一个新的沉积变质型钛矿床的成矿模式及找矿方法

第 ３ ２卷第 ３期 ２ ０ ０ ８年 ６月
物 探 与 化 探
Ｇ Ｅ Ｏ Ｐ Ｈ Ｙ Ｓ Ｉ Ｃ Ａ Ｌ＆Ｇ Ｅ Ｏ Ｃ Ｈ Ｅ Ｍ Ｉ Ｃ Ａ ＬＥ Ｘ Ｐ Ｌ Ｏ Ｒ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ２ ， Ｎ ｏ ． ３ Ｊ ｕ ｎ ． ， ２ ０ ０ ８
一个新的沉积变质型钛矿床的成矿模式及找矿方法
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１ ９ ７ ４ ． 告．
３期
王君恒等： 一个新的沉积变质型钛矿床的成矿模式及找矿方法
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铁矿—石榴石—石英型、 钛铁矿—角闪石—石英型 和钛铁矿—石榴石—角闪石—石英型矿主要分布于 羊蹄子山矿带； 钛铁矿—金红石—黑云母—石英型 矿石（ 富矿） 仅分布于北部的磨石山矿带； 而褐铁 矿—赤铁矿型矿石则分布于羊蹄子山矿带的局部地 段和马牙子山南坡硅石采矿场。 ２ ． ２ 矿石品位 大量矿石的化学简项分析和化学全量分析结果 表明， 全矿区矿石的 Ｔ ｉ Ｏ ． ９ ％～ １ ８ ． １ ４ ％； ２ 品位为 ２ 全铁含量较低， 仅６ ． ５ １ ％～ ２ ３ ． ６ ％， 但南北 ２个矿 带的矿石品位各不相同。南矿带（ 羊蹄子山） 的矿 ｗ （ Ｔ ｉ Ｏ ） 为１ ． ７ ５ ％～ １ ８ ． １ ４ ％， 平 石以钛铁矿为主， ２ 均５ ． ３ ９ ％。北矿带（ 磨石山） 以金红石为主的矿石 ｗ （ Ｔ ｉ Ｏ ） 为６ ． ０ ６ ％～ １ ５ ． ４ ６ ％， 平均品位达 １ ０ ． ０ ９ ％。 ２ 金红石原生矿的工业品位 ｗ （ Ｔ ｉ Ｏ ） 是１ ． ５ ％， 边界 ２ ％?。因此， 磨石山矿石已属富钛矿。所有 品位仅 １ 矿石中的硫和磷均不高。矿石的微量元素分析表 Ｖ和 Ｃ ｒ 的 含 量 偏 高， 分别可达（ １ ０ ７～６ ５ ４ ）× 明， １ ０ 和（ ３ ３～ ２ ７ ０ ）× １ ０ 。 磨石山金红石富矿体的规模和矿石平均品位变 化见表 １ 。
１ ． ３ 侵入岩 矿区的侵入岩主要为燕山期黑云母花岗岩， 呈 不规则岩株状侵入于二道凹群变质岩中， 主要分布 于矿区中部和西部（ 图１ ） 。其中， 矿区中部的花岗
２ ． ３ｋ ｍ 左右， 岩石呈中粒或中 岩出露面积较大， 约２
粗粒结构， 其边缘相则渐变为细粒结构。花岗岩的 主要组成矿物有石英、 条纹长石、 酸性斜长石和黑云 母（ 或白云母） ， 但黑云母大部已遭白云母化和绿泥 石化， 并呈其假象， 析出部分铁质（ 赤铁矿） ， 副矿物 为微量锆石、 磷灰石和磁铁矿， 条纹长石有时和石英 一起构成文象结构。 在岩体边缘， 局部可见萤石脉
内蒙古自治区区域地质测量队．１ ∶２ ０万区域地质调查报
２ 矿床地质特征及成矿模式
２ ． １ 矿体和矿石 矿区内主要有 ２个矿带， 即位于羊蹄子山的南 矿带和位于磨石山的北矿带。前者产于第 ２岩性 组， 后者则产于第 ４岩性组。 南部羊 蹄 子 山 矿 带 由 ６个 矿 体 组 成， 走向 Ｎ Ｅ Ｅ ， 断续延长约 １ ． ８ｋ ｍ ， 单个矿体长 １ ０ ０～ ６ ０ ０ｍ ， 厚 ３～１ ０ｍ 。大 多 数 矿 体 倾 向 Ｎ Ｎ Ｗ， 倾角 ５ ５ °～ ８ ５ ° ， 个别矿体向南陡倾。 在以往的有关文献资料? 中只圈出了南部羊蹄 子山的所谓“ 铁矿带” 。本次研究， 新发现了羊蹄子 山北部的磨石山是以金红石为主的富矿带。该矿带
１ ， ２ １ ， ２
