萬t鐵礦石，已建成全國最大的地下開采礦山。

2 礦床成因

2.1 地層

研究區(qū)地處北祁連加里東褶皺帶的樺樹溝-班塞爾山復(fù)向斜中。區(qū)內(nèi)出露地層以長城系、青白口系（Qn）、震旦系白楊溝群（Zby）、石炭系太原組（C3t）、下白堊統(tǒng)新民堡群（K1xn1）和第四系（Q）為主。一是長城系上巖組，板巖、千枚巖與灰?guī)r、白云巖互層，夾燧石巖、火山碎屑巖、中基性火山巖及鐵礦層、銅礦層，厚度約為250 m。二是青白口系未分的中、下組（Qn1+2），灰?guī)r、白云巖、板巖、粉砂巖互層。三是震旦系白楊溝群，巖性為雜色板巖、泥質(zhì)灰?guī)r、角礫巖、含礫千枚巖及底部礫巖。四是石炭系太原組，砂巖與頁巖互層，夾灰?guī)r與煤層。五是下白堊統(tǒng)新民堡群，下部為磚紅與鮮紅色礫巖、含礫砂巖、砂質(zhì)泥巖（夾泥灰?guī)r）及石膏，上部為淺棕色礫巖、砂巖、泥質(zhì)粉砂巖互層。六是第四系，巖性為砂土、亞砂土及砂礫石類黃土層。區(qū)域內(nèi)地層整體走向?yàn)槲鞅薄獤|南，與主構(gòu)造線方向一致。地層整體傾向南，在局部由于構(gòu)造的影響而倒轉(zhuǎn)。本礦區(qū)內(nèi)的含礦地層即為倒轉(zhuǎn)地層。區(qū)域內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，主要表現(xiàn)為北西西向的線性緊閉褶皺和走向斷裂，屬于復(fù)背斜[3-4]。

2.2 構(gòu)造

研究區(qū)位于祁連山褶皺系復(fù)向斜北翼，由鐵礦層與雜色千枚巖組成，地層走向?yàn)?60°～340°，傾向?yàn)?0°，傾角為63°～75°。巖層內(nèi)局部地段除層間微斷裂等現(xiàn)象發(fā)育，地質(zhì)作用明顯，主要表現(xiàn)為層間劈理和褶劈理，基本沒有大的構(gòu)造。

2.3 巖漿巖

研究區(qū)內(nèi)未見巖漿巖出露。

2.4 變質(zhì)作用

根據(jù)區(qū)域變質(zhì)作用，變質(zhì)礦物為絹云母、綠泥石，以低綠片巖相為主。形成的主要變質(zhì)巖有各類千枚狀板巖，它們與鐵礦呈不等厚互層或夾層產(chǎn)出。千枚狀板巖主要成分為絹云母、石英、碳酸鹽巖及綠泥石等礦物。在變質(zhì)過程中，新生礦物主要為絹云母及綠泥石。在蝕變帶附近，千枚狀板巖具褪色和絹云母化現(xiàn)象，并伴生少量金屬硫化物。由于鐵礦體中礦物成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的差異，在區(qū)域變質(zhì)作用下，只有含鐵千枚狀板巖或含絹云母、石英較多的鐵礦中，鐵礦物結(jié)晶程度偏低，或者為細(xì)小纖維狀鏡鐵礦。當(dāng)塵埃狀赤鐵礦過多時(shí)，重結(jié)晶的石英只在團(tuán)粒間的縫隙顯現(xiàn)，硅質(zhì)由原來的團(tuán)粒狀全部重結(jié)晶為等粒嵌晶狀，呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

2.5 圍巖蝕變

研究區(qū)內(nèi)鐵礦在形成過程中與熱液交代、融濾及結(jié)晶有一定聯(lián)系[5]。因此，圍巖蝕變現(xiàn)象普遍存在于礦化地段，成為重要成礦指示因素和最明顯的找礦標(biāo)志。礦區(qū)內(nèi)的圍巖蝕變主要有絹云母化、碳酸鹽化和硅化，但蝕變分帶不清。礦體中蝕變較強(qiáng)，以硅質(zhì)化、黃鐵礦化、菱鐵礦化、白云石化為主。圍巖含鐵千枚狀板巖中，蝕變相對較弱。

2.6 賦礦層位及礦化特征

含礦巖層呈西北—東南向展布，為一向北傾斜的單斜構(gòu)造，走向?yàn)?60°～340°，主要由灰色、深灰色千枚狀板巖（夾少量薄層或透鏡狀石英巖）組成。近礦圍巖為灰綠色千枚狀板巖。在礦區(qū)范圍內(nèi)，共圈定近似平行的3條鐵礦體。礦體與地層同向，呈層狀、似層狀產(chǎn)出，與上、下盤圍巖整合接觸，沉積規(guī)律明顯。礦體的形成經(jīng)歷了變質(zhì)和熱液作用。礦區(qū)的圍巖蝕變類型比較單一，與成礦有一定關(guān)系。一般而言，不同部位、不同期次的巖石成礦與蝕變有很大關(guān)系，蝕變愈強(qiáng)，礦化愈好。

3 礦體特征

Ⅰ號礦體位于礦區(qū)南部，目前僅由地表工程控制，礦體東南端靠近Ⅱ號礦體露天采場。它沿西北—東南向展布，呈條帶狀，傾向?yàn)?0°，傾角為68°，出露標(biāo)高為3 173～3 273 m。礦體長度為600 m，地表由5條探槽控制。單工程控制礦體的平均厚度為7.98 m，厚度變化系數(shù)為18.12%；礦體平均品位為34.01%，品位變化系數(shù)為0.54%。

