喀拉昆侖山黑恰鐵多金屬礦地質(zhì)特征及成因初探

王輝，范玉海,2，楊晨，仇銀江，匡經(jīng)水，廖友運，張少鵬,2，郭鵬程

(1.中煤航測遙感局西安煤航地質(zhì)勘查院，陜西 西安 710054；2.長安大學(xué)地球科學(xué)與國土資源學(xué)院，陜西 西安 710054；3.新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)勘查基金項目管理中心，新疆 烏魯木齊 830000)

眾所周知，鐵礦是喀喇昆侖地區(qū)最具優(yōu)勢的礦種之一。近年來，在眾多礦產(chǎn)地質(zhì)工作者的不懈努力下，已獲重要找礦突破。該礦種具有成礦期次多、賦礦層位多、分布范圍廣、礦床規(guī)模大、礦床類型多樣、共(伴)生成礦元素多、工業(yè)價值高的特點(李文淵等，2011；孫海田等，1997；王書來等，2000；西北地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，2006；楊合群等，2017；李先軍等，2009；李寶強等，2006；李文淵，2015；董永觀等，2003；褚少雄，2008；于曉飛，2008；燕長海等，2012；馮榮昌，2011)。在北起木吉—布倫口一帶(切列克其菱鐵礦、哈拉墩鐵銅金礦、沙子溝銅礦、卡拉瑪銅礦、卡拉庫里銅礦、卡拉庫里銅礦)，經(jīng)塔什庫爾干(克打石溝菱鐵礦點、色湯溝金礦點)，向東南延伸至黑恰達(dá)坂一帶(黑黑孜站干鐵礦)，延伸長度達(dá)1 000余千米(喬耿彪等，2016；趙振明等，2010)，帶內(nèi)成礦事實眾多，賦存于志留系的海相沉積型菱鐵礦是該區(qū)重要的鐵礦類型之一，其中以西北部的切列克其菱鐵礦和東南部的黑黑孜站干菱鐵礦為典型礦床，同屬切列克其式鐵礦(楊合群等，2017)。

該區(qū)地處喀喇昆侖山北緣，位于該帶東南段的國道219線黑恰達(dá)坂以南地帶，行政區(qū)劃隸屬新疆葉城縣與皮山縣共同管轄。黑恰鐵多金屬礦化帶是2011年利用高分遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)并圈定的(金謀順等，2014；王輝等，2016)，黑黑孜站干典型鐵礦床即位于該礦化帶的西北端，近年來進一步的調(diào)查工作又發(fā)現(xiàn)多處鐵多金屬(銅、鉛、鋅)成礦線索，有望在今后的礦產(chǎn)地質(zhì)工作中實現(xiàn)找礦突破。

對于志留系海相沉積型菱鐵礦的研究，以往關(guān)注區(qū)域多在集中在研究區(qū)外的西北段，尤其是對切列克其菱鐵礦討論十分熱烈(喬耿彪等，2016；李鳳鳴等，2010；李金虎，2008；李金虎等，2011；方懷賓等，2009；曾威等，2014)，而對研究區(qū)黑恰鐵多金屬礦化帶研究較少；在區(qū)內(nèi)以往多側(cè)重鐵礦種的評價與研究，對區(qū)內(nèi)銅、鉛、鋅礦涉及甚少；多注重菱鐵礦床成因類型探討，對成礦期后的鐵礦改造與銅、鉛、鋅活化再造及控礦構(gòu)造樣式的研究甚少，不利于指導(dǎo)下一步找礦評價工作。本次在運用高分遙感技術(shù)發(fā)現(xiàn)黑恰鐵多金屬礦化帶后，通過系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查，在詳細(xì)了解含礦建造的沉積序列、礦化帶地質(zhì)特征的基礎(chǔ)上，探討鐵礦床成礦作用和鐵礦沉積期后區(qū)域變質(zhì)-變形改造及構(gòu)造改造作用，分析鐵礦構(gòu)造控礦樣式與銅、鉛、鋅再造富集成礦機理，分析賤金屬與鐵礦之間的富集共生關(guān)系，預(yù)測礦化體的空間就位，結(jié)合找礦標(biāo)志，提出找礦方向，以指導(dǎo)該帶礦產(chǎn)勘查評價工作。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

