新疆尉犁縣托克然布拉克鐵礦地質特征及礦床成因分析

彭 宇

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊, 新疆 烏魯木齊 830011）

1 區域地質背景

礦區地理位置上位于天山中段庫魯克塔格一帶，隸屬于新疆尉犁縣管轄。構造上處于塔里木板塊北緣構造帶的庫魯克塔格地塊。該地塊內廣泛出露前震旦紀結晶基底，以下元古界興地塔格群分布最廣，其次是太古界達格拉格布拉克群和中上元古界，震旦系和下古生界分布較少。

礦區出露下元古界興地塔格群，北部興地大斷裂以北主要出露薊縣系愛爾基干群、青白口系帕爾崗塔格群，震旦系和少量寒武系，奧陶系。山前盆地發育第四系和第三系。

侵入巖在普查區及周邊地區主要分布在興地大斷裂帶及其以南地區，基本有3 期以晉寧期花崗巖分布最廣；中條期主要為混合花崗巖；早—中元古期侵入巖為中條期后的非造山中—基性雜巖和基性—超基性雜巖，呈巖株巖墻產出。火山巖出露很少，在地層中多呈透鏡體和夾層產出。

2 礦區地質特征

2.1 地層

（1）興地塔格群下巖組。下巖組分布在普查區的北部和西部外圍地區。巖性比較簡單，為灰黑色黑云斜長片巖、石榴二云石英片巖、十字石榴二云片巖、二云長英片麻巖夾雜色條帶狀大理巖。

（2）興地塔格群上巖組。上巖組為普查區的主要地層，也是鐵礦層之所在，巖性比較復雜，相變也較大，與下巖組整合接觸，根據巖性和層序可分為4 個巖性段，巖性主要為灰白色白色白云質大理巖、白云石大理巖、大理巖，綠色灰綠色陽起石片巖、綠簾陽起石片巖，灰色深灰色黑云和二云石英片巖、二云母片巖等。

2.2 巖漿巖

礦區內巖漿巖較為發育，主要呈脈狀分布于地層之中。

順層侵入的一般是中酸性侵入巖，多數規模較大，巖脈寬數米至數十米，延伸數百米至數千米，近東西向延伸。主要巖石類型為石英二長、花崗閃長巖、花崗巖等，巖石多呈灰白色，主要由斜長石、石英、鉀長石組成。與區域上巖漿活動相似侵入巖主要形成于晚元古代揚子旋回晉寧期。巖石受后期構造影響較大，常見巖石內礦物定向排列，局部見有片麻理發育，產狀與地層片理產狀一致。

中酸性巖枝巖脈分布相當廣泛對圍巖的注入交代作用強烈，對鐵礦層有一定的吞蝕破壞作用，由于花崗物質的加入可使鐵礦品位貪化，但有時也使磁鐵礦顆粒變粗有利于選礦。

火山巖不發育，主要是基性火山巖，已變質為陽起石片巖類和角閃片巖類巖石，在地層中呈透鏡體夾層產出，主要分布在興地塔格群上巖組中，下巖組內很少。

2.3 變質巖

礦區出露的下元古界興地塔格群（Pt1X）總體為一套中深變質地層，區域變質作用普遍，從變質特征礦物組合看：出現黑云母、白云母、綠簾石、陽起石石、透閃石等變質特征礦物，區域變質作用程度為高綠片巖相- 低角閃巖相。區域變質巖的透入性片理面發育，基本取代了原始面理，片理面產狀為向南陡傾，傾角約為70°～80°。

該套地層的原巖應為碎屑巖、白云巖、硅質巖及含鐵硅質巖，總體上為一套穩定環境下的正常沉積巖。

在區域變質的基礎上，后來疊了晚元古期侵入巖的熱力變質和注入交代變質，使興地塔格群變質巖系又局部發生了角巖化和條帶狀、脈狀、透鏡狀及眼球狀混合巖化。在花崗巖巖枝巖脈發育的地方，接觸熱力變質和注入交代變質就比較明顯。

