新疆哈密庫姆塔格鐵礦特征及其成礦模式初探

曲風(fēng)英 殷長江 張濤 郭陽 李杉杉（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，新疆哈密 839000）

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新疆哈密庫姆塔格鐵礦特征及其成礦模式初探

曲風(fēng)英 殷長江 張濤 郭陽 李杉杉
（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊(duì)，新疆哈密 839000）

【摘要】庫姆塔格鐵礦位于雅滿蘇Au-Cu-Fe-Mn成礦亞帶的西部，是中天山地塊內(nèi)鐵礦的重要成礦帶，本文通過對(duì)新疆哈密庫姆塔格鐵礦的大地構(gòu)造背景、賦礦圍巖、礦體特征、礦石物質(zhì)組份、蝕變特征等方面進(jìn)行綜合分析，初步認(rèn)為本礦床是經(jīng)過兩次作用形成的，即海底火山噴流沉積作用和后期的熱液改造富集作用形成，并初步建立了該礦床的成礦模式，對(duì)在該地區(qū)尋找類似的鐵礦床起到了初步指導(dǎo)性的作用。

【關(guān)鍵詞】庫姆塔格鐵礦 礦體特征 火山噴流沉積作用 熱液改造富集作用 成礦模式

1 區(qū)域地質(zhì)背景

庫姆塔格鐵礦位于塔里木板塊前緣活動(dòng)帶覺羅塔格石炭紀(jì)島弧帶的南緣，阿奇克庫都克-沙泉子深斷裂北側(cè)與中天山地塊晚元古代坳陷區(qū)的交接部位，處于雅滿蘇Au Cu Fe Mn成礦亞帶的西部，出露地層主要為中石炭統(tǒng)碎屑巖-火山碎屑巖建造。巖漿巖為華力西中期的花崗巖和閃長巖，在區(qū)域內(nèi)的中-酸性火山巖中已發(fā)現(xiàn)多處銅鐵礦礦床。

2 成礦地質(zhì)環(huán)境

庫姆塔格鐵礦區(qū)東西長6千米，南北寬1千米，呈近東西向分布。區(qū)內(nèi)出露地層主有中-上石炭統(tǒng)吐古吐布拉克組和下二疊統(tǒng)哲斯組。吐古吐布拉克組為庫姆塔格鐵礦床的賦礦地層，該組下段為海相噴發(fā)熔巖建造、上段為碳酸鹽巖—沙泥質(zhì)巖建造。

下段海相噴發(fā)熔巖建造：該段地層呈東西向長條狀分布于礦區(qū)北部，主要為安山玢巖夾凝灰?guī)r、火山角礫巖、集塊巖，在層位的中上部尚存有薄層狀灰?guī)r，在安山玢巖中含有紅色碧玉條帶和透鏡體。

上段碳酸巖鹽—沙泥質(zhì)巖建造：該段地層主要為一套凝灰?guī)r、碳酸鹽巖、砂礫巖、泥質(zhì)巖所組成。

礦區(qū)處于兩個(gè)大地構(gòu)造單元的交界部位，褶皺斷裂十分發(fā)育，以東向西的壓性構(gòu)造為主礦區(qū)主要由一系列大致平行分布的東西向同向歪斜褶曲和沖斷層所組成，為礦區(qū)主要構(gòu)造骨架。褶曲軸面傾向南，傾角在80°以上。沖斷層結(jié)構(gòu)面傾向南北，一般傾角60-70°，。在沖斷層兩側(cè)常派生出分支斷裂和牽引褶曲。沿?cái)鄬咏徊娌课坏臄嗔褞嫌屑?xì)晶花崗巖脈侵入。

礦區(qū)巖漿巖主要為華力西期侵入體，其侵入嚴(yán)格受深大斷裂所控制，深大斷裂以南侵入巖多為大的巖株和巖基大規(guī)模侵入的閃長巖體、正長花崗巖體和花崗巖體；深大斷裂以北巖漿侵入活動(dòng)大為減弱，主要表現(xiàn)為巖脈侵入，見有閃長巖脈、鈉長斑巖脈等。

