阿拉善右旗卡休他他鐵-金-鈷礦床
發(fā)布時(shí)間:2020-01-18 07:50
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一、概述卡休他他礦床是一個(gè)以鐵為主,伴生有金和鈷的中型磁鐵礦礦床,礦區(qū)中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)101°36'24",北緯39°34'24",
一、概述卡休他他礦床是一個(gè)以鐵為主,伴生有金和鈷的中型磁鐵礦礦床,礦區(qū)中心地理坐標(biāo)為東經(jīng)101°36'24",北緯39°34'24",屬內(nèi)蒙古阿拉善右旗烏素圖蘇木管轄,距離阿拉善右旗政府所在地——額肯呼都格40km。該礦床現(xiàn)為內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)所擁有,年采礦石量100萬噸(圖版Ⅱ-1)??ㄐ菟F礦床是在對M 51航磁異常(1967年)檢查的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的。1969到1977年,原甘肅地質(zhì)局第六地質(zhì)隊(duì)對卡休他他鐵礦床北礦帶(C3-C4異常)進(jìn)行過詳細(xì)地質(zhì)勘探,查明其為一中型鐵礦床并伴生有鈷和金的富集體甘肅省地質(zhì)局第六地質(zhì)隊(duì).1971.甘肅省阿拉善右旗卡休他他M-51鐵礦地質(zhì)勘探報(bào)告,未刊;1977到1978年,該隊(duì)又對南礦帶(C1-C2異常)進(jìn)行過地質(zhì)普查工作,并對北礦段東西延伸地段及主礦體深部進(jìn)行過找礦遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)甘肅省地質(zhì)局第六地質(zhì)隊(duì).1979.甘肅省阿拉善右旗卡休他他M-51鐵礦補(bǔ)充勘探報(bào)告(內(nèi)部資料);1989~1991年,原西北地質(zhì)局二一二大隊(duì)對礦區(qū)金礦體進(jìn)行過地質(zhì)勘查西北地質(zhì)勘探局二一二大隊(duì).1991.內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善右旗巴溫蘇木卡休他他金礦床普查地質(zhì)報(bào)告,未刊。經(jīng)過前后幾次工作,在卡休他他礦床先后提交儲(chǔ)量為333+334級(jí)的鐵礦石量2182萬噸,TFe(全鐵)平均品位36.05%;鈷金屬量2180噸(伴生),平均品位0.01%,其中富礦體378.43噸,平均品位0.04%;金的金屬量為3.24噸,品位為(3.08~12.88)×10-6,平均值為6.26×10-6;鎵金屬量106噸,品位為(5~20)×10-6,平均值為8×10-6。根據(jù)前人的地質(zhì)勘探成果和近年來的礦山采礦實(shí)踐,本文在認(rèn)真總結(jié)該鐵-金-鈷礦床地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上(圖版Ⅶ),對礦區(qū)內(nèi)的礦石及其圍巖進(jìn)行了較為系統(tǒng)的元素地球化學(xué)分析,初步探討了該礦床的成因,旨在為在該區(qū)尋找類似的鐵礦床提供理論依據(jù)。