另外，在礦區內小的斷裂附近還常見有動力變質巖，與斷裂相伴出現糜棱巖、斷層碎裂巖等，動力變質巖分布有限，動力變質作用規模較小。

2.4 構造

（1）褶皺構造。礦區的東部地層形成兩個大型褶皺構造，其中北部形成的是轉折端向東仰起的同斜向斜構造，南部形成的是轉折端向西傾伏的同斜背斜構造，總體形態為平臥的“N”型緊閉褶皺構造。

（2）斷層構造。礦區內斷層較發育，不過較大的斷層僅有一條位于礦區西北部，該斷層走向為250°～70°，傾向北北西，傾角為60°。斷層兩盤地層皆為興地塔格群中亞群，沿斷層發育有較為宏觀的斷層破碎帶，破碎帶寬20m ～50m 不等，帶內巖石破碎，各類蝕變發育，尤其是褐鐵礦化強烈，巖石呈灰褐色。礦區內還發育有一組北東- 南西向的走滑斷層，斜切地層，斷層面近于直立，走滑性質為右旋，斷距約為數米至數十米不等。

3 礦體地質特征

3.1 礦體特征

目前經地表槽探工程揭露控制，在含磁鐵礦石英巖層中已圈出礦體。礦體編號原則為由上向下，自左向右，沿礦化帶走向趨勢，自Ⅰ～Ⅵ編號。礦體呈層狀，礦體傾向南，傾角65°～85°。

六個礦體品位變化特征為： 礦體單樣品位TFe9.97×10-2～ 46.13×10-2； 單 工 程 平 均 品位TFe15.45×10-2～ 35.85×10-2； 礦 體 平 均 品位TFe17.38×10-2～25.12×10-2， 礦 床 平 均 品 位TFe21.87×10-2。礦石中有害雜質S、P 成分含量低。礦體邊界較明顯，礦體及礦石中石英及酸性脈等夾石條帶發育。礦體沿走向品位變化不大，沿橫向變化較大，縱向較大。

礦體單工程真厚度0.79m ～10.12m ；礦體平均真厚度1.17m ～4.81m，礦體沿走向傾向厚度變化較大，為局部出現膨大現象，如轉折端XJ7201 處礦體真厚度10.12m。

3.2 礦石質量特征

礦石金屬礦物主要為磁鐵礦，其次為赤鐵礦，少量褐鐵礦、黃鐵礦、鈦鐵礦，脈石礦物主要為石英，其次為長石、方解石。

礦石結構以粒狀變晶結構為主，次有交代結構，粒狀結構；礦石構造主要為條帶狀、稠密浸染狀、密集條帶狀，少量塊狀構造。

礦石的光譜全分析和化學全分析結果表明，礦石具有高Si2O，低CaO 的特點，鐵的含量總體較高，這與TFe 分析結果相吻合。

礦石的光譜全分析及礦石組合分析表來看：礦石中的有害元素特征相似，除造渣元素Si2O 含量較高外，S、P 含量較低。光譜全分析中S 的含量中有5 個樣大于0.3×10-2，組合樣中有2 個樣大于0.3×10-2，而P 的含量極低，且較為穩定，各樣品間變化不大。對有害元素S 的處理，應對選礦后的鐵精粉經過脫硫工藝，提高鐵精礦質量。

3.3 夾石、圍巖及蝕變

礦體的夾石為花崗質脈巖及磁鐵石英巖等，與礦體一般呈漸變過渡關系。夾石寬度在幾厘米到幾米不等，呈層狀、透鏡狀產于礦體中，較為普遍，但多達不到夾石剔除厚度。

礦體圍巖由石英巖、石英片巖和綠片巖等組成。礦體與石英巖圍巖間呈突變或漸變過渡關系，礦體界線由化驗結果來確定，與綠片巖呈突變關系，礦體與圍巖界線十分明顯。由于沉積地層的產狀不穩定，兩種圍巖都有可能成為礦體的頂板或底板。近礦圍巖普遍具有不同程度的熱液蝕變和碎裂巖化。圍巖蝕變類型簡單，地表常見褐鐵礦化、鉀化和硅化等，蝕變分帶不明顯。