黑恰鐵多金屬礦化帶位于西昆侖地區(qū)康西瓦斷裂以南的喀喇昆侖山北緣。大地構(gòu)造位置屬特提斯構(gòu)造域(Ⅱ)-北羌塘-唐古拉地塊(Ⅱ8)-阿克賽欽古生代陸緣盆地(李榮社等，2008)(圖1)。成礦單元屬于特提斯成礦域-喀喇昆侖-三江成礦省-喀喇昆侖-羌北成礦帶-慕士塔格-阿克賽欽成礦亞帶內(nèi)(伍耀中等，2016)。區(qū)域上廣泛出露古生代地層，其中下志留統(tǒng)溫泉溝群為主要賦礦地層，出露范圍最廣，向北為二疊系黃羊嶺群，二者呈斷層或構(gòu)造面理接觸關(guān)系。區(qū)內(nèi)巖漿作用相對較弱，侵入巖和火山巖均不甚發(fā)育。區(qū)內(nèi)地層普遍遭受低綠片巖相的淺變質(zhì)作用，變質(zhì)礦物組合為：絹云母+綠泥石+石英；黑云母+絹云母+綠泥石+石英；絹云母+黑云母+石英；變質(zhì)溫度300～500℃，壓力為0.2～1.0GPa(計文化等，2004)。區(qū)內(nèi)地層變形強烈，同變質(zhì)期透入性劈理發(fā)育，面理置換強烈，形成假單斜、假互層及假夾層，局部見緊閉同斜褶皺。變質(zhì)期后的中淺層次韌-脆性斷裂構(gòu)造和晚期的淺表層次脆性斷裂構(gòu)造也很發(fā)育。

①.柯崗斷裂；②.其曼于特-祁漫塔格早古生代蛇綠構(gòu)造混雜巖帶；③.蒙古包-普守早古生代蛇綠構(gòu)造混雜巖帶；④.柳什塔格-巖碧山-向陽泉中昆侖斷裂帶；⑤.蘇巴什-木孜塔格晚古生代蛇綠構(gòu)造混雜巖帶；⑥.郭扎錯-西金烏蘭胡-金沙江結(jié)合帶；⑦.龍木錯-雙湖結(jié)合帶；⑧.班公湖-怒江結(jié)合帶；⑨.獅泉河結(jié)合帶；Ⅰ1.塔里木陸塊；Ⅰ2.鐵克里克斷隆帶；Ⅲ1.北昆侖(其曼塔格)晚古生代巖漿弧帶；Ⅲ2.中昆侖微陸塊(早古生代與晚古生代構(gòu)造疊加復(fù)合帶)；Ⅲ21.中昆侖微陸塊北帶；Ⅲ22.中昆侖微陸塊南帶；Ⅲ3.南昆侖晚古生代殘弧帶；Ⅳ.巴顏喀拉晚古生代—中生代邊緣裂陷盆地；Ⅵ.甜水海-北羌塘微陸塊群；Ⅵ1.甜水海微陸塊群；Ⅵ2.神仙灣二疊—三疊紀(jì)邊緣裂陷帶；Ⅶ.喀拉昆侖-南羌塘陸塊；Ⅷ.班戈-騰沖燕山期巖漿弧帶；Ⅸ.岡底斯-下察隅晚燕山-喜山期巖漿弧帶圖1 研究區(qū)構(gòu)造位置示意圖Fig.1 Structure map of the study area

