新疆塔什庫爾干縣贊坎鐵礦地質特征及成因淺析

馮昌榮，吳海才，陳勇

(1.中國地質大學研究生院，北京100083;2.新疆地礦局第二地質大隊，新疆喀什844002)

新疆塔什庫爾干縣贊坎鐵礦地質特征及成因淺析

馮昌榮1，2，吳海才2，陳勇2

(1.中國地質大學研究生院，北京100083;2.新疆地礦局第二地質大隊，新疆喀什844002)

論述了贊坎鐵礦床的成礦地質背景和礦床地質特征。通過礦體形態特征、礦石結構構造、礦物組合分析，認為礦床的形成經歷了鐵質沉積和變質改造兩個階段，屬于沉積變質型條帶狀硅鐵建造礦床(BIFs)。通過磁測，發現礦區內磁異常主要為磁鐵礦(化)體引起。圈定出多個隱伏異常體，為下一步找礦工作奠定了基礎。

贊坎鐵礦;地質特征;成因淺析;西昆侖

西昆侖地區位于古亞洲構造域與特提斯構造域的結合部位，區域地質構造復雜，巖漿活動頻繁，成礦地質條件優越(錢壯志等，2003)，資源潛力巨大。前人研究認為具銅、鐵等多金屬礦種的大型、超大型礦床找礦前景(孫海田等，2003;王書來等，2000;董永觀等，2003;李寶強等，2006;王核等，2008)。目前已發現的有 Fe、Cu、Mo、Pb、Zn、W、黃鐵礦等金屬礦產和鋰輝石、鈮鉭鐵礦等稀有金屬礦產。但是由于西昆侖位于塔里木盆地南緣的廣大高山地區，自然條件惡劣，找礦工作難度大，因此西昆侖成礦帶一直是我國地質工作程度最低的地區之一。

自開展國土資源大調查以來，在新疆塔什庫爾干縣古元古界布倫闊勒群底部和中部先后發現了一系列沉積變質型富磁鐵礦床，如喬普卡里莫(贊坎)鐵礦、老并、吉爾鐵克溝鐵礦床等大中型鐵礦勘查基地，以及塔合曼、蘇巴什、孜洛依鐵礦等一大批礦點(劉建平等，2009)，西昆侖地區成為重要的鐵礦成礦帶。然而，對該成礦帶內鐵礦的研究程度很低，幾乎是空白。本文首次報道了作者近年來在塔什庫爾干縣發現的贊坎大型磁鐵礦床的地質特征，并初步探討了礦床成因，旨為下一步找礦工作奠定基礎。

1 成礦地質背景

1.1 區域成礦背景

西昆侖塔阿西-贊坎一帶出露地層以古元古界布倫闊勒巖群(Pt1B)為主，主要分布于研究區中部(圖1)，為一套富含石榴石、夕線石等特征變質礦物的變質巖系，變質程度達高角閃巖相，大量巖漿巖侵入，亦常見接觸變質作用疊加。西部覆蓋有古生界，主要有下志留統溫泉溝組(S1w)，巖性為粉砂質泥(板)巖、鈣泥質粉砂巖、石英砂巖、結晶灰巖、少量硅質巖、硅質礫巖等。北部見白堊系下拉夫底群(K1X)角度不整合覆蓋布倫闊勒巖群，巖石組合為厚層狀粗-中礫巖、薄層狀細粒長石砂巖、薄層狀鈣質石英粉砂巖、薄層狀含粉砂泥晶灰巖及灰色中層泥晶灰巖、淺灰色粉砂質泥(頁)巖偶夾石膏層。溝谷地區見有新近系出露。

區域構造環境復雜，地層擠壓強烈，褶皺、斷裂發育。主要有塔什庫爾干-康西瓦大斷裂、安達力塔克-庫浪拉古河大斷裂、庫馬斷裂、喀拉塔什-玖依大斷裂、紅其拉甫-克勒青河斷裂、塔西土路克斷裂等(方愛民等，2003a，2003b)，多為北西走向，與區域構造線方向基本一致，傾向北東為主。多為逆斷層，少數為正斷層，代表中新生代構造變形的結果。其中大斷裂多控制本區地層、構造單元分布格局，次級斷裂則直接為成礦提供通道和成礦場所(王書來等，2000;丁道桂等，1996)。

圖1 西昆侖塔阿西-贊坎一帶地質略圖(據河南省地質調查院，2004修改①河南地質調查院.2004.1∶25萬克克吐魯克-塔什庫爾干幅區域地質調查報告。)Fig.1 Sketch geological map of the Taaxi-Zankan area in West Kunlun

