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(gòu)造理論對(duì)新疆最新的構(gòu)造單元的劃分方案，以阿其克庫(kù)都克斷裂為界，以北劃為哈薩克斯坦板塊（I）準(zhǔn)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(dòng)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(dòng)帶（II）卡瓦布拉克－星星峽中間地塊（III）三級(jí)構(gòu)造單元北緣。

區(qū)內(nèi)出露地層自下而上分為長(zhǎng)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(kù)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(zhǎng)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(gè)重要的大地構(gòu)造單元，以近東西向的阿奇克庫(kù)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(guān)閉有關(guān)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(gòu)造單元主要是古亞洲洋構(gòu)造域的產(chǎn)物。

2 區(qū)域地球物理特征

（1）磁場(chǎng)及磁異常概況。區(qū)域航磁場(chǎng)呈東西向延伸，南北向分帶；由南、北高磁帶，中間平緩負(fù)磁帶組成了磁場(chǎng)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(qiáng)度一般50nT～100nT,由兩個(gè)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(qiáng)度多在300nT～600nT以上;東段規(guī)模、強(qiáng)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(gè)（大于50nT）不規(guī)則次級(jí)異常帶組成。帶的寬度20km～40km，一般場(chǎng)強(qiáng)（ΔT）50nT～200nT，局部磁力高異常300nT～600nT。區(qū)域上與阿齊山、百靈山、庫(kù)木塔格及雅滿蘇鐵（銅）礦富集帶相對(duì)應(yīng)。中部的負(fù)背景磁場(chǎng)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(kù)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(chǎng)的相互關(guān)系與內(nèi)在的控制因素。受企鵝山磁力高的控制，企鵝山－延?xùn)|一帶均為正磁異常場(chǎng)，總體上由南向北ΔT逐漸升高，場(chǎng)值可由100nT到600nT。一般梯度變化達(dá)40nT/km～60nT/km。除其中局部異常團(tuán)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(jí)疊加異常。

（2）重力場(chǎng)及異常概況。區(qū)域場(chǎng)以康古爾－大草灘重力梯級(jí)帶為界，該帶南部為舒緩重力低背景場(chǎng)，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(duì)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(jí)帶北部則為高背景重力場(chǎng)，由區(qū)域高背景及局部重力高異常組成?？蛇M(jìn)一步分出北、南兩個(gè)重力高異常帶，與其對(duì)應(yīng)的為大南湖島弧及企鵝山島弧，兩者之間有明顯的過渡場(chǎng)帶?？倒艩?大草灘重力梯級(jí)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(duì)應(yīng)，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(gòu)成鮮明的梯度場(chǎng)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(jiǎn)單，主要分布有第四系和中元古界長(zhǎng)城系星星峽群。中元古界長(zhǎng)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(zhǎng)條狀鹽池，其長(zhǎng)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(jiān)硬，其上可以行人。礦區(qū)構(gòu)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(kù)都克深大斷裂及其次級(jí)斷裂，構(gòu)造線方向?yàn)榻鼥|西向、局部北西向，為礦區(qū)廣泛的巖漿巖活動(dòng)提供了通道，為導(dǎo)礦構(gòu)造，礦區(qū)成礦后斷裂不發(fā)育，礦體基本未受構(gòu)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(gòu)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(cè)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(duì)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(gè)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(jí)異常，推測(cè)是由斷裂構(gòu)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?，但范圍減小，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(gè)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(zhǎng)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(zhǎng)巖圈定出來；高磁異常把輝長(zhǎng)巖中強(qiáng)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(zhǎng)巖體。地表礦體對(duì)應(yīng)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(cè)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(qiáng)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(duì)弱磁性?？傮w表現(xiàn)為上段、下段磁性較強(qiáng)，中間段磁性相對(duì)較弱?！鱖幅值在-20900-8830nT之間變化，△H′幅值在-11110-26570nT之間變化?！鱖、△H′曲線呈尖峰鋸齒狀，△Z基本以負(fù)值為主，也說明井中巖性均含有磁性，與磁化率測(cè)井結(jié)果一致?！鱐⊥和△T∥矢量簇線長(zhǎng)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(zhǎng)巖的反應(yīng)?？變?nèi)巖性的磁性很強(qiáng)，均在磁異常內(nèi)部，鉆孔未打穿磁性體。說明磁鐵礦化輝長(zhǎng)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(zhǔn)確圈定了與礦相關(guān)的輝長(zhǎng)巖體的分布范圍；高剩余重力、高磁異常更進(jìn)一步把鐵礦富集帶圈定出來。因此，該區(qū)物探主要找礦標(biāo)志為：高剩余重力、高磁異常同高。井中三分量磁測(cè)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(zhǎng)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(gè)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(gè)鐵礦體，由南向北依次編號(hào)為①、②、③，其中②號(hào)礦體最為厚大。三個(gè)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(zhǎng)度1000m，向東西未封閉，礦體最大寬度67.8m，最大延深702米（①號(hào)礦體）。礦體形態(tài)簡(jiǎn)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(zhǎng)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(shí)際上是由巖體中的各類造巖礦物構(gòu)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(guān)。非金屬礦物多數(shù)為普通輝石和基性斜長(zhǎng)石（拉長(zhǎng)石），次有橄欖石、普通角閃石、黑云母及其蝕變礦物陽(yáng)起石、透閃石、滑石、高嶺石、絹云母、碳酸鹽及綠泥石等。由于構(gòu)成整個(gè)巖體的巖相變化范圍小，其主要造巖礦物相對(duì)含量比較固定，在橄欖輝長(zhǎng)巖中橄欖石含量略高一些，在角閃輝長(zhǎng)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(gòu)構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)以半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，次有自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、格子狀結(jié)構(gòu)及文象結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造及條帶狀構(gòu)造。浸染狀構(gòu)造按礦石中金屬礦物含量又可分出星點(diǎn)浸染狀構(gòu)造（3%～5%）、星散浸染狀構(gòu)造（5%～15%）、稀疏浸染狀構(gòu)造（15%～30%）、中等浸染狀構(gòu)造（30%～50%）、稠密浸染狀構(gòu)造（50%～80%）及塊狀構(gòu)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(dòng)是在巖漿結(jié)晶分異作用的過程中產(chǎn)生的。輝長(zhǎng)巖體次生蝕變作用弱，與礦化關(guān)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(gòu)，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(rèn)為是與輝長(zhǎng)巖有關(guān)的巖漿晚期分異型釩鈦磁鐵礦床。