新疆新源縣鐵木里克鐵礦床地質(zhì)特征及成礦模式

郭勇明 王偉 姜曉 劉勇（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)　哈密　839000）

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新疆新源縣鐵木里克鐵礦床地質(zhì)特征及成礦模式

郭勇明 王偉 姜曉 劉勇
（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)哈密839000）

摘要鐵木里克鐵礦床位于新疆西天山阿吾拉勒鐵銅成礦帶，為一小型高品位富鐵礦。大地構(gòu)造上位于阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系。礦床位于火山噴發(fā)旋回中心附近，礦體賦存在一套火山碎屑巖-熔巖建造里，礦床分布明顯與火山口斜坡及熔巖穹丘凹地有關(guān)，礦體呈脈狀產(chǎn)于綠泥石化安山巖之中，沿礦體周圍發(fā)生綠泥石化、綠簾石化等。礦床成因?yàn)榕c海相火山侵入有關(guān)的礦漿噴溢型鐵礦，并且后期經(jīng)過熱液作用的疊加和構(gòu)造作用的改造。在此基礎(chǔ)上建立了成礦模式和找礦標(biāo)志。

關(guān)鍵詞鐵木里克鐵礦礦化特征成礦模式找礦標(biāo)志

新疆西天山地區(qū)的阿吾拉勒鐵銅成礦帶，區(qū)內(nèi)產(chǎn)出一系列大中型鐵礦，如查崗諾爾、智博、敦德、備戰(zhàn)、式可布臺(tái)（圖1b），成礦帶東西延伸達(dá)250 km，南北寬10～20 km。鐵木里克鐵礦位于新疆伊犁自治州新源縣境內(nèi)，是一個(gè)小型高品位的富鐵礦。礦區(qū)資源量約為100萬t，其中TFe≥50%的礦石占總量的80%以上［1］。

王大川（2014）［1］通過對(duì)礦物學(xué)及穩(wěn)定同位素的研究，認(rèn)為鐵木里克鐵礦的形成主要與巖漿-熱液系統(tǒng)密切相關(guān)。李鳳鳴等（2011）［2］研究了礦床與火山沉積作用的關(guān)系，認(rèn)為該礦床為火山沉積型鐵礦。盧宗柳等（2006）［3］討論了鐵礦漿的分異作用認(rèn)為該礦床屬于礦漿型鐵礦。前人多從地球化學(xué)數(shù)據(jù)來分析認(rèn)識(shí)礦床成因，而礦床地質(zhì)、礦化特征對(duì)礦床成因和成礦模式的限定則缺少討論，基于此，本文在詳述礦區(qū)地質(zhì)、礦體、礦石、蝕變特征的基礎(chǔ)上，討論了礦床成因，總結(jié)了找礦標(biāo)志，構(gòu)建了該類鐵礦床的成礦模式，以期為后續(xù)勘探提供依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)背景

鐵木里克鐵礦大地構(gòu)造上位于哈薩克斯坦板塊伊犁微地塊，三級(jí)構(gòu)造單元屬阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系（圖1a）。本區(qū)主要經(jīng)歷了石炭紀(jì)-二疊紀(jì)裂谷拉張和晚二疊世陸內(nèi)造山和前陸盆地形成等構(gòu)造演化過程，演化歷史漫長(zhǎng)、過程復(fù)雜，總體演化特征是：早石炭世開始急劇拉張，形成沉積巨厚的火山巖；至早石炭世后期，拉張漸緩，形成碳酸鹽巖-碎屑巖建造；晚石炭世轉(zhuǎn)入?yún)R聚，中酸性火山巖發(fā)育，并伴隨花崗巖類巖基生成；早二疊世再度拉張，發(fā)育有堿性火山巖及中酸性侵入體；晚二疊世以后轉(zhuǎn)入穩(wěn)定［4，5］。鐵木里克鐵礦的形成機(jī)制和成礦環(huán)境為：在阿吾拉勒晚古生代裂谷發(fā)育形成階段，斷裂構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，火山作用強(qiáng)烈，產(chǎn)生了大量巖漿巖體和火山碎屑巖地層。從火山機(jī)構(gòu)和現(xiàn)在的礦區(qū)地形來看，鐵木里克鐵礦礦床就處于火山噴發(fā)旋回中心附近，礦體賦存在一套火山碎屑巖-熔巖建造里，礦床分布明顯與火山口斜坡及熔巖穹丘凹地有關(guān)［6］。

圖1　鐵木里克鐵礦床大地構(gòu)造背景（據(jù)文獻(xiàn)［7，8］修改）

2　礦床地質(zhì)特征

2.1礦區(qū)地質(zhì)

下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組火山巖石是礦區(qū)出露的主要地層，主要巖性包括花崗斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖、閃長(zhǎng)巖、玄武安山巖以及綠泥石化安山巖。礦區(qū)構(gòu)造較發(fā)育，主要為向斜及斷裂。SN向和EW向斷層構(gòu)成了菱形構(gòu)造框架。礦區(qū)變質(zhì)作用以區(qū)域動(dòng)力變質(zhì)和低溫?zé)嵋鹤冑|(zhì)為主，常見變質(zhì)導(dǎo)致的綠泥石和長(zhǎng)石變形結(jié)構(gòu)，以及石英的重結(jié)晶，方解石和絹云母低溫變質(zhì)礦物廣泛發(fā)育。

