新疆阿克陶縣切列克其鐵礦礦床地質(zhì)特征及成因淺析

張春江 吳海才 王志亮

（新疆地礦局第二地質(zhì)大隊(duì) 喀什 844002）

切列克其鐵礦位于新疆阿克陶縣城250°方向，直線距離約110 km，行政區(qū)劃分隸屬阿克陶縣布倫口鄉(xiāng)管轄。其大地構(gòu)造位于羌塘（中間）板塊（Ⅴ）的北羌塘微板塊（Ⅴ1）中慕土塔格地塊（Ⅴ12）。成礦帶位于木吉-阿克塞欽Au、Cu（Fe）成礦帶①,前人在該成礦帶上已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有：Fe、W、Cu、Mo、Pb、Zn、黃鐵礦等金屬礦產(chǎn)和鋰輝石、綠柱石、鈮鉭鐵礦等稀有金屬礦產(chǎn),而非金屬礦產(chǎn)主要有白云母、水晶、玉石、自然硫、石膏、方鈉石、優(yōu)質(zhì)礦泉水、溫泉等。

1 區(qū)域成礦背景

1.1 區(qū)域成礦前景

切列克其鐵礦區(qū)位于西昆侖中間地塊及顯生宙巖漿弧帶上（圖1）。具體位于沙里闊勒復(fù)背斜次一級(jí)之阿克貝利背斜（倒轉(zhuǎn)背斜？）的北翼,地層劃分屬西昆侖地層區(qū)的木吉-麻扎分區(qū)之木吉小區(qū)。區(qū)內(nèi)出露的主要地層有元古界（Pt）、奧陶—志留紀(jì)（O-S）1、未分志留統(tǒng)（S）和第四系（Q），區(qū)內(nèi)褶皺構(gòu)造發(fā)育，其北西部為木吉復(fù)向斜的一部分，南部為沙里闊勒復(fù)背斜的一部分。礦區(qū)附近有以下幾個(gè)次級(jí)褶皺：

⑴皮拉里向斜：由布倫闊勒群（Pt1bl）中深變質(zhì)巖組成，軸向北西。兩翼傾角40°～60°。

⑵阿克貝利背斜（倒轉(zhuǎn)向斜？）：位于切列克其溝附近，為一短軸狀背斜，由奧陶-志留紀(jì)（O-S）1地層組成，兩翼傾角10°～30°。斷裂構(gòu)造發(fā)育，多數(shù)性質(zhì)不明，走向北西，與切列克其鐵礦關(guān)系密切的巖體是求庫(kù)臺(tái)巖體，位于中巴公路卡拉庫(kù)里湖以西，沙里闊勒嶺的北部，呈300°方向延伸，全長(zhǎng)60 km，寬3～10 km，出露面積480 km2。巖體順層或穿層侵入于奧陶-志留紀(jì)或志留-泥盆紀(jì)地層組成的向北倒轉(zhuǎn)、向南東東翹起的箱狀褶曲的核部。南北兩側(cè)接觸面均向北傾，東端內(nèi)傾，西端外傾，巖體產(chǎn)狀基本與圍巖一致。巖體屬加里東期第一侵入期次中酸性巖體，巖體化學(xué)特征為SiO2過飽和的極弱堿性巖石。

圖1 區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)圖

1.2 區(qū)域地球化學(xué)特征

1∶50萬化探在研究區(qū)及其附近未圈出有找礦意義的綜合異常，只圈出一級(jí)（1個(gè)濃度分帶）Fe-6單異常和三級(jí)（3個(gè)濃度分帶）Mn-6單異常，勘查區(qū)附近的單異常特征簡(jiǎn)述如下：

Fe-6：異常面積148 km2，異常內(nèi)平均值為6.6×10-2，異常最大值為6.9×10-2，為一級(jí)濃度分帶。

Mn-6：異常面積230 km2，異常內(nèi)平均值為1597×10-6，異常最大值為2580×10-6，為二級(jí)濃度分帶。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦區(qū)地層特征

工區(qū)內(nèi)出露地層為奧陶-志留系下組（在前人資料中該層劃為寒武-奧陶系米計(jì)干群第四組地層）和第四系堆積物。

奧陶-志留系下組（O-S）1：根據(jù)工區(qū)巖性特征，具體又劃分為三個(gè)巖性段：

第一巖性段（O-S）11：主要巖性為灰－深灰色黑云母石英片巖夾黃褐色白云母片巖，偶見大理巖透鏡體[（O-S）11mb]。該段主要出露于礦區(qū)南側(cè)，巖層中巖脈較發(fā)育。厚度289.07 m。切列克其鐵礦Ⅱ號(hào)礦體賦存于其中。

