西天山阿吾拉勒成礦帶備戰富鐵礦綜合找礦模型初步探討

李季榮，白權金，陳學龍

（1.新疆地礦局第一水文工程地質大隊，新疆 烏魯木齊 830091；2.新疆地礦局第十一地質大隊，新疆 昌吉 831100）

鐵礦石是鋼鐵工業的糧食，對國民經濟的發展具有基礎性和支撐性作用。2003年以來中國已連續十余年成為全球第一大鐵礦石進口國，對外依存度最高達90%左右，嚴重威脅著國家資源安全。備戰鐵礦為阿吾拉勒成礦帶內發現的大型富鐵礦床之一，許多地質科學針對成礦地質條件、礦床成因、成礦規律、找礦標志等開展了大量的基礎研究，本次通過對備戰鐵礦開展地質-地球物理-地球化學-遙感系統的研究工作，以期為阿吾拉勒成礦帶中尋找同類型的富鐵礦礦產提供一定的參考。

1 區域地質背景

1.1 區域成礦地質條件

本區大地構造位置處于天山興蒙造山系（Ⅰ），伊寧-中天山地塊(Ⅰ-15)，伊犁裂谷(Ⅰ-15-3)之阿吾拉勒晚古生代裂谷(Ⅰ-15-31)，受天山北緣斷裂與尼古拉耶夫線-那拉提北坡斷裂控制。

區域上出露地層主要有：上泥盆統艾爾肯組(D3a)、下石炭統大哈拉軍山組第三段(C1d3)、下石炭統阿克沙克組第二段(C1a2)、下石炭統艾肯達坂組(C1ak)、下—中侏羅統水西溝群(J1-2S)及第四系（Qh）等。備戰鐵礦賦存于下石炭統大哈拉軍山組地層內，該組為一套濱海相火山碎屑-沉積建造，主要為中基性火山熔巖為主，酸性火山熔巖次之，少量火山碎屑巖、正常沉積巖巖石組合。區域侵入巖較發育，有元古代侵入巖、石炭紀侵入巖、二疊紀侵入巖，泥盆、石炭系地層內均有分布，多呈小型巖株、巖枝狀，延伸方向與區域構造線方向基本一致。區域構造處于阿吾拉勒晚古生代裂谷帶東部，地質構造復雜，構造形跡主要為脆性斷裂構造，多呈環狀，放射狀[1-3]。

1.2 區域地球物理特征

工作區位于西天山重力異常區，重力異常總體上與地形呈鏡像關系，符合一般性的均衡理論，從莫霍面等深圖上可看出本區是一個上地幔坳陷區，是北疆地區地殼厚度最大的地區。另外，本區康拉德面不僅縱向深度變化大，而且橫向深度變化亦大。研究區1∶5萬航空磁法測量圈定正、負磁異常各一個，正、負異常呈對出現，正磁異常極值可達1100nT，負磁異常極值可達-326nT，異常梯度陡，強度大，表明備戰鐵礦具有較大的磁鐵礦找礦潛力

1.3 區域地球化學特征

研究區1∶5萬化探測量圈出甲類綜合異常1處，異常呈橢圓狀，面積3.8km2,異常元素以Cu、Mo、Sb、Bi、As、Sn、W、Zn、Pb為主，異常面積大，元素組合多樣，表明該裂谷在石炭系火山活動較為頻繁，為元素的活化、遷移提供了足夠的熱能。

1.4 區域遙感特征

研究區位于環形構造內東南邊緣處，環形構造呈橢圓形，面積約106 km2，礦床的形成被限定在北西向斷裂與環狀斷裂相交的三角形地段東南部，反映了成礦熱液在該區域受區域應力場收斂造成礦質富集沉淀形成礦床，礦床規模受火山機構的控制。

2 礦床地質特征

備戰鐵礦出露地層為下石炭統大哈拉軍山組第三段(C1d3)、下石炭統阿克沙克組二段(C1a2)及少量的第四系全新統(Qh)。下石炭統大哈拉軍山組三段為一套濱海相的火山碎屑巖、火山熔巖、沉積巖組成，巖性為深灰色凝灰巖、黑色玄武巖、灰色(玄武)安山巖、灰白色英安巖、大理巖、礫巖、砂巖等。劃分為四個層：a巖層以火山碎屑巖為主，b巖層以玄武巖、(玄武)安山巖為主，c巖層以英安巖為主，d巖層以碎屑巖為主。區內磁鐵礦體主要賦存于b層，在a層深部見磁鐵礦盲礦體。

