新疆若羌縣伊阡巴達鐵礦地質特征及成因

劉松明 景寶盛

(①安徽省池州泰達冶金有限公司池州247100②新疆地礦局物化探大隊昌吉831100)

新疆若羌縣伊阡巴達鐵礦地質特征及成因

劉松明①景寶盛②

(①安徽省池州泰達冶金有限公司池州247100②新疆地礦局物化探大隊昌吉831100)

伊阡巴達鐵礦床位于祁曼塔格古生代復合溝弧帶中,巖漿侵入活動頻繁，具多期多階段性,燕山期巖漿侵入活動是伊阡巴達鐵礦床的主要物質來源和熱源;本區斷裂構造為伊阡巴達隱伏斷裂及其次級斷裂,決定著本區的主要構造格局，對區內地層、巖漿巖及礦產的分布也起著控制作用;斷裂構造的廣泛發育為Fe等成礦元素的遷移、富集提供了良好的通道及容礦空間.鐵礦體主要產于燕山期鉀長花崗巖和白沙河組大理巖的接觸帶處,在該接觸帶內，分帶現象明顯,礦化具明顯的多期多階段性,顯示為接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床特征。

新疆東昆侖伊阡巴達鐵礦床矽卡巖型地質特征礦床成因

新疆若羌縣伊阡巴達鐵礦位于青藏高原東北緣、柴達木盆地西南緣、東昆侖山脈西段北坡，大地構造位置為塔里木板塊、柴達木微板塊、祁曼塔格古生代復合溝弧帶，屬東昆侖祁曼塔格鐵、釩、鈦、金、銅、鉛鋅多金屬、石棉、軟玉成礦帶。區域上經歷了呂梁-燕山期多旋回、多機制的造山運動，構造演化歷史悠久，構造形跡復雜多樣，廣泛發育的巖漿活動和斷裂構造為本區成礦物質的活化、遷移和再富集提供了良好的熱液來源及富集場所，從而為區內有色金屬、貴金屬礦源層的形成提供了豐富的物質、氣熱液來源及運移通道和儲礦空間。

1 區域地質背景

區域上，本區地層劃分隸屬于華北地層大區、秦祁昆地層區、東昆侖-中秦嶺地層分區，古元古界、中元古界、晚三疊統、第四系等地層為本區的主要出露地層。區內最古老的地層為古元古界金水口(巖)群白沙河(巖)組，該組地層與區內各時代地質體呈侵入、斷層和不整合接觸，海相陸源碎屑巖為主的活動性沉積建造是該組地層的建造主要特征，原巖建造主要為泥砂質沉積碎屑巖+基性火山巖+碳酸鹽巖建造，其巖石類型為一套片麻巖、大理巖、片巖，部分變粒巖、石英巖夾片巖、變粒巖、石英巖的巖石組合，變質程度可達角閃巖相，有向麻粒巖相過渡的特征，屬高級變質巖系，本區矽卡巖型鐵礦床就主要賦存于該組地層的碳酸鹽巖段。本區所出露的上三疊統鄂拉山組(T3e)地層主要由一套中酸性、中基性火山巖組成，凝灰巖、凝灰熔巖、流紋巖及中酸性熔巖等是本組地層的主要巖性，鄂拉山組(T3e)地層與本區其它地質體的接觸關系主要呈侵入、斷層及角度不整合接觸[1]。

在伊阡巴達鐵礦一帶，巖漿活動以晉寧期、印支期及燕山期為主。形態呈不規則狀、不規則帶狀分布的晉寧期侵入體是區內最早一期中酸性巖漿侵入活動的產物，主要巖性為一套灰色條帶狀二云斜長片麻巖、灰色眼球狀黑云斜長片麻巖，其原巖為花崗閃長巖，巖石具細粒鱗片粒狀變晶結構、殘留花崗結構，片麻狀構造。區內的主要侵入巖為燕山期侵入巖，主要呈巖株狀產出，亦受北西向斷裂控制，侵入體大多沿斷裂帶展布，主要巖性為中細粒石英正長巖—中細粒正長花崗巖—細粒堿長花崗巖，該期巖漿侵入活動與本區矽卡巖型鐵礦床的形成關系最為密切。

區內構造活動以斷裂為主，伊阡巴達隱伏斷裂為本區的區域性斷裂，呈北西向斜穿測區西南部，是區域上東昆侖北坡斷隆帶與阿牙克庫木湖新生代斷陷盆地的分界斷裂，該斷裂大部分被第四系覆蓋，其次級斷裂主要表現為一組北西向斷裂構造，由多條斷裂組成，各斷裂的斷裂面舒緩波狀，斷面產狀：25°～35°∠40°～50°，由于該組斷裂的發育，從而使得鄂拉山組巖石破碎、北西向節理發育。由于伊阡巴達隱伏斷裂及其次級斷裂組的發育，本區巖漿巖、地層的分布基本由上述斷裂構造所控制，同時亦為本區矽卡巖型鐵礦床的形成提供了廣闊的儲礦空間及運移通道。

