蒙古国中戈壁省某铁多金属矿床地质特征及找矿标志

冯昌格，王玉杰，郝献晟，郭百创

（1．中国冶金地质总局山东正元地质勘查院，山东 济南250101；2．蒙古正元有限责任公司，山东 济南250101）

蒙古国中戈壁省某铁多金属矿区地处中蒙褶皱系北缘，戈壁－克鲁伦铁锌多金属成矿带西南部（图1）。戈壁－克鲁伦铁锌多金属成矿带共发现一百多处铁矿床（矿点），其中大型、中型和小型铁矿数十处，主要为沉积变质型和矽卡岩型。该矿是戈壁－克鲁伦铁锌多金属成矿带最大的矽卡岩型矿床，估算332＋333铁矿石资源量5000万t，伴生锌金属量40多万t。前人文献主要集中在地球物理特征方面。本文介绍了该矿床成矿地质背景、矿床地质特征，并在此基础上对矿床成因类型进行了简要探讨，以期为本区找矿工作提供借鉴。

1 区域地质背景

1．1 地层

区域上发育有中元古代、古生代、中生代及新生代地层。中元古代地层岩性主要为灰岩、大理岩化灰岩、石英角闪片岩、白云质灰岩、白云岩、硅质灰岩等，区域内该套地层与三叠纪岩浆岩的接触带上常形成矽卡岩型多金属矿化。古生代地层仅出露二叠系，岩性主要为安山岩、英安岩、安山质英安岩、凝灰岩、流纹岩、粗面岩、粗面流纹岩、流纹斑岩。中生代地层仅小面积出露白垩系宗巴音组地层下部，岩性主要为砂岩、粉砂岩、黏土岩、砾岩等。第四系主要分布在低洼、河谷区，岩性为黏土、亚黏土、砂等。

1．2 构造

区域内断裂构造发育，以北西向和北东向为主，是区内控岩控矿构造。

1．3 岩浆岩

区内岩浆岩分布广泛，主要为中生代晚侏罗世的中粗粒花岗岩、花岗斑岩、闪长岩、花岗闪长岩、细粒花岗岩；三叠纪花岗正长岩、石英正长闪长岩；元古代花岗岩、闪长岩等。中生代三叠纪岩浆岩与成矿关系密切。

1．4 区域地球物理特征

区域磁场显示为低缓的负场，在此背景场上叠加一条弧形高值异常带，异常带位于花岗岩与元古界石灰岩的接触带上，表明异常带为成矿有利异常地带。多处异常已被证实为矿致异常。

2 矿区地质特征

2．1 地层

矿区内出露地层为中元古界、二叠系和第四系。中元古界地层在矿区西南部和北部见有出露，走向北西320～330°，倾向北东，倾角50～70°，岩性主要为灰岩、大理岩化灰岩、大理岩、薄层石英角闪片岩。矿区内中元古代岩石多遭受到热液改造，表现为硅化、矽卡岩化，其蚀变程度不同。该层位与矿化关系密切相关，铁矿体的分布与灰岩和岩体接触交代的矽卡岩带分布一致。矿区地质简图见图2。

图1 蒙古国多金属成矿带分布图

二叠系主要为火山沉积产物，在矿区内大面积出露，岩性为凝灰岩、凝灰角砾岩、凝灰熔岩及安山质、英安质、流纹质凝灰岩等。矿区内所有火山岩均遭受过热液改造，在矽卡岩接触带处，表现为强硅化。酸性火山岩硅化最为强烈，局部形成石英岩。

第四系仅在矿区沟谷处见残破积层、坡积层、坡积－洪积层，由亚黏土、亚砂土等组成，并含有不同成分的碎屑岩块。

2．2 构造

矿区内构造简单，主要为接触带构造，即碳酸盐－片岩岩层捕虏体和侵入体接触带，沿接触带发生矽卡岩化蚀变，为导矿和储矿构造。

2．3 岩浆岩

矿区内岩浆活动主要在古生代和中生代。古生代岩浆岩为中粗粒花岗岩；中生代岩浆岩为三叠纪花岗正长岩、二长斑岩及中－晚侏罗纪的花岗岩、流纹斑岩等。三叠纪花岗正长岩、二长斑岩在矿区内矽卡岩带的东南翼呈带状分布，厚度由4～100m不等。与矿化关系密切，靠近矽卡岩带均有不同程度的矽卡岩化、硅化、磁铁矿化。