Ⅱ號礦體位于礦區(qū)東北部，處于Ⅰ號礦體東南端，平均距離約為50 m。它沿西北—東南向展布，呈條帶狀，傾向?yàn)?0°，傾角為70°，出露標(biāo)高為3 278～3 388 m。礦體平均厚度為14.05 m，平均品位為34.15%。地表露天采場控制長度為300 m。采坑中以50 m間距均勻布置6條采樣線，礦體厚度分別為18.30 m、17.04 m、18.47 m、12.79 m、8.66 m、7.37 m，平均厚度為13.77 m。深部由2個(gè)穿脈工程控制。工程1控制礦體的垂深為32 m，平均厚度為14.20 m，平均品位為34.56%；工程2控制礦體的垂深為72 m，平均厚度為14.41 m，平均品位為34.07%。露天采場以下礦體保有部分的平均厚度為14.13 m，平均品位為34.29%。隨著地下深度的增加，該礦體有逐漸變寬的趨勢，具有比較好的找礦前景。

Ⅲ號礦體是本次核實(shí)工作新發(fā)現(xiàn)的礦體，位于Ⅱ號礦體的西南側(cè)。它沿西北—東南向展布，呈條帶狀，傾向?yàn)?0°，傾角為70°，出露標(biāo)高為3 267～

3 382 m。礦體長度為250 m，地表由3條探槽控制。單工程控制礦體的平均厚度為4.40 m，厚度變化系數(shù)為13.96%；礦體平均品位為34.56%，品位變化系數(shù)為1.79%。礦體全鐵（TFe）品位穩(wěn)定。

3.1 礦石物質(zhì)組成

礦石多呈黑褐-紅褐色，具他形-半自形晶細(xì)粒結(jié)構(gòu)，為浸染狀構(gòu)造。粒度小于0.15 mm，局部呈集合體，夾有似層狀不連續(xù)的石英（厚度1～3 cm）。

根據(jù)野外觀察，結(jié)合鏡下資料，礦石的礦物共生組合有三種。一是赤鐵礦+鏡鐵礦+磁鐵礦+絹云母+石英組合；二是赤鐵礦+鏡鐵礦+綠泥石+石英組合；三是赤鐵礦+褐鐵礦+綠泥石+石英組合。

3.2 礦石化學(xué)成分

礦石中主要組分為TFe、CaO、SiO2、S、P，主要有用組分為TFe，伴生有害組分主要為S、P，伴生有用組分主要為Au、Cu（可綜合利用）。分析結(jié)果顯示，Ⅰ號礦體TFe平均品位為34.01%，Ⅱ號礦體平均品位為34.15%。礦石中伴生有害組分S平均品位為0.26%，最高達(dá)0.45%；P平均品位為0.05%，最高達(dá)0.18%。礦石中，S主要以SO42-形式賦存于重晶石中，其次以S2-形式賦存于金屬硫化物（黃鐵礦）中。礦石中伴生有用組分Au平均品位為0.13×10-6，最高達(dá)0.24×10-6；Cu平均品位為0.18%，最高達(dá)0.25%。

3.3 礦石風(fēng)化特征

研究區(qū)褐鐵礦分布區(qū)域很少，呈黃褐色，僅在近地表分布。從褐鐵礦品位來看，自地表向地下，研究區(qū)礦石氧化深度一般為2～3 m，局部地段可達(dá)5 m左右。

3.4 礦石類型

根據(jù)有用金屬礦物成分，研究區(qū)礦石屬赤鐵礦與鏡鐵礦復(fù)合礦石。按照結(jié)構(gòu)特征，研究區(qū)礦石可劃分為致密塊狀礦石和角礫狀礦石。

3.5 礦體圍巖和夾石

鐵礦體賦存于含鐵千枚狀板巖中，礦體圍巖為含鐵千枚狀板巖和硅質(zhì)灰?guī)r（夾鈣質(zhì)板巖），礦體圍巖含鐵千枚狀板巖貫穿整個(gè)礦區(qū)，Ⅰ號礦體、Ⅱ號礦體賦存其中，Ⅲ號礦體處于兩種圍巖的邊界處，礦體與圍巖的界線比較明顯。與礦體相比，圍巖破碎程度明顯偏差，礦體內(nèi)部基本沒有夾石存在。

4 結(jié)語

祁連山褶皺系西北部以阿爾金斷裂為界，與塔里木板塊相抵。古華北板塊西南緣于震旦-寒武紀(jì)經(jīng)歷三叉裂谷系的發(fā)展，北祁連地塊在該期發(fā)育為裂谷帶，奧陶紀(jì)形成微洋盆；中祁連地塊、南祁連地塊與柴達(dá)木地塊單獨(dú)分裂出一個(gè)小型板塊（中祁連-柴達(dá)木板塊），賀蘭山地塊則為橫向深入板塊內(nèi)部的坳拉槽。上白土灣子鐵礦受長城系上巖組和西北向韌脆性斷裂的雙重控制，其成礦專屬性為加里東早中期細(xì)碧角斑巖組合（島弧帶）及蛇綠巖套組合（微洋盆區(qū)）有關(guān)的銅、金多金屬礦床成礦系列。經(jīng)成礦原因分析，研究區(qū)鐵礦屬沉積型熱液礦床。

參考文獻(xiàn)

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