甘肃省肃南县双龙铁矿地质特征与成矿条件分析

刘振国

摘要：甘肃省肃南县双龙铁矿矿区大地构造位于秦祁昆造山系，北祁连弧盆系，走廊南山岛弧。隶属于北祁连Cu、Pb、Zn、Fe、Cr、Au、Ag、硫铁矿、石棉成矿带，柳沟峡—九个青羊元古宙、加里东期Cu、Pb、Zn、Fe、Au、W（Cr）成矿带。铁矿及部分铜赋存于长城系桦树沟组内的粉砂质板岩中，铜矿、铬铁矿赋存于加里东晚期的超基性岩体中。本文对甘肃省肃南县双龙铁矿地质特征与成矿条件进行分析，进一步探讨区内找矿方向，以供参考。

关键词：双龙铁矿；地质特征；成矿条件；找矿方向

区内出露地层主要有太古宇-古元古界、长城系、青白口系、奥陶系、泥盆系、石炭系、白垩系及第四系，区内岩浆活动主要集中于加里东中、晚期。岩体出露区与Au、Cu、Pb、Zn、Fe等多金属异常套合较好，尤其在超基性岩内铬铁矿化较发育。区域上位于秦祁昆造山系，北祁连弧盆系，走廊南山岛弧，加里东褶皱带西段，区域构造线总体呈北西—南东向的反“S”形展布。区域构造线总体呈北西—南东向展布。

1.地质特征

勘查区出露地层主要为长城系朱龙关群桦树沟组、其次为青白口系龚岔群五个山组、白垩系下沟组。地层较为单一，构造较为简单。侵入岩主要为加里东晚期超基性岩，出露规模相对较小（图1）。

图1 双龙铁矿地质草图

（1）地层

（a）长城系朱龙关群桦树沟组 ( )

分布于二只哈拉—白石头沟—南过龙一带，横贯整个矿区呈复“S”型，岩性组合以碳酸盐岩、火山碎屑岩、碎屑岩夹铁矿层为主，属海相含铁复理石碎屑岩建造。呈NWW—SEE向展布，总体南倾，倾角变化较大，在40°—80°之间。初步将矿区桦树沟组地层层序划分为2个岩段，上部岩段主要为浅变质碎屑岩和碳酸盐岩的岩性组合，下部岩段为浅变质碎屑岩、火山碎屑岩及碳酸盐岩的岩性组合。

（b）青白口系龚岔群五个山组下岩组(Qnw1)

出露于二指哈拉—蓖麻沟—白石头沟—南过龙以南，呈东西向条带状分布。矿区内该套岩性大致可划分为两个岩段：一岩段(Qnw₁¹)由浅灰色白云质灰岩和紫红色钙质砂岩组成。二岩段(Qnw₁²)主要由灰白色中厚层状白云质灰岩及白云岩组成。与下伏桦树沟组呈断层接触。

（c）白垩系下沟组(Kx )

分布于蓖麻沟—白石头沟—南过龙的北部，主要为紫红色砾岩、砂砾岩。地层产状较缓，由于下沟组地层在矿区内整体出露差，地表多被第四系砂土及草甸覆盖，故该地层产状不明确。与下伏桦树沟组呈断层接触。

（d）第四系(Qh^pal-h)

主要由分布于河床沟谷地带的洪冲积砂、砾石层以及分布于山前盆地的沼泽相淤泥和腐殖土构成。

（2）侵入岩

勘查区侵入岩主要有超基性岩体、辉绿岩脉、闪长岩脉。超基性岩为矿区主要的岩体，是加里东晚期岩浆活动的产物，分布于蓖麻沟脑—二指哈拉一带，呈岩株状、条带状、小岩枝状产出，长600m±，宽20m—130m。岩性主要为橄辉岩(σν₃³)，侵入于桦树沟组的含铁岩系中，对铁矿体具破坏作用。

（3）构造

矿区区域上位于秦祁昆造山系，北祁连弧盆系，走廊南山岛弧，加里东褶皱带西段，构造线总体呈东西向微复“S”形展布。根据目前的资料认为，勘查区位于龙孔向斜南部和托莱南山背斜北部，主要赋矿地层总体呈向南倾斜的单斜构造。矿区断裂构造发育，按其性质分为逆断层和平移断层。此外，矿区内普遍发育片理、褶劈理、膝状折曲等小型面状构造。

（4）围岩蚀变特征

普查区矿体围岩主要为泥质粉砂质板岩；主要见有绢云母化、硅化、赤、褐铁矿化、碳酸盐化。

（5）矿区自然重砂异常特征

金重砂点:依据1:20万资料显示，在矿区白石头沟一带分布有一金重砂点，金含量1粒，呈不规则片状，大小约0.2mm×0.8mm；并伴有重晶石、铬铁矿矿等，含量分别为0.09g、0.1g。在南过龙沟一带，见有多处砂金采矿遗迹。