4 礦床成因分析

現已查明本區鐵礦具有以下幾個特征：

（1）興地塔格群下巖組的云母- 石英片巖片麻巖和上巖組的大理巖、綠片巖、石英巖和云母石英片巖諸巖性段的原巖構成了陸源碎屑巖- 碳酸鹽巖- 基性火山巖- 硅質巖兩個沉積旋回，往上又出現了陸源碎屑巖的沉積。含鐵石英巖或鐵礦形成于火山噴發堆積向膠體化學沉積的轉變過渡時期。火山活動的氣液和火山巖特別是火山碎屑巖的水解作用帶來了成礦物質- 鐵質和硅質。

（2）含鐵石英巖或鐵礦呈層狀和似層狀產出，延伸比較穩定，具條帶狀和層紋狀構造，少數具塊狀構造，變質分異作用繼承了沉積分異作用，顯示出一定的殘余層理構造。

（3）礦體的夾石單一，為花崗質脈巖及磁鐵石英巖，僅在TC002、TC8002 出現，且TC002 中的夾石為花崗巖脈、TC8002 中的夾石為花崗巖脈和磁鐵石英巖。夾石中花崗質脈巖多順層侵入，雖寬度不大，但它卻是引起礦石品位變低的一個重要因素。

以上特征表明磁鐵石英巖（鐵礦）是與火山活動相關的沉積變質型鐵礦床，即五臺式鐵礦。花崗質脈巖的注入交代，使鐵礦遭到破壞解體和貧化，同時也可使部分巖石角巖化，磁鐵礦顆粒重結晶加粗而利于選礦。

5 找礦標志

（1）地層標志：下元古界興地塔格群上巖組第二巖性段和第三巖性段之間的石英巖底部及少部分綠片巖頂部為含礦層位。簡言之，綠片巖之上石英巖底部是含鐵石英巖或礦層之所在，而不是其他任何石英巖的底部或頂部。

（2）礦化蝕變標志：含礦巖石未經熱液蝕變，未發育有與成礦有關的蝕變巖。磁鐵石英巖經表生和淋濾，形成赤鐵礦和褐鐵礦，使含礦巖石及其周圍呈現紅色、紅褐色，在綠色灰綠色的綠片巖和淺灰色灰白色石英巖之間相當醒目，如彩帶飄揚，這里有含鐵石英巖（鐵礦）出露。如果紅色和紅褐色的鐵染條帶出現在別的層位別的巖石中則或者是脈狀、雞窩狀的熱液型或矽卡巖型赤- 磁鐵礦，如本區外西部下巖組片巖中的熱液型鐵礦無工業意義，或者是層間或裂隙帶上的輕微鐵染，不具找礦意義。

（3）地球物理標志：據1 ：1 萬磁測結果，△T 帶狀及點狀磁異常皆由磁鐵石英巖鐵礦）所引起。因此，300nT ～600nT 及以上的都是找礦標志，異常的范圍愈大，異常值越高成礦就越好。

初步分析礦床成因類型屬沉積變質型鐵礦床。其找礦標志可以簡單的總結如下：

①地層標志：下元古界興地塔格群上巖組第三巖性段（Pt1X2-3）底部的含鐵石英巖段是重要的含礦層位；②礦化蝕變標志：礦區含礦巖石具有明顯的氧化特征，褐紅色、紅色的鐵氧化帶是礦區內最直觀的標志，其次水系中磁鐵礦轉石也是較直觀的找礦標志；③地球物理標志：1 ：1 萬物探磁法測量圈定的磁異常和高值點，是找礦的最有利的地區。