第二巖性段（O-S）12：分布于工區(qū)中部，主要巖性為灰白色含石英含白云母大理巖，巖層中有較多黑云母石英片巖透鏡體[（O-S）12sc]產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀變化較大。該巖性段沿走向向東西兩側(cè)厚度逐漸變薄，總體呈大透鏡體狀。厚度大于254.71 m。切列克其鐵礦Ⅰ號(hào)礦體賦存于其中。

第三巖性段（O-S）13：主要巖性為黑云母石英片巖、二云母石英片巖和白云母石英片巖，偶夾大理巖透鏡體[（O-S）13mb]。分布于礦區(qū)西部，地表多被坡積物覆蓋。厚度大于237.41 m。切列克其鐵礦Ⅲ號(hào)礦體即產(chǎn)于該段中。

上述三個(gè)巖性段依次分布在工區(qū)南部、中部和北部，地層產(chǎn)狀320°～350°∠30°～50°。各巖性段相互呈連續(xù)沉積接觸。典型巖石巖性特征如下：

黑云母石英片巖：灰-深灰色，具細(xì)粒變晶結(jié)構(gòu)、鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。礦物成分主要為石英（＞75%）、黑云母（15%～20%），其次為白云母（3%～5%）、斜長(zhǎng)石（5%）、矽線石（3%～5%）、石榴子石（1%）及微量電氣石、磷灰石。

白云母石英片巖：淺灰-淺黃褐色，鱗片變晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。礦物成分主要為白云母（15%～30%）、石英（60%～80%），另有少量矽線石（1%～2%）呈毛發(fā)狀分布于白云母之間。

含石英含白云母大理巖：灰白色，風(fēng)化后呈黃褐色，具粒狀變晶結(jié)構(gòu)，塊狀、條帶狀構(gòu)造。主要由方解石（80%～90%）組成，其次為白云母（5%～10%）、石英（5%）及微量榍石、黃鐵礦。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造特征

礦區(qū)地層呈單斜層，沒有褶皺，斷裂亦不發(fā)育。

在礦層中沒有斷層，但有層間滑動(dòng)，滑動(dòng)規(guī)模均很小，僅有數(shù)米左右，對(duì)礦層無明顯破壞作用。

在巖層和礦層中，節(jié)理裂隙不很發(fā)育。較常見的主要有兩組剪性節(jié)理，產(chǎn)狀分別為255°∠75°、210°∠20°，最大延伸達(dá)20 m，寬0.2 m。

2.3 巖漿巖

工區(qū)內(nèi)分布的侵入巖為求庫(kù)臺(tái)巖體南東部邊緣，巖體從南、西兩面環(huán)繞工區(qū)，約占工區(qū)面積的三分之一。巖體具分異現(xiàn)象，但不夠明顯。巖體中部由灰白色至淺灰色黑云母石英閃長(zhǎng)巖和黑云母花崗閃長(zhǎng)巖組成，寬4～5 km，巖石以中粒結(jié)構(gòu)為主，有時(shí)為粗粒，巖石成分為中長(zhǎng)石（45%～65%）、微斜長(zhǎng)石（0%～12%）、石英（15%～25%）、黑云母（15%～25%）及普通角閃石（5%），中長(zhǎng)石呈半自形板狀，具聚片雙晶，有時(shí)有環(huán)帶構(gòu)造和絹云母化、黝簾石化，與微斜長(zhǎng)石接觸處具蠕英結(jié)構(gòu)；巖體兩側(cè)由灰白色細(xì)粒黑云母花崗巖和黑云母角閃花崗巖組成，寬度0.9～3.5 km，南寬北窄，巖石結(jié)構(gòu)及礦物成分與中部相帶為漸變過渡關(guān)系。

2.4 航磁異常特征

本區(qū)區(qū)域地球物理工作程度較低,在1∶200萬航磁圖上為弱正異常區(qū),1∶200萬重力圖上為重力梯度帶低值區(qū)（圖2）。

圖3 新疆阿克陶縣切列克其鐵礦Ⅰ、Ⅱ號(hào)礦體地質(zhì)圖

3 礦床特征

3.1 礦體組合分布及產(chǎn)狀

切列克其鐵礦區(qū)的礦體仍延用前人的礦體編號(hào)，三個(gè)主礦體其編號(hào)分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。各礦體地質(zhì)特征如下：

Ⅰ號(hào)礦體：礦體各礦脈均產(chǎn)于灰白色含石英含白云母大理巖中，礦脈與圍巖總體呈整合接觸，局部由于礦脈有分支復(fù)合處與圍巖有一定的夾角；礦脈總體走向近東西，傾向在310°～10°之間，傾角在30°～55°之間，礦脈形態(tài)呈似層狀或透鏡狀，走向和傾向上呈舒緩波狀。