下志留統(tǒng)溫泉溝群為黑恰鐵多金屬礦化帶的賦礦巖系。該群自下而上可進一步劃分為A、B、C、D四個組，黑恰鐵多金屬礦化帶位于D組(S1Wd)偏頂部，層控特征明顯。該群巖性主要由絹云母板巖、粉砂質(zhì)板巖、變細(xì)砂巖、變質(zhì)細(xì)粒長石石英(雜)砂巖等組成，另見少量碳酸鹽巖、強絹云母化英安巖、片理化安山質(zhì)角礫熔巖、片理化蝕變安山巖及硅質(zhì)巖等。巖石以細(xì)粒碎屑巖為主，地層中保留有大量的沉積韻律，由砂巖與粉砂質(zhì)板巖組成，縱向上疊覆出現(xiàn)，構(gòu)成旋回性沉積層序；沉積構(gòu)造有水平層理、平行層理及少量的沖刷面構(gòu)造(C組中)；總體具有深水相濁積巖的特征，露頭上見有大量的鮑馬序列B、C、E段及C、E段。將溫泉溝群中砂巖微量元素做標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖，結(jié)果顯示為被動陸緣環(huán)境(計文化等，2004)。在研究區(qū)外的西北方向塔阿西—色克布拉克結(jié)合帶分布有達(dá)布達(dá)爾-哈尼沙里地蛇綠構(gòu)造混雜巖帶，由哈尼沙里地橄欖巖-輝橄巖-輝長巖體(4km2)和達(dá)布達(dá)爾東零星出露的數(shù)個橄欖巖-輝石巖(1.5km2)小巖體及羊種場—西若達(dá)坂南一帶與前述巖體共生的基性-中性火山巖(近100km2)共同構(gòu)成。達(dá)布達(dá)爾-哈尼沙里地蛇綠巖具洋中脊拉斑玄武巖的基本特點，也可能是硅鋁質(zhì)大陸邊緣巖石圈減薄形成類似大陸邊緣裂谷型盆地的巖石組合(計文化等，2014)。綜合上述特征，溫泉溝群沉積期總體屬被動陸緣裂陷-裂谷背景下的半深海-深海斜坡間濱淺海陸棚沉積環(huán)境。

2 礦化帶地質(zhì)特征

2.1 礦床與礦點的空間分布

黑恰鐵多金屬礦化帶位于溫泉溝群D段偏頂部的濱淺海陸棚相細(xì)碎屑巖間碳酸鹽巖建造內(nèi)，產(chǎn)出層位穩(wěn)定，層控特征明顯。該帶向北被康西瓦斷裂所截，向東南延伸出區(qū)外，區(qū)內(nèi)延伸長度約60km。黑黑孜站干典型菱鐵礦床即位于礦化帶西北端。除此之外，通過水系沉積物地球化學(xué)測量、異常查證、地表詳細(xì)追索，配合探槽工程揭露，帶內(nèi)新發(fā)現(xiàn)眾多成礦線索，其中西北段7個礦(化)點，東南段3個礦化點(王輝等，2014)(圖2)。

2.2 高分遙感地質(zhì)特征

黑恰鐵多金屬礦化帶在IKONOS(波段組合B3(R)B2(G)B1(B))高分遙感圖像中鐵礦化信息較弱，表現(xiàn)為淡褐色帶狀影紋圖案，與兩側(cè)巖層影像特征略有差異，礦化帶邊界隱晦，較難識別。利用IKONOS數(shù)據(jù)B1、B3、B4、B2波段進行主成分分析，增強礦化弱信息，取第三主分量與原始1、3波段組合得到的新圖像中，礦化帶呈桃紅色色調(diào)，帶狀影紋結(jié)構(gòu)，明顯區(qū)別于礦化帶兩側(cè)圍巖影像特征(圖3)，邊界清晰，易于直接判譯和圈定(金謀順等，2014；王輝等，2016)。

1.全新世沖積層;2.晚更新世冰水積、洪積;3.晚更新世新疆群;4.三疊紀(jì)巴顏喀喇山群;5.晚二疊世黃羊嶺群B組;6.早中二疊世黃羊嶺群A組;7.晚石炭世恰提爾群;8.早志留世溫泉溝群D組;9.早志留世溫泉溝群C組;10.早志留世溫泉溝群B組;11.早志留世溫泉溝群A組;12.早古生代未分;13.薊縣紀(jì)桑株塔格巖群;14.長城紀(jì)賽圖拉巖群C巖組;15.長城紀(jì)賽圖拉巖群B巖組;16.三疊紀(jì)謝依拉達(dá)坂巖體灰色花崗閃長巖;17.晚二疊世黑恰道班北巖體灰色花崗閃長巖;18.晚二疊世賽圖拉巖體淺灰色二長花崗巖;19.輝長巖;20.閃長巖;21.黑卡鐵多金屬礦化帶;22.鉛礦點;23.鐵多金屬礦點;24.銅礦點;25.菱鐵礦點圖2 黑恰鐵多金屬礦化帶典型礦床與礦(化)點分布簡圖Fig.2 Distribution of typical ore deposits and ore (chemical) points of Heiqia Polymetallic Mineralization Zone