2．4 地球物理特征

矿区矿石类型主要为磁铁矿矿石、闪锌磁铁矿矿石，矿石磁性大，为本区的强磁性类岩石；矽卡岩因存在不同程度的矿化现象，磁性次之；花岗正长岩和火山沉积岩为弱磁性岩类。

航磁异常梯度陡，强度大，异常极大值达4620nT。矿区共圈定出六处磁异常，ΔT异常极大值为5000nT。

3 矿床地质特征

3．1 矿体形态产状

矿区共圈定矿体16个，其中主要矿体2个。哈拉特乌拉矿区内矿体均赋存于北西向矽卡岩带内。其规模、形态不一，呈脉状、透镜体状、扁豆状、似层状产出。

图2 矿区地质简图

铁矿体分布特征为矿体个数多，多数规模小，大小悬殊，延长及倾斜延深均大于100m的矿体6个，最大延长约1000m，最大倾斜延伸350m；厚度大于10m的矿体3个，最大厚度约150m。

3．2 矿石特征

3．2．1 矿石矿物成分

矿石中矿石矿物主要为磁铁矿、闪锌矿，次为黄铜矿、黄铁矿、镜铁矿、菱铁矿、赤铁矿，少量的褐铁矿、磁赤铁矿、方铅矿等，脉石矿物主要有碳酸盐矿物、透辉石、石榴子石、绿帘石，其次石英、绿泥石、滑石、绢云母等。

磁铁矿呈半自形－他形粒状，有少量为自形晶粒状，有时具环带构造，颗粒粒径一般在0．4mm以下，部分颗粒较大，可达1．2mm，晶粒之间呈镶嵌状，集合体呈致密块状或带状。常被赤铁矿、磁赤铁矿等交代，有的呈残留体状，但仍保留磁铁矿假象。

闪锌矿主要呈浸染状分布，它形粒状，集合体常呈不规则状分布，有锯齿状被侵蚀边缘。常常分布于磁铁矿的颗粒空间内，较少情况下在磁铁矿中成包裹体，有时在闪锌矿的颗粒中含有磁铁矿的包体，而沿裂隙有赤铁矿和非金属矿物的析出物。颗粒大小一般0．1～1mm，部分1～5mm。

3．2．2 矿石化学成分

根据化学基本分析和光谱分析结果，矿石中的主要有用组分为Fe、Zn。Fe主要赋存于磁铁矿中，Zn主要赋存于闪锌矿中。TFe一般在30%～50%，最高达66%，平均品位32．52%；Zn一般在0．05%～4．20%，最高21．32%，平均品位0．87%。闪锌矿分布具有一定的规律，一般不独立存在，与磁铁矿伴生，且闪锌矿局限于磁铁矿体的上盘，大多数锌富集的区段分布更靠近于磁铁矿－矽卡岩带的上接触带，常常和花岗正长岩接触。水平上锌品位向南增高，纵向上锌向深部增高。

组合分析结果，有害元素S含量小于0．04%，P含量为0．004%～0．028%。

3．2．3 矿石结构构造

矿石的结构主要为半自形－它形粒状结构、半自形粒状变晶结构、粒状变晶结构；其次为粒状结构、鳞片状变晶结构；矿石的构造以块状、条带状、浸染状构造为主。

3．2．4 矿石类型

根据矿石矿物成份及构造，矿石自然类型为块状磁铁矿矿石、赤铁矿化磁铁矿矿石、闪锌磁铁矿矿石；按脉石矿物成份划分为磁铁矿－碳酸盐－矽卡岩矿石、磁铁矿－碳酸盐－石英矿石、含闪锌矿磁铁矿矽卡岩、滑石磁铁矿。

根据化学分析和物相分析结果，磁性铁占有率为92．39%，矿石工业类型为需选磁性铁矿石。

3．3 围岩蚀变

矿区近矿围岩蚀变为矽卡岩化、硅化、绢云母化、绿帘石化、碳酸盐化、磁铁矿化、赤铁矿化、黄铁矿化等。

矿区矽卡岩接触带走向为北西300～330°，地表贯穿整个矿区，走向长约1300m，北西端被第四系覆盖，矽卡岩带膨胀狭缩现象明显，东南端狭窄，宽几米不等，向北西矽卡岩带变宽，最宽处达400m。带内赋存有多条规模不一的铁矿体。