2 礦區地質概述

伊阡巴達鐵礦區出露地層主要為古元古代金水口(巖)群白沙河組一套古老變質巖系，是本區的沉積基底，以黑云母斜長片麻巖、黑云母斜長角閃片巖夾石英巖及大理巖等為主的巖石組合，該組巖石變質程度較高，可達角閃巖相，有向麻粒巖相過渡的特征，其原巖建造為泥砂質沉積碎屑巖+基性火山巖+碳酸鹽巖建造，具海相陸源碎屑巖為主的活動性沉積建造特點[2]，該組地層中以Cu、Ag、Pb、Zn等為主的多金屬成礦元素具有較高的背景含量，從而說明該組巖石極有可能為該區各成礦元素的富集成礦提供了充足的物質來源，即為本區多金屬礦床形成的主要礦源層[3-4]。

在伊阡巴達鐵礦區侵入巖主要為燕山期鉀長花崗巖、及少量安山玢巖脈等，主要侵入于晚元古界白沙河組的片麻巖和大理巖中，侵入體與地層的接觸界線清楚，根據野外觀察及巖礦鑒定資料顯示，巖體與地層的接觸帶內接觸交代作用明顯，同時形成矽卡巖帶，該矽卡巖帶長約500米、寬10-30米不等，接觸交代巖石類型主要為石榴石矽卡巖、透輝石榴矽卡巖等。該矽卡巖帶分帶現象明顯，具有內、外兩個明顯的接觸分帶現象，于內接觸帶內見有呈不規則狀及棱角狀雜亂分布的圍巖包體，分布于侵入體中的圍巖主要呈殘留體形式；圍巖見有較強角巖化則為外接觸帶的主要特征[5]。燕山期鉀長花崗巖巖石呈淺肉紅色，具粒狀花崗結構，塊狀構造，礦物主要為斜長石、鉀長石、石英、黑云母及少量角閃石等，本期巖漿侵入活動與該區磁鐵礦床的形成關系最為密切。

3 礦床地質特征

3.1礦體特征

在伊阡巴達鐵礦區分布有南、北兩個礦化蝕變帶，共控制礦體5個，以L1、L2地表礦化以磁鐵礦化為特征，深部有黃銅礦化、方鉛礦化、閃鋅礦化及銀礦化，礦體產于鉀長花崗巖與圍巖的接觸帶的矽卡巖中，礦體的頂底板及賦礦巖石均為石榴石矽卡巖，主要礦體特征描述如下：

⑴L1鐵礦體：屬北部礦化蝕變帶，礦體走向約70°，南傾傾角64°～75°，控制礦體長150～245 m。控制礦體厚14.29～18.78 m，TFe平均品位40.38%～60.06%，礦體向深部有尖滅的趨勢，呈楔狀。礦體TFe平均品位59.70%。

⑵L2鐵礦體：位于北部礦化蝕變帶中，礦體走向近東西向，南傾傾角39°～41°，控制礦體長50～245 m。礦體平均厚4.84～8.80 m，TFe平均品位26.8%～40.27%。

3.2礦石特征

⑴按主要鐵礦物類型分，伊阡巴達鐵礦礦石的自然類型是磁鐵礦石；按主要脈石礦物的種類分，礦石類型主要有石榴石型和輝石型型鐵礦石等；按結構構造分，主要為致密塊狀鐵礦石。

⑵伊阡巴達鐵礦礦石工業類型為需選鐵礦石，個別礦體(段)可達到煉鋼用鐵礦石的要求。

⑶礦石礦物主要有磁鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、褐鐵礦等，有用礦物以磁鐵礦為主；脈石礦物主要有鈣鋁石榴石、透輝石、綠簾石、綠泥石、方解石、石英等。圍巖蝕變以綠簾石化、綠泥石化、鉀長石化、碳酸鹽化、硅化為主。

⑷本礦區礦石結構、構造較簡單，礦石結構主要為半自形-自形粒狀結構、變余它形粒狀變晶結構等；礦石構造以塊狀構造為主。

4 成礦期、礦化階段及成因

4.1成礦期與礦化階段

鑒于伊阡巴達鐵礦礦區所采大量巖礦鑒定結果，結合區域成礦特征，該礦床的形成具多期多階段性，形成過程基本符合卡爾波娃的階段學說，根據該學說，伊阡巴達鐵礦床的形成期次大致可歸納為矽卡巖期、石英硫化物期及表生礦化期，按照礦物組合及其生成的先后順序又可劃分為五個階段[6-7]。

