淺析西天山備戰(zhàn)鐵礦礦產(chǎn)成因及找礦方向

■劉文臣

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七〇三隊(duì)新疆伊寧835000）

淺析西天山備戰(zhàn)鐵礦礦產(chǎn)成因及找礦方向

■劉文臣

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局七〇三隊(duì)新疆伊寧835000）

西天山備戰(zhàn)鐵礦是新疆地區(qū)重要的礦產(chǎn)基地。通過(guò)對(duì)備戰(zhàn)鐵礦礦帶南側(cè)花崗斑巖樣品中分選出的鋯石單礦物顆粒進(jìn)行鋯石U-Pb法同位素定年。初步認(rèn)為備戰(zhàn)鐵礦成巖時(shí)代為晚石炭世早期。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景認(rèn)為，備戰(zhàn)鐵礦成礦環(huán)境為晚石炭世裂谷閉合環(huán)境，成礦巖漿形成于海陸交互相。礦石與圍巖在成因上有聯(lián)系，來(lái)自富集地幔，噴發(fā)過(guò)程中含礦巖漿與陸殼物質(zhì)或花崗巖發(fā)生混染，形成鐵礦床。綜合分析認(rèn)為，該礦床為火山沉積后期矽卡巖化改造富集型磁鐵礦床。

備戰(zhàn)鐵礦成礦年代礦床成因地質(zhì)意義

1 成礦背景

備戰(zhàn)鐵礦位于阿吾拉勒石炭紀(jì)裂谷帶東段，塔里木板塊與伊犁微板塊對(duì)接部位，地層上屬塔里木-南疆大區(qū)、天山-北天山地層區(qū)、中天山-馬鬃山地層分區(qū)，礦區(qū)地表出露主要地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組（圖1）。早石炭世，伊犁微板塊內(nèi)部產(chǎn)生拉張裂谷，拉張階段沉積了拉斑玄武巖系列和鈣堿性系列火山巖。中石炭世，處于靠近弧后盆地一側(cè)的內(nèi)弧環(huán)境中[4]，晚石炭世裂谷閉合。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)圖及西天山板塊構(gòu)造略圖

2 礦床特征

備戰(zhàn)鐵礦區(qū)位于博羅霍洛山北坡天山主脊附近，山體走向呈近EW向，總體地勢(shì)為南高北低，屬高山深切地貌。礦區(qū)南部數(shù)百米為天山山脊，山脊線多為尖棱狀，常年冰川覆蓋，具典型冰川地貌特征。

2.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)地層由上泥盆統(tǒng)艾爾肯組和下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組組成，多被第四系所覆蓋。上泥盆統(tǒng)艾爾肯組包括兩個(gè)巖性段：第一巖性段出露于礦區(qū)北中部及礦體附近，厚度較大。巖性主要為灰色條帶狀灰?guī)r、薄層狀灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖，局部夾大理巖化灰?guī)r。近巖體矽卡巖化強(qiáng)烈，與上覆第二巖性段（向斜核部）呈整合接觸，局部為斷層接觸；第二巖性段呈EW向出露于礦區(qū)中部，構(gòu)成向斜核部，出露厚度253.89m，下部為深灰色千枚巖，上部相變?yōu)殁}質(zhì)頁(yè)巖、含碳質(zhì)頁(yè)巖或泥巖夾白云巖，出露連續(xù)。下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組為礦區(qū)主要地層，分布于礦區(qū)南部及北部，與上覆上泥盆統(tǒng)艾爾肯組第一巖性段為斷層接觸。該組分3段：第一巖性段分布于鐵礦南部及北部，走向?yàn)镋W向，出露不連續(xù)。北部出露厚度183.80m，沿走向向東厚度略增。巖性由新到老為大理巖、灰綠色安山巖，與上覆第二巖性段呈整合接觸；第二巖性段位于礦區(qū)向斜構(gòu)造翼部，北翼出露于礦區(qū)北中部及礦體附近，厚度較大。南翼出露于礦體東北部，出露不全，向東延伸厚度減小，與上覆第三巖性段為整合接觸，局部為斷層接觸，與下伏第一巖性段為整合接觸；第三巖性段出露于礦區(qū)中部，為向斜核部，厚253.89m，出露連續(xù)。第四系覆蓋范圍較大，主要為殘坡積及冰積礫石，南部及西部為現(xiàn)代冰川。

