西昆侖塔什庫爾干鐵礦帶礦床類型、成因及成礦規(guī)律

張連昌　馮京　董連慧　朱明田　鄭夢天　李智泉　郝延?！∈窬?/p>

摘 要：在對西昆侖塔什庫爾干地塊地質(zhì)演化、含礦巖系、鋯石U-Pb同位素年代學(xué)和典型鐵礦床進行研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)了區(qū)域含礦建造的特征、時代、礦床類型及成礦規(guī)律。結(jié)果表明：西昆侖塔什庫爾干地塊原“布倫闊勒群”實際上發(fā)育古元古代（2 100～2 500 Ma）、寒武紀早期（510～540 Ma）等兩期沉積成礦事件，同時在中晚元古代（800～1 800 Ma）和海西期—印支期（200～410 Ma）分別發(fā)生過強烈的變質(zhì)和變形作用，局部富礦的形成可能與后期熱液的疊加改造作用有關(guān)。區(qū)域鐵礦可劃分為兩類：一為條帶狀鐵建造遭受后期熱液疊加改造的沉積變質(zhì)型鐵礦床，如贊坎、莫喀爾和吉爾鐵克溝鐵礦床，其形成環(huán)境為早元古代活動陸緣的弱氧化—還原的淺海相沉積環(huán)境，成礦物質(zhì)來源于海底熱液對基性火山巖的淋濾及少量陸源物質(zhì)的風(fēng)化；二為早寒武世海相火山-噴流沉積型鐵礦床，如喀來子、老并和葉里克鐵礦床，其形成條件為半深?！獪\海相、弱氧化—半氧化的斷陷盆地環(huán)境，成礦成巖物質(zhì)主要來源于海底熱水沉積及陸源物質(zhì)。根據(jù)區(qū)域成礦規(guī)律，推測卡拉本—喀來子—莫拉赫一帶是尋找早寒武世與海底噴流成礦系統(tǒng)有關(guān)的鐵-多金屬礦的有利地區(qū)，吉爾鐵克溝—贊坎北地區(qū)、莫喀爾及其以南地區(qū)是贊坎鐵礦帶的北延和南延，是尋找古元古代沉積變質(zhì)型鐵礦的有利地區(qū)。

關(guān)鍵詞：鐵建造；礦床類型；礦床成因；成礦規(guī)律；沉積變質(zhì)；噴流沉積；塔什庫爾干地塊；西昆侖

中圖分類號：P618.31 文獻標志碼：A

Abstract： Based on the studies of the geological evolution， field investigation of the ore-bearing rock series， zircon U-Pb isotope chronology and typical iron ore deposits of Taxkorgan Block in West Kunlun， the characteristics and forming ages of regional ore-bearing formation， ore deposit type and metallogenic regularity were summarized. The results show that the previously defined “Bulunkuole Group” actually contains Paleoproterozoic （2 100-2 500 Ma） and Early Cambrian （510-540 Ma） sedimentary metallogenic events， which are suffered to the intensely metamorphism and deformation in both Middle-Late Proterozoic （800-1 800 Ma） and Hercynian-Indosinian （200-410 Ma）. Moreover， the genesis of the local high-grade ores may be related to the later hydrothermal activities. The regional iron deposits can be divided into two types. The first one is the meta-sedimentary type iron deposit that is superimposed and transformed by the later hydrothermal fluids； taking Zankan， Mokaer and Jiertiekegou as examples， they form in weakly oxic to reducing marine sedimentary environment of Early Proterozoic active continental margin and the metallogenetic materials are derived from the leaching of basic volcanic rocks by seafloor hydrothermal fluids and a small amount of terrigenous sediments input. The second type is the Early Cambrian marine volcanic exhalative sedimentary iron deposit， such as Kalaizi， Laobing and Yeleke sulfate-iron deposit； their depositional environment should be bathyal-neritic facies weakly oxic to suboxic faulted basin； and the ore-forming materials come from the submarine hydrothermal sedimentary and terrigenous materials input. According to the regional metallogenic regularity， it is speculated that Kalaben-Kalaizi-Molahe belt is the favorable area for prospecting the iron-polymetallic deposits， which associate with the Early Cambrian marine exhalative metallogenic system. While， Jiertiekegou-Zankanbei area， Mokaer and its southern area， which are the northward and southward extensional zones of Zankan iron ore belt， are both the favorable areas for prospecting the meta-sedimentary type of Paleoproterozoic iron deposits.

