新疆阿克陶縣切列克其鐵礦礦床地質特征及成因淺析

張春江 吳海才 王志亮

（新疆地礦局第二地質大隊 喀什 844002）

切列克其鐵礦位于新疆阿克陶縣城250°方向，直線距離約110 km，行政區劃分隸屬阿克陶縣布倫口鄉管轄。其大地構造位于羌塘（中間）板塊（Ⅴ）的北羌塘微板塊（Ⅴ1）中慕土塔格地塊（Ⅴ12）。成礦帶位于木吉-阿克塞欽Au、Cu（Fe）成礦帶①,前人在該成礦帶上已發現的礦產有：Fe、W、Cu、Mo、Pb、Zn、黃鐵礦等金屬礦產和鋰輝石、綠柱石、鈮鉭鐵礦等稀有金屬礦產,而非金屬礦產主要有白云母、水晶、玉石、自然硫、石膏、方鈉石、優質礦泉水、溫泉等。

1 區域成礦背景

1.1 區域成礦前景

切列克其鐵礦區位于西昆侖中間地塊及顯生宙巖漿弧帶上（圖1）。具體位于沙里闊勒復背斜次一級之阿克貝利背斜（倒轉背斜？）的北翼,地層劃分屬西昆侖地層區的木吉-麻扎分區之木吉小區。區內出露的主要地層有元古界（Pt）、奧陶—志留紀（O-S）1、未分志留統（S）和第四系（Q），區內褶皺構造發育，其北西部為木吉復向斜的一部分，南部為沙里闊勒復背斜的一部分。礦區附近有以下幾個次級褶皺：

⑴皮拉里向斜：由布倫闊勒群（Pt1bl）中深變質巖組成，軸向北西。兩翼傾角40°～60°。

⑵阿克貝利背斜（倒轉向斜？）：位于切列克其溝附近，為一短軸狀背斜，由奧陶-志留紀（O-S）1地層組成，兩翼傾角10°～30°。斷裂構造發育，多數性質不明，走向北西，與切列克其鐵礦關系密切的巖體是求庫臺巖體，位于中巴公路卡拉庫里湖以西，沙里闊勒嶺的北部，呈300°方向延伸，全長60 km，寬3～10 km，出露面積480 km2。巖體順層或穿層侵入于奧陶-志留紀或志留-泥盆紀地層組成的向北倒轉、向南東東翹起的箱狀褶曲的核部。南北兩側接觸面均向北傾，東端內傾，西端外傾，巖體產狀基本與圍巖一致。巖體屬加里東期第一侵入期次中酸性巖體，巖體化學特征為SiO2過飽和的極弱堿性巖石。

圖1 區域地質礦產圖

1.2 區域地球化學特征

1∶50萬化探在研究區及其附近未圈出有找礦意義的綜合異常，只圈出一級（1個濃度分帶）Fe-6單異常和三級（3個濃度分帶）Mn-6單異常，勘查區附近的單異常特征簡述如下：

Fe-6：異常面積148 km2，異常內平均值為6.6×10-2，異常最大值為6.9×10-2，為一級濃度分帶。

Mn-6：異常面積230 km2，異常內平均值為1597×10-6，異常最大值為2580×10-6，為二級濃度分帶。

2 礦區地質特征

2.1 礦區地層特征

工區內出露地層為奧陶-志留系下組（在前人資料中該層劃為寒武-奧陶系米計干群第四組地層）和第四系堆積物。

奧陶-志留系下組（O-S）1：根據工區巖性特征，具體又劃分為三個巖性段：

第一巖性段（O-S）11：主要巖性為灰－深灰色黑云母石英片巖夾黃褐色白云母片巖，偶見大理巖透鏡體[（O-S）11mb]。該段主要出露于礦區南側，巖層中巖脈較發育。厚度289.07 m。切列克其鐵礦Ⅱ號礦體賦存于其中。

第二巖性段（O-S）12：分布于工區中部，主要巖性為灰白色含石英含白云母大理巖，巖層中有較多黑云母石英片巖透鏡體[（O-S）12sc]產出，巖層產狀變化較大。該巖性段沿走向向東西兩側厚度逐漸變薄，總體呈大透鏡體狀。厚度大于254.71 m。切列克其鐵礦Ⅰ號礦體賦存于其中。

第三巖性段（O-S）13：主要巖性為黑云母石英片巖、二云母石英片巖和白云母石英片巖，偶夾大理巖透鏡體[（O-S）13mb]。分布于礦區西部，地表多被坡積物覆蓋。厚度大于237.41 m。切列克其鐵礦Ⅲ號礦體即產于該段中。

上述三個巖性段依次分布在工區南部、中部和北部，地層產狀320°～350°∠30°～50°。各巖性段相互呈連續沉積接觸。典型巖石巖性特征如下：

黑云母石英片巖：灰-深灰色，具細粒變晶結構、鱗片變晶結構，片狀構造。礦物成分主要為石英（＞75%）、黑云母（15%～20%），其次為白云母（3%～5%）、斜長石（5%）、矽線石（3%～5%）、石榴子石（1%）及微量電氣石、磷灰石。