2.2 礦區(qū)構(gòu)造

礦區(qū)廣泛發(fā)育褶皺和斷裂。褶皺主要為夏格孜達(dá)坂向斜北翼的次級(jí)褶皺，為更復(fù)雜的緊閉復(fù)式向斜，軸面直立，總體軸向約280°。礦區(qū)斷裂構(gòu)造較發(fā)育，較大斷裂共9條，多為壓扭性斷層，因殘坡積覆蓋，斷層實(shí)測(cè)長(zhǎng)度較小。由區(qū)域資料可知，礦區(qū)南北兩側(cè)均為近EW向斷裂構(gòu)造，具壓扭性質(zhì)，是一個(gè)長(zhǎng)期活動(dòng)的構(gòu)造薄弱帶，有利于巖漿的侵入。

2.3 礦區(qū)礦物、礦石特征

礦石主要為自形、半自形粒狀變晶結(jié)構(gòu)，磁鐵礦呈微細(xì)粒狀產(chǎn)出，含量10%～80%，粒徑0.02～2.2mm，一般均勻分布，少量呈壓扁定向排列。黃鐵礦呈他形-半自形粒狀，含量1%～20%，粒徑0.06～0.8mm，集合體呈浸染狀或斑塊狀、細(xì)脈狀分布于磁鐵礦及矽卡巖礦物顆粒間。礦石主要構(gòu)造為致密塊狀、浸染狀及角礫狀。主要金屬礦物有磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦。磁鐵礦為礦石中主要金屬礦物，含量30%～80%，粒度0.02～1.8mm，多為它形-半自形，少量為半自形晶。磁黃鐵礦呈團(tuán)塊狀集合體不均勻分布于磁鐵礦中，少量呈脈狀集合體沿磁鐵礦內(nèi)裂隙分布，內(nèi)部為黃鐵礦核心，與黃鐵礦分界明顯。其生成時(shí)間晚于磁鐵礦早于黃鐵礦。黃鐵礦為礦石中主要伴生礦物，一般含量較低。黃銅礦多與黃鐵礦伴生產(chǎn)出，呈它形粒狀，粒徑約0.04mm，局部呈乳滴狀，含量極少。主要非金屬礦物有透輝石、綠簾石、鈣鐵石榴石、透閃、纖閃石、硅灰石、電氣石等及礦物組合。礦石類(lèi)型有致密塊狀磁鐵礦石，為主要富礦石，品位一般在50%以上。角礫狀磁鐵礦石中磁鐵礦呈膠結(jié)物形式存在，品位變化較大。浸染狀磁鐵礦石多為半自形-它形粒狀結(jié)構(gòu)，中-稠密浸染狀構(gòu)造，礦區(qū)分布較少，為主要貧礦類(lèi)型。

3 礦床成因

3.1 礦石與圍巖原巖分析

備戰(zhàn)鐵礦圍巖與礦石微量元素含量、稀土元素分布模式圖反映的特征極類(lèi)似，推測(cè)備戰(zhàn)鐵礦床與其圍巖間可能具成因聯(lián)系。通過(guò)分析測(cè)試，礦區(qū)礦石和圍巖的微量元素Nb，Ta，Th，K，Hf等含量較低，而P，Ti較高。在球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖中，出現(xiàn)K，Ti，Zr，Ba相對(duì)虧損，Rb，Th，Y，Sm相對(duì)富集，說(shuō)明礦區(qū)火山巖受到一定程度地殼混染。對(duì)礦區(qū)礦石和圍巖稀土元素分析結(jié)果表明，稀土總量變化較大，輕稀土富集、重稀土虧損，具典型大陸玄武巖系列特征。部分巖石形成于氧化環(huán)境，部分為還原環(huán)境，巖漿形成于海陸交互相。微量元素和稀土元素分析表明，備戰(zhàn)鐵礦礦石和圍巖原巖一致，為玄武巖。因此，推測(cè)備戰(zhàn)鐵礦礦石和圍巖在成因上可能有聯(lián)系。

3.2 礦石成因分析

礦石主要分為致密塊狀、浸染狀及角礫狀。致密塊狀磁鐵礦石磁鐵礦含量為50%~70%，個(gè)別達(dá)80%以上。矽卡巖礦物（透輝石、綠簾石等）顆粒少，一般均勻分布于磁鐵礦間。浸染狀磁鐵礦石磁鐵礦含量較低，為20%~40%。磁鐵礦呈星點(diǎn)狀集合體分布于矽卡巖礦物顆粒間。角礫狀構(gòu)造在備戰(zhàn)鐵礦中較常見(jiàn)，角礫成分多為綠簾石矽卡巖或透輝石矽卡巖，粒徑5~20mm，含量10%~40%。從個(gè)別巖心中觀察發(fā)現(xiàn)，小角礫碎塊可鑲嵌拼接為一個(gè)大角礫，因此認(rèn)為該角礫為自碎角礫，膠結(jié)物為磁鐵礦，局部磁鐵礦中夾條帶狀磁黃鐵礦和黃鐵礦。從礦石化學(xué)法分析資料及TiO2-Al2O3-(MgO+MnO)成因圖解中可知，備戰(zhàn)鐵礦磁鐵礦主要落在矽卡巖和沉積變質(zhì)型區(qū)內(nèi)，說(shuō)明該礦床磁鐵礦成因不僅與熱液相關(guān)，還與沉積作用相關(guān)。

