新疆阿爾金紅柳溝-拉配泉一帶鐵礦成礦模式及礦產(chǎn)預(yù)測

邱 曼 王宏君（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)地質(zhì)勘查中心烏魯木齊830002新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院烏魯木齊830002）

新疆阿爾金紅柳溝-拉配泉一帶鐵礦成礦模式及礦產(chǎn)預(yù)測

邱 曼①王宏君②
（①新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)地質(zhì)勘查中心烏魯木齊830002
②新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院烏魯木齊830002）

“紅柳溝-拉配泉鐵礦帶”位于秦祁昆造山系-阿爾金弧盆系中，出露地層主要為太古宇、元古宇及古生界。海相火山巖十分發(fā)育，為相應(yīng)類型鐵礦的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。本次研究從區(qū)域成礦地質(zhì)背景入手，結(jié)合典型礦床研究成果資料，分析了研究區(qū)的地史演化及構(gòu)造環(huán)境，為建立區(qū)域成礦模式提供了基礎(chǔ)依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，對研究區(qū)的地質(zhì)、礦產(chǎn)、地球物理、地球化學(xué)、遙感等資料，進(jìn)行信息提取，運(yùn)用綜合信息礦產(chǎn)預(yù)測方法，建立了紅柳溝-拉配泉一帶鐵礦區(qū)域找礦預(yù)測模型。采用綜合信息地質(zhì)體單元法，圈定出成礦預(yù)測區(qū)4處。并對成礦預(yù)測區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)評價，為礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查工作部署指出方向。

新疆阿爾金鐵礦成礦模式礦產(chǎn)預(yù)測

0 引言

“紅柳溝-拉配泉”位于阿爾金山北部地區(qū)。阿爾金山屬高寒山區(qū)，自然條件差，地處偏遠(yuǎn)，交通不便，以往的地質(zhì)礦產(chǎn)勘查與成礦預(yù)測研究程度相對比較低。近年，隨著若羌縣城-茫崖-花土溝的215國道、米蘭-敦煌高速公路、若羌-西寧鐵路的開通，交通條件大為改觀，地質(zhì)調(diào)查和礦產(chǎn)勘查投入顯著增大，在“紅柳溝-拉配泉一帶”相繼發(fā)現(xiàn)了英格布拉克鐵礦、喀臘大灣鐵礦、拉配泉鐵礦等具有大-中型遠(yuǎn)景的海相火山-沉積（改造）型鐵礦床，顯示出極好的鐵礦找礦潛力。

筆者在總結(jié)和研究以往成果資料的基礎(chǔ)上，應(yīng)用新理論、新方法和新技術(shù)，對該區(qū)鐵礦進(jìn)行區(qū)域成礦預(yù)測研究，以期為該區(qū)鐵礦找礦工作部署提供參考。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 構(gòu)造特征

研究區(qū)內(nèi)，以阿爾金北緣斷裂為界，其北屬卡拉庫姆-塔里木陸塊區(qū)的敦煌陸塊；以南屬秦祁昆造山系的阿爾金弧盆系。研究區(qū)位于二者的銜接部位，主體處在阿爾金弧盆系中。

阿爾金弧盆系總體呈現(xiàn)出斷塊構(gòu)造格局。主體由阿中地塊構(gòu)成，從研究區(qū)內(nèi)的索爾庫里一帶，向西南延至區(qū)外的蘇吾什杰、秦布拉克一帶，大致沿蘇拉木塔格山展布，延伸達(dá)400～500 km。其北部由東西向的紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶、東南部由北東向的阿帕-芒崖蛇綠混雜巖帶所圍限。

研究區(qū)斷裂構(gòu)造非常發(fā)育。主要斷裂構(gòu)造為NE向和近EW向兩組。規(guī)模最大的是NE向的阿爾金斷裂，其次是近EW向的阿爾金北緣斷裂、喀臘大灣-阿克達(dá)坂斷裂和卡爾恰爾-闊實斷裂。其他方向斷裂規(guī)模都比較小。

1.2 區(qū)域地層

研究區(qū)地層區(qū)劃屬阿爾金地層分區(qū)。主要出露太古宇和元古宇等前寒武系地層。古生界、中生界零散分布，新生界廣布。其中薊縣系塔昔達(dá)坂群（JxT）總體是一套低綠片巖相變質(zhì)的海相碎屑巖-碳酸鹽巖-火山巖建造，厚達(dá)14 000 m以上。這套海相火山-沉積地層是研究區(qū)內(nèi)重要的鐵、多金屬含礦地層。在該群的木孜薩依組中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了紅柳溝卡子磁鐵礦、巴什考貢北東磁鐵礦、巴什可干東磁鐵礦、皮亞子達(dá)坂磁鐵礦、疊層山銀鉛鋅礦等海相火山-沉積（改造）型礦床（點）。