二、區(qū)域地質(zhì)環(huán)境卡休他他鐵-金-鈷礦床位于華北陸臺(tái)阿拉善地塊西南緣的北大山隆起帶(內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)局,1991)。區(qū)域上出露的地層主要有前震旦紀(jì)片麻巖、斜長角閃巖和混合巖等中高級(jí)變質(zhì)巖系(圖版Ⅱ-5),這些巖石構(gòu)成了本區(qū)的結(jié)晶基底,相比之下,震旦紀(jì)的淺變質(zhì)碎屑巖、晚三疊-二疊紀(jì)的火山碎屑巖和白堊紀(jì)的陸相碎屑沉積巖為蓋層沉積巖甘肅省地質(zhì)局地質(zhì)力學(xué)區(qū)域測量隊(duì).1977.中華人民共和國區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告——努爾蓋公社幅(1:20萬),未刊。區(qū)域巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈,其侵入活動(dòng)時(shí)間主要集中在呂梁早期、加里東晚期、海西中期和海西晚期,巖性從超鎂鐵質(zhì)巖到酸性巖均可見到,主要巖石類型有輝橄巖、輝長巖、閃長巖、二長巖和鉀長花崗巖等(圖版Ⅱ-2、Ⅱ-3、Ⅱ-4),其中海西期輝長巖體的侵入導(dǎo)致了卡休他他中型鐵-金-鈷礦床的形成。區(qū)域范圍內(nèi)主要褶皺及其伴生的斷裂方向?yàn)榻鼥|西向,次為北西向和北東向,卡休他他鐵礦床就位于近東西走向的庫和烏拉復(fù)式背斜的北翼。三、礦區(qū)地質(zhì)特征(一)地層鐵礦區(qū)范圍內(nèi)各時(shí)代地層露頭較差,主要為第四系風(fēng)成砂所覆蓋(圖3-2-1)。在礦區(qū)南部零星出露的地層主要為震旦系,巖性以黑云母石英千枚巖為主,夾大理巖透鏡體。這些大理巖透鏡體規(guī)模小,厚度一般為0.1~0.5m,長10m 左右。地層常被變輝長巖、角閃石英二長巖、角閃石英正長巖和超鎂鐵質(zhì)巖巖體(或巖脈)穿插,將其切割成零散小塊,使其呈捕虜體狀產(chǎn)出。受海西中期鎂鐵質(zhì)巖漿侵入活動(dòng)影響,這套地層產(chǎn)生不同程度的接觸變質(zhì)作用,由接觸帶向外依次產(chǎn)出有矽卡巖、角巖化千枚巖及角巖3個(gè)變質(zhì)暈帶,并與鐵礦體具有密切成因聯(lián)系。圖3-2-1 卡休他他鐵礦床地質(zhì)及磁力等值線簡圖(據(jù)原甘肅省地質(zhì)局第六地質(zhì)隊(duì),1971資料改編)Ⅰ—塔里木陸塊;Ⅰ1—雅干被動(dòng)陸緣;Ⅰ2—珠斯楞-杭烏拉被動(dòng)陸緣;Ⅱ—華北陸臺(tái);Ⅱ1—宗乃山-沙拉扎山被動(dòng)陸緣;Ⅱ2—阿拉善地塊(二)構(gòu)造鐵礦區(qū)內(nèi)主要構(gòu)造為近東西向斷裂破碎帶(圖3-2-1中的F1和F2),次為北東和北西向斷裂。東西向斷裂帶以形成時(shí)間早和活動(dòng)時(shí)間長為特點(diǎn),早期構(gòu)造破碎帶為輝長巖、石英閃長巖及各種呈東西向展布的脈巖帶所充填,局部地段形成寬大的矽卡巖帶,為礦床主要容礦構(gòu)造。東西向構(gòu)造的多期活動(dòng)在該區(qū)形成規(guī)模較大的構(gòu)造-巖漿巖-矽卡巖帶,東西延伸長達(dá)4km,向南傾斜,傾角為60°~75°。