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温家宝地质笔记(八十二)  

2016-06-29 06:44:36|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  学习研究部分文章

我们的责任,是向人民负责[1]

1974年)

测区矿产丰富。已知矿种有煤、铁、铬、铜、铅、辛、钨、钼、砷、汞、铌、钽、稀土元素、铀、钍、砂金、砂铂、黄铁矿、硫、含钾岩石、石棉、滑石、蛇纹岩、石灰岩、白云岩、石膏、温泉等27种。已发现的矿床、矿(化)点共120处,其中工业矿床有17处,以黑色金属铁、铬为主。

……在图幅开测期间,本分队检查评价了67处矿床、矿(化)点,其中我们自己新发现的矿床、矿(化)点有30处;对全测区进行了系统的重砂测量和放射性测量,圈定各类重砂异常区12个,异高点16个,发现放射性异常点(区)25处。

在前人工作的基础上,对全区铁矿进行了较为系统、深入的研究,补充搜集了含铁岩系特征、含矿建造、矿石类型等方面的资料,探讨了桦树沟式、朱龙关式、沙龙式铁矿的成矿根据、条件及规律.新发现了13处铁矿点,其中三处有工业价值:在羊露河上游,发现了沉积变质型条带状磁铁矿,含矿层断续分布在长约8公里的条带上,矿石为中高品位,具找矿意义。

铬矿普查是本幅矿产工作的重点。对三岔什、小龙口超基性岩体做了重点解剖,找到了一些新的铬铁矿露头,对全幅超基性岩及其含矿性进行了综合研究,初步探讨处于北祁睦挤压褶带中的超基性岩及铬铁矿生成的某些规律性,并指出了铬铁矿的找矿方向。

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[1]摘录自1974年编写的《120万祁连山幅区地质调查报告(旷产部分)》前言,有删节。

在青白口系大柳沟群发现了含钾岩石,矿点规模大,矿层稳定,经兰州中心实验室试验,采用氯化焙烧的方法,钾的浸出率可达93.61%.提取可溶钾有初步成效。

在小龙口地区发现了含钙铌矿和铌易解石的碳酸岩,这是祁连山一个重要的发现;此外,在小轱辘沟上侏罗统,发现了含磷钇矿及褐钇铌矿的沉积型稀土矿化。

祁连山幅的普查找矿工作,贯彻执行了以农业为基础,工业为主导发展国民经济的总方针,坚持把地质工作转移到以农业为基础的轨道上来,注意农业急需的铁、钾、磷等矿产的寻找;在矿点检查中,优先安排新发现矿点的检查评价工作;全力保证、优先安排国家急需的富铁、含铬超基性岩的普查检查;对前人已发现的老矿点和经过普查勘探的矿床,资料比较丰富,我们除搜集、利用前人成果外,选择典型矿床进行现场观测、认识,以指导区域性矿产普查工作开展,对其工作程度不高的矿点,根据缺什么补什么的原则开展工作。这样,既保证了重点矿产的普查检查,对大部分一般矿点也基本上满足了检查评价要求。

我们的责任.是向人民负责……

朱龙关式火山一沉积铁矿特征及其与

古河西系的关系

19793月)

甘肃西部镜铁山及其外围铁矿,是具有工业价值的沉积变质铁矿;朱龙关式铁矿是镜铁山铁矿特有的一种铁矿类型,它产于前古生代槽地[1],其成因同火山活动特别是火山喷气作用,密切相关。含铁建造的堆积,是沿着古河西系,特别是走向北西西的深断裂进行的。

本文通过朱龙关式铁矿特征的分析,进而研究火山沉积铁矿与古老构造体系的关系。

所谓朱龙关式铁矿,是指分布于托莱山隆起褶带的火山一沉积变质型赤铁矿一菱铁矿矿床,其中代表性的矿床,如夹皮沟铁矿、古浪峡铁矿、热水铁矿等。这条含铁岩系绵延百公里以上,其沉积时代属长城纪。含铁岩系在托莱山复式向斜南北两翼对称分布,而以北翼最发育。