3 礦床特征

3.1 礦體規(guī)模、形態(tài)及產(chǎn)狀

鐵礦床東西長4千米，南北寬0.8千米，分為南北兩個(gè)礦帶，兩礦帶相距0.3千米，皆呈東西向延伸，TFe品位多在30-35%，主要礦體有Ⅱ9、Ⅰ2、Ⅰ4、Ⅰ5等，分述如下：

Ⅱ9號(hào)礦體：礦體長570米，最大厚度12米，礦體產(chǎn)于向斜構(gòu)造的軸部，礦體頂、底板為含鐵灰?guī)r，部分地段為含鐵生物碎屑灰?guī)r、砂巖及白云質(zhì)灰?guī)r，礦體與圍巖呈漸變過渡關(guān)系。

Ⅰ2號(hào)礦體：呈似層狀，產(chǎn)于向斜構(gòu)造南翼，傾向北，傾角53°，礦體長430米，最大厚度9.5米，平均厚度4.6米。底板為鐵質(zhì)灰?guī)r，頂板為含鐵灰?guī)r，部分地段為石灰?guī)r和絹云母片巖。

Ⅰ4號(hào)礦體：由多個(gè)透鏡狀和層狀礦體組成，向下深處連為一體，呈層狀產(chǎn)出，長2千余米，礦層厚度5-10米，最大厚度25米，礦體底板主要為含鐵灰?guī)r，局部地段為鈣質(zhì)凝灰砂巖及白云質(zhì)灰?guī)r。頂板為含鐵灰?guī)r及鐵白云巖，個(gè)別地段為凝灰砂巖和鐵質(zhì)灰?guī)r。

Ⅰ5號(hào)礦體：礦體呈層狀，走向?yàn)闁|西向，斷續(xù)延伸約2千米，礦體中部厚度25米，向東西兩端逐漸變薄。該礦體位于Ⅰ4號(hào)礦體之上，與之平行分布。礦體頂皆為鐵質(zhì)灰?guī)r和含鐵灰?guī)r，局部為鈣質(zhì)凝灰砂巖及泥質(zhì)巖。

3.2 礦石礦物分布

礦石礦物主要為菱鐵礦和褐鐵礦，褐鐵礦為菱鐵礦的氧化礦物，褐鐵礦中含有少量的水赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、軟錳礦和硬錳礦；脈石礦物主要為方解石，少量的石英、鐵白云母，微量的絹云母、榍石、電氣石、白鈦石、磷灰石、金紅石等。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦石類型

礦石的自然類型分為菱鐵礦、褐鐵礦。

菱鐵礦：灰白色，米黃—淺肉紅色，自形、半自形、它形粒狀結(jié)構(gòu)及花崗變晶結(jié)構(gòu)。礦區(qū)中部礦石結(jié)晶粗大，向東西兩側(cè)結(jié)晶變細(xì)。致密塊狀構(gòu)造。

褐鐵礦：褐色，黃褐色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，膠狀構(gòu)造，局部見菱形結(jié)構(gòu)，成假像褐鐵礦，致密狀構(gòu)造及帶狀構(gòu)造（由針鐵礦和水針鐵礦相間環(huán)帶組成）。

4 圍巖蝕變

庫姆塔格鐵礦床中，礦體附近或礦帶上圍巖具有較強(qiáng)烈的中—低溫?zé)嵋何g變現(xiàn)象，如絹云母化、鐵白云石化、綠泥石化、硅化、明礬石化—石膏化等。

絹云母化：出現(xiàn)于控礦碳酸巖層以上的凝灰砂巖、凝灰粉砂巖及細(xì)晶花崗巖中。絹云母呈細(xì)鱗片狀交代斜長石和火山碎屑。當(dāng)其全部被絹云母交代時(shí)，巖石顯示變余狀結(jié)構(gòu)和變余凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)。

鐵白云巖化：是礦區(qū)的重要蝕變，主要發(fā)生在灰?guī)r層中。主要礦物成分為鐵白云石，鐵白云石交代方解石，形成交代殘留結(jié)構(gòu)，可見灰?guī)r殘留體。

綠泥石化：在凝灰砂巖、凝灰粉砂巖及菱鐵礦石中都有出現(xiàn)。在凝灰砂巖中，大量的葉綠泥化呈不規(guī)則侵染狀分布，葉綠泥石呈脈狀穿插交代菱鐵礦。

明礬石—石膏化：為該菱鐵礦區(qū)又一重要蝕變，經(jīng)鉆探揭示，石膏層沿走向和傾向變化大，石膏巖層礦物成分主要為硬石膏。石膏巖以呈脈狀充填交代凝灰砂巖為主，其次交代鐵白云石化灰?guī)r和菱鐵礦層。

