新疆卡拉墩菱鐵礦地質特征及礦床成因

高 成

（中國冶金地質總局西北地質勘查院，新疆 烏魯木齊 830000）

在區域地質大調查工作開展過程中，卡拉墩菱鐵礦化點在該區段上被發現，但因為礦化體規模不大，在加上復雜的地形、地貌條件以及較差的交通條件，當時沒有受到地質研究工作者的重視，地質勘查工作被擱置起來。2007 年之后在野外踏勘以及地質研究工作的系統開展，在該區有多個菱鐵礦被發現，且都具有一定規模，同時還發現孔雀石化菱鐵礦體，在區內取得較大的找礦突破。現如今，伴隨地表鐵礦體開采程度與規模的不斷擴大，深部區域上又有富而厚的菱鐵礦體被發現，銅礦化在局部伴生，經過系統的研究與分析，認為該礦成因類型為沉積變質菱鐵礦型鐵礦床以及構造熱液成因菱鐵礦，在走向與傾向上礦體有著較為穩定的延伸，同時具有較為穩定的品位，這些提示區內具有中型規模菱鐵礦床的找礦遠景[1]。

1 區域地質背景

西昆侖-喀喇昆侖造山帶和塔里木大陸板塊相互交接位置，是該礦的大地構造位置所在。埃邊卡特群（元古界）與賽拉圖群（長城系）是該區的主要地層出露，主要為碎屑巖碳酸鹽巖組合基底，志留系、石炭系、泥盆系、第三系和白堊紀以及第四系分布于上部。溫泉溝組上亞組（志留系下統）碎屑巖沉積與海相碳酸鹽沉積組成的淺變質巖，是該區菱鐵礦的重要含礦層位。菱鐵礦床（沉積改造型）何況點分布在昆蓋山南坡。

倭魚-契列克其背斜以及昆蓋山背斜是礦區當中的主要褶皺構造，同時還發育斷裂構造，如北沙里闊勒嶺大斷裂以及塔什庫爾干大斷裂和木吉河大斷裂，這些斷裂主要表現為壓扭性性質。

侵入巖在該區較為發育，有中酸性以及酸性侵入巖（石炭紀、二迭紀）同時還有各期次脈巖，閃長巖巖體在該礦北側區域上發育，泥盆紀是其主要形成時代。偉晶巖脈以及霏細斑巖脈和花崗斑巖脈與花崗閃長巖脈與輝綠巖脈是該區的主要脈巖。

古生界地層和元古界地層變質作用非常的發育，中深變質巖是中元古界變質巖。淺變質巖主要在下元古界比較發育，區域變質作用沒有對古生界和中生界地層造成影響。

該區主要的鐵礦床包括構造巖漿熱液型和沉積變質型還有沉積變質型菱鐵礦。布倫口銅礦和卡拉墩菱鐵礦以及切列克齊菱鐵礦與蘇巴什磁鐵礦是該區的主要礦點[2]。

2 礦區地質特征

溫泉溝組（志留系下統）與第四系是礦區的主要地層出露。溫泉溝組是礦區當中的主要地層，在礦區的北部以及中部區域上分布，碎屑化學沉積淺變質巖是其主要巖性特征，主要展布方向為近東西向，向南側傾斜，角度為40°～75°。絹云千枚巖以及綠泥絹云千枚巖和大理巖化灰巖（條紋狀）是其主要的巖性特征。同時還有硅質巖和白云質大理巖還有條紋狀大理巖（菱鐵礦化）等。主要巖性特征如下：

白云質大理巖產出特點為層狀，囊狀和大透鏡體狀分布于局部地段，膨大狹縮情況在巖層較為明顯，顏色主要為白色，構造為塊狀，變晶結構（細粒晶粒狀）。白云石和方解石是其主要組成，同時還有白云母以及石英等，礦物顆粒在巖石中比較細小，主要保持在0.05mm ～0.25mm 大小范圍。

大理巖化灰巖（條紋狀）：巖石主要為白色與灰色同時還有灰黑色相間的顏色組成，灰黑色主要表現為條紋狀。有約0.2mm ～1.5mm 寬，白色，灰白色主要表現為條帶狀，有的為毫米有的數厘米寬。白云石以及方解石是其主要的顏值礦物，泥質以及石英少量存在，礦物結晶具有較小的顆粒特點，主要保持在0.05mm ～0.15mm 范圍之間。