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 含矿地层是一套遭受浅变质的深色火山一沉积岩系。其下部为白云岩--火山岩建造,中部为铁矿--碎屑岩建造,上部为火山岩一硅质岩一硬砂岩建造(图1)。

下部白云岩一火山岩建造,是一套以火山岩为主的海相韵律沉积,普遍见有一种特殊的火山--沉积旋回剖面。在熬油沟、九个青羊一带,这一旋回的顺序自下而上为:玄武岩一灰岩,剖面上见到这种旋回出现六次;在古浪峡,这一旋回的顺序自下而上为:安山玄武岩一板岩夹逶镜状铁矿一白云岩,剖面上见这种旋回出现三次。

火山岩特征:(1)以中基性为主,喷发性质属海底喷发,主要岩石类型有强碳酸岩化玻基幺武岩、辉石拉斑玄武岩、杏仁状玄武岩、安山玄武

[1]长期以来,前人一直认为桦树沟舍铁地层为寒武纪,朱龙关含铁地层为奥陶纪,但均未发现化石。1972年至1975年,甘肃省地质局区测二队首次在这两套含铁层位内采到较多的晚元古代叠层石和古孢粉,从而始定桦树沟式铁矿的沉积时代为蓟异纪,朱龙关武铁矿的沉积时代为长城纪[4]

岩;(2)岩石内部具斑状结构,斑晶多为辉石及斜长石,基质多由斜长石、玻璃质组成隐晶结构;(3)具枕状构造;(4)见有火山碎屑和火山弹,碎屑一股为粒度小于2毫米的火山灰,少数属细角砾级;因而既有喷出性质又有爆发性质;(5)具层凝灰岩,层凝灰岩内除有火山碎屑外,还含有陆源碎屑,并具细层理;(6)具气孔构造,内有石英、方解石、沸石充填。

各类火山岩的岩石化学组分见表1.。其中铁的含较戴里提出的玄武岩铁平均值要高,在古浪FeO3FeO的含量为1566%;岩石富含纳质。

这一建造的厚度变化较大。在熬油沟厚2000余米,该地近喷发中心,见有火山弹及粗粒火山碎屑,玄武岩具不明显的枕状构造。向东,此建造的厚度逐渐变小,在古浪峡厚度为470米。随着厚度的变小建造组合特征也发生了某些变化:火山(岩)一沉积(岩)旋回反复出现的次数减少;组成每个献回的安山玄武岩及白云岩的厚度也相对变小。在热水,建造的中下部出现了厚度较大的碳酸盐岩和钙泥质岩沉积。再向东川刺沟、寺大隆一带,总厚大于1500米,除碳酸盐[]外,还出现砂板岩,熔岩减少。不难看出,火山喷发中心既是地壳活动剧烈的地带,也是沉积厚度较大的区段;向东地壳活动减弱,沉积厚度也变小;向西的变化也相类似,建造的厚度逐渐变小,火山熔岩渐为火山凝灰岩所代替,在石油河至[]包山中基性火山岩只作夹层。

中部铁矿-碎屑岩建造,为遭受轻微变质的滨浅海相细碎屑岩央赤铁矿、菱铁矿的沉积,局部地段夹有薄层石灰岩。其中粉砂质板岩、泥质板岩、硅质板岩常常构成矿体的顶底板,在紧靠矿层或矿层向横向尖灭的部分,板岩含铁质,为紫红色。央皮沟、九个青羊等地,矿体顶底板还见有青灰色微粒石灰岩。