在高分遙感解譯的基礎(chǔ)上，開展基于IKONOS數(shù)據(jù)進行高分遙感礦化異常信息的提取。鐵染信息的吸收特征波譜中心分別為0.45 μm、0.55 μm、0.85 μm和0.90 μm，反射特征波譜為0.60～0.80 μm，對應(yīng)于IKONOS數(shù)據(jù)，B1呈吸收特征，B3呈反射特征。通過主成分分析對特定的幾個波段進行正交變換，去除波段間的相關(guān)性，降低數(shù)據(jù)的維數(shù)，使盡可能多的有用信息集中到少量的波段圖像中。對IKONOS數(shù)據(jù)的B1、B3、B4、B2波段進行主成分變換，代表鐵染主分量的判斷準(zhǔn)則是在構(gòu)成該主分量的特征向量中，B3的系數(shù)應(yīng)與B1、B4的系數(shù)相反，一般與B2的系數(shù)相同。采用主成分分析法進行鐵礦化(鐵染)遙感異常信息提取，PC3是鐵染異常的特征主分量。按照均值+3δ(標(biāo)準(zhǔn)差)確定異常下限，提取出的鐵染異常特征明顯，呈帶狀分布(圖4)。

圖3 IKONOS高分遙感圖像主成分分析增強處理后的黑恰鐵多金屬礦化帶解譯標(biāo)志Fig.3 The interpretation key of Heiqia iron polymetallic mineralization zone after enhancement processing for Ikonosremote sensing data

圖4 IKONOS高分?jǐn)?shù)據(jù)提取的鐵染異常IKONOS(右上角為鐵礦體野外照片)Fig.4 The ferric contamination anomaly of IKONOS remote sensing data (Upper right corner for the iron ore field photos)

高分遙感解譯與圈定結(jié)果表明，該遙感礦化異常帶延伸方向為310°～320°，與地層產(chǎn)狀協(xié)調(diào)一致，在區(qū)內(nèi)延伸長度約60km，寬度200～500m。

2.3 鐵礦建造巖性特征與沉積相分析

巖性特征：含礦建造位于下志留統(tǒng)溫泉溝群(S1Wd)偏頂部，向北東側(cè)為二疊系黃羊嶺群A組(PHa)，二者以喀拉塔格斷裂為界。溫泉溝群d段(S1Wd)含礦建造段下伏巖性為青灰色含泥粉砂質(zhì)板巖夾變細(xì)砂巖，含礦段巖性由下而上為灰白色石英砂巖、鐵質(zhì)(含鐵)白云巖(風(fēng)化色為黃褐色)、白云質(zhì)大理巖(局部夾云質(zhì)灰?guī)r)、褐鐵礦(菱鐵礦氧化作用形成)(局部含銅、鉛、鋅、錳)、雜色泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖?？臻g上，碳酸鹽巖與鐵礦密切共生，成為重要找礦標(biāo)志之一。二疊系黃羊嶺群A組以灰黑色碳質(zhì)板巖和深灰色斑點狀(黃鐵礦變斑晶)板巖為特征，地層內(nèi)石英脈體普遍發(fā)育，二者巖性組合特征差異明顯，易于區(qū)分。

巖相特征與沉積序列：含礦建造底部斷續(xù)可見一層厚約3.4m的質(zhì)地較純的中-細(xì)粒石英砂巖，成分成熟度及結(jié)構(gòu)程度高，指示了海灘相；向上以鐵質(zhì)(含鐵)白云巖為主，夾白云質(zhì)灰?guī)r，指示了局限碳酸鹽臺地相；再向上即為鐵礦層位，鐵礦層位向上為灰綠、灰黃、紫紅色陸源細(xì)碎屑巖，巖性主要為泥質(zhì)粉砂巖，指示了臺地蒸發(fā)巖相?？梢姾V建造總體表現(xiàn)為海灘-濱、淺海陸棚沉積體系(圖5)。該套建造下伏巖性為粉砂質(zhì)板巖夾變細(xì)砂巖，為一套巨厚的復(fù)理石建造，指示深水斜坡相，也為溫泉溝群的最主要的沉積體系。由深水斜坡相突變?yōu)楹?淺海陸棚相，可能是溫泉溝群晚期由伸展裂陷向擠壓俯沖閉合構(gòu)造體制轉(zhuǎn)化的沉積響應(yīng)。因此，由構(gòu)造事件控制的沉積相突變與鐵多金屬礦成礦事件之間應(yīng)存在耦合關(guān)系。

