新疆查崗諾爾鐵礦地質特征及成礦機理探討

胡秀軍 汪幫耀 張海軍

1. 新疆地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質大隊，新疆庫爾勒，841000；

2. 長安大學地球科學與資源學院，陜西西安，710054

新疆查崗諾爾鐵礦地質特征及成礦機理探討

胡秀軍*1汪幫耀2張海軍1

1. 新疆地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質大隊，新疆庫爾勒，841000；

2. 長安大學地球科學與資源學院，陜西西安，710054

查崗諾爾鐵礦床位于伊犁地塊北緣博羅科努島弧帶。礦區(qū)廣泛出露石炭紀火山巖。礦區(qū)的主要礦物共生組合為磁鐵礦+石榴石+陽起石（綠簾石）組合。礦床大致可以分為早、中、晚三個成礦期。礦床是由富鐵的安山質巖漿分異形成，并且后期受到熱液作用的疊加改造。隱爆作用伴隨整個成礦過程。該礦床成因上屬于受到熱液作用疊加改造的火山巖型鐵礦床。

礦床地質特征 成礦期次 成礦機理 查崗諾爾鐵礦

0 引言

查崗諾爾鐵礦床是新疆地礦局綜合研究隊于20世紀70年代首次發(fā)現(xiàn)，新疆地礦局第三地質大隊對該礦床進行了初步的勘察。2004年新疆地礦局第三地質大隊重新啟動了查崗諾爾鐵礦的勘查工作，根據(jù)當前業(yè)已進行的勘查工作，查崗諾爾鐵礦床是一個規(guī)模在一億噸以上的大型磁鐵礦床。盡管前人對該礦床做過一定的研究和勘察工作，但目前對該礦床的蝕變特征及成礦機理尚不明了。本文擬通過對礦床地質特征系統(tǒng)研究來探討礦床蝕變特征以及成礦機理，以進一步指導該區(qū)域此類礦床的勘察和找礦工作。

1 區(qū)域地質背景

查崗諾爾鐵礦位于西天山伊犁地塊東北緣，構造背景為屬于博羅科努晚古生代島弧帶（見圖1），巖漿活動強烈并且火山機構十分發(fā)育。出露的地層有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系。其中以石炭系分布最廣泛【1】。

西天山發(fā)育有大量的石炭—二疊紀火山巖和侵入巖，近年來的研究表明這一時期的石炭紀火山巖主要屬于鈣堿性火山巖套，是大陸型島弧或活動大陸邊緣巖漿活動的產(chǎn)物【2,3】。二疊紀巖漿活動主要形成于后碰撞伸展環(huán)境，以雙峰式火山巖為特征【4】。這種構造背景下形成的巖漿活動帶對于形成鐵、銅、金等礦產(chǎn)是一個非常有利的成礦帶。

2 礦區(qū)地質特征

礦區(qū)火山活動強烈，廣泛發(fā)育石炭紀火山巖和石炭紀、二疊紀侵入巖。石炭紀火山巖包括下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組和上石炭統(tǒng)伊什基里克組，前者即為鐵礦床賦礦層位。下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組以火山碎屑巖為主，熔巖次之。熔巖成分在下部層位以中基性巖為主，上部酸性巖較多。巖石具遠離火山口的海水噴發(fā)沉積特征，屬于噴發(fā)沉積相的碳酸鹽-火山碎屑巖建造。上石炭統(tǒng)統(tǒng)伊什基里克組火山碎屑多為角礫-集塊級，且多見流紋斑巖等酸性熔巖出露，大多屬近火山口爆發(fā)相。

礦區(qū)內侵入巖分為早石炭世侵入巖和二疊紀酸性中深成侵入巖。前者規(guī)模較小，呈小巖株、巖枝、巖墻狀，主要巖性為輝石閃長玢巖、閃長玢巖、石英閃長玢巖以及一些細晶閃長巖脈、閃斜煌斑巖脈、輝閃斜煌巖脈。二疊紀酸性中深成侵入巖規(guī)模較大，多呈巖株-巖基狀，主要為斜長花崗巖和花崗斑巖。

查崗諾爾鐵礦區(qū)構造整體上受破火山口構造的制約。礦區(qū)發(fā)育兩組斷裂（圖1）：①走向呈北西—近東西向延伸，如F2、F3、F9，傾角為40°~20°；②繞火山口呈弧形展布的斷裂，如F4、F10，傾角為40°~75°，該組斷裂控制了FeI礦體的分布。

圖1 查崗諾爾鐵礦區(qū)地質圖Fig.1 Ore district geological map o f the Chagannur iron deposit