主要由6條礦脈組成，礦脈長(zhǎng)80～1050 m，礦體視厚7.47～50.00 m，單工程TFe平均品位(28.46～46.89)×10-2；礦脈TFe平均品位(40.34～42.83)×10-2。

Ⅱ號(hào)礦體：礦體位于礦區(qū)的南東部，地表由二條礦脈組成，編號(hào)為Ⅱ-1、Ⅱ-2（圖3），礦脈地質(zhì)特征如下：

Ⅱ-1號(hào)礦脈：出露于礦區(qū)的中南部，長(zhǎng)約558 m；呈似層狀產(chǎn)出；西段走向呈北西向，東段走向呈南東向，礦脈總體傾向北，平均傾角39°,走向和傾向上礦脈呈舒緩波狀，礦脈中東段產(chǎn)于黑云母石英片巖與含石英含白云母大理巖的接觸帶上，西段延伸至黑云母石英片巖中，礦脈與圍巖呈整合接觸。礦脈平均鉛直厚度11.44 m，平均厚度9.31 m，單工程TFe平均品位(25.39～43.55)×10-2，礦脈TFe平均品位34.63×10-2。

Ⅱ-2號(hào)礦脈：出露于礦區(qū)的西南部；長(zhǎng)約530 m，與Ⅱ-1號(hào)礦脈呈近平行排列；礦脈總體傾向北，平均傾角45°,走向和傾向上礦脈呈舒緩波狀；礦脈產(chǎn)于灰-深灰色黑云母石英片巖中，與圍巖呈整合接觸。

礦脈平均鉛直厚度30.97 m，平均厚度23.72 m，單工程TFe平均品位(31.24～45.20)×10-2，礦脈TFe平均品位36.85×10-2。

Ⅲ號(hào)礦體：礦體位于礦區(qū)的北西部，由10條礦脈組成，Ⅲ號(hào)礦體各礦脈產(chǎn)于片巖及大理巖中，礦脈與圍巖呈整合接觸，礦脈總體走向近東西，傾向近北，傾角一般26°～43°，礦脈形態(tài)呈似層狀或透鏡狀，走向和傾向上仍呈現(xiàn)舒緩波狀。

礦脈長(zhǎng) 80～370 m、420 m、690 m，礦體視厚1.62～25.94 m，單工程TFe平均品位(27.06～48.65)×10-2；礦脈TFe平均品位(33.98～41.43)×10-2。

3.2 礦石質(zhì)量及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

3.2.1 礦石質(zhì)量

礦物特征：礦石礦物成分簡(jiǎn)單，主要為菱鐵礦，菱鐵礦多數(shù)重結(jié)晶，后經(jīng)氧化為赤（褐）鐵礦，其含量占礦石總量的70%～80%或更高，其次為少量的黃鐵礦和黃銅礦。脈石礦物主要為石英、白云母和鐵白云石，偶見電氣石、磷灰石。菱鐵礦組成基底，石英和白云母分布于其間。白云母和石英常聚集呈微條帶狀、紋層狀。在區(qū)域變質(zhì)和接觸變質(zhì)作用過程中，上述礦物普遍重結(jié)晶，偶見菱鐵礦包含石英、電氣石等礦物。

礦石化學(xué)成分：礦石化學(xué)成分比較簡(jiǎn)單，含少量有益元素錳，含有害元素種類少且含量較低，礦石利用性能好。礦石的化學(xué)成分見表1，各礦體礦石品位介于38.67%～47.16%之間；燒失量在11.73～25.46之間，分布均勻。其中Ⅰ號(hào)礦體品位最高，燒失量最大，扣除燒損后可達(dá)到高爐富礦即煉鐵用鐵礦石標(biāo)準(zhǔn)；Ⅲ-3、Ⅲ-4號(hào)礦體中部分礦石可達(dá)到富礦標(biāo)準(zhǔn)；其他礦體均很接近富礦標(biāo)準(zhǔn)。

表1 各礦體礦石化學(xué)成分一覽表

3.2.2 礦石結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

礦石的結(jié)構(gòu)：切列克其鐵礦礦石主要構(gòu)造為鱗片變晶結(jié)構(gòu)和半自形粗粒晶結(jié)構(gòu)兩種。①鱗片變晶結(jié)構(gòu)是礦石最主要的結(jié)構(gòu)，所有礦體都有這種結(jié)構(gòu)，菱鐵礦為半自形中細(xì)粒狀，白云母為片狀，石英為它形粒狀；②半自形粗粒晶結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不是礦石主要結(jié)構(gòu)，但在礦區(qū)常見。由較自形的菱鐵礦（呈菱面體）和少量云母構(gòu)成。

礦石的構(gòu)造：切列克其鐵礦礦石主要構(gòu)造為塊狀構(gòu)造和層狀構(gòu)造；其次為浸染狀構(gòu)造、假波紋構(gòu)造、晶洞構(gòu)造、微條帶狀或紋層狀構(gòu)造。

