新疆新源縣鐵木里克鐵礦床地質特征及成礦模式

郭勇明 王偉 姜曉 劉勇（新疆地礦局第六地質大隊　哈密　839000）

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新疆新源縣鐵木里克鐵礦床地質特征及成礦模式

郭勇明 王偉 姜曉 劉勇
（新疆地礦局第六地質大隊哈密839000）

摘要鐵木里克鐵礦床位于新疆西天山阿吾拉勒鐵銅成礦帶，為一小型高品位富鐵礦。大地構造上位于阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系。礦床位于火山噴發旋回中心附近，礦體賦存在一套火山碎屑巖-熔巖建造里，礦床分布明顯與火山口斜坡及熔巖穹丘凹地有關，礦體呈脈狀產于綠泥石化安山巖之中，沿礦體周圍發生綠泥石化、綠簾石化等。礦床成因為與海相火山侵入有關的礦漿噴溢型鐵礦，并且后期經過熱液作用的疊加和構造作用的改造。在此基礎上建立了成礦模式和找礦標志。

關鍵詞鐵木里克鐵礦礦化特征成礦模式找礦標志

新疆西天山地區的阿吾拉勒鐵銅成礦帶，區內產出一系列大中型鐵礦，如查崗諾爾、智博、敦德、備戰、式可布臺（圖1b），成礦帶東西延伸達250 km，南北寬10～20 km。鐵木里克鐵礦位于新疆伊犁自治州新源縣境內，是一個小型高品位的富鐵礦。礦區資源量約為100萬t，其中TFe≥50%的礦石占總量的80%以上［1］。

王大川（2014）［1］通過對礦物學及穩定同位素的研究，認為鐵木里克鐵礦的形成主要與巖漿-熱液系統密切相關。李鳳鳴等（2011）［2］研究了礦床與火山沉積作用的關系，認為該礦床為火山沉積型鐵礦。盧宗柳等（2006）［3］討論了鐵礦漿的分異作用認為該礦床屬于礦漿型鐵礦。前人多從地球化學數據來分析認識礦床成因，而礦床地質、礦化特征對礦床成因和成礦模式的限定則缺少討論，基于此，本文在詳述礦區地質、礦體、礦石、蝕變特征的基礎上，討論了礦床成因，總結了找礦標志，構建了該類鐵礦床的成礦模式，以期為后續勘探提供依據。

1　區域地質背景

鐵木里克鐵礦大地構造上位于哈薩克斯坦板塊伊犁微地塊，三級構造單元屬阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系（圖1a）。本區主要經歷了石炭紀-二疊紀裂谷拉張和晚二疊世陸內造山和前陸盆地形成等構造演化過程，演化歷史漫長、過程復雜，總體演化特征是：早石炭世開始急劇拉張，形成沉積巨厚的火山巖；至早石炭世后期，拉張漸緩，形成碳酸鹽巖-碎屑巖建造；晚石炭世轉入匯聚，中酸性火山巖發育，并伴隨花崗巖類巖基生成；早二疊世再度拉張，發育有堿性火山巖及中酸性侵入體；晚二疊世以后轉入穩定［4，5］。鐵木里克鐵礦的形成機制和成礦環境為：在阿吾拉勒晚古生代裂谷發育形成階段，斷裂構造運動活躍，火山作用強烈，產生了大量巖漿巖體和火山碎屑巖地層。從火山機構和現在的礦區地形來看，鐵木里克鐵礦礦床就處于火山噴發旋回中心附近，礦體賦存在一套火山碎屑巖-熔巖建造里，礦床分布明顯與火山口斜坡及熔巖穹丘凹地有關［6］。

圖1　鐵木里克鐵礦床大地構造背景（據文獻［7，8］修改）

2　礦床地質特征

2.1礦區地質

下石炭統大哈拉軍山組火山巖石是礦區出露的主要地層，主要巖性包括花崗斑巖、石英二長斑巖、閃長巖、玄武安山巖以及綠泥石化安山巖。礦區構造較發育，主要為向斜及斷裂。SN向和EW向斷層構成了菱形構造框架。礦區變質作用以區域動力變質和低溫熱液變質為主，常見變質導致的綠泥石和長石變形結構，以及石英的重結晶，方解石和絹云母低溫變質礦物廣泛發育。

