新新疆維吾爾自治區(qū)鄯善縣東天山紅云灘鐵礦床地質(zhì)特征研究

■任華忠

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)大隊(duì) 新疆鄯善 838204）

新新疆維吾爾自治區(qū)鄯善縣東天山紅云灘鐵礦床地質(zhì)特征研究

■任華忠

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)大隊(duì) 新疆鄯善 838204）

東天山紅云灘鐵礦床位于北天山地向斜褶皺帶、阿奇山背斜的東南翼，地層以石炭紀(jì)底層為主，出露雙峰式火山巖，區(qū)內(nèi)主要分布有三條構(gòu)造，礦體受構(gòu)造和巖漿控制明顯，主要成礦期次可以分為兩期，第一期為矽卡巖期，為主成礦期，第二期為熱液期，礦石礦物以磁鐵礦為主。

磁鐵礦矽卡巖紅云灘礦床地質(zhì)特征

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)位于北天山地向斜褶皺帶、阿奇山背斜的東南翼，構(gòu)造位置屬于覺羅塔格南緣。區(qū)域范圍內(nèi)的地層主要為石炭系下統(tǒng)的雅滿蘇組、干墩組、白山組:主要有海相雙峰式火山巖建造、海相碳質(zhì)頁(yè)巖-硅質(zhì)巖建造、碎屑-碳酸鹽建造、濱海古砂礦建造。石炭系上統(tǒng)的底坎爾組、梧桐窩子組、吐古土布拉克組:主要有海相中酸性火山-沉積建造、復(fù)理石及類復(fù)理石建造、碎屑-碳酸鹽建造。礦區(qū)以南有元古界地層,巖性為片巖夾少量碳酸鹽巖薄層,局部為黑云石英片巖和大理巖互層。礦區(qū)范圍內(nèi)構(gòu)造特征為一北東東向的向斜,東部巖層傾角較緩,而在南西端傾角較陡。

3條近東西向的大型斷裂帶奠定了覺羅塔格造山帶的基本構(gòu)造格架[6]，自北向南依次為康古爾—黃山斷裂帶、苦水?dāng)嗔褞Ш桶⑵淇藥?kù)都克斷裂帶，將造山帶分為3個(gè)成礦帶，即北部的大南湖—頭蘇泉島弧成礦帶（北帶）、中部的康古爾—黃山剪切成礦帶（中帶）和南緣的阿齊山—雅滿蘇島弧成礦帶（南帶）。礦區(qū)所處的阿奇山地區(qū)處于塔里木板塊北部活動(dòng)邊緣之阿齊山—雅滿蘇晚古生代島弧帶，準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊交接部位的阿奇克庫(kù)都克斷裂帶上,其南有北西走向的卡瓦布拉克大斷裂，該斷裂與阿奇克庫(kù)都克深斷裂呈截接復(fù)合。阿奇山地區(qū)恰處于這一共軛點(diǎn)上。