⑴塊狀構(gòu)造：是礦石常見的構(gòu)造，其中夾雜的其他礦物（菱鐵礦除外）不形成明顯的紋帶，是礦石的主要構(gòu)造。

⑵層狀構(gòu)造：為原始沉積構(gòu)造，單層厚一般1～3 cm，少數(shù)厚十至數(shù)十厘米。

⑶微條帶狀或紋層狀構(gòu)造：由白云母、石英組成微條帶或紋層構(gòu)成，紋層或條帶寬多數(shù)不到一毫米，少數(shù)一至數(shù)毫米寬。在礦石中一般沿層面分布，局部較多，可達(dá)每米十余條。成因?yàn)樵汲练e的泥、砂等物質(zhì)受區(qū)域作用所形成。

⑷假波紋構(gòu)造：薄層狀菱鐵礦經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用所形成，為次生構(gòu)造，一般少見。

⑸晶洞構(gòu)造：沿菱鐵礦層理、裂隙或裂隙交叉處發(fā)育有晶洞，形態(tài)以不規(guī)則狀為主，晶洞大小一般在半厘米以下，少數(shù)達(dá)一到數(shù)厘米。洞內(nèi)充填有泥質(zhì)，洞壁有方解石薄膜，或粗晶菱鐵礦。其成因?yàn)楹笃跓嵋喝芪g所造成，為次生構(gòu)造，分布不普遍。

⑹浸染狀構(gòu)造：由黃銅礦、黃鐵礦呈星點(diǎn)狀分布構(gòu)成，系局部地段因后期熱液活動(dòng)所形成，為次生構(gòu)造，分布不普遍。

4 找礦標(biāo)志及方向

4.1 找礦標(biāo)志

⑴褐鐵礦礦帽是原生菱鐵礦在表生作用下的產(chǎn)物，可以指導(dǎo)尋找原生菱鐵礦；

⑵從含礦層位來講，巖相厚變化大、碳酸鹽巖與碎屑巖過渡部位，且產(chǎn)在碳酸鹽巖中，碳酸鹽巖不是純的，而是以沉積碳酸鹽巖為主，混雜有泥、砂和炭質(zhì)的堆積，上述特征是尋找同類礦床的重要部位；

⑶礦體與大理巖之間往往存在有鐵白云巖，因此鐵白云巖也可以作為找礦標(biāo)志，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鐵白云巖時(shí)，沿傾向、走向可能有菱鐵礦存在。鐵白云巖在地表氧化后變?yōu)樯铧S褐色。

4.2 找礦方向

該區(qū)有工業(yè)價(jià)值的鐵、銅礦床都分布于加里東期酸性侵入巖的外接觸帶，而產(chǎn)于巖漿巖內(nèi)部的礦點(diǎn)多無工業(yè)意義。這說明本區(qū)礦物質(zhì)的來源具多樣性，除巖漿后期熱液本身可能含有一定的含礦物質(zhì)外，應(yīng)該是通過溶解和交代作用更多地集中了古老地層中沉積的礦物質(zhì)。本區(qū)找礦需注意：巖漿巖的外接觸帶；與碳酸鹽巖有關(guān)的圍巖。

5 礦床成因初探

切列克其鐵礦的形成至少經(jīng)歷了3個(gè)階段，其形成過程大致如下：

礦區(qū)在古生代處在緩慢沉降時(shí)期，形成了淺海盆，含鐵質(zhì)的陸源物質(zhì)搬運(yùn)到海盆中，沉積了淺海相碎屑巖-碳酸鹽系，并出現(xiàn)了海進(jìn)海退交替的還原環(huán)境，并沉積了菱鐵礦,這是成礦的基本因素。

由鐵質(zhì)組成的懸膠體與碳酸鹽、泥、砂質(zhì)及少量炭質(zhì)一起沉積時(shí)，沉積環(huán)境是相對(duì)穩(wěn)定的。但由于海盆水體進(jìn)退變化和海底地形起伏不平，使成礦環(huán)境發(fā)生變化，造成了礦體的多層性和形態(tài)的復(fù)雜性。

礦體形成后，受到區(qū)域變質(zhì)作用和熱液活動(dòng)的影響。從礦區(qū)及區(qū)域上來看，區(qū)域變質(zhì)作用的影響是主要的，并且是普遍的。礦床的后期改造作用，最明顯的是使各種礦物發(fā)生重結(jié)晶，但仍保持了沉積礦床的原貌和特征。

由此說明，切列克其鐵礦礦床成因?yàn)槌练e變質(zhì)碳酸鹽型菱鐵礦，礦床工業(yè)類型為變質(zhì)海相沉積型菱鐵礦礦床。