鈣質砂巖（變質）主要為灰色以及灰黑色，粉砂狀結構和變余細粒砂狀是其主要的結構特點，構造主要表現為變余層狀，主要保持在0.1mm ～0.25mm 顆粒大小，有的保持在0.25mm ～0.6mm 范圍之間。

砂屑成分：石英達到45%左右的含量，斜長石含量較高，鉀長石相對次之，主要保持在5%～10%，還有1%到2%的硅質巖屑。

填隙物成分：約40%左右的微晶方解石，同時還有15%左右的絹云母，與5%的菱鐵礦，碎屑磨圓分選較好。顆粒主要為次圓狀和次棱角狀，絹云母雜基于方解石成像定向排列的特點。膠結主要表現為基底式，雜基支撐。

單斜構造是礦區當中的主要地層特征，褶皺構造在礦區中沒有發現，礦區當中發育斷裂構造，橫斷層主要為近南北向分布在大的溝谷當中，張性小斷層出現在其他地段發育節理裂隙，存在多組張性小斷層，一些斷層具有較大的規模，地層和走向呈現平行特征，菱鐵礦主要表現為小脈體充填；在該區地層當中主要呈現近南北向，規模通常較小。

侵入巖在礦區當中不發育，有巖枝狀產出的閃長巖，主要在礦區北東部區域上分布，有的地段產出特點為巖脈狀，菱鐵礦石英脈以及石英脈發育較小。

礦區當中動力變質以及區域變質作用非常突出，同時還有熱液飾面以及接觸變質作用。溫泉溝組（內志留系下統）受區域變質影響較為明顯，綠泥石帶主要表現為低綠片巖相，黑云母帶（高綠片巖相）出現在巖體接觸帶部位。絹云綠泥千枚巖和絹云千枚巖與變質鈣質砂巖類是其主要的變質巖，石英巖以及大理巖化灰巖和大理巖是其主要組成。石英、白云母、綠泥石和絹云母等屬于特征性的礦物。熱接觸變質主要出現在閃長巖內外接觸帶部位上，云英巖化和角巖化比較明顯，在接觸帶部位巖石具有較高的變質程度。黃鐵礦化規劃以及菱鐵礦化、絹云母化等是其主要的蝕變特征。

變質改造菱鐵礦化以及原生沉積菱鐵礦化是菱鐵礦礦主要特征，在礦區中菱鐵礦層是主要的原生沉積菱鐵礦化，內脈狀菱鐵礦分布于構造帶，發育于巖脈與巖體接觸帶的外部區域上，黃鐵礦化、孔雀石化以及褐鐵礦化，黃銅礦化等比較明顯，通常規模都不是很大，有的為幾米，寬度上有的為幾十厘米，有的為幾米，銅金經多數脈體揀塊取樣分析都達到工業品位。由于區域變質作用影響變質，改造型菱鐵礦，白色，白云質大粒鹽是主要的原生沉積灰巖變質。白色白云質大理巖是主要的原生沉積灰巖變質，鐵質由于變質過程當中，逐漸被析出，和大理巖緊鄰的菱鐵礦層負極部分鐵質，礦體具有非常突出的彭大俠縮特征，同時改造原生沉積作用形成的菱鐵礦。原生沉積菱鐵礦在礦區當中變質期有重結晶出現，礦物顆粒逐漸變得粗大，菱鐵礦在礦區鐵礦當中，主要保持在3mm 左右的晶粒大小，有的保持在5mm。

閃長巖體內外接觸及其周圍發育硅化，硅化具有充填型和交代型，閃長巖內長石等被二氧化硅所交代，形成交代型硅化，碳酸鹽以及石英屬于充填型硅化脈體。

石英脈、碳酸鹽化、云英巖化和硅化伴生黃鐵礦化產出，分布特點主要表現為星點狀，還有的分布特點為細脈狀，主要處于0.2mm ～2mm 寬度，黃鐵礦有著較小的顆粒，具有聚晶以及立方體晶形特征。礦區當中重要的蝕變為碳酸鹽化，石英和碳酸鹽礦物方解石表現為伴生特點，和礦體上下盤圍巖發生交代充填，方解石在碳酸鹽化當中，主要處于35%～40%含量范圍，最高能夠保持在64%。