圖2　礦床地質簡圖（據文獻［1］修改）

2.2礦體特征

礦體呈脈狀產于綠泥石化安山巖之中，沿礦體周圍發生綠泥石化、綠簾石化等。礦區鐵礦體14個，其中，Fe1、Fe2礦體為地表出露礦體，Fe3～Fe14礦體為鉆孔控制深部盲礦體。礦區最大的主礦體為Fe1，次為Fe3、Fe4，其它都為分散的小礦體，鐵礦體產出于中石炭統則克臺組第一巖性段（C2z1）角斑質凝灰巖與石英角斑巖的接觸帶。

礦體形態較復雜，地表多以透鏡狀或似層狀為主，次為脈狀或分枝復合體，剖面上礦體呈不太對稱的向斜。礦體規模不等，礦體走向長度多為50～620 m；礦體延深一般都在200 m以內。各個礦體品位變化較均勻，礦體TFe平均品位：一般在35.98%～50.83%，礦床平均TFe品位44.05%，全區品位變化系數為45.96%。礦體的平均厚度1.09～11.83 m，各礦體厚度變化系數一般為35%～80%，厚度變化中等，具有膨大縮小、分枝復合等現象。礦床構造較復雜，但多為順層斷裂，局部使礦體厚度變薄、品位降低或變得比較破碎。F2斷層以南的礦體分布于向斜中，向斜的兩翼都含有多層鐵礦體，它們本身就是向斜的組成部分，同時嚴格受南向斜構造控制，其產狀與向斜構造一致，即東翼西傾，西翼東傾，北部翹起，向南傾伏，礦體整體呈向NNW傾伏，如Fe1-3礦體在3、7、11線的底端標高分別為1 728 m、1 715 m、1 685 m，傾伏角為7°～15°。

主要鐵礦體Fe1地表出露長775 m，北東走向，傾向北西，傾角30°～61°。Fe1礦體受后期平推斷層影響，被錯斷為南、北兩段礦體。南段礦體（Fe1南）位于礦區中偏南部，平推斷層F2南側。此段礦體地表沿走向控制長度405 m，形態呈透鏡體狀，走向25°～40°，傾向北西，傾角46°～61°，產狀較穩定。礦體的主體部分在0、3號勘探線之間，在此段礦體沿傾向向深部延伸大于200 m。礦體TFe最高品位63.78%，最低品位28.15%，平均品位48.06%，品位變化系數60.24%，有用組分鐵在礦體中分布較均勻；最大真厚度21.54 m，最小真厚度1.07 m，平均真厚度11.83 m，厚度變化系數76.21%，礦體厚度變化中等。根據現有控礦工程，地表及淺部有用組分鐵在礦體中分布較均勻，但礦體沿傾向向深部品位變貧的趨勢明顯。礦體在地表及淺部厚度變化較小，但沿傾向向深部礦體厚度變窄趨勢亦較明顯。該段礦體構成礦區向斜的東翼，該翼的下部礦體由于受構造影響較大，使品位降低厚度變薄。

北段礦體（Fe1北）位于礦區中偏北部，平推斷層北側。礦體沿走向地表控制長度380 m，形態為似層狀，局部呈弧形展布。礦體TFe最高品位64.20%，最低品位22.2%，平均品位35.98%，品位變化系數52.27%，有用組分鐵在礦體中分布較均勻；最大真厚度11.42 m，最小真厚度5.08 m，平均真厚度8.19 m，厚度變化系數35.04%，礦體厚度變化小。礦體沿傾向尖滅較快，且在深部未見尖滅再現現象，礦體厚度沿走向變窄趨勢明顯。Fe1礦體頂板主要為石英角斑巖，局部地段見角斑質凝灰巖，底板均為角斑質凝灰巖，頂、底板圍巖與鐵礦體接觸界線清楚。頂、底板石英角斑巖、角斑質凝灰巖巖石具褐鐵礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、綠泥石化、高嶺土化、絹云母化蝕變，蝕變強度由礦體與圍巖接觸面處向外側逐漸減弱。

2.3礦石特征

礦石自然類型主要為磁鐵礦型，工業類型為需選磁性鐵礦石。礦石礦物成分：主要為磁鐵礦；少量的假象赤鐵礦、磁赤鐵礦及褐鐵礦；脈石礦物主要為石英、斜長石及少量的綠泥石和方解石。礦石結構一般為他形-半自形晶粒狀結構、自形-半自形板狀-粒狀結構、他形-半自形-自形晶粒狀結構、碎裂-角礫化結構；礦石構造主要為準塊狀構造、稠密浸染狀構造、條帶浸染狀構造。

2.4蝕變特征

礦體的頂底板都伴有磁鐵礦化、綠泥石化，但是又各有不同：頂板石英角斑巖具較強的高嶺土化、絹云母化、碳酸巖化；而礦體的底板石英角斑巖、角斑質凝灰巖具較強的黃銅礦化、黃鐵礦化、綠泥石化。

