新疆哈密市雅北鐵礦地球物理特征及成因分析

王玉方，羅 霄

（河南省地球物理空間信息研究院，河南 鄭州 450000）

1 區(qū)域地質(zhì)

根據(jù)板塊構造理論對新疆最新的構造單元的劃分方案，以阿其克庫都克斷裂為界，以北劃為哈薩克斯坦板塊（I）準噶爾微型板塊（II）覺羅塔格晚古生代裂陷槽（III），以南劃為塔里木板塊（I）塔里木北緣活動帶（II）卡瓦布拉克－星星峽中間地塊（III）。本次工作區(qū)位于塔里木板塊（I）塔里木北緣活動帶（II）卡瓦布拉克－星星峽中間地塊（III）三級構造單元北緣。

區(qū)內(nèi)出露地層自下而上分為長城系星星峽巖群；石炭系下統(tǒng)雅滿蘇組；石炭系上統(tǒng)土古土布拉克組；二疊系上統(tǒng)大熱泉子組；古近系-新近系桃樹園組和第四系。

區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，主要斷裂為阿其克庫都克斷裂。該斷裂橫貫于工作區(qū)北部，近東西向舒緩波狀延伸，向東與沙

泉子斷裂相接，向西轉(zhuǎn)為北西西向，橫貫全區(qū)長約135 km。該斷裂是卡瓦布拉克－星星峽中間地塊和覺羅塔格島弧帶的分界斷裂，形成于晚古生代以前，具有壓性斷裂的顯著特征，總體為逆斷層性質(zhì)，斷裂面傾向變化不定，總體南傾，傾角一般在65°～75°。

礦區(qū)位處天山造山帶東段，涉及中天山和北天山兩個重要的大地構造單元，以近東西向的阿奇克庫都克斷裂帶為界，南側(cè)的中天山地塊是塔里木板塊的組成部分，經(jīng)歷了與南部的南天山洋和北部的古亞洲洋裂解和關閉有關的多期巖漿事件，存在多旋回巖漿作用，侵入巖分布面積廣，成為中天山地殼的主要組成；北側(cè)的北天山構造單元主要是古亞洲洋構造域的產(chǎn)物。

2 區(qū)域地球物理特征

（1）磁場及磁異常概況。區(qū)域航磁場呈東西向延伸，南北向分帶；由南、北高磁帶，中間平緩負磁帶組成了磁場的基本格架。北為南湖戈壁－康古爾塔格磁力高（異常）帶，東、西均伸入鄰區(qū)。ΔT強度一般50nT～100nT,由兩個緊鄰的磁力高帶組合而成，以企鵝山磁力高規(guī)模較為宏大，所分割的數(shù)處局部異常,強度多在300nT～600nT以上;東段規(guī)模、強度均大為下降。翠嶺－紅石崗一帶即處于企鵝山磁力高異常南緣的梯度帶中。南部為阿齊山－雅滿蘇磁力高（異常）帶，該帶東或西均延入鄰區(qū)，總體上由兩個（大于50nT）不規(guī)則次級異常帶組成。帶的寬度20km～40km，一般場強（ΔT）50nT～200nT，局部磁力高異常300nT～600nT。區(qū)域上與阿齊山、百靈山、庫木塔格及雅滿蘇鐵（銅）礦富集帶相對應。中部的負背景磁場帶，大體北以康古爾斷裂帶一線與南湖戈壁-康古爾塔格磁力高帶分開；南以阿齊克庫都克大斷裂與阿齊山-雅滿蘇磁力高帶相隔。形成一東西向開闊的磁力低背景帶。以等值線稀疏，扭曲變化少、局部夾零星弱異常為特征。該帶寬20km～50km，東、西兩段均伸入鄰區(qū)。已知的銅、銅鎳、金、銅鉬礦床基本上產(chǎn)于磁力高（異常）帶的邊緣；而鐵礦則分布于磁力高帶中的局部中高磁異常中。顯示著不同種類礦產(chǎn)與磁（異常）場的相互關系與內(nèi)在的控制因素。受企鵝山磁力高的控制，企鵝山－延東一帶均為正磁異常場，總體上由南向北ΔT逐漸升高，場值可由100nT到600nT。一般梯度變化達40nT/km～60nT/km。除其中局部異常團塊外，東西向ΔT均變化很小，揭示著區(qū)域沉積建造沿走向變化的微弱性。區(qū)內(nèi)局部異常不發(fā)育，僅在企鵝山、黑屏山北側(cè)分布著數(shù)處較規(guī)則的次級疊加異常。