(1)矽卡巖期：主要形成各種鈣、鐵、鎂、鋁的硅酸鹽礦物，如石榴石、透輝石等，是氣化熱液交代的產物，大致可分為以下三個階段：

①早期矽卡巖階段（又稱干矽卡巖或無礦矽卡巖階段）：主要形成鈣矽卡巖，以鈣鋁-鈣鐵石榴子石、鐵鋁榴石、透輝石-鈣鐵輝石等島狀鏈狀硅酸鹽礦物組合為主，是在高溫超臨界作用下形成的，其成礦作用則以擴散交代作用為主，即接觸帶兩側的巖石發生成分置換而形成矽卡巖，反應式如下：

3CaCO3+Al2O3+3SiO2→Ca3Al2Si3O12(鈣鋁石榴子石)+

3CO2↑

本階段所形成的巖石主要位于礦體、礦(化)體的頂底板，除少量磁鐵礦外，一般不形成有用礦物。

②晚期矽卡巖階段（又稱濕矽卡巖階段或磁鐵礦階段）：本階段是在接近超臨界狀態條件下形成的，以形成陽起石、透閃石、綠簾石等帶狀或復雜鏈狀構造的含水硅酸鹽為主，主要表現為對干矽卡巖的交代作用，顯示了(OH)－、CO2和H2S等礦化劑的作用，同時有大量的磁鐵礦出現，并在具有一定富集空間的成礦有力部位富集成礦，所形成矽卡巖構成了本礦區礦體的直接圍巖或礦石礦物的基體，該階段是本磁鐵礦礦床的主要成礦階段。

③氧化物階段：這一階段中硅酸鹽類礦物很少見，開始出現石英、螢石等礦物，它介于矽卡巖期和石英硫化物之間，具有過渡性質，所形成金屬礦物主要有赤鐵礦、白鎢礦、錫石及少量磁鐵礦等。一般在礦體的頂部可以見到此階段所形成的巖石，并可見有少量的硫化物礦物，如輝鉬礦、磁黃鐵礦等。

(2)石英—硫化物期:在這一成礦期中SiO2一般不再和Ca、Mg、Fe、Al等組成矽卡巖礦物，而是獨立形成大量的石英，并有典型的熱液礦物如綠泥石、方解石等和大量金屬硫化物形成，如黃鐵礦、磁黃鐵礦、白鐵礦及少量的黃銅礦和微量的方鉛礦、閃鋅礦等硫化物，是純粹熱液作用的產物。該期又可分為以下兩個階段：

①早期石英硫化物階段（又稱鐵銅硫化物階段）：矽卡巖礦物被大量交代，大量出現石英、螢石等脈石礦物，金屬礦物主要有磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦等，很少見有金屬氧化物，基本為中-高溫熱液活動產物；

②晚期石英硫化物階段（又稱鉛鋅硫化物階段）：本階段以大量出現方解石為特征，金屬礦物以方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等為主，是在中溫熱液條件下形成的。

4.2礦床成因

伊阡巴達鐵礦床的礦體主要賦存于白沙河組大理巖與燕山期鉀長花崗巖的接觸部位，其形態及分布受接觸帶控制，呈透鏡體狀、脈狀產出；礦石以塊狀構造為主，浸染狀、條帶狀次之，具有交代和粒狀結構。鐵礦床的形成與燕山期巖漿活動有著非常密切的關系，是該期巖漿在深部演化所形成期后氣（熱）液交代作用的結果，即在鉀長花崗巖和白沙河組碳酸鹽巖的接觸帶內的構造裂隙中，富鐵流體在大量揮發分的作用下進行不斷上升并發生擴散交代和充填富集，隨著氣水溶液中Ca2+、Na+活度的不斷增高，鈣質矽卡巖及鈉質交代巖在發生強烈的鈣質和鈉質交代作用(以鈣質為主)后逐漸形成，同時在接觸帶內具有順暢運移通道和廣闊儲礦空間的成礦有利部位不斷析出、沉淀和富集，磁鐵礦礦床便逐步形成。

5 結論

(1)伊阡巴達礦體嚴格受燕山巖漿巖與白沙河組碳酸鹽巖之接觸帶所控制，接觸帶內具有較大表面積的部位是成礦的有利部位，亦是磁鐵礦體富集的主要部位；

(2)伊阡巴達磁鐵礦床的形成時代為燕山期。

綜上所述，伊阡巴達鐵礦為接觸交代矽卡巖型磁鐵礦床，其成礦時代為燕山期。

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[6]袁見齊,朱上慶,瞿裕生.礦床學[M].北京:地質出版社, 1979,144-146.

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收稿：2014-04-21