“紅柳溝-拉配泉一帶”鐵礦賦礦地層為卓阿布拉克組（Jxzh）和木孜薩依組（Jxmz）；含礦建造均為海相火山巖-碳酸鹽巖-碎屑巖建造；有寒武紀(jì)和薊縣紀(jì)兩個成礦時代；其中卓阿布拉克組巖性為黑色炭質(zhì)千枚巖、千枚巖化粉砂巖、板巖、二云片巖、石英片巖、大理巖化灰?guī)r、變英安巖、變流紋巖、變酸性火山灰凝灰?guī)r等。木孜薩依組（Jxmz）巖性主要為千枚巖、石英片巖、變鈣質(zhì)粉-細(xì)砂巖、變石英砂巖、變細(xì)礫巖、大理巖化灰?guī)r、結(jié)晶白云巖等，局部有中酸性、酸性火山巖（圖1）。

1.3 地史演化及構(gòu)造環(huán)境綜述

通過研究分析認(rèn)為，研究區(qū)的地史演化及構(gòu)造環(huán)境初步概括如下：

⑴新太古-古元古代時，在塔里木-敦煌古陸核（由始-古太古界米蘭巖群構(gòu)成）南緣的阿爾金地區(qū)，拉張形成火山型陸緣海盆。研究區(qū)內(nèi)有阿爾金巖群海相雙峰式火山巖-碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積。研究區(qū)外江尕薩依-喀拉恰勒一帶發(fā)現(xiàn)有新太古代高壓-超高壓變質(zhì)超基性巖（石榴石二輝橄欖巖、榴輝巖，2 600 Ma）透鏡狀外來巖片、變質(zhì)中酸性侵入巖體等。

圖1 紅柳溝-拉配泉一帶鐵礦區(qū)域構(gòu)造略圖

⑵古元古代末的興地運(yùn)動（相當(dāng)于呂梁運(yùn)動），阿爾金陸緣海盆封閉，使新太古-古元古界阿爾金巖群褶皺，陸核進(jìn)一步固結(jié)并擴(kuò)大為原始古陸。

⑶中元古代時，原始古陸活化，裂解為“阿北古陸”和“阿南古陸”。在“阿北古陸”南緣形成“紅柳溝中元古代裂陷槽”。先后有長城系巴什庫爾干群淺海-半深海相碎屑巖-雙峰式火山巖-硅質(zhì)巖-碳酸鹽巖沉積和薊縣系塔昔達(dá)坂群海相碎屑巖-碳酸鹽巖-酸性、中酸性火山巖沉積。長城系的硅質(zhì)巖及中元古代蛇綠巖的存在，說明拉張強(qiáng)度較大，裂陷較深。火山巖為裂谷過渡帶的高鋁玄武巖系列。在“阿南古陸”邊緣形成“索爾庫里中元古代陸緣盆地”，屬于火山型被動陸緣海盆。見有薊縣系塔昔達(dá)坂群海相碎屑巖-碳酸鹽巖-火山巖沉積。局部有火山巖，以穩(wěn)定區(qū)大陸拉斑玄武巖為主。

⑷薊縣紀(jì)末的阿爾金變動，使紅柳溝裂陷槽和索爾庫里陸緣海盆基本封閉，并伴隨大規(guī)模的花崗巖類侵位，奠定了阿爾金地區(qū)的基本地質(zhì)構(gòu)造輪廓。沿紅柳溝一線分布的中元古代蛇綠巖，可能代表了阿南古陸與阿北古陸之間的古縫合帶。

⑸新元古代時，阿爾金地區(qū)進(jìn)入陸臺發(fā)展階段，形成了青白口系索爾庫里群的穩(wěn)定蓋層型海相碎屑巖-碳酸鹽巖沉積，分布相對局限。

⑹塔里木運(yùn)動（相當(dāng)于晉寧運(yùn)動）使阿爾金地區(qū)隆起為陸，進(jìn)一步克拉通化，最終形成了統(tǒng)一的塔里木古陸，構(gòu)成了其后發(fā)展的大陸基底。