Key words： iron formation； deposit type； deposit origin； metallogenic regularity； meta-sedimentary； exhalative sedimentary； Taxkorgan Block； West Kunlun

0 引 言

近年來，新疆地質(zhì)礦產(chǎn)部門在阿爾泰、西天山和西昆侖等地的鐵礦勘查中取得了一批重要成果，取得重大突破的礦床類型主要是海相火山巖型和沉積變質(zhì)型[1]。其中，沉積變質(zhì)型鐵礦主要分布于塔里木盆地周緣及昆侖山的前寒武紀地塊區(qū)。在西昆侖塔什庫爾干地塊原“布倫闊勒群”下部和上部先后發(fā)現(xiàn)了一系列沉積變質(zhì)型磁鐵礦床，如贊坎、莫喀爾、吉爾鐵克溝、老并、葉里克、喀來子等大中型鐵礦，以及塔阿西、蘇巴什、孜洛依、其克爾克、河可蘭爾等中小型鐵礦，形成一條NW—SE向展布的規(guī)模巨大的沉積變質(zhì)型磁鐵礦帶[2]。該鐵礦帶的發(fā)現(xiàn)對于穩(wěn)定南疆社會秩序，加快地方經(jīng)濟發(fā)展，開發(fā)中巴經(jīng)濟走廊具有重要的戰(zhàn)略意義。

由于區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景、塔什庫爾干地塊的屬性及演化過程、布倫闊勒群的組成范圍及時代等研究程度較低，致使賦存于塔什庫爾干地塊中的鐵礦類型及成因機制等存在不同認識。其中主要有形成于前寒武紀地塊的沉積變質(zhì)（或BIF）型[3-5]和早古生代海相沉積型[6-9]的成因認識。本文通過對塔什庫爾干地塊地質(zhì)演化、鐵建造類型和鋯石U-Pb同位素年代學(xué)等的綜合研究，對區(qū)域含礦地層時代、成礦年齡、礦床類型及成礦規(guī)律等方面進行了歸納總結(jié)。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

西昆侖位于青藏高原西北緣和塔里木盆地西南緣，總體呈現(xiàn)為NW—SE向巨型反“S”狀展布[9]（圖1）。西昆侖造山帶形成于古亞洲洋和特提斯構(gòu)造域的交匯部位，經(jīng)歷了長期的復(fù)雜演化，同時新生代青藏高原的隆升和帕米爾構(gòu)造節(jié)的形成使該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造變得更為復(fù)雜[10-12]。西昆侖地區(qū)出露地層較為齊全，從下元古界到新生界都有發(fā)育，以元古宙和古生界發(fā)育為特征。該區(qū)在構(gòu)造上存在多條縫合帶和構(gòu)造混雜巖，以庫地蛇綠巖和麻扎混雜巖最為著名。區(qū)域斷裂構(gòu)造發(fā)育，包括塔阿西、康西瓦和布倫口等深大斷裂。區(qū)域巖漿巖活動強烈，中酸性侵入巖占絕對優(yōu)勢，堿性巖次之，中基性巖相對較少。巖漿侵入活動以燕山期最為強烈和頻繁，次為喜馬拉雅期，其中走克本、馬爾洋和大同巖體規(guī)模較大。

原“布倫闊勒群”是塔什庫爾干地塊的主要組成部分，是西昆侖鐵礦的主要賦礦地質(zhì)體。區(qū)內(nèi)鐵礦主要分布于塔阿西斷裂以東、康西瓦斷裂以西的塔什庫爾干地塊布倫闊勒群變質(zhì)巖系中（圖1）。近年來，圍繞布倫闊勒群變質(zhì)巖和鐵礦的形成時代，研究者做了大量鋯石年代學(xué)工作。本文通過收集整理有關(guān)原“布倫闊勒群”火山-沉積建造及鐵礦圍巖的鋯石U-Pb年代學(xué)新資料（表1）[3，5-7，13-18]，認為分布于塔什庫爾干地塊原“布倫闊勒群”除繼續(xù)保留部分古元古代變質(zhì)地層外，還應(yīng)分離出一套早古生代地層，其中在喀來子—葉里克—塔阿西一線劃分出早寒武世沉積-成礦區(qū)（帶）的證據(jù)比較充分（圖2）。