白云母石英片巖：淺灰-淺黃褐色，鱗片變晶結構，片狀構造。礦物成分主要為白云母（15%～30%）、石英（60%～80%），另有少量矽線石（1%～2%）呈毛發狀分布于白云母之間。

含石英含白云母大理巖：灰白色，風化后呈黃褐色，具粒狀變晶結構，塊狀、條帶狀構造。主要由方解石（80%～90%）組成，其次為白云母（5%～10%）、石英（5%）及微量榍石、黃鐵礦。

2.2 礦區構造特征

礦區地層呈單斜層，沒有褶皺，斷裂亦不發育。

在礦層中沒有斷層，但有層間滑動，滑動規模均很小，僅有數米左右，對礦層無明顯破壞作用。

在巖層和礦層中，節理裂隙不很發育。較常見的主要有兩組剪性節理，產狀分別為255°∠75°、210°∠20°，最大延伸達20 m，寬0.2 m。

2.3 巖漿巖

工區內分布的侵入巖為求庫臺巖體南東部邊緣，巖體從南、西兩面環繞工區，約占工區面積的三分之一。巖體具分異現象，但不夠明顯。巖體中部由灰白色至淺灰色黑云母石英閃長巖和黑云母花崗閃長巖組成，寬4～5 km，巖石以中粒結構為主，有時為粗粒，巖石成分為中長石（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、黝簾石化，與微斜長石接觸處具蠕英結構；巖體兩側由灰白色細粒黑云母花崗巖和黑云母角閃花崗巖組成，寬度0.9～3.5 km，南寬北窄，巖石結構及礦物成分與中部相帶為漸變過渡關系。

2.4 航磁異常特征

本區區域地球物理工作程度較低,在1∶200萬航磁圖上為弱正異常區,1∶200萬重力圖上為重力梯度帶低值區（圖2）。

圖3 新疆阿克陶縣切列克其鐵礦Ⅰ、Ⅱ號礦體地質圖

3 礦床特征

3.1 礦體組合分布及產狀

切列克其鐵礦區的礦體仍延用前人的礦體編號，三個主礦體其編號分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。各礦體地質特征如下：

Ⅰ號礦體：礦體各礦脈均產于灰白色含石英含白云母大理巖中，礦脈與圍巖總體呈整合接觸，局部由于礦脈有分支復合處與圍巖有一定的夾角；礦脈總體走向近東西，傾向在310°～10°之間，傾角在30°～55°之間，礦脈形態呈似層狀或透鏡狀，走向和傾向上呈舒緩波狀。

主要由6條礦脈組成，礦脈長80～1050 m，礦體視厚7.47～50.00 m，單工程TFe平均品位(28.46～46.89)×10-2；礦脈TFe平均品位(40.34～42.83)×10-2。

Ⅱ號礦體：礦體位于礦區的南東部，地表由二條礦脈組成，編號為Ⅱ-1、Ⅱ-2（圖3），礦脈地質特征如下：

Ⅱ-1號礦脈：出露于礦區的中南部，長約558 m；呈似層狀產出；西段走向呈北西向，東段走向呈南東向，礦脈總體傾向北，平均傾角39°,走向和傾向上礦脈呈舒緩波狀，礦脈中東段產于黑云母石英片巖與含石英含白云母大理巖的接觸帶上，西段延伸至黑云母石英片巖中，礦脈與圍巖呈整合接觸。礦脈平均鉛直厚度11.44 m，平均厚度9.31 m，單工程TFe平均品位(25.39～43.55)×10-2，礦脈TFe平均品位34.63×10-2。

Ⅱ-2號礦脈：出露于礦區的西南部；長約530 m，與Ⅱ-1號礦脈呈近平行排列；礦脈總體傾向北，平均傾角45°,走向和傾向上礦脈呈舒緩波狀；礦脈產于灰-深灰色黑云母石英片巖中，與圍巖呈整合接觸。

礦脈平均鉛直厚度30.97 m，平均厚度23.72 m，單工程TFe平均品位(31.24～45.20)×10-2，礦脈TFe平均品位36.85×10-2。

Ⅲ號礦體：礦體位于礦區的北西部，由10條礦脈組成，Ⅲ號礦體各礦脈產于片巖及大理巖中，礦脈與圍巖呈整合接觸，礦脈總體走向近東西，傾向近北，傾角一般26°～43°，礦脈形態呈似層狀或透鏡狀，走向和傾向上仍呈現舒緩波狀。

礦脈長 80～370 m、420 m、690 m，礦體視厚1.62～25.94 m，單工程TFe平均品位(27.06～48.65)×10-2；礦脈TFe平均品位(33.98～41.43)×10-2。

3.2 礦石質量及結構構造

3.2.1 礦石質量

礦物特征：礦石礦物成分簡單，主要為菱鐵礦，菱鐵礦多數重結晶，后經氧化為赤（褐）鐵礦，其含量占礦石總量的70%～80%或更高，其次為少量的黃鐵礦和黃銅礦。脈石礦物主要為石英、白云母和鐵白云石，偶見電氣石、磷灰石。菱鐵礦組成基底，石英和白云母分布于其間。白云母和石英常聚集呈微條帶狀、紋層狀。在區域變質和接觸變質作用過程中，上述礦物普遍重結晶，偶見菱鐵礦包含石英、電氣石等礦物。