2.4 帶內(nèi)典型礦床地質(zhì)特征

已知黑黑孜站干鐵礦床位于黑恰鐵多金屬礦化帶的最北端，是20世紀(jì)60年代新疆地礦局第二地質(zhì)大隊(喀什地質(zhì)大隊)發(fā)現(xiàn)的，評價規(guī)模為中等。因礦床局部富含鉛(銅、鋅)等多金屬，最早認(rèn)為是鉛鋅礦床，但經(jīng)過勘查后，發(fā)現(xiàn)是含多金屬菱鐵礦床。2004～2006年相關(guān)單位對該礦進行了系統(tǒng)的勘查工作，共查明礦體16條，獲鐵礦石總量392.86萬t。根據(jù)探采資料，該礦床相關(guān)地質(zhì)特征闡述如下。

礦床分為東、西2個礦段，詳細(xì)的地表追索，配合探槽工程及稀疏鉆探控制結(jié)果表明，礦體均位于淺海陸棚相碳酸鹽巖向碎屑巖過渡的部位，層位穩(wěn)定，層控特征明顯。各礦體特征基本相同，礦體總體呈似層狀或透鏡狀(局部可見穿層脈狀)，東段礦體走向延伸短，以透鏡狀為主，次為似層狀；西段礦體走向延伸長，以似層狀為主，次為透鏡狀。主要礦體產(chǎn)狀與圍巖產(chǎn)狀一致。礦床總體走向為NW—SE，與區(qū)域構(gòu)造線方位一致。礦體傾角為65°～85°，平均74°，單礦體長度20～440m，礦體厚度3.70～30.00 m，平均13.02m。礦體底板圍巖以鐵質(zhì)(含鐵)白云巖、云質(zhì)灰?guī)r及大理巖為主，次為石英變砂巖、砂質(zhì)板巖，頂板圍巖有鐵質(zhì)(含鐵)白云巖、灰?guī)r、大理巖、絹云母砂質(zhì)板巖及碳質(zhì)板巖等，東礦段頂板圍巖以絹云母砂質(zhì)板巖為主，西礦區(qū)以灰黑色碳質(zhì)板巖為主。圍巖蝕變不明顯，以硅化和碳酸鹽化為主。

圖5 黑恰鐵礦點含礦建造巖相與沉積序列柱狀圖Fig.5 Lithofacies and sedimentary sequences of Ore bearing formation in Heiqia Polymetallic Mineralization Zone

地表礦石結(jié)構(gòu)以他形細(xì)粒狀結(jié)構(gòu)為主，次為自形中-粗粒狀結(jié)構(gòu)和角礫狀結(jié)構(gòu)，后者呈脈狀穿插于前者之中，表現(xiàn)出明顯的后生關(guān)系。地表礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主，層狀、條帶狀構(gòu)造、紋層狀構(gòu)造次之，是典型的原生沉積構(gòu)造。另有脈狀、蜂窩狀、晶洞狀、晶簇狀、放射狀、同心環(huán)帶狀、皮殼狀構(gòu)造等，是后期變質(zhì)和熱液疊加作用形成的次生構(gòu)造。礦石礦物地表處以褐(赤)鐵礦，深部以菱鐵礦為主，并有少量方鉛礦、極少硫銻鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦，偶見藍(lán)銅礦、孔雀石、斑銅礦、銅蘭、白鉛礦、黑鉛礦及赭石等有益原生及次生礦物。脈石礦物有石英、鐵白云石，偶見重晶石和石膏等脈石礦物。有益元素有Fe、Pb、Zn、Cu。此外尚有Sb、Ag、In、Cd、Ge、Be、Ni、Sn、Co等元素存在，其中以Fe為主，各礦體均較為均勻。風(fēng)化帶之褐鐵礦TFe45.00%～53.54%，過渡帶之赤鐵礦、菱鐵礦TFe39.3%～44.94%，原生帶之菱鐵礦TFe24.56%～39.10%。在東段共(伴)生Cu、Pb、Zn等有益元素，Cu最高品位0.86%，一般為0.03%～0.30%；Pb一般小于0.3%，個別樣品達(dá)10%；Zn一般小于0.50%，個別樣品達(dá)1.55%(表1)。