此建造的岩相变化较大:熬油沟厚1000多冰,含铁层位有一层;向东至古浪峡,厚为450米,含铁层位有三层;至小龙口,厚为1080米,夹厚层石灰岩,含铁层位有三层;向西至夹皮沟,厚仅见百余米,含铁层位有二层。但是整个朱龙关式铁矿的主含矿层是一层,它是较为稳定的,不同区段是可以类比的。主含矿层,在熬油沟至九个青羊地区厚几米至55米;在古浪峡厚34米;在小龙口厚几米至52米;在热水厚30米;在川刺沟、大水沟厚2050米;在夹皮沟厚35米。

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 上部火山岩一硅质岩一硬砂岩建造,其横向变化较大。存熬油沟、九个青羊一带,主要为辉石玄武岩、细碧岩、玄武质角砾熔岩凝灰岩;在古浪峡一带主要为硅质板岩夹硅质岩及硬砂岩;在小龙口为厚层玄武岩夹凝灰质技钙泥质沉积岩;在热水则为安山岩及灰岩。

上述建造特点是朱龙关式铁矿所独具的,以此为基础,可以分析朱龙关式含铁建造的沉积环境和构造环境,进而提出含铁建造与某一古老构造体系的关系。

在晚元古代,北祁连是一个北西西向展布的深海槽,在这个深海槽中沉积了总厚达l5000米的基性火山岩、富镁碳酸盐岩、碎屑岩及硅铁建造,托莱山南坡地区、走廊南山地区是走向北西西的狭长的古陆或大洋中脊,在同古陆平行或近于平行的沿岸,有着许多活动火山群,其中一部分形成链状岛屿,这同现今太平洋西岸的所谓“岛弧火山”的地貌景观相似。

从火山岩的分布和横向变化看来,当时是串珠状多中心的裂隙式海底喷发;从纵向看,这种喷发是间歇的,在喷发中断期间,有浅海寓镁碳酸盐岩的沉积。

不难看出,北祁连槽地的展布方向,以及邻近复背斜带两侧部位,控制火山喷溢的古裂隙方向,[1]N60W方向一致,其明显受古河西系的控制。

在这此火山岛上有丰富的,由火山溶液和火山气与地表水、地下水混合形式的酸液流(重碳酸盐一硫酸盐的饱和水溶液).这些酸液淋滤火山岩,它能促使火山玻璃的脱玻作用,原生硅酸盐矿物的改造,使过剩的SiO2带出,并溶解了人量的铁。

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 含有铁的重碳酸盐和硫酸盐及少量被淋蚀出来的Si0.的火山溶液(Si0_Fe( OH)、、FeCOjl120的凝胶),在弱还原的介质环境中,在pH值大于6.6 -7的特定条件下,菱镁矿与赤铁矿可以同时沉淀:当Fe( OH)3凝胶状态与FeOH),凝胶状态发生渗合作用,并在渗合作用之后受成岩和变质作用的影响而失水,那么在渗合彻底的部分就形成了混合矿石条带[2][3]

因为Si0.通常完全不溶于水,因而硅质岩始终与火山喷出物相联系,

[1]河西系是“河西构造体系”的简称,是李四光创立钓“地质力学“中的重要内容。本书古河西系是指发育在祁连山的一个古老的构造体表,它的总体组合形态为走向北55—65西的一系列互相平行的褶带及所央岩块组成的巨型拗褶带,这一构造体系的孕育期在晚元古代,而发育期在早古生代,其成熟期在志留纪末这个古老的构造系统,虽然由不同性质、不同形态、不同等级、不同序次的各项构造成分(如走廊南山隆起褶带、托莱山隆起褶带、野马南山- 大通山隆起褶带、鸟兰大坂一青海南山隆起褶带)组成,但具有成生上的联系其构造运动方式属顺时针直线扭动性质,这和整个祁连山区长期发展着的直线扭动构造相一致[1]

在喷发作用的热液阶段,火山溶液及火山气往往带出大量呈凝胶或溶胶状态的SiO2。在碱性氧化条件下, Si0,的稳定形式(碧玉或者玉髓)与赤铁矿一道沉淀,前者作为后者的伴生矿物;而在酸性氧化条件下,碧玉单独沉淀成独立条带。当-ISi02凝胶与其他矿石矿物组分的凝胶进行不同程度的相互扩散渗合作用,就形成不同颜色的燧石和碧玉条带[2](图版)。这一地区的资料表明,含铁岩系的砖质板岩、含铁硅磺岩正是与海相喷发沉积物紧密共生的。