礦石化學成分：礦石化學成分比較簡單，含少量有益元素錳，含有害元素種類少且含量較低，礦石利用性能好。礦石的化學成分見表1，各礦體礦石品位介于38.67%～47.16%之間；燒失量在11.73～25.46之間，分布均勻。其中Ⅰ號礦體品位最高，燒失量最大，扣除燒損后可達到高爐富礦即煉鐵用鐵礦石標準；Ⅲ-3、Ⅲ-4號礦體中部分礦石可達到富礦標準；其他礦體均很接近富礦標準。

表1 各礦體礦石化學成分一覽表

3.2.2 礦石結構與構造

礦石的結構：切列克其鐵礦礦石主要構造為鱗片變晶結構和半自形粗粒晶結構兩種。①鱗片變晶結構是礦石最主要的結構，所有礦體都有這種結構，菱鐵礦為半自形中細粒狀，白云母為片狀，石英為它形粒狀；②半自形粗粒晶結構，這種結構不是礦石主要結構，但在礦區常見。由較自形的菱鐵礦（呈菱面體）和少量云母構成。

礦石的構造：切列克其鐵礦礦石主要構造為塊狀構造和層狀構造；其次為浸染狀構造、假波紋構造、晶洞構造、微條帶狀或紋層狀構造。

⑴塊狀構造：是礦石常見的構造，其中夾雜的其他礦物（菱鐵礦除外）不形成明顯的紋帶，是礦石的主要構造。

⑵層狀構造：為原始沉積構造，單層厚一般1～3 cm，少數厚十至數十厘米。

⑶微條帶狀或紋層狀構造：由白云母、石英組成微條帶或紋層構成，紋層或條帶寬多數不到一毫米，少數一至數毫米寬。在礦石中一般沿層面分布，局部較多，可達每米十余條。成因為原始沉積的泥、砂等物質受區域作用所形成。

⑷假波紋構造：薄層狀菱鐵礦經區域變質作用所形成，為次生構造，一般少見。

⑸晶洞構造：沿菱鐵礦層理、裂隙或裂隙交叉處發育有晶洞，形態以不規則狀為主，晶洞大小一般在半厘米以下，少數達一到數厘米。洞內充填有泥質，洞壁有方解石薄膜，或粗晶菱鐵礦。其成因為后期熱液溶蝕所造成，為次生構造，分布不普遍。

⑹浸染狀構造：由黃銅礦、黃鐵礦呈星點狀分布構成，系局部地段因后期熱液活動所形成，為次生構造，分布不普遍。

4 找礦標志及方向

4.1 找礦標志

⑴褐鐵礦礦帽是原生菱鐵礦在表生作用下的產物，可以指導尋找原生菱鐵礦；

⑵從含礦層位來講，巖相厚變化大、碳酸鹽巖與碎屑巖過渡部位，且產在碳酸鹽巖中，碳酸鹽巖不是純的，而是以沉積碳酸鹽巖為主，混雜有泥、砂和炭質的堆積，上述特征是尋找同類礦床的重要部位；

⑶礦體與大理巖之間往往存在有鐵白云巖，因此鐵白云巖也可以作為找礦標志，當發現有鐵白云巖時，沿傾向、走向可能有菱鐵礦存在。鐵白云巖在地表氧化后變為深黃褐色。

4.2 找礦方向

該區有工業價值的鐵、銅礦床都分布于加里東期酸性侵入巖的外接觸帶，而產于巖漿巖內部的礦點多無工業意義。這說明本區礦物質的來源具多樣性，除巖漿后期熱液本身可能含有一定的含礦物質外，應該是通過溶解和交代作用更多地集中了古老地層中沉積的礦物質。本區找礦需注意：巖漿巖的外接觸帶；與碳酸鹽巖有關的圍巖。

5 礦床成因初探

切列克其鐵礦的形成至少經歷了3個階段，其形成過程大致如下：

礦區在古生代處在緩慢沉降時期，形成了淺海盆，含鐵質的陸源物質搬運到海盆中，沉積了淺海相碎屑巖-碳酸鹽系，并出現了海進海退交替的還原環境，并沉積了菱鐵礦,這是成礦的基本因素。

由鐵質組成的懸膠體與碳酸鹽、泥、砂質及少量炭質一起沉積時，沉積環境是相對穩定的。但由于海盆水體進退變化和海底地形起伏不平，使成礦環境發生變化，造成了礦體的多層性和形態的復雜性。

礦體形成后，受到區域變質作用和熱液活動的影響。從礦區及區域上來看，區域變質作用的影響是主要的，并且是普遍的。礦床的后期改造作用，最明顯的是使各種礦物發生重結晶，但仍保持了沉積礦床的原貌和特征。

由此說明，切列克其鐵礦礦床成因為沉積變質碳酸鹽型菱鐵礦，礦床工業類型為變質海相沉積型菱鐵礦礦床。