根據(jù)前人大中比例尺地質(zhì)填圖以及近年來礦山地質(zhì)資料數(shù)據(jù),不難看出,除上述東西向構(gòu)造外,礦區(qū)還產(chǎn)出有北東向和北西向2組斷裂。一組以F4為代表,展布于7至9勘探線間,隱伏于第四系覆蓋之下,走向北東,傾向南東,傾角76°,為走向平移正斷層。該斷層還分別見于北3號(hào)井1200m 水平探礦工程及8號(hào)勘探線ZK 36和ZK 37孔中。斷層破碎帶寬3~5m,斷層面光滑,并且有擦痕存在,上、下盤分別存在有0.5~1m 厚的糜棱巖,礦物呈定向排列,中間夾有角礫巖,厚度1.5~3.25m。角礫由矽卡巖、角巖和磁鐵礦組成,角礫直徑0.1~4cm 左右,棱角至半棱角狀,膠結(jié)物為泥質(zhì)和鈣質(zhì)。斷裂作用方式表現(xiàn)為在平面上南東盤向北東平推35m,在縱剖面上南東盤相對下滑56m,致使3號(hào)礦體沿走向在此處出現(xiàn)馬鞍形凹陷(見圖3-2-2)。磁異常在此表現(xiàn)為低緩異常,異常長軸方向向南扭曲(見圖3-2-1)。同類性質(zhì)的斷層也見于5至7勘探線之間,在1253~1200m 各水平探礦工程中均有表現(xiàn),位于F4以西200m 左右,造成鐵礦體南北方向錯(cuò)位達(dá)25m 左右(見圖3-2-3)。圖3-2-2 卡休他他鐵礦床北礦帶3號(hào)礦體縱剖圖圖3-2-3 北礦帶1200m水平地質(zhì)平面圖除了上述北東向斷層外,另一組北西向斷裂也為隱伏斷裂,屬走向平移斷層,分別見于北3 號(hào)井1150m 水平的9至10號(hào)勘探線之間,及北4號(hào)井12號(hào)勘探線附近1200~1240m 水平探礦工程中。走向近似平行,為北西30°~50°,向南西方向傾斜,傾角變化范圍為65°~75°。斷裂破碎帶寬度為2~5m。在斷裂帶內(nèi),除了發(fā)育有角礫巖外,還在斷裂頂?shù)装逡娪?0~50cm 厚的斷層泥,形成具有擦痕的斷裂滑面。角礫以矽卡巖和磁鐵礦塊體為主,角礫直徑最大可達(dá)5cm 左右,呈棱角狀,被巖泥和鈣質(zhì)膠結(jié)。該斷層的作用方式與上一組斷層相反,對礦體的破壞作用具體表現(xiàn)在斷裂上盤礦體向北西方向錯(cuò)動(dòng),最大錯(cuò)距26m(1150m 水平)。無論是北東向斷裂,還是北西向斷層破碎帶,他們均對鐵礦體具有不同程度的破壞作用。(三)侵入巖鐵礦區(qū)范圍內(nèi)所見的侵入巖主要有海西中期變輝長巖、輝長巖(輝長輝綠巖)和石英閃長巖以及海西晚期石英二長巖和石英正長巖。另外,在鉆孔中還見有超鎂鐵質(zhì)巖。在上述侵入巖中,變輝長巖和石英閃長巖分別在輝長巖和石英二長巖中呈捕虜體產(chǎn)出。另有,上述許多巖體為灰白色花崗斑巖、細(xì)?;◢弾r和石英脈穿切。與卡休他他鐵-金-鈷礦床成礦作用有關(guān)的侵入巖體是輝長巖,其出露面積約占基巖區(qū)全部面積的20%左右。代表性巖石樣品呈灰綠色,中粒變余輝長結(jié)構(gòu),局部具原生流動(dòng)構(gòu)造。礦物成分中斜長石含量占40%~55%,輝石43%~50%,并且含少量鈦鐵礦(1%~8 %)、磁鐵礦(1%~2 %)、磷灰石和榍石,其中斜長石部分遭受到鈉黝簾石化,輝石多被透閃石和陽起石代替,閃石中偶見輝石殘晶。輝長輝綠巖與輝長巖系同一巖體的不同巖相,二者不存在明顯的界線。輝長巖體呈東西向侵入于礦區(qū)中部石英千枚巖或黑云母石英片巖地層內(nèi),斷續(xù)分布長度為3.8km,寬200~300m,其產(chǎn)狀與圍巖基本一致,部分地段受后期脈巖破壞,分割成大小不等的塊段。