（6）矿区化探异常特征

2014年，在矿区南过龙、蓖麻沟、二指哈拉开展了岩石地球化学剖面测量工作，通过定量光谱分析，在南过龙一带有弱的Au矿化异常显示，主要在超基性岩中所夹的灰岩、超基性岩接触带附近含量较高，异常值达52.5×10^-9、75.6×10^-9。

2.矿体地质

（1）矿体特征

矿区地表圈定铁矿（化）体21条，其中矿体20条，矿化体1条，依据地层层序划分，初步将矿区21条铁矿（化）体为7层。矿体呈层状、似层状、透镜状产出，长200m—2200m，矿体厚1.00m—24.07m；TFe品位为22.73%—35.00%；其mFe品位1.61%—15.52%，最高可达35.99%。总体呈近东西向展布，总体南倾，倾角在40°—82°之间，其形态随矿区赋矿地层的分布变化而变化。矿石类型主要为硅质板岩型磁、赤铁矿复合型矿石，其次为碧玉岩型赤铁矿矿石。

（2）矿石特征

矿石结构为细—微粒半自形—自形粒状结构、它形粒状结构。构造板状构造、块状构造、条带状构造、稀疏浸染状构造等。

矿石中金属矿物主要有赤铁矿、磁铁矿，占矿石矿物的75%以上，氧化后多形成褐铁矿；主要脉石矿物有石英、长石、绿泥石、铁白云石、绢云母等。矿石中TFe品位为20.96%—38.72%，最高可达48.99%；mFe含量为6.34%—20.68%，最高可达34.99%。矿石矿物粒径0.007mm—0.15mm。

（3）围岩与夹石

（a）围岩

矿体主要产于长城系桦树沟组板岩中，呈东西向层状、似层状及透镜状分布，与围岩界线截然。矿体的围岩为灰绿色—灰黑色泥质粉砂质板岩。

灰绿色-灰黑色泥质粉砂质板岩：鳞片粒状变晶结构，板状构造，岩石主要由绢云母、绿泥石、石英及细小泥质矿物组成。绢云母呈细小鳞片状变晶，含量40%左右。岩石片理化强烈，板劈理较发育。具有明显的褐铁矿化，局部发育磁铁矿化团块。

（b）夹石

矿体中夹石主要为硅化泥质粉砂质板岩。全区仅在TC0303探槽控制的FeⅣ—3矿体中含有赤、磁铁矿化硅化泥质粉砂质板岩夹石，夹石厚6.5m，长约200m，倾向上延伸不大。夹石具铁矿化，品位12.5%。

3.矿体成因分析及找矿标志

（1）矿床成因分析

根据以往前人地质资料及前期工作初步确定其成因类型为与火山作用有关的沉积变质型铁矿，证据如下：

（a）矿区内铁矿呈层状、似层状，矿体赋存于浅变质碎屑沉积岩中，赋矿岩石为灰黑色—灰绿色泥质粉砂质板岩，局部含紫红色泥质板岩；矿体产状受地层控制明显，走向与倾向与含矿地层基本一致。

（b）矿区含矿地层一套浅变质的深色火山—沉积岩系，岩石组合为铁矿—碎屑岩—碳酸盐岩建造，该岩石组合具有明显的海进—海退沉积旋回的沉积特征，同时受到火山作用影响。

（c）矿区矿石类型主要为硅质板岩型磁、赤铁矿复合矿石，矿石中发育石英细脉和碳酸盐细脉，为受到后期热液影响。

（d）矿区西北侧为小柳沟铁矿，西侧为九个青羊铁矿，东北侧为古浪峡铁矿，东侧为小龙孔铁矿，上述铁矿的含矿地层亦为板岩、千枚岩，矿体顶底板为泥质粉砂质板岩，矿区地层特征也具有可对比性，根据区域上含矿地层走向及矿点分布位置，上述几个矿区位于同一成矿区带，成矿特征具有可对比性，铁矿类型为受火山作用影响的沉积铁矿，因此，可以推测双龙铁矿为沉积变质型铁矿。

（2）找矿标志

矿区铁矿含矿地层为长城系桦树沟组，呈东西向稳定分布，纵向向呈现“浅变质碎屑岩加碳酸盐岩”的稳定沉积旋回，赋矿岩石和含矿围岩为灰黑色—灰绿色泥质粉砂质板岩，铁矿（化）体发育部位地表呈现黄褐色、褐红色等氧化带，因此，矿区内黑色板岩及氧化带是直接找矿标志。此外，近矿围岩中稳定分布的灰黑色灰岩和磁法异常也是有效的间接找矿标志。

结语：

目前，矿区内矿（化）体出露较好的地段为中、西部。矿区东部及东南部桦树沟组地层分布范围较广，但是目前工作程度低，发现的矿（化）体少，同时，该区域与小龙孔铁金矿区可以实现有效的衔接，因此，根据含矿地层特征及分布，对比区域成矿情况，矿区东部及东南部是下一步找矿的有利地段。此外，矿区北部白垩系为上覆地层，根据矿区情况，推测白垩系下部有含矿地层及矿体分布的可能，应加强该区域找矿力度。