⑺寒武紀(jì)-奧陶紀(jì)時，阿爾金地區(qū)又處于拉張環(huán)境。在拉配泉一帶，形成了“拉配泉早古生代裂陷槽（或裂谷型海相火山-沉積盆地）”，有寒武系海相雙峰式火山-沉積巖和奧陶系拉配泉群海相碳酸鹽巖-碎屑巖沉積；在茫崖一帶見有奧陶系祁曼塔格群淺海-半深海相雙峰式火山-沉積巖建造，屬于早古生代裂陷海盆（或弧后盆地）沉積。

⑻泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)時，阿爾金地區(qū)已逐漸向陸相沉積環(huán)境轉(zhuǎn)化。在局部地區(qū)有中-上泥盆統(tǒng)陸源含炭質(zhì)細(xì)碎屑巖和上石炭統(tǒng)海陸交互相含煤碎屑巖-碳酸鹽巖沉積。

⑼中-新生代為陸相山間盆地沉積。

1.4 礦產(chǎn)特征

紅柳溝-拉配泉一帶已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有鐵、銅、鉛、鋅、金、銀、鉻、鎳、銻、石棉、玉石、芒硝、石鹽、石膏等14種。已知的礦產(chǎn)地有28處。14種礦產(chǎn)中，找礦潛力較大、資源開發(fā)前景較好的礦種主要為鐵（磁鐵礦）、貴金屬（金、銀）和有色金屬（銅、鉛、鋅）礦等。

研究區(qū)目前已知的成礦類型主要有六類，分別是“產(chǎn)于海相火山-沉積巖系的、與火山成礦作用有關(guān)的礦產(chǎn)”：已知礦產(chǎn)地11處，包括鐵、銅、鉛、鋅、銀和石膏礦?！芭c基性-超基性巖類（蛇綠巖帶）”有關(guān)的礦產(chǎn)：已知礦產(chǎn)地5處，包括石棉、昆侖玉、鉻、鎳礦；“動力變質(zhì)作用形成的礦產(chǎn)”：已知礦產(chǎn)地4處，均為構(gòu)造蝕變巖型金礦；“與中-酸性巖漿侵入活動有關(guān)的礦產(chǎn)”：已知礦產(chǎn)地2處，為阿北中型銀鉛礦和索拉克斑巖型銅礦點；“第四紀(jì)鹽湖型鹽類礦產(chǎn)”：即烏尊硝大型芒硝（石鹽）礦；“成因不明的熱液型礦產(chǎn)”：已知礦產(chǎn)地5處，礦種有鐵（磁鐵礦、褐鐵礦）、金、銀、銅、鉛、銻礦，均為礦點。

2 區(qū)域成礦模式

2.1 鐵礦的成礦類型

紅柳溝-拉配泉一帶鐵礦成礦類型有兩種：海相火山-沉積（改造）型鐵礦和熱液型鐵礦。目前，研究區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的喀臘大灣和英格布拉克兩個中型鐵礦均為海相火山-沉積（改造）型磁鐵礦，因此，筆者認(rèn)為海相火山-沉積（改造）型磁鐵礦是該鐵礦帶的主要成礦類型。熱液型鐵礦點的找礦潛力及開發(fā)前景一般很小，僅可作為找礦的間接指示標(biāo)志，研究意義不大。

2.2 區(qū)域成礦模式

紅柳溝-拉配泉一帶鐵礦類型主要為海相火山-沉積（改造）型磁鐵礦。有中元古代和寒武紀(jì)兩個海相火山沉積成礦（鐵）期。其區(qū)域成礦模式見圖2。

圖2 紅柳溝-拉配泉一帶區(qū)域成礦模式圖

2.2.1 中元古代火山沉積成礦（鐵）期

中元古代時，“阿爾金原始古陸”裂解為“阿北古陸”和“阿南古陸”。在這兩個古陸的邊緣分別形成“索爾庫里陸緣海盆”和“紅柳溝裂陷槽”。盆地中有強(qiáng)烈的海相火山噴發(fā)活動。薊縣紀(jì)主要為中酸性、酸性火山噴發(fā)活動，火山活動間歇期伴隨的火山噴氣-熱液成礦作用，在海底沉積形成了鐵、鉛、鋅、銀、石膏等海相火山-沉積型礦產(chǎn)，賦存于薊縣系塔昔達(dá)坂群（JxT）的海相碎屑巖-碳酸鹽巖-火山巖建造中。