矽卡岩带主要由石榴石矽卡岩、透辉矽卡岩、石榴透辉矽卡岩、绿帘石－石榴石－透辉石矽卡岩、石榴帘石矽卡岩、弱磁铁矿化含石榴透灰矽卡岩、透闪矽卡岩、赤铁矿化透灰绿帘矽卡岩、金云母透辉石矽卡岩、金云母矽卡岩、滑石金云母矽卡岩、角砾状矽卡岩、辉石矽卡岩、辉石石榴矽卡岩等组成。

不同成份的矽卡岩在带内具有一定的规律：平面上自南东向北西矽卡岩中石榴石成份在南部最低，中部最高；透辉石、云母成份含量南东高北西低，中部见有辉石成份的矽卡岩，两端未见；倾向上浅部矽卡岩中石榴石成份高于深部，矽卡岩中云母成份深部高于浅部，深部矽卡岩见有绿帘石成份。

矿体上盘以石榴石、透辉石成份的矽卡岩为主，下盘以云母、绿帘石透辉石成份的矽卡岩为主。

所有的矽卡岩矿物都被较晚的石英和碳酸盐类矿物所交代。

3．4 成矿期次划分

由于花岗正长岩及正长斑岩体的贯入及后期的接触变质和热液作用，碳酸盐岩石与花岗正长岩的接触带遭受矽卡岩化，在强烈的矽卡岩化作用之后，开始了成矿作用。根据野外观察和矿石光片等鉴定资料，按照矿物共生组合及生成顺序，矿床的形成可分为四个阶段。

1）岩浆期阶段。主要矿物为长石、石英、绢云母、磁铁矿Ⅰ等，是最早期的矿化，磁铁矿Ⅰ开始析出，同时沿生长带交代石榴子石，但矿化较弱。

2）矽卡岩期阶段。随着含矿热液温度的下降，磁铁矿Ⅱ、闪锌矿在非金属矿物的粒间空间大量析出，并在有利部位大量沉淀，伴随生成部分透辉石和大量的含水硅酸盐矿物，广泛交代早期矽卡岩矿物。

3）热液期阶段。含矿热液进一步对围岩和早期形成的矽卡岩、磁铁矿发生交代作用，生成大量的热液蚀变矿物和金属硫化物，使原来形成的矿石物质成份受到改造。在这一阶段的末期开始呈板状析出物形式的赤铁矿Ⅰ的沉淀，并生成绿泥石、碳酸岩矿物等。

4）表生阶段。矿石遭受氧化，使原生矿物改造交代，形成赤铁矿Ⅱ、褐铁矿。

成矿阶段划分及矿物生成顺序见表1。

4 矿床成因

矿床的形成主要受矿区内侵入岩体控制，成矿主要部位为岩体与灰岩接触带，矿体均赋存于矽卡岩化接触带内，围岩的蚀变主要为矽卡岩化和热液作用。

根据矿床成矿地质条件、矿体赋存部位、围岩蚀变、矿体特征等，认为该矿床为矽卡岩型矿床。

5 找矿标志

1）磁法异常部位是寻找铁多金属矿的有利位置。

2）大理岩赋存部位往往形成富矿体。

3）矽卡岩接触带的上、下盘位置是寻找铁矿的有利地段。

4）大理岩化、矽卡岩化。

5）地表矿体原生和氧化露头。

6 结论

蒙古国中戈壁省某铁多金属是戈壁－克鲁伦铁锌多金属成矿带最大的矽卡岩型铁矿床。本文通过矿床成矿地质背景、矿床地质特征分析，初步总结了找矿标志，为该区找矿工作提供借鉴。

表1 成矿阶段划分及矿物生成顺序表

［1］ 中国地质调查局发展研究中心．应对全球矿产资源信息系统数据库建设（之六）亚洲卷：蒙古［R］．2010．

［2］ 路永安，帅胜利．蒙古国中戈壁省哈拉特铁铅锌矿床Ⅳ－1号铅锌矿体地质特征及戈壁沙漠地区找矿方法［J］．中国矿业，2013，22（5）：66－68．

［3］ 于宝显，李德亮，张帅，等．综合地球物理方法在蒙古国中戈壁省某铁－锌多金属矿区勘查中的应用［J］．地质与勘探，2014，50（1）：192－198．

［4］ 田达志，常志民，王大勇．蒙古国某地航空物探异常综合研究及找矿实例［J］．物探与化探，2010，34（4）：458－462．