西天山智博鐵礦床礦體特征對比及深部資源預(yù)測

謝日實(shí)，石福品，華克強(qiáng)

摘? 要：智博鐵礦是2006年通過綜合研究、對比西天山鐵礦成礦規(guī)律，在阿吾拉勒成礦帶新發(fā)現(xiàn)的大型鐵礦山之一。通過對礦區(qū)成礦地質(zhì)背景、礦床成因等特征分析，結(jié)合區(qū)內(nèi)礦床特征對比研究，對深部資源進(jìn)行了預(yù)測。推斷礦區(qū)總體有兩層呈階梯式磁鐵礦體存在，即淺層貧磁鐵礦體和深層富磁鐵礦體。

關(guān)鍵詞：智博;鐵礦;階梯式;深部;找礦預(yù)測

1? 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

西天山造山帶屬晚古生代碰撞造山帶，是一個經(jīng)歷了復(fù)雜變形改造、多期次俯沖、碰撞和陸-陸疊覆造山而形成的復(fù)合造山帶，北以依連哈比爾尕?cái)嗔褞榻纾弦蚤L阿吾子-烏瓦門縫合帶為界，東起托克遜-庫米什北東，向西延入哈薩克斯坦，整體呈楔形夾持于準(zhǔn)噶爾板塊和塔里木板塊之間。西天山也是中亞成礦域的一個重要組成部分，阿吾拉勒成礦帶自西向東發(fā)育松湖鐵礦、查崗諾爾鐵礦、智博鐵礦、敦德鐵礦、備戰(zhàn)鐵礦等數(shù)個大中型鐵礦床，是國家十大重要金屬礦產(chǎn)資源接替基地之一[1]。礦區(qū)位于伊犁地塊東北緣（圖1），博羅科努山系主脊線上，屬石炭紀(jì)島弧帶，構(gòu)造活動強(qiáng)烈，火山機(jī)構(gòu)十分發(fā)育，尤其是華力西期火山活動為區(qū)內(nèi)主要控礦因素[2]。石炭紀(jì)裂谷環(huán)境中大量火山-潛火山巖是形成礦床的重要地質(zhì)因素，在火山巖靠近巖體附近尤其是次火山巖附近尋找熱液礦床具明顯的優(yōu)勢[3]。

2? 礦區(qū)地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)出露地層為石炭系大哈拉軍山組第二亞組的一套火山巖（圖2），地層總體呈單斜產(chǎn)出，構(gòu)造形跡較復(fù)雜，斷裂裂隙較發(fā)育。礦區(qū)內(nèi)磁鐵礦主要產(chǎn)在該套地層中，礦體傾向NE向。礦區(qū)出露主要巖石為安山巖、磁鐵礦化安山巖、蝕變安山巖、粗面安山巖。礦區(qū)石炭紀(jì)火山巖和中酸性巖體非常發(fā)育，北部和西部出露石英閃長巖體，與中部的火山巖地層為侵入接觸關(guān)系。

3? 礦床礦體特征

目前礦區(qū)劃分了3個礦段：東礦段、中礦段和西礦段（圖2）。3個礦段內(nèi)共圈定76條礦體，礦體特征見表1。通過對比礦體特征發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)內(nèi)主要存在2種類型的礦石：①以貧磁鐵礦為主，TFe品位一般在20%～40%，礦石類型主要為：稀疏浸染狀、星點(diǎn)狀、海綿隕鐵狀、隱爆角礫狀、條帶狀、斑雜狀等，礦石類型復(fù)雜，礦石中黃鐵礦細(xì)脈發(fā)育（圖3-d，e）。主要分布在礦區(qū)的東礦段和西礦段的Fe6和Fe2號礦體（表1），在28線地表也見到該類型的礦體。礦石類型為稠密浸染狀、稀疏浸染狀、隱爆角礫狀、海綿隕鐵狀、斑雜狀、條帶狀等，TFe品位在20%～63.80%，平均品位為35%～41%，總體品位較貧;②以富磁鐵礦為主，TFe品位基本在45%以上，礦石類型單一，主要為稠密浸染狀和致密塊狀，很少見到隱爆角礫及條帶，黃鐵礦呈星點(diǎn)及細(xì)脈狀發(fā)育，含量較少（圖3-a-c）。主要分布在東礦段和西礦段，礦體主要為Fe7、Fe8、Fe9和Fe1礦體，礦石類型主要為稠密浸染狀、致密塊狀，TFe品位為40%～68%，平均45%～50%以上，總體屬富磁鐵礦石。