2 礦床特征

2.1 礦體特征

在礦區(qū)圈定出的多個礦體中以FeI礦體規(guī)模最大。FeI礦體分布于東礦區(qū)，依石榴石-綠簾石-陽起石蝕變帶呈向北西凸出的環(huán)狀分布。FeI礦體長約2130m，出露厚度最小為2.1m，最大為181.58m，平均厚度為62.94m，礦體TFe品位最高為64.2%，最低為20.18%，平均品位為36.87%。礦體的傾向為南東向，礦體底板為磁鐵礦化陽起石巖（傾向105~173°，傾角15~36°）、大理巖（傾向95~101°，傾角15~23°）（圖2）、石榴石巖（傾向160~171°，傾角21~35°）；礦體頂板以石榴石巖為主，以石榴石化安山質凝灰?guī)r（圖2）（傾向105°~173°，傾角25~55°）和陽起石化凝灰?guī)r為輔。

圖2 查崗諾爾FeⅠ礦體28-28勘探線剖面圖Fig.2 Geological section along No. 28 exploration in Chagannur iron deposit

2.2 礦石特征

礦區(qū)礦石礦物以磁鐵礦為主，次為磁赤鐵礦，穆磁鐵礦、赤鐵礦、假象赤鐵礦，鏡鐵礦少見。與之伴生的金屬硫化物以黃鐵礦最為常見，黃銅礦次之，偶見閃鋅礦和鉛鋅礦。

脈石礦物種類較多，計有18種。脈石礦物主要為石榴石，常見的有陽起石、綠簾石、透閃石，其次為透輝石、綠泥石、鈉長石、斜長石、石英、碳酸鹽等，當蝕變原巖為大理巖時，出現(xiàn)方柱石；當蝕變原巖為細凝灰?guī)r或火山灰凝灰?guī)r時，出現(xiàn)大量絹云母。此外，還有少量的白鈦石、榍石、鋯石、磷灰石，偶見電氣石。

2.2.1 礦石構造類型 礦區(qū)中礦石構造種類較豐富，有浮渣狀、豹紋狀、斑點狀、塊狀、角礫狀、對稱條帶狀、陰影狀及網(wǎng)脈狀，其中以浸染狀構造最為普遍，其次是角礫狀構造。礦石構造及其相關特征見圖3。

（1）礦漿成礦期礦石構造特征 浮渣狀、豹紋狀和斑點狀礦石是礦區(qū)分布最廣泛的礦石類型，礦石礦物為磁鐵礦、黃鐵礦等金屬礦物，脈石礦物為陽起石、石榴石和綠簾石集合體呈碎屑包體分布在磁鐵礦中為特征。該成礦期伴隨著隱爆作用，此類碎屑包體均產(chǎn)于引爆作用。

角礫狀構造（貫入脈狀）：礦石中見有圍巖包體，常呈次棱角、次圓狀角礫懸浮于其中，被磁鐵礦膠結，包體之間接觸程度較高，多位于主礦體頂板及貫入到頂板上方的角礫巖脈中。

塊狀構造主要見于礦體下部富礦體中。由于強烈同化混染作用，包體成分已被新生的微細粒磁鐵礦和黃鐵礦、透閃石等淺色礦物取代，僅保留了包體的外形。由于強烈同化和流動作用，礦石中新生礦物集合體呈云朵狀、紋層狀分布，形成特征的陰影狀構造。

（2）熱液成礦期礦石構造特征 熱液成礦期同樣與隱爆作用形影相隨，以紅褐色石榴石和粗粒磁鐵礦為特征，多呈自形晶簇產(chǎn)出，形成特征的復角礫狀構造、對稱條帶狀構造，具有高溫淺成充填成礦作用的特點。該期除了有不同程度交代蝕變現(xiàn)象，也可出現(xiàn)不同程度的熱液礦化現(xiàn)象，如晶洞構造，局部出現(xiàn)脈狀磁鐵礦、陽起石、綠簾石以及在礦體底板之下熱液蝕變形成的煙灰狀微細粒磁鐵礦等。

圖3 查崗諾爾鐵礦石照片F(xiàn)ig. 3 Light of Changanur iron ore

2.2.2 礦石化學成分 礦區(qū)磁鐵礦石以高SiO2低TiO2為特征，其化學分析數(shù)據(jù)見表1。

表1 查崗諾爾鐵礦石化學分析成果表Table 1 Abundance of major elements (wt%)

3 礦床成礦機理

3.1 蝕變特征

礦區(qū)蝕變種類繁多，且以多期次疊加為特征，以下按由早到晚的蝕變順序敘述。

早期礦化蝕變，主要以透輝石-石榴石化為代表。其中石榴石分布最廣，據(jù)單礦物化學分析和晶胞參數(shù)測定（表略）【5】，為鈣鐵鋁榴石。該期蝕變常被晚期蝕變之綠簾石和陽起石所交代。

中期礦化蝕變，以綠簾石化、陽起石化為代表。蝕變帶位于磁鐵礦體中及其外側，蝕變礦物為綠簾石、陽起石、透閃石及方柱石。由早到晚生成順序為：綠簾石-陽起石-透閃石-方柱石。陽起石分布最廣，方柱石僅在大理巖層內出現(xiàn)。綠簾石和陽起石廣泛交代各種火山巖、侵入巖及大理巖。