研究區內構造較發育，備戰鐵礦整體位于一倒轉向斜南翼，向斜核部地層為下石炭統阿克沙克組，兩翼為大哈拉軍山組，向斜軸面向北陡傾，傾角大于80°，向斜軸面走向280°左右，向東西兩側均延出研究區，向斜核部整體呈負地形，巖石具強片理化；區內規模較大斷裂為F5斷層，斷層走向約280°，傾向北東，傾角75°～85°，為左行走滑斷裂，斷層以北為阿克沙克組第二段，斷層以南為大哈拉軍山組第三段，斷裂在礦體傾向上截備戰鐵礦體，對礦體有較大破壞作用。

備戰鐵礦共圈出磁鐵礦體14條，主要礦體為L5、L6、L8。L5控制長1120m，控制延深約800m，平均厚度19.97m，TFe平均品位47.12%,mFe平均品位42.83%；L6控制長1120m，控制延深830m，平均厚度23.90m，TFe平均品位45.88%，mFe平均品位41.78%；L8控制長1000m，控制延深550m，平均厚度23.85m，TFe平均品位43.28%,mFe平均品位39.01%。目前礦床規模已達大型富鐵礦床規模，遠景可達超大型[4]。

礦石金屬礦物有磁鐵礦、黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等。非金屬礦物主要有綠簾石、透輝石、透閃石、次閃石、石膏、方解石、石英、綠泥石、白云母、陽起石、電氣石等，礦物共生組合關系見表1。礦石以自形-半自形粒狀，致密塊狀、浸染狀構造為主。磁鐵礦呈自形-半自形粒狀集合體分布，粒度大小0.05mm～1.5mm，致密塊狀、浸染狀構造產出。

表1 備戰鐵礦礦石類型及礦物共生組合一覽表

3 礦床地球物理特征

研究區1:1萬地面高精度磁法測量以1000nT為異常下限圈定出一較明顯的正磁異常C1，展布方向近東西向，長度約1.5km，寬度約0.7km，呈橢圓狀，幅值高達32321nT；以-1000nT為異常上限圈定出一較明顯的負磁異常C2，展布方向近東西向，長度約1.3km，寬度約0.6km，呈橢圓狀，幅值高達-4802nT。

圖1 備戰鐵礦地面高精度磁法等值線平面圖

0勘查線1∶1萬瞬變電磁剖面測量TEM反演后按電阻率小于50Ω.m圈定了4個低阻異常帶。通過在異常區外施工ZK020孔進行驗證，鉆孔未見礦；通過對TEM0-1異常區內施工ZK001-ZK009，共9個孔的反復驗證，TEM0-1異常與含礦層位對應且傾向一致，異常寬度略大于礦體寬度。低視電阻率特征,符合尋找金屬礦化物的物性特征，證實區內按電阻率小于50Ω.m圈定了低阻異常帶指導深部地質找礦工作效果較好。

4 綜合找礦模型

4.1 找礦流程

通過對區域地質、物、化探、遙感解譯成果資料的分析，結合西部已取得突破的查崗諾爾鐵礦床特征及構造背景對比研究，優選成礦靶區，建立了本區地質－地球物理－地球化學-遙感綜合找礦流程（圖2）。

圖2 備戰鐵礦找礦流程圖

4.2 找礦要素

備戰鐵礦是在區域地質調查路線中發現的，然后經大比例尺地質填圖、綜合物探測量、工程控制確定規模形態，說明大尺度找礦的重要性。因磁鐵礦化探工作的有效性相比地質及物探找礦有效性較差，因此地質要素的有效性最大，其次為地球物理要素，地球化學要素最小[5,6]。

4.3 找礦模型

綜合上述，根據鐵礦找礦經驗，對于3個尺度要素的實際應用，可依次對礦床進行選區、定位、定型。這是篩選找礦靶區，尋找成礦有利地段確定礦體(床)位置較為通用的找礦思路。尋找磁鐵礦常用綜合方法應是：在大地構造環境下選擇環形與線形構造交匯部位，確定有利物化異常背景區，尋找物探高背景地層巖石組合，發現礦化并利用物探確定磁鐵礦體。