巖漿活動強烈，自元古宙至喜馬拉雅期的巖體均有分布。巖性復雜，超基性至超堿性巖均有出露，但以中酸性花崗巖和花崗閃長巖為主，包括元古宙馬爾洋達坂片麻狀細?；◢忛W長巖體、走克本細粒二長花崗巖體;燕山期三百司馬片麻狀細粒二長花崗巖體、小熱斯卡木斑狀細粒二長花崗巖體;喜馬拉雅期贊坎細粒正長巖、花崗斑巖體。

1.2 區域成礦特征

區內主要成礦時期分為元古宙、加里東期、華力西期，其中元古宙和華力西期為強度最大的兩個成礦期，具有由早到晚礦化強度由強轉弱的特點。元古宙:主要在古元古界布倫闊勒巖群中形成規模巨大的沉積變質型磁鐵礦床和與偉晶巖有關的云母等礦產。加里東期:主要形成與巖漿活動密切相關的熱液型銅鉛鋅、鐵礦化以及鉬礦化等(劉建平，2009，2010)。華力西期:強烈的巖漿活動形成規模巨大的超鎂鐵巖體和基性巖體，形成一系列與蛇綠巖有關的銅鉛鋅多金屬礦化，礦化強度高，并出現與沉積作用密切相關的銅鉛鋅礦化。印支期-喜馬拉雅期成礦作用相對較弱，總體表現為對早期礦化進行改造，局部有熱液鎢、金礦化。區內分布的礦床有塔阿西鐵礦、贊坎鐵礦、吉爾鐵克溝鐵礦、熱拉其銅礦點、種羊場銅礦點。

前人工作認為在北起蘇巴什達坂，南至達布達爾長達120km的古元古界布倫闊勒群內共存在4個磁鐵礦帶，自北向南依次為蘇巴什-阿克薩依磁鐵礦帶、塔合曼-辛迪磁鐵礦帶、塔阿西-老并磁鐵礦帶和吉爾鐵克溝-喬普卡里莫磁鐵礦帶，遠景資源量在10億噸以上。

2 礦區地質特征

贊坎磁鐵礦床位于新疆塔什庫爾干縣城東南約70km，地理位置為東經 75°35′20″～75°39′34″，北緯 37°14′07″～37°15′52″。大地構造位置處于喀喇昆侖構造帶塔什庫爾干陸塊，屬吉爾鐵克溝-喬普卡里莫磁鐵礦帶贊坎巖體的南西部，系西昆侖地區典型的沉積變質型磁鐵礦床之一。

2.1 地層

礦區出露的地層主要為布倫闊勒巖群。巖群可分為含鐵巖段、斜長角閃片麻巖段、夕線石榴片麻巖-石英巖段、大理巖段等4套變質建造組合:

含鐵巖段:分布于該巖群西部，巖性為層狀-條帶狀磁鐵礦、磁鐵石英巖、(含磁鐵)黑云斜長片麻巖夾斜長角閃片(麻)巖等，具典型的沉積-變質型磁鐵礦特征。

斜長角閃片麻巖段:分布于該巖群中部，巖性組合為斜長角閃片麻巖、石榴角閃片麻巖夾少量石榴黑云石英片巖，二云斜長片麻巖。

夕線石榴片巖-石英巖段:分布于該巖群中東部，富含石榴石、夕線石等特征變質礦物，含量高者可達20%～30%。巖石為含石榴黑云石英片巖、含夕線石榴斜長黑云石英片巖、含石榴石英巖、含石榴石大理巖、含(夕線)石榴黑云斜長片麻巖，夾少量角閃片巖和斜長角閃片巖等。

大理巖段:分布于該巖群東部，巖性為黑云母大理巖、透閃石大理巖，夾石榴黑云石英片巖、片麻巖等。

含鐵巖段區域上分布在塔合曼、喬普卡里莫、老并等地，為區內重要的含鐵層位，形成規模巨大的富磁鐵礦沉積-變質型磁鐵礦床。

2.2 構造

區內斷裂主要為元古界性質不明斷層，呈北西-南東向延伸，出露長約3km(推測為塔什庫爾干大斷層)。受斷層影響地層多被擠壓，小褶曲構造發育，局部地段可見小的層間錯動。北部發育一條較小的平移斷層，長約200m，平移距離約50m，將一大理巖錯開。北西部有一推測斷層，走向東西，切割元古界，多為新近系覆蓋。

2.3 巖漿巖

出露的巖體為贊坎巖體，分布于礦區北部，呈一小巖株侵位于布倫闊勒巖群。巖性為細粒正長巖、花崗斑巖，普遍發育霏細巖(霏細斑巖)，分異現象不明顯。礦區以白色中細粒霏細巖為主，次為花崗斑巖，巖體接觸帶見矽卡巖化。