從智博鐵礦區(qū)縱剖面圖中可看出（圖4），礦體存在明顯的分層現(xiàn)象，即3個礦段的主要礦體明顯不是同一成礦期次的產(chǎn)物。通過綜合研究，判斷礦區(qū)總體有兩層磁鐵礦體，即淺層貧磁鐵礦體和深層富磁鐵礦體，呈階梯式分布特征。

淺層礦體? 以Fe2、Fe6為代表，主要分布于中礦段和東礦段，東礦段主要在15～08線之間分布，東部的28線地表也有露頭出現(xiàn)。礦體賦存于3 400～3 700 m標(biāo)高之間，埋藏深度為0～230 m，地表有露頭，埋藏較淺。該層礦體構(gòu)造多為稀疏浸染狀，常見斑雜狀、隱爆角礫狀、海綿隕鐵狀及條帶狀，礦石類型復(fù)雜，成因總體屬巖漿期產(chǎn)物，但成礦時多伴隨隱爆作用，因此，判斷該層礦體在成礦早期火山活動劇烈時形成。Fe6礦體在局部勘探線上（00線等）呈漏斗狀（圖5），為破火山口標(biāo)志之一。

深層礦體? 以Fe1、Fe7～Fe9為代表，主要分布于東礦段和西礦段。該層礦體在東礦段主要分布于12～40線，為Fe7、Fe8、Fe9號礦體，賦存于3 100～3 350 m標(biāo)高之間，埋藏深度在300～650 m，地表無露頭，屬隱伏礦體。該層礦體品位較富（TFe平均品位大于45%），礦石類型多為致密塊狀和稠密浸染狀，礦體形態(tài)總體呈層狀、厚板狀，產(chǎn)狀平緩，形態(tài)穩(wěn)定，是智博鐵礦主要的富磁鐵礦體。

西礦段Fe1號礦體，出露標(biāo)高為3 860～3 960 m，埋深0～180 m，產(chǎn)狀較陡，傾角約30°。礦石類型為致密塊狀，稠密浸染狀次之，少見到隱爆角礫，隱爆作用弱。該礦體品位富，TFe平均品位大于50%，圍巖為灰黑色綠簾石-陽起石化玄武質(zhì)安山巖，礦石中見黃鐵礦細(xì)脈。

4? 礦床成因及成礦模式

綜上可知，無論礦石類型，還是礦體形態(tài)，深層礦體（Fe1、Fe7～Fe9）與淺層礦體（Fe2、Fe5、Fe6）截然不同。深層礦體總體品位富，形態(tài)單一，呈厚板狀、層狀，礦石中少見隱爆角礫、海綿隕鐵狀、斑雜狀等構(gòu)造，說明該層礦體是在火山活動平靜期富鐵礦漿貫入形成，成礦時期晚于淺層礦體。至于Fe1和Fe6兩礦體標(biāo)高不同，推測是后期破火山口塌陷作用的影響。

經(jīng)研究分析，塌陷破火山口主要位于礦區(qū)中礦段一帶，具體部位在67～08線之間，證據(jù)如下：①中礦段00、03、05、07等勘探線中，礦體均呈漏斗狀，表現(xiàn)為中間產(chǎn)狀平緩，兩側(cè)產(chǎn)狀陡立，尤其是在00線，表現(xiàn)最為明顯（圖5）。該現(xiàn)象符合塌陷破火山口“平面上呈圓形，橢圓形，剖面上呈漏斗狀，構(gòu)成下陷盆地”和“火山巖產(chǎn)狀在中部近水平，邊緣變陡，向內(nèi)傾斜，在環(huán)狀斷裂以外，向圍巖傾斜”的特征，表明礦區(qū)分布有塌陷破火山口，中心部位在東礦段00線一帶;②中礦段15～08線之間已進(jìn)行露天開采，F(xiàn)e6號礦體深部已被揭露。在露天采坑內(nèi)，玄武質(zhì)安山巖及礦體中可見大量放射狀斷裂，符合塌陷破火山口“發(fā)育環(huán)狀、半環(huán)狀、錐狀、放射狀斷裂”的特征[4];③據(jù)地質(zhì)調(diào)查成果，15～08線地層中常見火山凝灰?guī)r，主要為灰綠色安山質(zhì)凝灰?guī)r，含大量晶屑、巖屑，呈薄層狀;在08線地表，見到安山玢巖脈，脈寬1～2 m。該現(xiàn)象符合塌陷破火山口“破火山口中常見各種火山碎屑巖及湖相沉積巖，次火山巖體發(fā)育”的特征。