石英二長巖:代表性巖石樣品呈灰-灰白色,中粗粒狀花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。礦物成分中鉀長石含量約占40%~50%,斜長石28%~30%,石英5%~20%,黑云母7%~8%,角閃石較少,為2%~5%。石英正長巖,灰-灰紅色,主要成分以鉀長石(57%~75 %)、斜長石(10%~20 %)為主,石英(10%~20 %)和角閃石(3%~7%)次之,磷灰石、褐簾石和綠簾石微量,與含角閃二長巖為相變關(guān)系。二者多以不規(guī)則形式侵入于輝長巖體以及已形成的磁鐵礦體中(圖3-2-4)。在圖3-2-4中,可見矽卡巖化輝綠巖呈捕虜體產(chǎn)于二長巖中,二長巖穿切了透輝石矽卡巖和磁鐵礦體,并造成鐵礦體較為破碎,并且具有明顯的退磁現(xiàn)象。圖3-2-4 卡休他他鐵礦床南礦帶1090m水平36線穿脈素描圖(圖中所示為二長巖侵入22號(hào)鐵礦體下盤)超鎂鐵質(zhì)巖:在ZK 12、ZK 14、ZK 17和ZK 19號(hào)鉆孔內(nèi)均可見到此類巖石,并在ΔZ 磁異常圖上與強(qiáng)度達(dá)1000~1500nT 磁異常分布范圍相吻合。與此類巖體有關(guān)的磁異常呈北西西向展布,寬度80~470m,為一西窄東寬楔形帶,此類巖體位于輝長巖(南)與含角閃二長巖(北)之間,并且有向東繼續(xù)延伸的趨勢。代表性巖石樣品呈黃褐、暗棕、黃綠和黑綠色,環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中細(xì)粒塊狀構(gòu)造。礦物成分以纖維蛇紋石為主,約占30%~97%,次為橄欖石(2%~40 %)、次閃石(1%~25 %)、滑石(3%~40 %)和方解石(5%~56%)以及少量磁鐵礦(1%~8%)和鉻尖晶石(0.2%~1%)。樣品中SiO2含量為40.6%,Mg/Fe比值為10.5,屬鎂質(zhì)超鎂鐵質(zhì)巖,所有這些樣品的Cr2O3>TiO2+Na2O+K2O,有利于鉻的富集。(四)礦體產(chǎn)出特征1.鐵礦體卡休他他鐵-金-鈷礦床由相距400m 左右、走向北西西近似平行的南北兩條礦帶組成。北礦帶長1.8km,寬80~150m,主要礦體與磁異?!鱖為1000nT 等值線分布范圍大體一致。相比之下,南礦帶長度為700m,寬度為70~200m。北礦帶主要由16個(gè)鐵礦體所組成,其中以3號(hào)礦體為代表。南礦帶由8個(gè)鐵礦體組成,根據(jù)礦體的埋藏深度,可以將其劃分為上下兩層,上層礦體產(chǎn)出的標(biāo)高為1330~1160m,由平行排列的17、18和19號(hào)礦體組成,以18號(hào)礦體為代表;下層礦體產(chǎn)出的標(biāo)高為1160~880m,以22號(hào)礦體為代表。南、北礦帶中各主要礦體均向南傾,傾角為46°~76°,與近東西向區(qū)域斷裂破碎帶的產(chǎn)狀大體一致。3號(hào)礦體為北礦帶產(chǎn)出規(guī)模最大的礦體,長度為1.3km,分布于3至16線之間,呈透鏡狀在矽卡巖帶中出現(xiàn)。礦體厚度變化大,最小厚度為12.9m,最厚處達(dá)57m(12線1253m 水平)。一般來講,礦體厚度變化系數(shù)達(dá)21.16%,長與厚度比為(25~100):1,長與斜深相比為7:1。