中国地质科学院矿产资源研究所赵一鸣研究员 等通过对矿床地质特征及矿物成分的研究， 将前人 确定的内蒙古羊蹄子山沉积变质型铁矿床更正为沉 积变质型钛矿床， 并新发现了北部磨石山以金红石 为主的富钛矿体， 这是一个新的钛矿床类型。成矿 模式是， 矿床形成于古元古代一个较狭小的海盆地 中， 矿石为化学沉积的产物， 矿床形成后又遭受区域 变质作用， 在中生代由于花岗岩的侵入， 矿体局部遭 受了热液改造或破坏
王君恒 ， 潘竹平 ， 郭雷１， 张宏萄１， 孟贵祥３， 刘光海３
（ １ ． 中国地质大学 地球物理与信息技术学院 教育部地下信息探测技术与仪器重点实验室， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ； ２ ． 中国地质大学 地球物理与信息技术学院， 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ；３ ． 中国地质科学院 矿产资源 研究所， 北京 １ ０ ０ ０ ３ ７ ）
１ —第四系； ２ —酸性—中酸性火山岩； ３ —片状凝灰岩； ４ —变质粉砂岩； ５ —石英岩； ６ —片岩； ７ —大理岩； ８ —斜长角闪片岩； ９ —花岗岩； １ ０ — １ １ —不整合面； １ ２ —断层； １ ３ —产状； １ ４ —剖面号； １ ５ —探槽； １ ６ —设计钻孔； １ ７ —航磁异常位置； １ ８ —水文孔 矿体；
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１ ∶２ ０万区域地质调查报告． １ ９ ７ ４ ． ? 内蒙古自治区区域地质测量队． 收稿日期： ２ ０ ０ ７－ ０ ８－ １ ５ 基金资助： 内蒙古自治区地勘项目（ ２ ０ ０ ５铁 １－ １ ） 资助
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物 探 与 化 探
３ ２卷
ห้องสมุดไป่ตู้侏罗统火山岩系不整合覆盖于二道凹群变质 岩之上， 其岩性有流纹岩、 英安岩、 含岩屑晶屑凝灰 岩等， 分布于矿区西北部、 西部和南部。 １ ． ２ 构造 矿区内二道凹群变质岩系 １～ ４岩性组的走向 为北东东向， 总的倾向 ３ ３ ０ ° ～ ３ ５ ０ ° ， 倾角 ４ ０ ° ～ ８ ０ ° ， 局部陡立， 甚至向南陡倾。但在矿区东北部马牙子 山一带的厚层石英岩则倾向南南东 １ ４ ０ ° ～ １ ８ ５ ° ， 倾 角４ ５ ° ～ ７ ０ ° 。因此， 在矿区北部可能构成一向斜。 在羊蹄子山一带， 厚层石英岩、 大理岩（ 结晶灰岩） Ｎ向或近 Ｓ Ｎ向的断层所错断。 和矿层常被 Ｅ
摘 要： 内蒙古羊蹄子山沉积变质型钛矿床是一个新的钛矿床类型。通过对地质、 地球物理前提条件的研究和找矿 方法试验， 认为高精度磁法是找沉积变质型钛矿床的基本方法， 重力为有效的找矿方法。在矿区北带磨石山以金 红石为主的富钛矿体上有 ６ ０ ０μ Ｇ ａ ｌ 的重力异常， 无磁异常； 南带的羊蹄子山钛铁矿体上重力异常为 ５ ０ ０μ Ｇ ａ ｌ ， 有６ ０ ｎ Ｔ的弱磁异常。 关键词： 羊蹄子山； 沉积变质型钛矿床； 重力； 磁法； 成矿模式； 找矿方法 中图分类号：Ｐ ６ ３ １ 文献标识码：Ａ 文章编号： １ ０ ０ ０－ ８ ９ １ ８ （ ２ ０ ０ ８ ） ０ ３－ ０ ２ ３ ３－ ０ ８
图１ 内蒙古羊蹄子山钛矿床地质略图
穿插于花岗岩的内外接触带， 说明岩体富含挥发组 分氟。矿区内的脉岩主要为闪长玢岩和细晶岩。
由 ２个矿体组成， 即东部矿体和西部矿体， 以东部矿 体为主。东部矿体走向北东东， 倾向北北西， 倾角 ５ ０ ° ～ ６ ０ ° ， 长约 ４ ０ ０ｍ ， 厚约 ５ｍ ； 西部矿体长约 １ ７ ０ ｍ ， 厚 ４～ ５ｍ 。 南部矿带或北部矿带的上下盘围岩均为绢云石 英片岩。磨石山以金红石为主的富矿体下盘普遍存 在一层含石榴石或红柱石的石英绢云母片岩。 矿石的金属矿物主要为钛铁矿， 次有金红石、 赤 铁矿和褐铁矿， 局部有较多的石榴石（ 锰铝—铁铝 榴石） 和铁闪石以及少量铁直闪石和绢云母。但在 磨石山矿带， 则以金红石为主。 从各类矿石的分布情况看， 钛铁矿—石英型、 钛