經(jīng)調(diào)查表明，該區(qū)為一橢園形的大型火山成因穹狀隆起構(gòu)造。組成火山機(jī)構(gòu)的地層主要由下石炭統(tǒng)雅滿蘇組的一套淺海相火山巖及碳酸鹽巖建造，在該構(gòu)造的邊緣見有石炭系中統(tǒng)底坎爾組出露。本區(qū)自晚石炭紀(jì)以來，區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁，造成多次迭加混染，侵吞了阿奇山火山機(jī)構(gòu)構(gòu)造。在西翼大部火山巖地層中侵入了半圓形的巨大花崗巖基。區(qū)內(nèi)巖漿巖可見多期次巖體侵入的穿插特征，主要以中酸性侵入巖為主，只在局部可見中基性侵入巖，呈脈狀產(chǎn)出，延伸較遠(yuǎn)。根據(jù)巖相特征初步認(rèn)為屬于同期多次的侵入體，即第一侵入次為中性石英閃長(zhǎng)巖，第二侵入次為酸性斜長(zhǎng)白崗巖、角閃花崗巖、鉀質(zhì)花崗巖。第三侵入次為淺成脈巖、次火山巖等。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露的地層主要包括下石炭統(tǒng)雅滿蘇組上亞組第一巖性段,總厚度近1000m,出露面積不足3 km2。地層走向主要呈北北東向,傾向北西西,傾角一般30-50°。華力西中期中酸性巖體侵入,導(dǎo)致下石炭統(tǒng)地層呈現(xiàn)出東薄西厚的頂蓋殘留體。這個(gè)巖性段主要由中基性-中酸性火山碎屑巖及中酸性熔巖和正常碎屑巖組成,自下而上劃分為3個(gè)巖性層。Ⅰ巖性層：下部為灰白帶褐黃色、厚層狀至塊狀凝灰質(zhì)礫巖,礫石成分主要為石英。其次有少量凝灰質(zhì)砂巖,分布于礦區(qū)北部。上部為淺黃色至褐黑色凝灰質(zhì)粉砂巖、含礫粉砂巖；Ⅱ巖性層：下部為含磁鐵礦的安山質(zhì)凝灰?guī)r與凝灰質(zhì)粉砂巖呈不均勻互層,夾熔結(jié)角礫巖、中酸性熔巖。上部為深灰至暗綠色安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r與細(xì)粒安山質(zhì)凝灰?guī)r互層,局部出現(xiàn)大理巖(或結(jié)晶灰?guī)r)小透鏡體。該層為礦區(qū)主要含礦地層；Ⅲ巖性層：主要為石英角斑巖夾深灰至暗綠色安山質(zhì)凝灰?guī)r。

礦區(qū)范圍內(nèi)構(gòu)造特征為一北東東向的向斜，東部巖層傾角較緩，而在南西端傾角較陡。礦區(qū)范圍內(nèi)除了南部阿齊克庫(kù)都克大斷裂之外，次一級(jí)的斷裂較為發(fā)育，這些斷裂與近東西向的區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，在成礦過程中和成礦后可能有繼承性活動(dòng)。礦區(qū)廣泛發(fā)育的各類脈巖主要平行于這些次級(jí)斷裂，給后期脈巖的生成提供了好的充填條件。

礦區(qū)巖漿巖發(fā)育,侵入巖分布極為廣泛,屬于紅云灘巖體的一部分,主要有3期巖漿活動(dòng)：第一期為中性侵入巖,巖性變化較大,巖性主要有閃長(zhǎng)巖、石英閃長(zhǎng)巖,局部為含石英輝長(zhǎng)閃長(zhǎng)巖,各種巖性之間均呈逐漸過渡的關(guān)系,在礦區(qū)的北部、東部及西部均有出露；第二期為酸性侵入巖,即花崗閃長(zhǎng)巖、鉀長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、石英正長(zhǎng)巖,廣泛出露于礦區(qū)南部和東部。第二期侵入體為復(fù)式巖體的主體部分,常見有侵入于第一期巖體內(nèi)的現(xiàn)象,接觸面清晰,對(duì)地層和閃長(zhǎng)巖體混染作用強(qiáng)烈；第三期為淺成巖脈,包括閃長(zhǎng)玢巖、石英鈉長(zhǎng)斑巖、輝綠玢巖、花崗細(xì)晶巖、電氣石細(xì)晶巖及花崗斑巖等,主要沿北東東、北東及北西向三組斷層充填。在地表和鉆孔內(nèi)均見有巖脈穿切礦體的現(xiàn)象,說明其形成應(yīng)在成礦期之后。