3 礦（化）體特征

溫泉溝組（志留系）海相碎屑碳酸鹽沉積淺變質巖是礦區的主要含礦地層，白色白云質大理巖是礦區的主要巖性特征，鈣質砂巖以及大理巖化灰巖，主要受控于沉積層位控制。有12 條菱鐵礦體在礦區被發現，同時有十條銅礦體被發現，菱鐵礦體具有一定規模，主要表現為174°～191°傾向，保持在41°～74°傾角范圍。下面針對Ⅰ、Ⅲ號主礦體進行詳細分析。

Ⅰ號，有約700m 長，主要保持在10.40m ～73.84m 水平厚度，主要處于165°～175°∠46°～73°產狀特點，達到37.22m 平均水平厚度，以及47.24%全體平均品位。灰巖（大理巖化條紋狀）具有白色，灰黑色以及灰黑色相間，鈣質砂巖和白云質大粒鹽以及千枚巖主要分布在下盤部位，塊狀菱鐵礦石主要分布在礦體內部，條帶狀以及條紋狀主要分布在局部，黃銅礦化以及孔雀石化主要出現在礦體的邊部，同時還有黃鐵礦化，有的銅品位保持在1.5%，具有較強的銅礦化，在地表礦體達到4267m ～4469m 標高，達到202m 的自然落差，礦體有約200m 的延伸，礦體埋深目前沒有被工程完全控制。

Ⅲ號菱鐵礦體，有約459m 長，保持在13.40m ～178.76m 水平厚度范圍，主要處于165°～175°∠41°～74°的產狀特征，達到72.1m 的平均水平厚度和49.26%平均品位。絹云綠千枚巖以及大理巖化灰巖主要表現為條紋狀，主要表現為白色、灰黑色、灰色相間。

菱錳礦、赤鐵礦以及菱鐵礦是礦石礦物的主要金屬礦物，黃銅礦、黃鐵礦軟錳礦、孔雀石以及褐鐵礦含量較少，白云石，方解石以及石英等是主要的脈石礦物。

自形-半自形中粗粒結構，交代殘余結構、包含結構有礦石的主要結構特點，塊狀構造是礦石的主要構造特征，脈狀以及斑點狀構造比較少見。原生礦以及氧化礦石是菱鐵礦石的自然分類，由于礦石結構的不同，有塊狀，礦石和條紋狀以及條帶狀礦石之分。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

菱鐵礦在礦區具有較大規模的主要在，溫泉溝組（志留系下統）海相碎屑-碳酸鹽沉積淺變質巖分布，層位嚴格控制的礦體，條紋狀大理巖化灰巖還有白云大理巖，礦體上下盤的主要圍巖巖性。礦體主要產出特點為順層狀，變質作用對原始沉積鐵礦層起到明顯的改造作用，部分鐵質在礦體上下盤圍巖當中由于變質分宜作用因素影響，富集在層間，礦體存在較為突出的膨大狹縮特征。在該區閃長巖體當中產出的小鐵礦體，由于構造因素影響，菱鐵礦主要表現為構造熱液成因[3，4]。

4.2 找礦標志

層位標志：碳酸鹽沉積淺變質巖分布在溫泉溝組（志留系下統）海相碎屑-碳酸鹽沉積淺變質巖，大理巖在地層中具有非常大的厚度。

礦化標志：黃銅礦化以及孔雀石化和菱鐵礦礦褐鐵礦礦黃鐵礦化是重要的框框標志。

構造標志：含銅菱鐵礦化（細脈狀）主要出現在侵入巖體接觸位置的構造裂隙。

5 礦床成規律及遠景評價

海相碎屑-碳酸鹽沉積淺變質巖是菱鐵礦體主要產出部位，層位對其起的嚴格的控制作用，礦體產出特點主要表現為順地層，產狀和圍巖一致，礦體形成過程當中，受到該區變質作用影響非常突出，斷裂構造在后期階段，有含礦熱液順著裂隙進行充填，有含銅菱鐵礦化體形成。

鐵礦體在礦床當中主要保持在32m ～750m，達到2.60m ～23.60m 真厚度。Ⅰ號主礦體屬于中等規模長度大小，菱鐵礦在礦區當中具有一定規模的，沒有得到完全控制，礦體有著非常穩定的賦礦層位，具有較大的厚度，而且具有非常大的礦體延伸。地表區域上Ⅰ號菱鐵礦體達到200 余米的自然落差，研究分析，相較于自然落差，礦體延伸較大，綜合勘探研究發現，菱鐵礦在礦床當中達到七百萬噸左右的鐵礦資源，通過分析礦床地質特征礦化體特征以及成因類型，該區具有尋找中型規模的菱鐵礦床的遠景。