淺灰白色細巖(霏細斑巖):為區內最主要的巖漿巖，分布于中部、北西部及南東部，淺灰白色，霏細結構，塊狀構造、似斑狀構造，可見少量長石斑晶，成分為中長石(45%～65%)、微斜長石(0～12%)、石英(15%～25%)、黑云母(15%～25%)及普通角閃石(5%)。中長石呈半自形板狀，具聚片雙晶，有時有環帶構造和絹云母化;主要副礦物為鋯石、磷灰石、榍石，其次為石榴石、電氣石、金紅石、螢石。巖體邊緣巖相帶中有灰色石英閃長巖和閃長巖脈侵入，規模很小，呈異離體分布。在巖體與地層的接觸部位發育碎裂巖。

花崗斑巖:出露于礦區南部，面積較小，灰白色，局部有片理化現象，具似斑狀結構，基質中-細?；◢徑Y構，塊狀構造。斑晶主要為鉀長石，呈半自形板柱狀，邊緣不規則，大小8×4～15×10mm?；|主要為細粒狀石英，斜長石，鉀長石組成，石英含量30%～35%，呈他形粒狀結構，粒徑0.5～4mm。副礦物有黃鐵礦，磁鐵礦，呈自形-半自形粒狀結構，大小約1mm。

3 礦床特征

圖2 贊坎鐵礦Ⅰ-Ⅳ號礦體地質及磁法測量異常略圖Fig.2 Geological map of the Zankan Fe deposit and distribution of the magnetic anomalies

贊坎鐵礦由7條大致平行的鐵礦體組成，編號Ⅰ-Ⅶ，其中Ⅰ-Ⅳ號礦體分布圖見圖2。Ⅴ-Ⅶ號礦體分布于圖2的北西，北北西方向，礦體總體走向呈北西-南東向，傾向北東，傾角17°～88°。

鐵礦體主要產于霏細巖與片巖接觸帶中，總體為層狀、似層狀產出，個別礦體產于霏細巖或符山石角閃巖中，與圍巖為不整合接觸。

3.1 礦體形態

Ⅰ號礦體位于礦區中北部，呈北西-南東走向，斷續出露約2.9km(圖3a)，產于霏細巖與片巖的接觸帶偏向片巖之處(圖4)，局部地段產于霏細巖中，個別處見磁鐵礦侵入于霏細巖中，為后期疊加改造形成，礦體傾向350°～54°，傾角17°～88°。

Ⅱ號礦體位于礦區西部，出露長約30m，寬2.0～4.6m，平均水平厚度4.30m，地表呈似層狀分布，頂板為黑云母石英片巖，礦體傾向355°～21°，傾角20°～55°。

Ⅲ號礦體(圖3b)位于礦區南部，自東向西分由六個小礦體組成，地表出露長約34～464m，寬約6.0～24.0m，礦體平均水平厚度8.58～22.0m，礦體傾向11°～60°，傾角49°～72°，頂底板均為霏細巖。

Ⅳ號礦體出露長約130m，寬約32～60m，平均水平厚度52.20m，地表呈西大東小的似三角錐狀分布，頂板為霏細巖，底板為黑云石英片巖，礦體傾向20°～23°，傾角47°～66°。

圖3 贊坎鐵礦野外照片Fig.3 The outcrops of the Zankan Fe deposit

Ⅴ號礦體由2個小礦體組成，出露長約120m，寬約3～30m，平均水平厚度6.99～14.19m，地表呈帶狀、似層狀分布，頂板為霏細巖，底板為黑云石英片巖、斜長角閃片麻巖 (圖3c)，礦體傾向20°～23°，傾角36°～49°。

Ⅵ號礦體出露長約40m，寬約3.8～10m，平均水平厚度9.37m，地表呈帶狀、似層狀分布，頂板為霏細巖，底板為黑云石英片巖，礦體傾向20°～23°，傾角 51.5°。

Ⅶ號礦體出露長約50m，寬2～30m，平均水平厚度7.79m，地表呈帶狀、似層狀分布，頂底板均為黑云石英片巖，礦體傾向20°～23°，傾角52°。

3.2 礦石結構構造與品位

礦石中礦物成分較簡單，已發現的礦物近19種，主要有原生磁鐵礦，地表礦石中部分被氧化成褐鐵礦(圖3d)，含量為5%～94%，少量磁赤鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦顆粒及膠狀褐鐵礦、黃銅礦微量。磁鐵礦以他形-半自形粒狀為主，少量呈粒狀變晶結構、半自形粒狀、他形粒狀變晶結構，磁鐵礦石呈塊狀或浸染狀產出，發育條帶狀構造:由石英及透輝石、綠簾石、陽起石組成條帶或薄層構成，條帶寬多為1～2cm，少數可達3～4cm，一般順層面展布(圖3e)。