3.3 礦床成因探討

火山-沉積型鐵礦床結(jié)合備戰(zhàn)鐵礦成礦特征及火山活動(dòng)地質(zhì)背景，該礦床為海底火山作用形成的礦床，鐵礦的形成與海底火山-噴流沉積有關(guān)。備戰(zhàn)鐵礦礦床容礦圍巖屬海相火山熔巖及火山碎屑巖。備戰(zhàn)鐵礦床賦礦圍巖為海相富鈉質(zhì)火山巖系或細(xì)碧石英角斑巖系，具火山熱液型礦床特點(diǎn)，說(shuō)明該鐵礦形成與熱液作用有關(guān)。矽卡巖型鐵銅金礦床備戰(zhàn)鐵礦具熱液活動(dòng)跡象，圍巖蝕變明顯。礦區(qū)礦石為磁鐵礦，形成晚于早期石榴子石等矽卡巖的形成，鐵礦石既可在矽卡巖中，也可在外接觸帶圍巖中，說(shuō)明該礦床具矽卡巖型礦床特征。綜上所述，備戰(zhàn)鐵礦礦床成因類(lèi)型與火山沉積型鐵礦和矽卡巖型鐵礦類(lèi)似。具體為何種成因類(lèi)型還需從成礦過(guò)程中進(jìn)行分析。

3.4 成礦過(guò)程分析

巖漿活動(dòng)礦區(qū)巖漿活動(dòng)主要分3個(gè)階段：第一階段為中酸性巖漿侵入，形成石英正長(zhǎng)斑巖、石英二長(zhǎng)斑巖、霏細(xì)斑巖。該巖漿活動(dòng)后期，伴隨有原生含礦熔漿上升，沿構(gòu)造薄弱帶充填，形成角礫狀磁鐵礦石，矽卡巖角礫中有浸染狀磁鐵礦產(chǎn)出；第二階段為酸性巖漿侵入，依次為花崗斑巖及少量花崗閃長(zhǎng)巖，該階段對(duì)礦體影響不大；第三階段為后期中基性巖漿侵入，形成輝綠巖脈、閃長(zhǎng)巖脈，礦體附近巖脈對(duì)礦體具一定破壞作用。成礦階段劃分備戰(zhàn)鐵礦成礦階段分3期：火山沉積期、矽卡巖化改造期和表生氧化期?；鹕匠练e期，早石炭世伴隨著阿吾拉勒裂谷的形成，大哈拉軍山組火山巖中沉積了原始鐵礦層。鐵質(zhì)主要來(lái)源為火山活動(dòng)，生成首期品位較低的原始鐵礦層；矽卡巖化改造期，火山活動(dòng)形成的鐵礦體受到巖漿熱液活動(dòng)的改造，形成鐵礦床與矽卡巖共生現(xiàn)狀?？杉?xì)分為3個(gè)階段：早期氧化物-硅酸鹽階段、硫化物階段和碳酸巖階段。

4 結(jié)論

（1）備戰(zhàn)鐵礦成巖成礦年代為(301.36±0.93)Ma，屬晚石炭世早期，表明備戰(zhàn)鐵礦成礦環(huán)境為晚石炭世裂谷閉合環(huán)境。

（2）從微量元素地球化學(xué)方面對(duì)礦石和圍巖原巖進(jìn)行分析，表明備戰(zhàn)鐵礦與圍巖有成因上聯(lián)系，具典型大陸玄武巖特征，巖漿形成于海陸交互相。

（3）從礦石成礦物質(zhì)來(lái)源方面進(jìn)行分析，備戰(zhàn)鐵礦礦石和圍巖原巖一致，為玄武巖，玄武巖原巖巖漿源于上地幔，成分受地?？刂?，且在噴發(fā)過(guò)程中與大陸殼物質(zhì)或花崗質(zhì)巖石進(jìn)行混合巖化作用，表明備戰(zhàn)鐵礦成礦物質(zhì)來(lái)源于富集地幔源。綜上所述，備戰(zhàn)鐵礦礦床成因類(lèi)型為火山沉積后期矽卡巖化改造富集型磁鐵礦床。

F416.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-6-3-2