2.1 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)出露大小礦體有六個(gè)，這些礦體主要賦存于石炭系下統(tǒng)雅滿蘇組的第二亞組第二巖性段灰—灰綠色安山質(zhì)中細(xì)晶屑凝灰?guī)r夾英安質(zhì)中細(xì)晶屑凝灰?guī)r透鏡體（C1yb-2B2）與石炭系下統(tǒng)雅滿蘇組的第二亞組第二巖性段深灰—灰綠色安山質(zhì)火山灰細(xì)粉砂晶屑凝灰?guī)r（C1yb-2B3）頂部的地層中，稍具規(guī)模并向深部有—定延深的為III、IV號(hào)兩個(gè)礦體。礦體形態(tài)大部為似層狀、脈狀、扁豆?fàn)?，它們的共同特征是厚度變化大、?guī)模小、連續(xù)性差，但埋藏淺，產(chǎn)狀平緩，含礦層位穩(wěn)定，礦石品位較高，可作露天開采?，F(xiàn)就幾個(gè)主要礦體簡(jiǎn)述如下：

（1）I號(hào)礦體：位于礦區(qū)南部，產(chǎn)于C1yb-2B2的下部，從東至西分為三條呈斷續(xù)分布的小礦體，以似層狀沿向斜轉(zhuǎn)折部位弧形展布，沿走向具有一定延伸，礦體與圍巖產(chǎn)狀基本一致，局部地段略有夾角。其中Ⅰ1傾向北西，傾角26°，礦體長(zhǎng)150m，平均真厚度0.38m，全鐵平均品位為44.08×10-2；Ⅰ2礦體m傾向北北東，傾角26°，長(zhǎng)200m，平均真厚度0.94m，全鐵平均品位為37.17×10-2；Ⅰ3礦體傾向北東東，傾角22°，長(zhǎng)64m，呈透鏡狀，真厚度1.84m，全鐵品位37.40×10-2。礦石類型均為磁鐵礦石。

（2）Ⅱ號(hào)礦體：位于礦區(qū)南部和西部，南距Ⅰ號(hào)礦體約30m。礦體產(chǎn)于C1yb-2B2的上部，受層間裂隙控制，礦體頂?shù)装寰邚?qiáng)烈蝕變。分為三條小礦體沿向斜轉(zhuǎn)折端斷續(xù)產(chǎn)出，似層狀。其中Ⅱ1礦體傾向北北西，傾角25°，長(zhǎng)450m，平均真厚度0.92m，全鐵平均品位41.39×10-2；Ⅱ2礦體傾向北東，傾角20°，長(zhǎng)150m，平均真厚度0.70m，全鐵平均品位45.20×10-2；Ⅱ3礦體傾向北東，傾角22°，長(zhǎng)72m，真厚度1.01m，全鐵品位42.62×10-2。礦石類型均為磁鐵礦石。

（3）III號(hào)礦體：位于礦區(qū)中部，東距Ⅳ號(hào)主礦體30-50m。礦體產(chǎn)于C1yb-2B3的上部，地表呈向南西凸出的弧形，沿向斜核部轉(zhuǎn)折端呈似層狀、脈狀分布，礦體與圍巖略有夾角，頂?shù)装寰邚?qiáng)烈陽(yáng)起石化、矽卡巖化，北端被F1斷層截?cái)?。礦體傾向北東東，傾角15-27°，長(zhǎng)220m，平均真厚度3.26m，全鐵平均品位38.46×10-2。礦石類型均為磁鐵礦石。

（4）IV號(hào)礦體：位于礦區(qū)中部，為礦區(qū)主礦體，產(chǎn)于C1yb-2B3與C1yb-2C的接觸帶內(nèi)側(cè)，正處于向斜的轉(zhuǎn)折部位，礦體呈似層狀，脈狀沿向斜層間裂隙產(chǎn)出，局部與圍巖呈穿切關(guān)系。通過槽探和鉆探工程驗(yàn)證，礦體形態(tài)地表及垂直斷面均呈“U”字形，并有分叉現(xiàn)象，內(nèi)部尚保存有原巖殘留體，并發(fā)生了強(qiáng)烈的蝕變。礦體與向斜具