脈石礦物主要為石英、角閃石、陽起石、透輝石、透閃石、黑云母、方解石、更鈉長石、電氣石、綠泥石、石膏等。普遍發育后期熱液活動所形成的黃鐵礦。

礦石品位:TFe 28.30%～58.80%，TiO20.05%～0.38%，V2O50.045%～0.48%，Ag 2.2～2.9 μg/g。有害元素種類較多，且磷、硫含量超標，礦石需要進行選礦，燒結或球團處理后才能利用。

圖4 贊坎鐵礦103-103′線勘探剖面圖Fig.4 The profile of the prospecting line 103-103'

4 礦床成因初探

贊坎鐵礦位于布倫闊勒巖群中含鐵巖段，鐵礦床形成經歷了鐵質沉積和變質改造兩個階段，布倫闊勒巖群中沉積變質型鐵礦形成于有強烈中基性火山噴發活動的海盆環境，硅鐵建造中下部為富鐵的中-基性巖漿巖，上部為含鐵的石英(片)巖(圖3f)，鐵礦層的形成受制于巖漿活動旋回，硅鐵建造中一般有2～3層鐵礦。由于在鐵礦體周圍常見大量火山巖，且鐵建造總是在火山巖最厚的地方形成。分析認為火山活動對鐵礦形成有三方面作用:一是巖漿、火山巖與海水、火山氣體之間的反應可提供鐵，二是火山氣體可以提供CO2和S，三是火山活動的加熱作用可引起深部富鐵溶液向淺部運移并與海水作用形成鐵礦。認為贊坎磁鐵礦礦床成因為沉積變質鐵(質)-硅(質)建造礦床(BIF)，主要依據有:

(1)礦體形成于未分元古界(即早前寒武紀，約2.6～1.8Ga)火山沉積環境中;

(2)鐵礦帶延長30km，遠景儲量達8000萬噸，呈帶狀大面積分布，出露范圍達200km2;

(3)金屬礦物以氧化物和硫化物為主，主要為磁鐵礦、磁赤鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦，脈石礦物主要為石英(含量為1%～49%)、角閃石、陽起石、透輝石、透閃石、磷灰石、黑云母、方解石、更鈉長石、電氣石、綠泥石、石膏等，其沉積礦物相與BIF極其相似;

(4)具有特征的條帶狀構造，韻律性十分明顯，條帶粗者寬約0.5～15mm，細者僅寬0.1～0.2mm;

(5)礦石品位低，硅化較強，平均含鐵量20%～40%，一般30%～50%，SiO2含量在40%～50%之間，硫磷含量低;

(6)礦體主要產于霏細巖與片巖接觸帶中，礦體產狀、形狀均較復雜，礦體連續性差，常呈似層狀、透鏡狀、不規則狀等，規模大小不一，含礦層沿一定層位分布;

(7)礦石結構均為各種變晶結構，圍巖蝕變可見陽起石化、綠泥石化、絹云母化等;礦體形成后，又受到區域變質作用和熱液活動的影響，區域變質作用的影響是使各種礦物發生重結晶。

布倫闊勒巖群的形成時間為古元古代(2130～2700Ma)，與地球大氧化時間相吻合(2.4Ga前后)，對比中國其他地區前寒武紀條帶狀硅鐵建造(BIFs)，其主要分布于華北地臺(沈保豐等，2005;儲雪蕾，2004)，以容礦巖石的原巖為基性-中酸性火山沉積巖-碎屑砂巖-雜砂巖-硅鐵沉積組合的Algoma型為主，將贊坎鐵礦定為阿爾戈馬型(Algoma)(李延河等，2001)。

5 找礦標志及方向

5.1 找礦標志

通過贊坎鐵礦的地質勘探工作，認為較長時期強烈的中基性火山活動有利于規模較大的富鐵沉積層的形成，強烈的區域變質作用對鐵質重新分配形成再富集。該礦床在地表的直觀識別標志可以歸納為以下五點:

(1)色調標志:磁鐵礦(化)體露頭是最直接的找礦標志，礦(化)體從遠處看呈黑色、黑灰色，近看呈醬褐色(圖3d);

(2)地貌標志:由于礦石(層)脆性大，不易形成較大的正地形地貌，礦石化學性質穩定，不易風化，因此搬運距離不會很遠，在山坡或溝谷中發現鐵礦轉石后可就近追尋礦源(圖3b)。