圖2　礦床地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)文獻(xiàn)［1］修改）

2.2礦體特征

礦體呈脈狀產(chǎn)于綠泥石化安山巖之中，沿礦體周圍發(fā)生綠泥石化、綠簾石化等。礦區(qū)鐵礦體14個(gè)，其中，F(xiàn)e1、Fe2礦體為地表出露礦體，F(xiàn)e3～Fe14礦體為鉆孔控制深部盲礦體。礦區(qū)最大的主礦體為Fe1，次為Fe3、Fe4，其它都為分散的小礦體，鐵礦體產(chǎn)出于中石炭統(tǒng)則克臺(tái)組第一巖性段（C2z1）角斑質(zhì)凝灰?guī)r與石英角斑巖的接觸帶。

礦體形態(tài)較復(fù)雜，地表多以透鏡狀或似層狀為主，次為脈狀或分枝復(fù)合體，剖面上礦體呈不太對(duì)稱的向斜。礦體規(guī)模不等，礦體走向長(zhǎng)度多為50～620 m；礦體延深一般都在200 m以內(nèi)。各個(gè)礦體品位變化較均勻，礦體TFe平均品位：一般在35.98%～50.83%，礦床平均TFe品位44.05%，全區(qū)品位變化系數(shù)為45.96%。礦體的平均厚度1.09～11.83 m，各礦體厚度變化系數(shù)一般為35%～80%，厚度變化中等，具有膨大縮小、分枝復(fù)合等現(xiàn)象。礦床構(gòu)造較復(fù)雜，但多為順層斷裂，局部使礦體厚度變薄、品位降低或變得比較破碎。F2斷層以南的礦體分布于向斜中，向斜的兩翼都含有多層鐵礦體，它們本身就是向斜的組成部分，同時(shí)嚴(yán)格受南向斜構(gòu)造控制，其產(chǎn)狀與向斜構(gòu)造一致，即東翼西傾，西翼東傾，北部翹起，向南傾伏，礦體整體呈向NNW傾伏，如Fe1-3礦體在3、7、11線的底端標(biāo)高分別為1 728 m、1 715 m、1 685 m，傾伏角為7°～15°。

主要鐵礦體Fe1地表出露長(zhǎng)775 m，北東走向，傾向北西，傾角30°～61°。Fe1礦體受后期平推斷層影響，被錯(cuò)斷為南、北兩段礦體。南段礦體（Fe1南）位于礦區(qū)中偏南部，平推斷層F2南側(cè)。此段礦體地表沿走向控制長(zhǎng)度405 m，形態(tài)呈透鏡體狀，走向25°～40°，傾向北西，傾角46°～61°，產(chǎn)狀較穩(wěn)定。礦體的主體部分在0、3號(hào)勘探線之間，在此段礦體沿傾向向深部延伸大于200 m。礦體TFe最高品位63.78%，最低品位28.15%，平均品位48.06%，品位變化系數(shù)60.24%，有用組分鐵在礦體中分布較均勻；最大真厚度21.54 m，最小真厚度1.07 m，平均真厚度11.83 m，厚度變化系數(shù)76.21%，礦體厚度變化中等。根據(jù)現(xiàn)有控礦工程，地表及淺部有用組分鐵在礦體中分布較均勻，但礦體沿傾向向深部品位變貧的趨勢(shì)明顯。礦體在地表及淺部厚度變化較小，但沿傾向向深部礦體厚度變窄趨勢(shì)亦較明顯。該段礦體構(gòu)成礦區(qū)向斜的東翼，該翼的下部礦體由于受構(gòu)造影響較大，使品位降低厚度變薄。

北段礦體（Fe1北）位于礦區(qū)中偏北部，平推斷層北側(cè)。礦體沿走向地表控制長(zhǎng)度380 m，形態(tài)為似層狀，局部呈弧形展布。礦體TFe最高品位64.20%，最低品位22.2%，平均品位35.98%，品位變化系數(shù)52.27%，有用組分鐵在礦體中分布較均勻；最大真厚度11.42 m，最小真厚度5.08 m，平均真厚度8.19 m，厚度變化系數(shù)35.04%，礦體厚度變化小。礦體沿傾向尖滅較快，且在深部未見尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象，礦體厚度沿走向變窄趨勢(shì)明顯。Fe1礦體頂板主要為石英角斑巖，局部地段見角斑質(zhì)凝灰?guī)r，底板均為角斑質(zhì)凝灰?guī)r，頂、底板圍巖與鐵礦體接觸界線清楚。頂、底板石英角斑巖、角斑質(zhì)凝灰?guī)r巖石具褐鐵礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、綠泥石化、高嶺土化、絹云母化蝕變，蝕變強(qiáng)度由礦體與圍巖接觸面處向外側(cè)逐漸減弱。