有相近的形態(tài)，西翼傾向東，傾角15°，東翼傾向西，傾角16°，基本對(duì)稱，北端被F1斷層截?cái)唷５V石礦物以磁鐵礦及赤鐵鐵礦為主，有少量赤磁鐵礦或鏡鐵礦，局部伴有黃銅礦化，礦石類型均為磁鐵礦石。礦體地表總長(zhǎng)約390m，厚度變化比較大，地表出露最寬處60.05m，最窄處為8.90m，并且兩翼厚度有所差異。西翼礦體真厚度6.82-13.56m，平均9.74m，全鐵平均品位39.45×10-2。東翼礦體真厚度2.45-7.89m，平均6.92m，全鐵平均品位42.30×10-2。

（5）V號(hào)礦體：位于礦區(qū)F1斷裂北側(cè)，產(chǎn)于C1yb-2C粗英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中，呈透鏡狀，長(zhǎng)約40m，真厚度14.64m，傾向北西西，傾角50°，全鐵品位35.87×10-2，礦石類型均為磁鐵礦石。

（6）VI號(hào)礦體：位于礦區(qū)北部，產(chǎn)于C1yb-2C中部粗英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中。礦體呈透鏡狀、脈狀，真厚度13.17m，全鐵品位37.06× 10-2，礦體均向西陡傾，與圍巖接觸傾角55°，礦石類型均為磁鐵礦石。

全礦區(qū)礦體平均真厚度為4.85m，平均品位39.04×10-2。

2.2 礦石特征

礦石礦物主要以磁鐵礦為主，次為赤鐵礦、鏡鐵礦，偶見少量穆磁鐵礦。硫化物為黃鐵礦、黃銅礦。次生礦物見有黃鉀鐵礬。脈石礦物有石英、綠簾石、陽(yáng)起石、綠泥石，其次還有少量透輝石，石榴石等。

（1）矽卡巖型礦石：磁鐵礦多與陽(yáng)起石，綠泥石，鐵鎂榴石等富水矽卡巖礦物共生,一般呈半自型他型粒狀結(jié)構(gòu)，似海綿隕鐵結(jié)構(gòu)，稠密浸染狀構(gòu)造，塊狀構(gòu)造。

（2）熱液期礦石：該類型的磁鐵礦通常伴有石英、鈉長(zhǎng)石及黑云母、鉀長(zhǎng)石等蝕變,大多數(shù)位于礦體的邊緣部位,也有一部分沿?cái)嗔蚜严斗植汲始?xì)脈狀、定向的浸染狀等產(chǎn)出。一般不構(gòu)成獨(dú)立礦體。黃鐵礦粒度較小，一般為中細(xì)粒(>0.1 mm),自形-他形粒狀結(jié)構(gòu),通常呈定向的團(tuán)塊狀，稠密浸染狀，脈狀分布于礦石內(nèi)部或者礦體與圍巖的接觸帶上。黃銅礦一般呈細(xì)粒他形結(jié)構(gòu)與黃鐵礦共生。

2.3 圍巖蝕變

紅云灘鐵礦主要產(chǎn)于安山質(zhì)凝灰?guī)r的深色蝕變帶 （透輝石-陽(yáng)起石）中，而且礦石類型也主要為透輝石-陽(yáng)起石-磁鐵礦類型?？臻g上，磁鐵礦礦化階段與深色蝕變階段屬同一個(gè)成礦期。另外，淺色蝕變硅化-鈉化在區(qū)內(nèi)也較發(fā)育，形成范圍大于深色蝕變，其形成時(shí)間早于深色蝕變。

3 礦床成因

根據(jù)礦床主要特征，歸納以下五點(diǎn)：

（1）礦床嚴(yán)格受構(gòu)造控制，礦體產(chǎn)出形態(tài)隨礦區(qū)褶皺形態(tài)產(chǎn)出，而又主要賦存于褶皺的轉(zhuǎn)折部位。由于褶皺構(gòu)造的形成，轉(zhuǎn)折端受到擠壓應(yīng)力的作用，形成大量層間裂隙，為礦液充填提供了良好的容礦場(chǎng)所。