從以上證據(jù)中可判斷，智博鐵礦區(qū)內(nèi)分布有塌陷破火山口，中心位于東礦段15～08線一帶。智博鐵礦成礦時代為321～325 Ma，屬早石炭世晚期。礦體賦存于大哈拉軍山組玄武質(zhì)安山巖、安山巖、粗面安山巖中。礦石的稀土元素和Pb同位素研究都指示礦石與玄武質(zhì)火山巖有密切關(guān)系，在礦床成因上屬以玄武質(zhì)巖漿為母巖漿的巖漿礦床（主要）和熱液礦床（次要）的復(fù)合型礦床。

石炭紀(jì)火山活動是區(qū)內(nèi)乃至阿吾拉勒成礦帶規(guī)模最大的一次構(gòu)造-巖漿事件，成因上與晚古生代北天山洋南向俯沖消減過程有關(guān)。火山作用既為鐵礦床的形成提供了物質(zhì)來源，又為成礦物質(zhì)的就位提供了驅(qū)動力。火山通道及火山機(jī)構(gòu)中發(fā)育的一系列斷裂構(gòu)造是礦區(qū)重要的導(dǎo)礦構(gòu)造。斷裂和裂隙連通火山巖地層層間薄弱帶、火山巖富含的孔隙等減壓空間，為鐵質(zhì)的沉淀、聚集成礦提供了場所。鐵礦體就位于破火山口內(nèi)，做為火山機(jī)構(gòu)的一部分。

結(jié)合后期塌陷作用進(jìn)行綜合研究，初步總結(jié)了礦床成礦模式（圖6）：

（1） 早石炭世晚期北天山洋（準(zhǔn)噶爾洋）向伊犁板塊俯沖，使深部地殼發(fā)生部分熔融形成富鐵的玄武質(zhì)巖漿，并沿深大斷裂上侵，圍繞火山口噴溢形成火山巖。

（2） 富鐵玄武質(zhì)巖漿在持續(xù)上侵過程中，壓力逐漸釋放至一定程度時，巖漿演化至氧化物的過飽和狀態(tài)，形成礦漿或富含礦漿的巖漿。

（3） 礦漿期成礦。第一期礦漿或富含礦漿的巖漿沿通道上侵到淺部，在破火山口中心構(gòu)造薄弱部位發(fā)生隱爆作用而成礦。該期成礦作用形成了礦區(qū)內(nèi)淺部貧磁鐵礦體，對應(yīng)礦區(qū)內(nèi)的淺層礦體;第二期富鐵礦漿沿通道上侵到較深部位，貫入到裂隙中，形成第二期礦體—深部富磁鐵礦體，即深層礦體。

（4） 熱液期成礦。由于大量巖漿、礦漿噴發(fā)，巖漿房處于高溫、負(fù)壓狀態(tài)，雨水、地下水向負(fù)壓帶匯聚并與火山熱液混合。升溫后的混合熱液萃取圍巖中的礦質(zhì)并沿?cái)嗔褞仙?，在破火山口中心部位產(chǎn)生隱爆作用，形成熱液疊加礦化，并在其周圍形成強(qiáng)烈的蝕變。