2.3礦石特征

礦石自然類型主要為磁鐵礦型，工業(yè)類型為需選磁性鐵礦石。礦石礦物成分：主要為磁鐵礦；少量的假象赤鐵礦、磁赤鐵礦及褐鐵礦；脈石礦物主要為石英、斜長(zhǎng)石及少量的綠泥石和方解石。礦石結(jié)構(gòu)一般為他形-半自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、自形-半自形板狀-粒狀結(jié)構(gòu)、他形-半自形-自形晶粒狀結(jié)構(gòu)、碎裂-角礫化結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要為準(zhǔn)塊狀構(gòu)造、稠密浸染狀構(gòu)造、條帶浸染狀構(gòu)造。

2.4蝕變特征

礦體的頂?shù)装宥及橛写盆F礦化、綠泥石化，但是又各有不同：頂板石英角斑巖具較強(qiáng)的高嶺土化、絹云母化、碳酸巖化；而礦體的底板石英角斑巖、角斑質(zhì)凝灰?guī)r具較強(qiáng)的黃銅礦化、黃鐵礦化、綠泥石化。

3　礦床成因及成礦模式

從火山機(jī)構(gòu)和現(xiàn)在的礦區(qū)地形來看，鐵木里克鐵礦礦床就處于海底火山噴發(fā)旋回中心附近，礦體賦存在一套火山碎屑巖-熔巖建造里，礦床分布明顯與海底火山口斜坡及熔巖穹丘凹地有關(guān)。

火山噴發(fā)有兩個(gè)噴發(fā)旋回。第一次噴發(fā)形成了礦體底部的角斑質(zhì)凝灰?guī)r、層凝灰?guī)r；第二次噴發(fā)為火山熔巖即石英角斑巖，在第一次噴發(fā)晚期或間歇期，大規(guī)模的噴發(fā)已經(jīng)停止，但海底火山噴溢作用仍在繼續(xù)進(jìn)行，這些富含成礦物質(zhì)的酸性熱流體沿?cái)嗔鸦蚧鹕酵ǖ郎仙?，源源不斷的遷移到海盆中與海水發(fā)生作用，由于物理化學(xué)條件的改變迅速沉積，形成比較富的礦體。由于地殼升降動(dòng)蕩，火山噴溢作用的繼續(xù)，以及介質(zhì)物理化學(xué)條件的變化，礦石的韻律和礦體呈多層狀產(chǎn)出。在火山穹窿和火山機(jī)構(gòu)的斜坡上，在火山熔巖和火山角礫中形成礦漿噴溢型磁鐵礦，并伴生銅。在鐵礦體形成之后，后期構(gòu)造活動(dòng)依然強(qiáng)烈，對(duì)鐵礦體進(jìn)行了很大改造，如斷裂構(gòu)造的F2斷層錯(cuò)斷了Fe1礦體，褶皺構(gòu)造使礦體形成向斜的形態(tài)。礦區(qū)又有后期中低溫?zé)嵋航淮饔冒l(fā)生，在鐵礦體圍巖及鐵礦石局部裂隙中形成金、銅、鉛、鋅礦化現(xiàn)象。

總的來說，鐵木里克鐵礦成因?yàn)榕c海相火山侵入有關(guān)的礦漿噴溢型鐵礦，并且后期經(jīng)過熱液作用的疊加和構(gòu)造作用的改造（圖3）。

圖3　鐵木里克鐵礦床成礦模式圖

4　找礦標(biāo)志

⑴區(qū)域成礦標(biāo)志：鐵木里克鐵礦位于阿吾拉勒山鐵、銅成礦帶西側(cè)，該成礦帶內(nèi)火山活動(dòng)強(qiáng)烈，與火山熱液有關(guān)的金屬礦產(chǎn)種類多、分布廣，鐵礦是該成礦帶內(nèi)重要金屬礦產(chǎn)。

⑵地層標(biāo)志：中石炭統(tǒng)則克臺(tái)組第一巖性段（C2z1）角斑質(zhì)凝灰?guī)r與石英角斑巖的接觸處是尋找此類礦床的層位。

⑶構(gòu)造標(biāo)志：火山穹窿和火山機(jī)構(gòu)的斜坡和熔巖穹丘凹地是礦體賦存的有利構(gòu)造部位。另外，北東向斷層的次級(jí)構(gòu)造部位也是重要的找礦地段。

⑷地球物理磁異常標(biāo)志：地球物理磁異常是找礦直接標(biāo)志。該區(qū)2 000 NT以上的磁異常一般都為磁鐵礦礦體引起，若埋深較深，400 NT以上的磁異常也為磁鐵礦礦體引起。

⑸蝕變標(biāo)志：鐵礦體頂、底板圍巖具褐鐵礦化、黃鐵礦化、磁鐵礦化、綠泥石化、高嶺土化、絹云母化蝕變。圍巖蝕變是明顯的找礦標(biāo)志。

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DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.001