2.2.2 寒武紀(jì)火山沉積成礦（鐵）期

早古生代時，本區(qū)再次拉張，在拉配泉一帶形成“拉配泉裂陷槽（裂谷型海相火山-沉積盆地）”。寒武紀(jì)發(fā)生強(qiáng)烈的海相雙峰式火山噴發(fā)活動，在火山噴氣-熱液成礦作用下，在海底沉積形成有鐵、銅、鉛、鋅（伴生金、銀）等海相火山-沉積型礦產(chǎn)，賦存于上寒武統(tǒng)塔什布拉克組(∈3ts)海相雙峰式火山-沉積建造中。

3 綜合信息特征分析

3.1 重力信息

重力資料比例尺為1∶100萬。紅柳溝-拉配泉鐵礦帶及其所有鐵礦均處在近東西向延展的布格重力梯級帶上。沿重力梯級帶布格異常等值線平直，密集分布，重力梯度值每千米2.3×10-5m∕S2。布格重力值北高南低，呈臺階型上升，西北部最高可達(dá)-240×10－5m∕s2。該梯級帶應(yīng)為阿爾金北緣深大斷裂的反應(yīng)。

剩余重力異常特征不明顯，與已知的鐵礦對應(yīng)性不好，目前已知的英格布拉克鐵礦、喀臘大灣鐵礦、拉配泉鐵礦3個成型礦床均無異常。

3.2 磁法信息

研究區(qū)航磁資料來源于“青藏高原中西部1∶100萬航空磁測”成果?！凹t柳溝-拉配泉鐵礦帶”處在阿爾金強(qiáng)磁異常變化區(qū)。其中，阿爾金北緣陸塊和紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶為正磁異常區(qū)；阿中地塊為負(fù)磁異常區(qū)。筆者認(rèn)為阿爾金北緣陸塊正磁異?？赡苤饕翘庞盥榱r相深變質(zhì)巖的強(qiáng)磁性反映。紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶正磁異常應(yīng)該是基性-超基性侵入巖、中-基性火山巖和磁鐵礦的綜合反映。

3.3 化探信息

化探資料采用1∶50萬甚低密度水系沉積物區(qū)域化探成果。海相火山-沉積（改造）型磁鐵礦是本次研究的重點預(yù)測對象。根據(jù)其成礦特征、所在區(qū)域的含礦建造及目前區(qū)域地質(zhì)調(diào)查程度和典型礦床勘查研究程度，確定了Fe2O3為本次鐵礦預(yù)測的指示元素。通過對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行襯值化處理，合理確定異常下限，圈定出Fe2O3襯值異常。由異常可見沿紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶分布有明顯的Fe2O3高背景；Fe2O3襯值異常與已知鐵礦床雖沒有完全套合，但在鐵礦所在的水系下游均有程度不等的異常對應(yīng)。

3.4 遙感信息

對研究區(qū)進(jìn)行了遙感羥基異常和遙感鐵染異常的提取。提取后發(fā)現(xiàn)遙感羥基和鐵染異常與已知鐵礦的對應(yīng)性不好。羥基異常主要分布在一些薊縣系地層或巖體之上；鐵染異常主要分布在第三系、第四系中，屬于偽異常。

4 紅柳溝-拉配泉一帶鐵礦預(yù)測

4.1 區(qū)域預(yù)測概念模型的建立

通過對研究區(qū)內(nèi)喀臘大灣、英格布拉克兩個鐵典型礦床的研究、區(qū)域成礦模式和預(yù)測要素總結(jié)、綜合信息特征分析等工作，初步建立了紅柳溝-拉配泉一帶海相火山-沉積（改造）型磁鐵礦的區(qū)域預(yù)測概念模型（表1）。

表1 區(qū)域預(yù)測概念模型

4.2 成礦預(yù)測區(qū)的圈定

4.2.1 圈定方法

采用綜合信息地質(zhì)體單元法（王世稱等，1987），根據(jù)所建立的區(qū)域預(yù)測概念模型，通過評價要素疊加人工圈定成礦預(yù)測區(qū)。

⑴綜合信息地質(zhì)體單元法的基本思想為：以成礦必要條件為基礎(chǔ)，結(jié)合成礦有利（或不利）標(biāo)志來確定綜合信息地質(zhì)體單元。