下元古界布倫闊勒群為一套富含石榴石、矽線石等特征變質(zhì)礦物的變質(zhì)巖系，變質(zhì)程度達高角閃巖相。主要巖石類型有角閃斜長片麻巖、石榴斜長角閃片麻巖、黑云斜長片麻巖、石榴黑云斜長片麻巖、矽線石榴黑云斜長片麻巖、大理巖，夾石英巖、黑云石英片巖和少量變質(zhì)杏仁狀安山巖。本區(qū)有較多的花崗偉晶巖脈，花崗閃長巖脈、石英巖脈呈順層或斜切貫入其中。另外，本區(qū)在塔合曼、贊坎等地還發(fā)育一套含鐵建造，巖性有層狀-條帶狀磁鐵礦、磁鐵石英巖、含礦黑云斜長片麻巖等，為區(qū)內(nèi)重要的含鐵層位，有的地區(qū)還形成規(guī)模巨大的沉積-變質(zhì)型磁鐵礦床。綜合前人資料，布倫闊勒群按巖性可分為含鐵巖段、（含石榴）斜長角閃片麻巖段、矽線石榴片麻巖-石英巖段、大理巖段等4套變質(zhì)建造組合。

（1）含鐵巖段：分布于布倫闊勒群西部，主要巖性組合包括層狀-條帶狀磁鐵礦、磁鐵石英巖、（含磁鐵）黑云斜長片麻巖夾斜長角閃片（麻）巖等，具典型的沉積-變質(zhì)型磁鐵礦特征。

（2）（含石榴）斜長角閃片麻巖段：主體分布于布倫闊勒群中部，主要巖性組合為斜長角閃片麻巖、石榴角閃片麻巖，夾少量石榴黑云石英片巖、二云斜長片麻巖。

（3）矽線石榴片麻巖-石英巖段：主體分布于布倫闊勒群中東部，巖石富含石榴石、矽線石等特征變質(zhì)礦物，體積分數(shù)高者為20%～30%。其主要巖石組合為含石榴黑云石英片巖、含矽線石榴斜長黑云石英片巖、含石榴石英巖、含石榴石大理巖、含（矽線）石榴黑云斜長片麻巖，夾少量角閃片巖和斜長角閃片巖等，局部出現(xiàn)矽線石片巖及石榴石巖，石榴石、矽線石結(jié)晶粗大，石榴石大者直徑可達4 cm，顏色多呈玫瑰紅色。

（4）大理巖段：主體分布于布倫闊勒群東部，主要巖性組合為黑云母大理巖、透閃石大理巖，夾石榴黑云石英片巖、片麻巖等。

該套地層片麻理及脈體揉皺較強，構(gòu)造置換強烈，原始構(gòu)造形態(tài)已難以恢復(fù)。其褶皺表現(xiàn)為一系列片麻理的平臥褶皺、斜臥褶皺以及片內(nèi)無根褶皺等，并形成一系列復(fù)式背向斜構(gòu)造。其塑性流變特征明顯，石英脈體拉長，部分地段顯示較清楚的變晶糜棱結(jié)構(gòu)，鏡下可見石英多晶條帶、長石旋轉(zhuǎn)碎斑等，表現(xiàn)其遭受過強烈的韌性剪切變形。巖石中有大量長英質(zhì)、花崗質(zhì)巖脈，亦強烈揉皺，呈不規(guī)則腸狀或拉斷成石香腸狀。原始結(jié)構(gòu)構(gòu)造因經(jīng)過區(qū)域變質(zhì)作用徹底改造，難以尋覓，只有變質(zhì)火山巖中殘留有杏仁狀構(gòu)造特征。其斷裂也多為走向斷裂，與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。

從巖石組合和沉積建造綜合分析，布倫闊勒巖群形成于海相沉積，火山活動強烈，具多旋回噴發(fā)特征，自西向東形成硅鐵建造、中基性火山巖建造、碎屑巖建造、碳酸鹽巖建造組合。

下寒武統(tǒng)地層是本文新厘定的地層單元，沿葉里克—老并—喀來子鐵礦區(qū)一線展布，主要是一套變質(zhì)的沉積碎屑巖-碳酸鹽巖-硫酸鹽巖-磁鐵礦建造（圖2）。其中，喀來子礦區(qū)主要巖石類型以（石榴石）二云母石英片巖為主，并含黑云斜長片麻巖、磁鐵礦化白云石大理巖、硬石膏巖、方解石石英磁鐵巖和（角閃）斜長變粒巖，局部夾二云母斜長片麻巖等。老并礦區(qū)巖石類型主要為片巖類、角閃質(zhì)巖類、長英質(zhì)巖類及大理巖和硬石膏巖類，其中斜長角閃片巖和黑云石英片巖為區(qū)內(nèi)鐵礦的主要賦礦圍巖。葉里克鐵礦區(qū)主要為黑云母石英片巖、石英片巖、斜長角閃片巖和大理巖，局部夾角閃片巖、斜長片麻巖、黑云斜長片麻巖和角閃石英片巖等，并在原黑云母石英片巖中識別出一類區(qū)別于典型黑云母石英片巖的變英安巖。