盡管礦體南傾,傾角為46°~81°。但是它們由東向西傾角逐漸變緩,沿傾斜延深亦為上陡下緩(圖3-2-5),向下逐漸變薄然后趨于尖滅。礦體兩端出露高,中間低,呈馬鞍狀凹陷(見圖3-2-2)。圖3-2-5 卡休他他鐵礦床南和北礦帶地質(zhì)剖面簡圖22號(hào)礦體為南礦帶產(chǎn)出規(guī)模最大的礦體,屬于盲礦體。該礦體呈似層狀產(chǎn)于透輝石矽卡巖內(nèi),部分地段與石榴子石透輝矽卡巖和黑云母石英片巖或二長巖接觸(圖3-2-5)。原甘肅省地質(zhì)六隊(duì)認(rèn)為該礦體縱貫整個(gè)礦帶,長度為770m,厚度一般為14.5~22m,最厚處為29.6m,最薄處為1.5m,平均值為15.4m。后經(jīng)南礦帶1090m 水平探礦工程揭露結(jié)果表明,22號(hào)礦體走向上由西向東由3個(gè)獨(dú)立礦體呈串珠狀不連續(xù)產(chǎn)出,其中32線處礦體呈透鏡狀產(chǎn)出,礦體長軸方向?yàn)楸睎|向,長52m,寬29m;在34線西40~100m 處,礦體長軸方向變?yōu)楸蔽飨?,長70m,最大水平厚度為22m,礦體形態(tài)呈囊狀,礦體上下盤均見有二長巖不規(guī)則侵入接觸;36線處礦體長軸方向呈北東向,長95m,最大水平寬度26m,最窄處16m,礦體下盤及礦體中均見有石英二長巖侵入接觸??傊?,南礦帶下層礦體普遍受后期二長巖體的侵入、穿插和分割吞噬,鐵礦體支離破碎(圖版Ⅱ-8)。鐵礦石中金屬礦物主要有磁鐵礦以及少量紅砷鎳礦、磁黃鐵礦、斜方砷鈷礦、輝鈷礦、鎳質(zhì)輝鈷礦、鎳黃鐵礦、紫硫鎳鐵礦、鈷毒砂、黃銅礦和黃鐵礦;脈石礦物主要有透輝石、石榴子石和陽起石(圖版Ⅱ-7)。礦石構(gòu)造主要有致密塊狀、稠密浸染狀、浸染狀、條帶狀、角礫狀和塊狀等構(gòu)造。2.鈷礦體鈷礦體在南和北礦帶鐵礦體和礦體外圍的矽卡巖帶中均有產(chǎn)出。在鐵礦體中,鈷可以獨(dú)立富集體(平均含量0.04%)(圖3-2-5a)形式出現(xiàn),也可作為鐵礦石伴生組分產(chǎn)出(平均含量0.01%)。礦體形態(tài)除少數(shù)呈透鏡體外,多數(shù)為小礦條,沿走向及傾向產(chǎn)狀極不穩(wěn)定,規(guī)模小,埋深大,長度一般為75m 左右,最大者為150m,厚度一般為1~3m,最厚處為8m,傾斜延深一般為50~60m,最大者為117m。在空間分布上,鈷富集體多較有規(guī)律地呈群產(chǎn)出,可能與次一級(jí)的羽裂隙有關(guān)。鈷主要在斜方砷鈷礦、輝鈷礦、鎳質(zhì)輝鈷礦和毒砂中產(chǎn)出(占總重量的78.5%),其它金屬礦物和脈石礦物中含量較低(共占13%)。這些含鈷礦物常與黃鐵礦、磁黃鐵礦和紅砷鎳礦相伴產(chǎn)出,多呈星點(diǎn)狀、浸染狀和細(xì)脈浸染狀疊加于鐵礦體及其上下盤的各種矽卡巖中,尤其在鐵礦體的中下部及其下盤的圍巖中含量最高。3.金礦體金礦體均產(chǎn)出于北礦帶的矽卡巖帶中,尤其集中于3號(hào)礦體上下盤。整個(gè)金礦化帶長度為1300m,寬度為60m,由29條礦化體構(gòu)成,其中11條礦化體具有工業(yè)價(jià)值。在所有金礦體中,3號(hào)金礦體規(guī)模最大,走向長度為225m,平均厚度為2.3m,最厚處達(dá)5.9m,傾斜延伸61m。金礦石類型主要有含金磁鐵礦型和含金矽卡巖型。金屬礦物以磁鐵礦為主,次為黃鐵礦、毒砂、黃銅礦和磁黃鐵礦,并且含極少量的自然金、自然鉍和輝鉍礦。