（5） 塌陷期改造。由于大量巖漿、礦漿噴發(fā)，巖漿房處于空虛狀態(tài)，上覆巖層的壓力使該地帶發(fā)生長期塌陷，形成了漏斗狀的塌陷破火山口，對前兩期形成的礦體也進(jìn)行了改造。在中礦段和東礦段的65～08線，位于火山口中心，塌陷最強(qiáng)烈;東礦段的12～40線和65～103線，位于火山口邊緣，塌陷較強(qiáng)烈;西礦段的103線以西，遠(yuǎn)離了火山口，塌陷作用較弱。

（6） 剝蝕期剝蝕。礦體經(jīng)歷了剝蝕作用，海拔高的礦體被剝蝕掉，僅在65～08線保留了完整的兩層礦體，其余地段淺層礦體均被剝蝕。

5? 深部資源預(yù)測及找礦方向建議

目前，智博鐵礦床已求得資源量（111b+122b+333）3.36×108 t，其中東礦段Fe7、Fe8、Fe93個礦體估算資源量（111b+122b+333）2.36×108 t，占總資源量的70.24%;中礦段Fe6礦體估算資源量為（111b+122b+333）5.61×107 t，占總資源量的16.67%。智博鐵礦區(qū)的資源量主要集中在Fe7、Fe8、Fe9深層礦體上，具規(guī)模大、品位富等特點(diǎn)。

（1） 結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造特征及成礦模式等綜合分析（圖6），推測礦區(qū)的東部（40線以東）和西部（103線以西）礦體均處大面積深剝蝕狀態(tài)，且Fe1礦體已開采多年，進(jìn)一步找礦效果較差。

（2） 中礦段和東礦段的65～08線Fe2、Fe6號礦體探獲資源量（111b+122b+333）約8.50×107 t，規(guī)模較大。從東礦段東部12～40線Fe7、Fe8、Fe9號礦體特征及礦床規(guī)模進(jìn)行對比（圖7），推斷65～08線Fe2、

Fe6號礦體探獲資源應(yīng)為淺層礦體，其深部應(yīng)發(fā)育規(guī)模較巨大富磁鐵礦體（圖7，8）。因其礦段長度是12～40線的2倍以上，推測其深部遠(yuǎn)景資源量在5×108 t以上，可開展進(jìn)一步找礦工作。

（3） 65～103線之間深層礦體尚未剝蝕，該段未進(jìn)行工程驗(yàn)證，深部情況尚不清楚，深部具有存在厚大磁鐵礦的可能。

參考文獻(xiàn)

[1]? ? 王志華. 新疆西天山智博鐵礦床地質(zhì)特征及成因研究[D]. 北京： 中國地質(zhì)大學(xué)（北京）， 2013.

[2]? ? 張喜，董連慧，高俊，等. 西天山查崗諾爾-智博鐵礦成礦背景與成礦作用研究進(jìn)展[J]. 礦床地質(zhì)， 2012， 31（2）： 165-166.

[3]? ? 董連慧. 新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查回顧與展望[J]. 新疆地質(zhì)， 2011， 29（1）： 1-6.

[4]? ? 田敬全，胡敬濤，易習(xí)正，等. 西天山查崗諾爾-備戰(zhàn)一帶鐵礦成礦條件及找礦分析[J]. 西部探礦工程， 2009， 44（8）： 88-91.

Comparison of Orebody Characteristics and Prediction of Deep Resources in Zhibo Iron Deposit， Western Tianshan

Xie Rishi，Shi Fupin， Hua Keqiang

（The Third Geological Branch， Xinjiang Geological and Mineral Bureau， Kuerle，Xinjiang，841000，China）

Abstract： Zhibo Iron mine is one of the large iron mines newly discovered in awulale metallogenic belt through comprehensive research and comparison of metallogenic regularity of West Tianshan Iron mine in 2006. Based on the analysis of the characteristics of metallogenic geological background and genesis of the deposit， combined with the comparative study of the characteristics of the ore body in the area， the deep resources in the area are predicted. It is inferred that there are two stepped magnetite orebodies in the mining area， namely shallow magnetite poor orebody and deep magnetite rich orebody. It provides the prospecting direction for further increasing the existing continuous resource reserves and prolonging the service life of the mine.

Key words： Zhibo; Iron ore; Step; Deep; Prospecting prediction