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黑脑包铁矿是上世纪六十年代发现的沉积变质型铁矿床,共由九个矿体组成,大多数矿体已被开发利用。本文研究目的是分析矿床成矿规律,建立找矿标志,提出今后找矿方向,对实际生产起到一定的指导作用。黑脑包铁矿位于内蒙古自治区达茂旗旗政府百灵庙镇南西25公里处,行政区划隶属达茂旗工业园区管辖。矿区交通便利。
沉积变质型铁矿属层控矿床,此类矿床的研究开始与19世纪末期,矿床受沉积原岩和区域变质作用的控制,在我国此类矿床以鞍山铁矿为典型代表,也称“鞍山式”铁矿。黑脑包铁矿从发现至今,做过了多次地质勘查工作,矿区基础资料丰富,矿床的研究工作很少。
矿区处于阴山隆起北缘,属华北地层大区,阴山地层分区,大青山地层小区。出露的地层有上太古界色尔腾山岩群、白云鄂博群、震旦系下统、新近系上新统、第四系全新统。岩浆岩类型有加里东晚期片理化闪长岩、斜长花岗岩。华力西早期片麻状黑云母二长花岗岩,含黑云母花岗岩。华力西晚期不等粒似斑状黑云母花岗岩、似斑状黑云母花岗岩、中细粒黑云母花岗岩。上太古界色尔腾山岩群三岩段(Ar3S3)由角闪斜长片麻岩夹磁铁石英岩透镜体组成,是区内铁矿的赋存层位。矿区地处于华北地台内蒙台隆阴山断隆东部北缘、额布尔陶勒图-合同庙深大断裂南部。构造线以近东西向为主。褶皱断裂发育,岩浆活动频繁,构造复杂。褶皱构造有毛忽洞背斜和百流图背斜和百流图同斜向斜。断裂构造有近东西向和南北向两组,其中南北向断层对矿体有破坏作用。
黑脑包铁矿产出于上太古界色尔滕山岩群三岩段片麻岩系中,矿体严格受地层控制,通过矿区九个矿体分布特征和磁异常特征分析认为,矿区可划分为南部、中部和北部三个矿化带,三条矿带代表了原岩沉积过程中的三个旋回,由南至北从早到晚,其中第三旋回沉积原岩含铁丰富,形成了矿区的主矿体。矿体的后期改造作用主要表现在断裂构造的破坏、脉岩入侵和矿体被混合岩化三方面。断裂构造和脉岩对矿体改造基本上是同时的,脉岩往往沿断裂构造侵入,矿体被错断、分割。混合岩化对矿体改造表现在矿体被同化混染,品位降低。
黑脑包铁矿石以片麻状构造为主,条带状、块状及片状构造次之。大多数矿石中磁铁矿呈不连续线形分布,为片麻状构造,局部地段矿石受混合岩化作用影响,片麻状构造不明现,表现为块状构造。矿石结构为粒状、柱状变晶结构,磁铁矿呈它形-半自形变晶结构。矿石中矿石矿物主要为磁铁矿,其次为褐铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿及少量的黄铜矿。矿石中脉石矿物主要有石英,角闪石,少量黑云母、石榴石、长石、锆石、磷灰石等。次生脉石矿物有方解石、阳起石和绿泥石。矿石的用成份为铁元素,铁元素在矿石中主要以磁铁矿的形式存在,占铁铁元素总量的75.9%,此外还有少量的硫铁矿、赤(褐)铁矿、菱铁矿及部分硅酸岩中的铁。矿石中SiO2含量小于45%,表明原岩为基性岩石,根据皮科克岩石分类原则,为钙碱性岩石,矿石中石英和黑云母含量普遍较多,表明原岩为基性含铁火山碎屑岩沉积。
通过矿区磁异常晕和矿体对比研究认为,矿区磁异常晕呈线型分布,正负异常相伴而生,正异常对应矿体上部,负异常对应矿体深部。矿体埋深和磁异常等值线变化梯度关系较大,矿体埋深大,变化梯度小,反之变化梯度大。矿体的倾角和正负异常晕相对距离相关,正负异常中心相距较远,矿体相对平缓,反之,矿体倾角较大。利用上述磁异常和矿体关系,通过和其他地区非矿致磁异常晕分布特征的比较,建立了此类矿床磁法找矿标志。
物探电法是寻找深部矿体有效手段,通过矿体及围岩的物性特征和钻探成果对比分析认为,矿体引起的低阻体视电阻率值变化于10-350Ω.m之间,形态呈脉状或椭圆状,长轴方向角度平缓,并且和矿区含矿围岩产状一致。低阻体和阻值大于1500Ω.m的高阻区域之间有范围较大的过渡带,过渡带阻值在400~15000Ω.m之间,此过渡带反应了含矿围岩的电性特征。
通过钻孔中围岩和矿层变质相带分析认为,矿体产出与角闪岩性带和铁铝石榴角闪岩相带的过渡部位,局部地段矿体产出于角闪岩相带和混合岩化带变化部位。勘查工作中石榴子石的出现和消失以及不均匀分布的混合岩化层可做为判别矿体是否存在的标志。