自然金呈黃色,形態(tài)不規(guī)則,粒徑為0.02~0.05mm,與自然鉍連生,包于毒砂之中。脈石礦物有透輝石、陽起石和石榴子石。因此,可以判定金礦體形成于接觸交代作用的硫砷化物階段,由磁鐵礦化后殘余的巖漿熱液中富含鉍、砷、硫、鐵和金等元素在熱動(dòng)力和揮發(fā)分的作用下沿構(gòu)造薄弱帶上升,疊加浸染于矽卡巖和磁鐵礦中而成礦。(五)圍巖蝕變特征卡休他他鐵-金-鈷礦體的空間分布特征完全受海西期輝長巖與震旦系所形成的接觸變質(zhì)帶產(chǎn)狀的控制。在空間分布上,自輝長巖體向外依次可以見到矽卡巖帶、角巖化千枚巖帶(或角巖化矽卡巖)和角巖帶。根據(jù)空間產(chǎn)出位置,可將矽卡巖劃分為兩類:一類沿輝長巖體與千枚巖外接觸帶分布,如北礦帶(5~7線);另一類沿輝長巖體的內(nèi)接觸帶出現(xiàn),如南礦帶(30~36線)和北礦帶(8~16線)。根據(jù)矽卡巖中主要礦物成分,可將其劃分為石榴子石矽卡巖、透輝石矽卡巖和陽起石矽卡巖,它們之間無明顯的分帶特征。四、元素地球化學(xué)特征(一)主元素二長巖(包括含暗色包體的二長巖(圖版Ⅱ-6)):代表性樣品的SiO2含量變化范圍為63.44%~71.67%(表3-2-1),平均值為68.42%(3件樣品,下同);K2O含量為6.25%~6.70%,平均值6.54%;Na2O 為3.15%~3.81%,平均值3.57%;K2O+Na2O含量為9.85%~10.49%,平均值10.11%;K2O/Na2O比值為1.67~2.13,K2O含量明顯大于Na2O;A/NKC值為0.90~1.00,顯示鋁略不飽和。在SiO2對K2O圖上(圖略)所有樣品均落入“鉀玄巖系列”區(qū)。里特曼指數(shù)(σ)為3.38~5.38,屬于堿鈣性火成巖系列。表3-2-1 卡休他他鐵-金-鈷礦床代表性侵入巖和矽卡巖樣品化學(xué)分析結(jié)果(wB/%)輝長巖:代表性樣品的SiO2含量為48.44%~48.74%(表3-2-1),平均值為48.59%(2件樣品,下同);K2O含量為0.08%~0.21%,平均值為0.15%;Na2O為1.99%~2.11%,平均值為2.05%;K2O+Na2O含量為2.07%~2.32%,K2O/Na2O比值為0.04~0.10,Na2O含量顯著大于K2O含量;A/NKC值為0.54~0.66,顯示鋁不飽和。里特曼指數(shù)(σ)為0.75~0.99,屬于鈣性巖系。m/f 值為1.10~1.20,屬于典型的鐵質(zhì)鎂鐵質(zhì)巖(吳利仁,1963)。與中國輝長巖平均值相比,本區(qū)的輝長巖具有富MgO和CaO,貧K2O、TiO2和P2O5的特點(diǎn)。(二)稀土元素二長巖:代表性全巖樣品的稀土元素含量為302.34×10-6~705.68×10-6(表3-2-2),平均值為482.91×10-6(3件樣品,下同);(La/Y b)N值變化范圍為41.32~56.79,稀土元素分布型式均為向右傾斜的曲線(圖3-2-6a)。δEu值為0.30~1.01,多數(shù)表現(xiàn)為Eu虧損。所有樣品的稀土元素配分型式極為相似(圖3-2-6a),暗示它們具有相同的物質(zhì)來源。輝長巖:代表性全巖樣品的稀土元素含量為5.65×10-6~9.59×10-6,(La/Yb)N變化于0.31~1.08,稀土元素分布型式均為平坦曲線(圖3-2-6a),其LREE和HREE分餾特征均不明顯。