（2）重力場及異常概況。區(qū)域場以康古爾－大草灘重力梯級帶為界，該帶南部為舒緩重力低背景場，等值線稀疏、扭曲，局部夾重力低圈閉，反映秋格明塔什弧溝帶屬相對均衡的低密度沉積建造。路白山、雅北鐵礦區(qū)在該帶中并處在一閉合重力高異常中；梯級帶北部則為高背景重力場，由區(qū)域高背景及局部重力高異常組成?？蛇M一步分出北、南兩個重力高異常帶，與其對應的為大南湖島弧及企鵝山島弧，兩者之間有明顯的過渡場帶?？倒艩?大草灘重力梯級帶總體呈微向南弧曲的近東西向展布，區(qū)域上與康古爾大斷裂（韌性剪切）帶相對應，重力值南北向變化急聚，梯度一般5-10×10-5m/s2，北部重力高，南鄰平緩重力低背景區(qū)，構成鮮明的梯度場界線。

3 礦區(qū)地質(zhì)

3.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)地層出露較簡單，主要分布有第四系和中元古界長城系星星峽群。中元古界長城系星星峽群：地層主要分布于礦區(qū)西部和東部，出露巖性主要見有青灰色灰?guī)r、深灰-灰黑色變質(zhì)粉砂巖、黃褐色、淺灰色大理巖、灰色石英片巖。第四系：第四系主要分布于礦區(qū)西南角，為一近南北向小型長條狀鹽池，其長3Km左右，寬300m～800m。地表鹽堿殼下存在鹵水，表面僅局部存有鹵水，鹽堿殼為白色，由鹵水蒸發(fā)沉積形成的鹽堿組成，厚度約10cm～20cm，較堅硬，其上可以行人。礦區(qū)構造主要表現(xiàn)礦區(qū)以北約4km處近東西向橫貫的阿其克庫都克深大斷裂及其次級斷裂，構造線方向為近東西向、局部北西向，為礦區(qū)廣泛的巖漿巖活動提供了通道，為導礦構造，礦區(qū)成礦后斷裂不發(fā)育，礦體基本未受構造破壞。此外礦區(qū)圍巖大理巖普遍發(fā)育片理化、片理走向與總體構造線基本一致。區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育，分布面積占全區(qū)面積的60%以上，主要出露為新元古代侵入巖，其次為早石炭世侵入巖。

3.2 地球物理特征

（1）物性特征。物性測定顯示，含鐵巖(礦)石與酸性、中基性火山巖具有明顯的物性差異。塊狀鐵礦石和鈦鐵礦體呈高密度、高磁性、高極化、相對低阻特征，能引起高剩余重力、高磁、高極化、低阻異常。

（2）平面特征。布格重力異常整體表現(xiàn)為南低北高，北部有一個明顯高值異常區(qū)，高值區(qū)西南有凸起異常。高值異常呈橢圓面狀，西南疊加有次級異常，推測是由斷裂構造造成的，異常北部未圈閉，最高值為2×10-5m/s2。剩余重力異常形態(tài)與布格重力異?；疽恢拢秶鷾p小，最高值為1.4×10-5m/s2。以0.5×10-5m/s2為異常下限劃分有兩個高值異常區(qū)G12-1、G12-2。重磁綜合分析，布格重力異常很好地劃分了輝長巖類侵入巖體與大理巖地層，剩余重力異常則將高密度的輝長巖圈定出來；高磁異常把輝長巖中強磁性的含鐵礦體圈定。剩余重力異常G12-1、G12-2與高磁異常C12-1、C12-3形態(tài)、走向相似，基本重合，略向北側(cè)偏移，典型的重磁異常同高特征，該異常特征反映了高磁、高密度的含礦輝長巖體。地表礦體對應于剩余重力異常G12-2、高磁異常C12-3。