鉆孔揭露結(jié)果表明，礦體受風(fēng)化作用影響，原生的菱鐵礦床發(fā)育垂直表生分帶(氧化帶-過渡帶-原生帶)，在不同分帶形成不同的礦石自然類型。氧化帶在地表處形成褐鐵礦鐵帽，成為良好的找礦標(biāo)志，過渡帶形成褐鐵-赤鐵-菱鐵礦混生帶，原生帶為菱鐵礦。

2.5 帶內(nèi)鐵多金屬礦(化)點地質(zhì)特征

(1)礦(化)體地質(zhì)特征。礦化帶內(nèi)新發(fā)現(xiàn)含多個含鉛(銅、鋅)的鐵礦(化)體，為黑黑孜站干鐵礦床向南東方向的繼續(xù)延伸(圖2)。礦體賦存層位與黑黑孜站干鐵礦床相同，礦體特征也基本相同，具明顯的層控特征。礦(化)體呈似層狀、透鏡狀、豆莢狀，少數(shù)順層或穿層脈狀，礦(化)體與圍巖呈突變關(guān)系，產(chǎn)狀一般為40°～50°∠68°～81°，與圍巖產(chǎn)狀一致。單礦(化)體長度一般為數(shù)十米～數(shù)百米，地表出露厚度一般為數(shù)十厘米至數(shù)米(表2)。礦(化)體與上、下盤圍巖界線清晰，呈突變關(guān)系，圍巖以鐵質(zhì)(含鐵)白云巖為主，次為白云質(zhì)灰?guī)r、硅化白云石大理巖(多位于礦體上盤)，少量變砂巖、砂質(zhì)板巖等淺變質(zhì)碎屑巖。

表1 黑黑孜站干鐵礦床礦體基本特征一覽表Tab.1 Basic characteristics of ore bodies in Heiheizizhangan

注:資料來源：新疆葉城縣庫克阿特鐵礦生產(chǎn)地質(zhì)報告, 2008。

表2 黑恰鐵多金屬礦化帶內(nèi)主要礦(化)點基本特征一覽表Tab.2 Basic characteristics of main ore (chemical) points of Heiqia Polymetallic Mineralization Zone

銅(鉛、鋅)成礦元素空間上與鐵礦(化)體關(guān)系密切，表現(xiàn)為3種類型：一類是與鐵礦(化)體同體共生，多賦存于鐵礦(化)體上部；一類是異體共生，多賦存于鐵礦(化)體上盤碳酸鹽巖(以硅化白云石大理巖、硅化鐵質(zhì)(含鐵)白云巖為主)構(gòu)造裂隙中；第三類遠(yuǎn)離鐵礦(化)體，賦存于黃羊嶺群變砂巖的層間裂隙或構(gòu)造裂隙中。圍巖蝕變微弱，主要表現(xiàn)為硅化、碳酸鹽化。

(2)礦石特征。地表鐵礦石礦物以褐鐵礦為主，次為赤鐵礦，少量菱鐵礦，伴生鉛(銅鋅)者，可見方鉛礦、藍(lán)銅礦、孔雀石(圖6D)，極少閃鋅礦、硫銻鉛礦、白鉛礦及黑鉛礦等。脈石礦物為石英、白云母、鐵白云石及重晶石，偶見石墨、電氣石、磷灰石等。鐵礦石結(jié)構(gòu)主要有兩類：一類是早期同沉積期形成的以他形-半自形細(xì)粒狀結(jié)構(gòu);一類是沉積期后區(qū)域變質(zhì)和熱液疊加作用形成的自形中粒-粗粒狀(變晶)結(jié)構(gòu)、放射狀變晶結(jié)構(gòu)及斑狀變晶結(jié)構(gòu)等。以前者為主，后者呈脈狀穿插于前者，二者界線截然，接觸處呈突變關(guān)系。鐵礦石構(gòu)造主要表現(xiàn)為4類：一類是同沉積期形成的致密塊狀構(gòu)造(圖6A)和(隱)紋層狀構(gòu)造，均有明顯的沉積特征；第二類是沉積期后變質(zhì)變形階段形成的條帶狀、皺紋狀構(gòu)造；第三類是后期構(gòu)造作用熱液疊加期形成的脈狀構(gòu)造、晶洞-晶簇狀、角礫狀(圖6B)、膠狀構(gòu)造、浸染狀或團塊狀等充填礦石構(gòu)造；第四類是蜂窩狀、土狀構(gòu)造、膠狀、結(jié)核狀(圖6C)及皮殼狀構(gòu)造等風(fēng)化礦石構(gòu)造，是礦體出露地表后風(fēng)化-淋濾作用的結(jié)果。賦存于鐵(化)礦體頂板碎裂化的碳酸鹽巖中方鉛礦多為半自形中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，呈交錯脈狀和網(wǎng)脈狀充填于不規(guī)則的構(gòu)造裂隙中(圖6E)，藍(lán)銅礦、孔雀石呈浸染狀、被膜狀構(gòu)造充填于構(gòu)造裂隙中(圖6F)。其中鉛鋅礦多與鐵質(zhì)(含鐵)白云巖關(guān)系密切，而銅礦化多與白云質(zhì)大理巖關(guān)系密切。