。
羊蹄子山钛矿床位于内蒙古正蓝旗西约 ２ ５ｋ ｍ 处。原内蒙古地质局察盟队 １ ９ ５ ９年曾进行过检查， 认为矿床属产于上太古界二道凹群中的沉积变质铁 矿床， 含 铁 品 位 较 低， 估算铁矿地质储量约 ２ ６万 ｔ 。内蒙古地质局 １ ０ １地质队 １ ９ ７ ２年又进一步作 过工作， 也认为这是一个沉积变质型铁矿床， 矿石为 赤铁石英岩。以前该地区除航空物探外， 其他地质、 物化探工作进行得很少。１ ９ ６ ７年， 冶金航测队完成 “ 正兰旗—多伦 一 带 航 磁 报 告” ， 在马牙子山发现 Ｍ ３ ８航磁异常， 走向近东西， 长１ ． ５ｋ ｍ ， 宽０ ． ５ｋ ｍ ， 异常极大值 ４ ８ ０ｎ Ｔ ， 梯度平缓。１ ９ ７ ３年， 内蒙古地 ０ １队物探组完成的“ 正兰旗航检工作小结” ， 质局 １ 在已知的羊蹄子山钛铁矿点和磨石山富钛矿体上均 无磁异常反应。 ２ ０ ０ ５年中国地质科学院矿产资源所与中国地 质大学在已知矿体上进行了物探方法的试验， 结果
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表明磁法是基本的方法， 重力为有效的方法并初步 总结出成矿模式和地物化综合找矿模式。
１ 矿区地质概况
该矿床位于华北地台北缘内蒙地轴中东部， 出 露地层主要是新太古界乌拉山群、 古元古界上部二 道凹群（ 在１ ∶２ ０万区调中定为上太古界） 、 上石炭 统阿木山组、 下二叠统三面井组及上侏罗统、 下白垩 统、 新近系和古近系、 第四系等。 １ ． １ 地层 矿区出露地层以古元古界二道凹群为主， 其次 为上侏罗统火山岩。经 １ ∶２ ０ ０ ０ 地质剖面勘测和 １ ∶１ 万地质草测填图， 二道凹群变质岩在矿区范围内自 下而上大致可划分为 ５个岩性组。 第 １岩性组： 由结晶灰岩（ 大理岩） 、 斜长角闪 ０ ０ｍ 。 片岩和绢云石英片岩组成， 厚度大于 ５ 第 ２岩性组： 由绢云石英片岩夹薄层石英岩和 条纹状钛铁矿石英岩（ 第一主矿层） 组成， 该岩性组 厚约 ５ ０ ０ｍ 。 第 ３岩性组： 厚层白色石英岩、 变质粉砂岩夹钛 ５ ０ｍ 。 铁矿化层， 厚约 ３ 第 ４岩性组： 绢云石英片岩、 石榴绢云石英片岩 夹条纹状钛铁矿金红石石英岩（ 第二主矿层） 和变 质粉砂岩， 厚度大约 ５ ０ ０ｍ 。 厚层白色石英岩， 厚度 ＞ ５ ０ ０ｍ 。 第 ５岩性组：
表１ 磨石山金红石富矿带各探槽见矿情况
探槽编号 Ｍ Ｔ Ｃ１ Ｍ Ｔ Ｃ２ Ｍ Ｔ Ｃ３ Ｍ Ｔ Ｃ５ Ｍ Ｔ Ｃ６ Ｍ Ｔ Ｃ７ Ｍ Ｔ Ｃ８ Ｍ Ｔ Ｃ９ Ｍ Ｔ Ｃ１ ３ Ｍ Ｔ Ｃ１ ４ 见矿厚度 ／ ｍ ２ ． ８ ５ ． ２ ２ ． ６ ３ ． ２ ３ ． ６ ２ ． ５ １ １ ． ２ １ １ ４ ． ３ ６ ． ５ Ｔ ｉ Ｏ ％ ２ 含量变化范围 ／ ６ ． ０ ０～ １ １ ． ０ ０ ７ ． ９ ４～ １ ３ ． ０ １ ８ ． ０ ０～ １ ０ ． ９ ５ ８ ． ３ ７～ １ ０ ． ６ ２ ４ ． １ ８～ １ ０ ． ４ ３ ５ ． ７ ４～ １ １ ． ２ １ ２ ． ３ ８～ ６ ． ７ ２ ５ ． ０ ０～ １ ５ ． ０ １ ６ ． ５ ２～ ８ ． ２ ３ ４ ． ７ ４～ １ ３ ． ９ ９ 平含量均 ／ ％ ８ ． ５ ０ １ １ ． ２ ８ ９ ． ４ ８ ９ ． ５ ０ ７ ． ３ １ ８ ． ４ ８ ４ ． ５ ２ ９ ． ２ ７ ７ ． ３ ８ ８ ． ６ ８