δEu為1.58~1.91,表現(xiàn)為E u富集。兩件輝長巖樣品的稀土元素分布型式極為相似,暗示它們具有相同的物質(zhì)來源。表3-2-2 卡休他他鐵-金-鈷礦床代表性巖(礦)石樣品的稀土元素及微量元素分析結(jié)果(wB/10-6)圖3-2-6 卡休他他鐵-金-鈷礦床二長巖和輝長巖(a)、矽卡巖(b)和礦石(c)代表性樣品的稀土元素分布型式圖矽卡巖:北礦帶矽卡巖的稀土元素含量為(48.11~210.15)×10-6,南礦帶矽卡巖稀土元素的含量為(25.68~78.43)×10-6。總的來說,北礦帶矽卡巖的稀土元素含量要大于南礦帶。在稀土元素分布型式圖(圖3-2-6b)上,南北礦帶上的矽卡巖稀土元素分布曲線非常相似,反映了它們之間具有一定的內(nèi)在聯(lián)系。礦石:北礦帶代表性礦石樣品的稀土元素含量為(18.05~422.11)×10-6,(La/Y b)N變化于1.57~51.3,δEu為0.36~2.45。相比之下,南礦帶代表性礦石樣品的稀土元素含量為(12.84~48.73)×10-6,(La/Y b)N變化于1.36~10.11,δEu為0.55~0.87。在稀土元素分布型式圖(圖3-2-6c)上,南、北礦帶礦石的樣品稀土元素分布曲線非常相似。(三)微量元素在微量元素蛛網(wǎng)圖上(圖3-2-7a),二長巖與輝長巖形成了鮮明的對比,二長巖明顯相對貧鈮、鉭、鍶、磷和鈦,而輝長巖相對貧釷、鈮、磷和富集鉀、鍶。圖3-2-7 卡休他他鐵-金-鈷礦床二長巖和輝長巖(a)、矽卡巖(b)和礦石(c)代表性樣品的原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(據(jù)Sun等,1989數(shù)據(jù))礦區(qū)南北礦帶中的矽卡巖在微量元素含量方面也具有一定的差別,主要表現(xiàn)是,北礦帶釷、鈾、鈮、鉭、磷、釤、釔和鐿含量相對較高,而銣、鉀、鈦等元素含量低(圖3-2-7b)。相比之下,在礦石樣品中,微量元素含量的上述變化特征并不明顯(圖3-2-7c)。南北礦帶上矽卡巖中的成礦元素除了金含量差別較大外,其它各金屬元素之間含量差別較小(圖3-2-8a)。在礦石樣品中,北礦帶相對南礦帶以富含鎳、銅和金為特征(圖3-2-8b),這可能與后期的巖漿活動(dòng)對礦床的改造作用有關(guān)。圖3-2-8 卡休他他鐵-金-鈷礦床南北礦帶矽卡巖(a)與礦石(b)成礦元素對比圖五、討論與結(jié)論綜上所述不難看到,卡休他他礦床除富鐵外,還含有大量的鈷、金和鎵等有用元素,因此該礦床比一般單一鐵礦床具有更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值??偟膩碚f,卡休他他礦床磁鐵礦的成礦作用與中基性巖漿及相關(guān)熱液活動(dòng)對震旦系地層的交代作用有關(guān),礦床類型應(yīng)該屬于接觸交代型(又稱矽卡巖型)鐵礦床,其主要證據(jù)有:a.鐵礦體在不同類型的矽卡巖帶中產(chǎn)出;b.矽卡巖帶位于海西期輝長巖體的上下盤及其附近,或巖體與千枚巖的接觸帶上,因此,輝長巖和震旦系千枚巖均有可能是矽卡巖的母巖,鐵礦體在接觸帶的內(nèi)外帶均有產(chǎn)出,其中南礦帶鐵礦體均產(chǎn)于內(nèi)帶,北礦帶5~7線礦體產(chǎn)于外帶,8~16線礦體產(chǎn)于內(nèi)帶;c.矽卡巖-角巖化矽卡巖和角巖帶之間具有明顯分帶性,暗示了巖漿侵入活動(dòng)、接觸交代變質(zhì)和熱力變質(zhì)作用特點(diǎn);d.