(3)構造標志:次級斷層發育地段，有利于成礦物質的改造富集，褶皺構造的軸部由于礦質流動有利于形成厚度巨大、品位特高的富鐵礦體。

(4)地質標志:霏細巖與片巖接觸帶中及霏細巖邊緣褐鐵礦化附近多伴生有原生磁鐵礦，可以指導尋找原生磁鐵礦，后期的巖漿活動為成礦物質的富集提供熱源和流體。

(5)地球物理標志:礦體與磁異常吻合好，對磁法異常強烈區域進行下一步的地質工作，如剝離、探槽、或者鉆探工作。外圍地層破碎蝕變帶地表呈鮮艷的黃褐色，巖石較破碎，局部有較強的褐鐵礦化，常伴有蝕變巖型金礦，在勘探的過程中應多關注。

5.2 找礦方向

從磁測異常等值線上得出，礦區中部磁異常平面分布比較復雜，但磁異常總體平面分布仍然有較明顯的規律性:總體走向為NWW-SEE或E-W走向，與礦區主要控礦構造和已知礦體的走向基本一致，而且大多數ΔT異常與已知礦體都相吻合。根據磁異常的平面和剖面分布特點劃分出6個規模大、幅度強的磁異常，編號為A1～A6，5個規模較小的磁異常，編號為 B1～B4。6個 A類異常中，A1、A2、A5和A6均推斷為磁鐵礦體異常，具有較好的找礦潛力，A3和A4異常為磁鐵礦體異常的可能性也很大(圖2)。

6 結論

(1)贊坎鐵礦構造位置處于塔什庫爾干陸塊，產于布倫闊勒群硅鐵建造中，鐵礦石品位高，規模大，找礦潛力好，認為是沉積變質型鐵礦，具條帶狀硅鐵建造(BIFs)阿爾戈馬型(Algoma)礦床特征。

(2)通過磁測發現礦區內磁異常主要為磁鐵礦(化)體引起，較強的磁異常一般由較高工業品位的磁鐵礦體引起，圈定出幾個隱伏異常體，并為下一步工作指出方向。其中A1、A2、A5和A6均為磁鐵礦體異常體，具有較好的找礦潛力。

(3)西昆侖地區廣泛發育的古元古界布倫闊勒群硅鐵建造是沉積變質型磁鐵礦床有利層位，其中塔什庫爾干蘇巴什到贊坎鐵礦一帶長約110km，寬約15km，分布有大面積布倫闊勒群含鐵巖段，呈NNW向展布，尋找沉積變質型磁鐵礦床潛力巨大。

(4)通過進一步勘探工作，礦床規模有望達到大-超大型，為我國西部提供新的鐵礦資源接替與儲備基地;通過對該礦床的地質特征及勘探工作，推進我國新疆地區條帶狀含鐵建造(BIF)型鐵礦研究。

致謝:中國地質大學(北京)張招崇教授、中國地調局西安地礦所伍躍中研究員對本文初稿做了認真評閱，提出了具體的修改建議，作者在此表示真誠的感謝!

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Geological Characteristics and Genesis of the Zankan Iron Deposit in Taxkorgan，Xinjiang

FENG Changrong1，2，WU Haicai2and CHEN Yong2
(1.Graduate School of China University of Geosciences，Beijing100083，China;2.No.2Geological Party，Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration，Kashigar844002，Xinjiang，China)

The Zankan iron deposit in Tashikuergan county，Xinjiang，is tectonically situated in the Taxkorgan block within the Karakorum tectonic belt.Ore bodies are mainly hosted in the Proterozoic strata，the contact of the strata and felsite，in particular.7 layered or stratoid ore bodies are either north to west or north to northwest striking with obvious banded iron formation structure.The morphology，texture，structure，and mineral assemblage of the ores show that the iron ore formation underwent sedimentary diagenesis，metamorphism and late stage alteration.The deposit is of BIF-type.The aeromagnetic survey shows that the magnetic anomalies are mainly caused by magnetite ore bodies and the stronger magnetic anomalies are caused by industrial grade magnetite.Several hidden anomalous bodies will be the targets of future exploration.

Zankan iron deposit;geological characteristics;genetic analysis;West Kunlun

P611

A

1001-1552(2011)03-0404-006

2010-12-09;改回日期:2011-04-10

項目資助:國家十二五科技支撐項目(編號:2011BAB06B05)資助。

馮昌榮(1972-)，男，高級工程師，中國地質大學(北京)在讀博士研究生，主要從事礦床地質的綜合研究工作。