3　礦床成因及成礦模式

從火山機構和現在的礦區地形來看，鐵木里克鐵礦礦床就處于海底火山噴發旋回中心附近，礦體賦存在一套火山碎屑巖-熔巖建造里，礦床分布明顯與海底火山口斜坡及熔巖穹丘凹地有關。

火山噴發有兩個噴發旋回。第一次噴發形成了礦體底部的角斑質凝灰巖、層凝灰巖；第二次噴發為火山熔巖即石英角斑巖，在第一次噴發晚期或間歇期，大規模的噴發已經停止，但海底火山噴溢作用仍在繼續進行，這些富含成礦物質的酸性熱流體沿斷裂或火山通道上升，源源不斷的遷移到海盆中與海水發生作用，由于物理化學條件的改變迅速沉積，形成比較富的礦體。由于地殼升降動蕩，火山噴溢作用的繼續，以及介質物理化學條件的變化，礦石的韻律和礦體呈多層狀產出。在火山穹窿和火山機構的斜坡上，在火山熔巖和火山角礫中形成礦漿噴溢型磁鐵礦，并伴生銅。在鐵礦體形成之后，后期構造活動依然強烈，對鐵礦體進行了很大改造，如斷裂構造的F2斷層錯斷了Fe1礦體，褶皺構造使礦體形成向斜的形態。礦區又有后期中低溫熱液交代作用發生，在鐵礦體圍巖及鐵礦石局部裂隙中形成金、銅、鉛、鋅礦化現象。

總的來說，鐵木里克鐵礦成因為與海相火山侵入有關的礦漿噴溢型鐵礦，并且后期經過熱液作用的疊加和構造作用的改造（圖3）。

圖3　鐵木里克鐵礦床成礦模式圖

4　找礦標志

⑴區域成礦標志：鐵木里克鐵礦位于阿吾拉勒山鐵、銅成礦帶西側，該成礦帶內火山活動強烈，與火山熱液有關的金屬礦產種類多、分布廣，鐵礦是該成礦帶內重要金屬礦產。

⑵地層標志：中石炭統則克臺組第一巖性段（C2z1）角斑質凝灰巖與石英角斑巖的接觸處是尋找此類礦床的層位。

⑶構造標志：火山穹窿和火山機構的斜坡和熔巖穹丘凹地是礦體賦存的有利構造部位。另外，北東向斷層的次級構造部位也是重要的找礦地段。

⑷地球物理磁異常標志：地球物理磁異常是找礦直接標志。該區2 000 NT以上的磁異常一般都為磁鐵礦礦體引起，若埋深較深，400 NT以上的磁異常也為磁鐵礦礦體引起。

⑸蝕變標志：鐵礦體頂、底板圍巖具褐鐵礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、綠泥石化、高嶺土化、絹云母化蝕變。圍巖蝕變是明顯的找礦標志。

參考文獻

［1］王大川，賈金典，段士剛，等.西天山鐵木里克鐵礦床礦物學及穩定同位素特征［J］.中國地質.2014（6）:1853-1872.

［2］李鳳鳴，彭湘萍，石福品，等.西天山石炭紀火山-沉積盆地鐵錳礦成礦規律淺析［J］.新疆地質.2011（01）:55-60.

［3］盧宗柳，莫江平.新疆阿吾拉勒富鐵礦地質特征和礦床成因［J］.地質與勘探.2006（05）:8-11.

［4］朱志新，董連慧，王克卓，等.西天山造山帶構造單元劃分與構造演化［J］.地質通報.2013（Z1）:297-306.

［5］Wang B，Shu L S，Cluzel D，et al.Geochemical constraints on carboniferous volcanic rocks of the Yili Block（Xinjiang，NW China）:Implication for the tectonic evolution of Western Tianshan ［J］.Journal of Asian Earth Sciences.2007，29（1）:148-159.

［6］He P，Huang X，Li H，et al.Mechanism of Fe-Ti enrichment in the Haladala gabbros:Implication for the tectonic evolution of the western Tianshan orogenic belt.［J］.Acta Petrologica Sinica.2013，29（10）:3457-3472.

［7］李月臣，李美姣，劉鋒，等.新疆阿爾泰鐵木里克花崗閃長巖鋯石U-Pb年齡及地質意義［J］.新疆地質.2012，30（3）: 268-271.

［8］高俊，錢青，龍靈利，等.西天山的增生造山過程［J］.地質通報.2009（12）:1804-1816.收稿：2016-03-14

DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.001