鐵礦體與矽卡巖的接觸界線不清晰,多呈鋸齒狀;e.自接觸帶到礦體中心,礦石構(gòu)造由稀疏(或中等)浸染狀漸變?yōu)橹旅軌K狀(或稠密侵染狀),礦石品位由低到高。從卡休他他礦區(qū)鐵礦石及其圍巖的稀土與微量元素分析結(jié)果來看,南、北礦帶總體上來說是同期成礦作用的產(chǎn)物,部分成礦元素在含量上和礦石樣品在磁性強(qiáng)度上的差別,反映了南礦帶曾經(jīng)遭受了后期二長巖侵入活動(dòng)的影響。盡管金和鈷礦體均在不同類型矽卡巖帶中產(chǎn)出,少數(shù)金和鈷礦體甚至也直接出現(xiàn)在鐵礦體內(nèi),但是大多數(shù)金和鈷礦體在空間上與絕大多數(shù)鐵礦體并不一致,它們主要與金屬硫化物具有密切的成生關(guān)系,因此,它們的形成可能晚于磁鐵礦。一般情況下,矽卡巖型磁鐵礦是巖漿氣液階段交代作用的產(chǎn)物,而鈷主要是巖漿高溫?zé)嵋弘A段的產(chǎn)物,金則是中溫?zé)嵋弘A段的產(chǎn)物。從形成環(huán)境上來看,從鐵到鈷和金的元素富集,其沉淀環(huán)境也逐步由氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變到還原環(huán)境。卡休他他鐵礦床硫化物的硫同位素分析結(jié)果(表3-2-3)表明,其δ34SV-CDT值變化范圍為-8.3‰~3.2‰,平均值-1.5‰,多數(shù)位于0值附近。鑒于輝長巖原巖巖漿來源較深,通常來自下地殼或者上地幔,因此其δ34S值一般在0左右,與隕石硫接近(魏菊英等,1988)。部分鐵礦石中硫化物具有較大的δ34S負(fù)值,暗示了部分硫來自震旦系淺變質(zhì)巖。硫同位素分析結(jié)果表明,硫主要來自于巖漿巖,即輝長巖,少量來自于圍巖地層。表3-2-3 卡休他他礦床鐵礦石中代表性硫化物S同位素分析結(jié)果接觸交代型(又稱矽卡巖型)鐵礦床是中國一種重要的鐵礦床類型,是富鐵礦石的主要來源。據(jù)統(tǒng)計(jì),此類鐵礦儲(chǔ)量約占我國鐵礦石總儲(chǔ)量的10.4%,富礦石約占我國已探明富礦石的一半左右(趙一鳴,2004;程裕淇等,1994)。該類型鐵礦床主要與中酸性侵入巖體有關(guān),卡休他他鐵礦床是一處與輝長巖有關(guān)的矽卡巖型鐵礦床,此類鐵礦床在我國并不多見。一般來講,與中性和中偏鎂鐵質(zhì)(或偏堿性)侵入巖體有關(guān)的鐵礦床,主要分布在華北陸臺(tái)隆起區(qū)邊緣的坳陷帶內(nèi)(如邯邢式鐵礦床),部分產(chǎn)于古生代造山帶內(nèi)(如磁海鐵礦床)(趙一鳴等,2004;左國朝等,2004;趙玉社,2000)。邯邢式鐵礦床與燕山期輝長巖-閃長巖和閃長巖-二長巖雜巖體有關(guān),其圍巖為中奧陶統(tǒng)的碳酸鹽巖,相比之下,卡休他他鐵礦床與海西中期輝長巖-閃長巖有關(guān),且其圍巖為震旦系淺變質(zhì)碎屑巖。值得一提的是,鑒于本區(qū)工作程度低,輝長巖分布范圍較大和航磁異常眾多,因此卡休他他鐵礦床外圍是尋找矽卡巖型鐵礦床的有利地區(qū)。在卡休他他鐵礦床外圍乃至我國西北地區(qū)開展更加廣泛的鐵礦資源調(diào)查將勢在必行,并將有可能取得該類型礦床找礦工作的重大突破。
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