本區(qū)域成礦必要條件為“含鐵建造”、“賦礦地層”、“礦化標(biāo)志”；磁法推斷的“中基性火山巖區(qū)”和1∶50萬化探Fe2O3襯值異常屬于成礦有利標(biāo)志。

圖3 紅柳溝-拉配泉一帶鐵礦綜合信息預(yù)測圖

⑵評價要素疊加法的基本思想是：評價要素存在的地方，是成礦有利的地方；評價要素越多，成礦的有利度越大。

⑶成礦預(yù)測區(qū)邊界的確定：根據(jù)海相火山-沉積（改造）型鐵礦的控礦因素和找礦標(biāo)志，以及本區(qū)主要為1∶（50～100）萬的資料水平，確定成礦預(yù)測區(qū)的邊界條件為：在含鐵建造內(nèi)，依據(jù)推斷的中基性火山巖區(qū)范圍、化探Fe2O3襯值異常范圍及區(qū)域性斷裂，來圈定成礦預(yù)測區(qū)的邊界。

依據(jù)以上原則，最終圈定出成礦預(yù)測區(qū)（YC-1、2、3、4）4處（圖3）。

4.2.2成礦預(yù)測區(qū)地質(zhì)綜合評價

根據(jù)成礦潛力及找礦前景，對成礦預(yù)測區(qū)進(jìn)行地質(zhì)綜合評價，為確定下步工作部署的提供依據(jù)。

紅柳溝（YC-1）：該區(qū)薊縣系含鐵建造發(fā)育；Fe2O3襯值異常規(guī)模大、強(qiáng)度高。已發(fā)現(xiàn)鐵礦點4處。成礦條件有利，具有一定的成礦潛力。

拉配泉（YC-2）：該區(qū)上寒武統(tǒng)塔什布拉克組含鐵建造發(fā)育；局部有規(guī)模不大的Fe2O3襯值異常。已發(fā)現(xiàn)中型鐵礦2處，小型鐵礦1處。成礦條件最為有利，具有極佳的成礦潛力。

皮亞子達(dá)坂（YC-3）：該區(qū)薊縣系含鐵建造發(fā)育，局部與Fe2O3襯值異常重疊。已發(fā)現(xiàn)鐵礦點1處。成礦條件有利，具有一定的成礦潛力。

索爾庫里北山（YC-4）：該區(qū)薊縣系含鐵建造發(fā)育；磁法推斷的中基性火山巖、Fe2O3襯值異常與含鐵建造的重疊套合程度是區(qū)內(nèi)最好的。目前尚未發(fā)現(xiàn)任何礦化線索。總體看成礦潛力不容小覷。

5 結(jié)論

紅柳溝-拉配泉一帶處在秦祁昆造山系的阿爾金弧盆系中，海相火山巖十分發(fā)育。該區(qū)目前發(fā)現(xiàn)有喀臘大灣、英格布拉克、拉配泉三個具有大-中型遠(yuǎn)景的鐵礦床，且均產(chǎn)于拉配泉早古生代裂陷槽（裂谷型海相火山-沉積盆地）中。該區(qū)鐵礦的主要成礦類型為海相火山-沉積（改造）型磁鐵礦；賦礦地層為上寒武統(tǒng)塔什布拉克組和薊縣系木孜薩依組；含礦建造均為海相火山巖-碳酸鹽巖-碎屑巖建造；有寒武紀(jì)和薊縣紀(jì)兩個成礦時代；在空間上，主要分布在拉配泉早古生代裂陷槽、紅柳溝中元古代裂陷槽和索爾庫里元古代陸緣盆地中，其中，拉配泉早古生代裂陷槽鐵礦成礦最有利，紅柳溝中元古代裂陷槽其次，索爾庫里中元古代陸緣盆地則有一定的找礦遠(yuǎn)景。

紅柳溝-拉配泉一帶主要是完成了全區(qū)的1∶(50～100)萬尺度的基礎(chǔ)地質(zhì)工作，目前來看，針對鐵礦的勘查研究程度仍然比較低。本次結(jié)合以往的地質(zhì)研究成果資料，運(yùn)用綜合信息地質(zhì)體單元法，圈定出的4處成礦預(yù)測區(qū)，能夠為1∶5萬礦產(chǎn)遠(yuǎn)景調(diào)查工作部署指出方向。建議加強(qiáng)該地區(qū)的地質(zhì)找礦工作，已實現(xiàn)該區(qū)域的地質(zhì)找礦新突破。

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收稿：2014-12-26

DOI∶10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.01.013