（3）井中三分量特征。磁化率測井曲線呈尖峰鋸齒狀，幅值變化大，在159-7060×10-4SI之間。井中磁化率平均幅值為1069×10-4SI，說明井中巖性具有磁性。鋸齒狀異常變化段幅值大，說明該段井中巖性具有強磁性；鋸齒狀平滑段幅值小，且變化不大，說明該段井中巖性相對弱磁性?？傮w表現(xiàn)為上段、下段磁性較強，中間段磁性相對較弱。△Z幅值在-20900-8830nT之間變化，△H′幅值在-11110-26570nT之間變化。△Z、△H′曲線呈尖峰鋸齒狀，△Z基本以負值為主，也說明井中巖性均含有磁性，與磁化率測井結(jié)果一致。△T⊥和△T∥矢量簇線長短和方向凌亂無規(guī)律，鉆孔位于磁異常中，沒有旁側(cè)或孔底磁異常顯示。以上異常特征說明鉆孔在磁性體中，主要為磁鐵礦化輝長巖的反應?？變?nèi)巖性的磁性很強，均在磁異常內(nèi)部，鉆孔未打穿磁性體。說明磁鐵礦化輝長巖規(guī)模很大，延伸深度也大。

綜合剖面分析，重磁同高異常準確圈定了與礦相關的輝長巖體的分布范圍；高剩余重力、高磁異常更進一步把鐵礦富集帶圈定出來。因此，該區(qū)物探主要找礦標志為：高剩余重力、高磁異常同高。井中三分量磁測表明含鐵磁性體分布較均勻，深度延伸大。

4 礦床地質(zhì)特征

（1）礦體特征。雅北鐵礦主要產(chǎn)于礦區(qū)中部的新元古代輝長巖中，屬巖漿分異型，礦體受巖體控制。通過地表3條槽探及深部4個鉆孔控制，大致查明了控礦巖體及礦體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀、厚度和品位變化情況。圈定三個鐵礦體，由南向北依次編號為①、②、③，其中②號礦體最為厚大。三個礦體均出露地表，總體近東西走向平行展布。主要分布在7線-2線，控制最大長度1000m，向東西未封閉，礦體最大寬度67.8m，最大延深702米（①號礦體）。礦體形態(tài)簡單，呈脈狀、似層狀產(chǎn)出，總體產(chǎn)狀北傾，傾角52°～85°，淺部緩深部陡，礦體產(chǎn)狀與輝長巖體產(chǎn)狀一致。礦體主要組分為鐵，伴生有二氧化鈦、五氧化二磷等。

（2）礦石質(zhì)量。礦石中的礦物主要分為金屬礦物和非金屬礦物兩大類，經(jīng)鏡下觀察，共鑒定和發(fā)現(xiàn)兩類23種礦物，其中金屬礦物種類少，僅有8種。非金屬礦物種類較多，共有15種。礦石中的非金屬礦物實際上是由巖體中的各類造巖礦物構成，次生蝕變礦物種類及數(shù)量都不多，該現(xiàn)象主要與礦床成因類型有關。非金屬礦物多數(shù)為普通輝石和基性斜長石（拉長石），次有橄欖石、普通角閃石、黑云母及其蝕變礦物陽起石、透閃石、滑石、高嶺石、絹云母、碳酸鹽及綠泥石等。由于構成整個巖體的巖相變化范圍小，其主要造巖礦物相對含量比較固定，在橄欖輝長巖中橄欖石含量略高一些，在角閃輝長巖中角閃石含量增加，各類礦物在分布上相互重疊，僅在含量上有所增減而已。

礦石中結(jié)構構造比較簡單，結(jié)構以半自形-他形粒狀結(jié)構為主，次有自形粒狀結(jié)構、包含結(jié)構、格子狀結(jié)構及文象結(jié)構，構造主要為浸染狀構造及條帶狀構造。浸染狀構造按礦石中金屬礦物含量又可分出星點浸染狀構造（3%～5%）、星散浸染狀構造（5%～15%）、稀疏浸染狀構造（15%～30%）、中等浸染狀構造（30%～50%）、稠密浸染狀構造（50%～80%）及塊狀構造（80%～100%）。

5 礦床成因

雅北鐵礦屬于典型正巖漿礦床，成礦活動是在巖漿結(jié)晶分異作用的過程中產(chǎn)生的。輝長巖體次生蝕變作用弱，與礦化關系不明顯。金屬礦物磁鐵礦、鈦鐵礦和磁黃鐵礦充填在造巖礦物之間，其形態(tài)受主要造巖礦物粒間空隙控制，在局部可以形成海綿隕鐵結(jié)構，表明礦石礦物結(jié)晶晚于脈石礦物，為巖漿晚期結(jié)晶分異成因。礦床成因類型認為是與輝長巖有關的巖漿晚期分異型釩鈦磁鐵礦床。