铁的可溶度特别小,戈尔德施米特认为溶液中的铁约为. 0.000 I%,铁河水中的含量少于千百万分之一。穆尔指出,在安大略湖FeO3,的含量为0.0047--.0061%。中生代和更年青的铁硅建造比较少见,现代的条带状硅铁沉积物大概根本不能形成,因此没有一个完整的现代模式能用来确定决定硅铁沉积物产生的地质参数。

但是在有酸存在的化学状态下,铁的溶解度显著增加,格鲁纳、穆尔、迈纳德通过试验证明在碳酸盐和有机酸的溶液中的FcO3的溶解度显著增加。

于是有人提出铁硅建造的形成是通过化学途径,特别是与火山喷气作用密切相关。

古河西构造体系不仅控制了北祁连槽地,而且控制了火山喷溢的古裂隙。古河西系的断裂,主要是影响地壳厚度大,切割地壳深部的压扭性冲断,含铁建造的堆积是沿着古河西系,特别是其主要的深断裂进行的;大量的与火山喷气作用有关的FeSiO2的聚集,是通过喷气水沿着古河西系的断裂带运移并沉积的。

由此笔者提出一个论点:许多前古生代铁矿带及其沉积盆地,均处于一定的构造部位。含铁建造的堆积,很可能沿着地球某一古老的构造体糸,特别是其中主要深断裂进行的。这些构造体系和断裂,往往被后期强烈的构造运动所改造,为新的构造体系所掩盖,而现在已见不到。研究这一规律,无论对铁矿成矿理论,还是对指导铁矿的普查,均有一定的意义。

在我国,处于阴山一天山纬向构造带的鞍山式铁矿,是前震旦纪沉积变质岩系中条带状磁铁矿和赤铁矿与苏联的含铁石英岩和美国的铁燧岩以及朱龙关式铁矿大致属于同一类型,但变质深,局部遭受不同程度的花岗岩化作用,含有原生或热液迁移作用。在阴山带中出现的若干铁矿如鞍山式铁矿,以及南岭带中出现的安溪、龙岩、大田等处的铁矿,就含硅质较高这一特性来说,是彼此相似的,它们均处于古老的构造体系。

在世界上和朱龙关式铁矿相同成因,即火山喷气成因的典型矿床,是加拿大的阿尔戈马型,它处于加拿大地质的火山带中,含铁建造与火山活动中心直接联系,加拿大[学者]Gorss把阿尔戈马含铁建造的金属硫化矿层的化学成分和物理特性,与红海的某些现代沉积物对比.非常相似。阿尔戈马含铁建造与红海岩相,很可能均是与地壳大断裂有关的深部岩浆作用的产物。喷气活动和水循环引起大量硅离子和其它金属离子的溶解和搬运。但是也有不同,在存阿尔戈马型沉积物堆积的条件下,发生过强烈的火山岩喷发,同时逸出深部的含矿溶液,而红海这些溶液是从深部断裂体系逸出的,并不伴随强烈的火山活动。

综上所述,寻找同火山作用相关的铁矿,应注意古构造体系尤其是其中深断裂的研究,重视同古陆平行的深海槽和火山岩带。

参考文献

[1]魏春海等,1978中国祁连山地质构造的基本特征.国际交流地质学术论文集(一),地质出版社。

[2]刘永康.1966,祁连山正地槽相火山沉积铁矿床的成矿机理,矿床学论文集,西北金属矿床,科学出版社。

[3]A ni e兹尼科夫1964,沉积岩相与建造。

[4]甘肃省地质局区测二队1975,北祁连震旦系的初步划分和对比,未刊稿。

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