后期熱液疊加蝕變，即晚期成礦階段，所形成的蝕變礦物粒徑較大，多呈粗晶狀及偉晶狀，

所形成的礦物較為繁多，主要是石榴石、綠簾石、陽起石，綠泥石、石英、方解石、次閃石，其次為綠鈉閃石、鈉長石、鉀長石、絹云母等。它們常交錯一起呈脈狀穿插于早期蝕變及晚期蝕變和鐵礦中。

3.2 成礦機理

由前述礦石構造類型可知，隱爆作用伴隨整個礦漿成礦期和熱液成礦期。礦漿隱爆后由于大量的揮發(fā)分和熱量逸失，急劇過飽和，形成特征的微細粒它形粒狀磁鐵礦集合體。由于大量隱爆角礫、碎屑粉塵成為礦漿的包體。同時，由于隱爆產(chǎn)生的負壓空間，導致部份礦漿伴隨熱液流體在鐵礦體上方形成貫入脈狀角礫型磁鐵礦礦石。由于大量隱爆角礫、碎屑粉塵成為鐵質礦漿的包體，因而兩種組份之間存在著強烈的同化混染，由此形成一系列與同化混染有關的構造特征。包括浸染狀構造及致密塊狀構造等。礦漿隱爆后大量的揮發(fā)分和熱量逸失而急劇過飽合，形成特征的微細粒它形粒狀磁鐵礦集合體。總體上礦石的結構構造顯示了主體為礦漿成因的特征。

另一方面，礦體與安山巖緊密共生，既安山巖是礦體的賦礦巖石也是礦源巖，礦石的稀土元素、微量元素特征和安山巖具有一致性【6】。

基于上述認識，我們認為該礦床成因上屬于受到熱液作用疊加改造的火山巖型鐵礦床。

4 結論

（1）查崗諾爾鐵礦床位于伊犁微板塊北緣博羅科努島弧帶。礦區(qū)出露的地層主要為石炭紀火山巖和火山碎屑巖。

（2）查崗諾爾礦區(qū)的主要礦物共生組合為磁鐵礦+石榴石+陽起石（綠簾石）組合。礦床大致可以分為早、中、晚三個成礦期。礦床是由富鐵的安山質巖漿分異形成，并且后期受到熱液作用的疊加改造。

（3）在整個成礦過程中，伴隨著隱爆作用。該礦床成因上屬于受到熱液作用疊加改造的火山巖型鐵礦床。

1 新疆維吾爾自治區(qū)地礦局. 新疆維吾爾自治區(qū)區(qū)域地質志[M]. 北京：地質出版社，1993

2 姜常義，吳文奎，張學仁，等. 西天山阿吾拉勒地區(qū)巖漿活動與構造演化[J]. 西安地質學院學報，1996，18（2）：18～24

3 朱永峰，張立飛，古麗冰，等. 西天山石炭紀火山巖SHRIMP年代學及其微量元素地球化學研究[J]. 科學通報，2005，50（18）：2004～2014

4 高俊，錢青，龍靈利，等. 西天山的增生造山過程[J]. 地質通報，2009，28（12）：1804～1816

5馮金星 石福品 汪幫耀. 西天山阿吾拉勒成礦帶火山巖型鐵礦[M].. 北京：地質出版社，2010

6汪幫耀，陳文革，王江濤，等. 西天山查崗諾爾鐵礦區(qū)石炭紀火山巖巖石成因與源區(qū)性質[J]. 巖石學報（待刊），2011

GEOLOGICAL CHARACTERICTICS AND METALLOGENIC MECHANISM OF CHAGANNUR IRON DEPOSIT

Hu Xiujun1Wang Bangyao2Zhang Haijun1

1. The Third Geological Branch,Xinjiang Geological and Mineral Bureau, Kuerle,Xinjiang 841000,China;
2. College of Earth Science and Land Resourses, Chang’an University, Xi’an ,Shanxi,710054, China

The Chagannur ore deposit in Hejing district of Xinjiang lies in northern part of the Ili-Issyk Kul lake sub-plate, just in Bonohonu island arc-belt. The strata exposed in the mining areas are primarily volcanic rocks of Carboniferous Series. The primary mineral associations is magnetite-garnet-actinolite (epidote) association. Chagannur Ore deposit can be approximately divided into early mineralization periods，middle mineralization period and late mineralization period. Andesite magma differentiated and formed iron deposit, and deposit is suffered with hydrothermalism. Whole metallogenic process accompanied by cryptoexplosion. Iron deposit is a volcanic deposit which is reacted intensively by hydrothermal activity.

geological characterictics of deposit， mineralization period， metallogenic mechanism，Chagannur iron deposit.

P618.31

A

1006–5296（2011）02–0087–06

* 第一作者簡介：胡秀軍（1967～），男，資源勘查專業(yè)，高級工程師

2011-03-12；改回日期：2011-04-28