硅化：硅化呈網(wǎng)絡(luò)狀交代褐鐵礦石，使礦石顯示角礫狀構(gòu)造特征。在菱鐵礦石中也有微細(xì)石英脈穿插。

褐鐵礦化：在外生條件下，礦床中部分菱鐵礦石被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦石，礦體的近礦圍巖白云巖及凝灰砂巖也發(fā)生褐鐵礦化，形成褐鐵礦化灰?guī)r等。

5 礦床成礦模式

綜合庫姆塔格鐵礦特征，該鐵礦的形成經(jīng)歷了海底火山噴流熱液沉積成礦和后期熱液交代疊加改造。

海底火山噴流沉積成礦：中天山地塊北緣與覺羅塔格南緣庫姆塔格地區(qū)，在石炭紀(jì)早期強(qiáng)烈的火山噴發(fā)，沉積了巨厚的島弧型火山熔巖和火山碎屑巖。至中—上石炭世庫姆塔格地區(qū)形成一海灣構(gòu)成相對(duì)封閉的沉積環(huán)境，海底火山噴發(fā)沉積形成吐古吐布拉克組一套中性火山熔巖—火山碎屑巖建造，含礦控礦的灰?guī)r—菱鐵礦層產(chǎn)于該建造的中上部。根據(jù)巖相分析，灰?guī)r和菱鐵礦體應(yīng)為火山噴發(fā)間歇期形成，在此期間火山在噴流噴氣和海水沿火山機(jī)構(gòu)和海底斷裂系統(tǒng)下滲，在洋殼深部循環(huán)，并演化成中溫富含F(xiàn)e、Mg、Ca、S、CO2和H2S等成礦物質(zhì)的流體，隨著地?zé)崽荻壬撸V流體在熱動(dòng)力推動(dòng)下，沿著火山機(jī)構(gòu)和海底斷裂噴流出海底，在海底匯聚，熱液對(duì)流系統(tǒng)形成。富含礦質(zhì)的熱液，在海底相對(duì)封閉還原和水動(dòng)力條件較弱的環(huán)境中，與海水發(fā)生反應(yīng)沉積形成菱鐵礦層。

后期中—低溫?zé)嵋航淮鷮?duì)鐵礦床的疊加改造：礦區(qū)南部華力西中期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和二長花崗巖漿侵入之后，隨著巖漿冷凝結(jié)晶過程，分異出大量的揮發(fā)組分和礦質(zhì)，如H2O、CO2、SO2及Fe、Mg等，加上與大氣降水的混合聚集形成含CO2等礦質(zhì)的熱水溶液。含礦熱液在熱動(dòng)力和構(gòu)造應(yīng)力的作用下，向圍壓力含礦帶低處運(yùn)移，在運(yùn)移過程中又萃取了圍巖中的Fe、Mg等礦質(zhì)，大量的含礦熱液進(jìn)入礦帶后，與含礦的碳酸鹽巖和礦體發(fā)生滲濾交代作用，熱液交代使灰?guī)r、鐵白云巖化和菱鐵礦化，從而改造加富了菱鐵礦層。交代殘余溶液富含Ca、Mg 、H2O、SO2等礦質(zhì)，水介質(zhì)的氧化還原電位逐漸升高，SO2被氧化成［SO4］，與Ca結(jié)合形成石膏層。石膏在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，變形縮水，擠壓貫入于層間和構(gòu)造空間，形成巨厚的石膏礦層。

因此，庫姆塔格鐵礦成礦模式為：海相火山沉積—后期熱液交代加富改造成礦。其成礦模式如圖1。

參考文獻(xiàn)：

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［3］蘇桂芬，劉風(fēng)民，馮俊嶺.典型巖石薄片顯微圖冊(cè).地質(zhì)出版社，2012年第8期.

作者簡介：曲風(fēng)英（1971—），女，新疆哈密人，學(xué)士學(xué)位，長期從事礦產(chǎn)地質(zhì)工作。