（2）礦體沿層間裂隙基本順層或穿切圍巖生成。主要礦體呈似層狀或沿一定層位斷續(xù)分布在C1yb-Bb2及C1yb-2B3的安山質(zhì)細(xì)晶屑及細(xì)粉晶屑的凝灰?guī)r中，頂部的粗英安質(zhì)晶屑凝灰?guī)r中，僅見有呈脈狀、透鏡狀小礦體零星分布，說明含礦熱液對(duì)圍巖巖性具有一定的選擇交代作用。

（3）礦石顯示出鐵礦物的多次迭如，磁鐵礦、赤磁鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、穆磁鐵礦相互交代現(xiàn)象明顯，說明熱液活動(dòng)頻繁，致使鐵礦床成為一個(gè)多期熱液活動(dòng)的產(chǎn)物。

（4）礦段內(nèi)次火山巖相當(dāng)發(fā)育，圍繞向斜兩翼大面積分布有次火山巖體，侵入體產(chǎn)生期后熱液活動(dòng)，其含礦溶液沿穹窿構(gòu)造產(chǎn)生的裂隙上升，沿適宜空間充填交代圍巖成礦。

（5）礦體在形成過程中，圍若經(jīng)受了強(qiáng)烈的蝕變作用，礦體即產(chǎn)在透輝石化、綠簾石化、陽(yáng)起石化及矽卡巖化的蝕變帶中。

綜合上述，本區(qū)礦床成因初步認(rèn)為屬火山巖期后熱液裂隙充填-交代型鐵礦床。

4 結(jié)論

目前研究表明，該礦床的形成是多期的，但主期成礦與熱液作用有關(guān)，如從礦石類型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造等方面特征可判斷礦化不止一期；以磁鐵礦形式產(chǎn)出的鐵質(zhì)可能是圍巖中富含鐵質(zhì)的安山質(zhì)凝灰?guī)r及輝長(zhǎng)-閃長(zhǎng)雜巖中的以赤鐵礦微粒狀態(tài)產(chǎn)出的鐵質(zhì)受后期熱液改造而成；礦體呈似層狀和透鏡狀形態(tài)產(chǎn)出、近礦圍巖蝕變較發(fā)育（透輝石化、陽(yáng)起石化、硅化等）、礦體產(chǎn)出于產(chǎn)狀平緩部位等一系列特征也顯示紅云灘鐵礦受到后期熱液改造而成礦。

[1]王登紅,李純杰,陳鄭輝,陳世平,肖克炎,李華芹,梁婷.東天山成礦規(guī)律與找礦方向的初步研究 [J].地質(zhì)通報(bào),2006,08:910-915.

[2]王浩丞.新疆東天山覺羅塔格成礦帶鐵礦資源潛力評(píng)價(jià) [D].新疆大學(xué),2011.

[3]陳富文,何國(guó)琦,李華芹.論東天山覺羅塔格造山帶的大地構(gòu)造屬性 [J].中國(guó)地質(zhì), 2003,04:361-366.

[4秦克章,彭曉明,三金柱,徐興旺,方同輝,王書來,于海峰.東天山主要礦床類型、成礦區(qū)帶劃分與成礦遠(yuǎn)景區(qū)優(yōu)選 [J].新疆地質(zhì),2003,02:143-150.

[5]張?jiān)鼋?孫敬博,胡明月,紀(jì)宏偉,陳文.東天山紅云灘鐵礦穩(wěn)定同位素地質(zhì)特征及其對(duì)成礦作用過程的指示 [J].地球?qū)W報(bào),2012,06:918-924.

[6]孫敬博,紀(jì)宏偉.新疆東天山紅云灘鐵礦床地質(zhì)特征與研究進(jìn)展 [J].礦物學(xué)報(bào),2011, S1:637-638.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-86-1