根據(jù)地表采樣和實驗室測試結(jié)果，各鐵礦體的TFe品位為29.90%～51.03%，平均品位為36.94%；鉛鋅礦(化)體中Pb+Zn品位為0.24%～2.37%；銅礦(化)體Cu品位為0.27%～0.86%。

3 礦床成因探討

3.1 鐵礦的沉積噴流成因

不同礦產(chǎn)學(xué)者從礦床地質(zhì)特征、礦床地球化學(xué)特征、稀土元素特征、穩(wěn)定同位素特征及流體包裹體特征等方面，對喀喇昆侖山志留系菱鐵礦床的成因類型的展開熱烈討論和積極探索，研究對象主要集中在研究區(qū)外的切列克其菱鐵礦床。對礦床成因類型的認(rèn)識觀點不盡相同，主要有海相沉積(改造)型和海底沉積噴流(改造)型兩類觀點。越來越多的地質(zhì)和礦床地球化學(xué)證據(jù)支撐后者，海底沉積噴流(改造)型業(yè)已成為該類礦床的主流的觀點。

黑恰鐵多金屬礦化帶內(nèi)的黑黑孜站干含鉛(銅、鋅)菱鐵礦與切列克其菱鐵礦成礦背景、成礦條件及礦床地質(zhì)特征基本相同，具有相同的礦床成因機制，且同屬一個礦床式(楊合群等，2017)。根據(jù)區(qū)內(nèi)礦床地質(zhì)特征詳細(xì)觀察，區(qū)內(nèi)菱鐵礦床類型也支持海底沉積噴流(改造)型觀點。首先，鐵礦(化)層產(chǎn)出層位穩(wěn)定，具體位于溫泉溝群D段偏頂部的淺海陸棚相碳酸鹽巖向碎屑巖過渡的部位，主礦體呈(似)層狀與圍巖整合產(chǎn)出，產(chǎn)狀一致，同步變形，結(jié)合圍巖巖性-巖相特征，說明該礦具有海相同生沉積特征；其次，鐵礦石早期特征組構(gòu)主要表現(xiàn)為他形-半自形細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀、(紋)層狀構(gòu)造，具明顯的沉積組構(gòu)特征；第三，容礦巖系為細(xì)碎屑巖夾碳酸鹽巖巖系，與SEDEX型礦床的容礦巖石相同；第四，礦石中含紋層狀鐵白云石，礦體底板圍巖主要由鐵質(zhì)(含鐵)白云巖構(gòu)成，鐵質(zhì)白云巖是公認(rèn)的典型的熱效應(yīng)巖石，脈石礦物中的紋層狀細(xì)粒重晶石，是典型的噴流巖；第五，菱鐵礦多伴生鉛(銅、鋅)硫化物，上述這些特征均指示了鐵多金屬成礦物質(zhì)是海底噴流活動的產(chǎn)物，可初步說明帶內(nèi)鐵礦成因類型應(yīng)為海底沉積噴流型。沉積噴流主成礦作用是菱鐵礦主形成期，并形成了銅、鉛、鋅礦的礦源層。

3.2 鐵礦成礦期后的改造與銅、鉛、鋅的再造成礦

從礦體地質(zhì)特征與礦石組構(gòu)不難判斷，菱鐵礦在沉積噴流主成礦作用期后，先后經(jīng)歷了區(qū)域變質(zhì)-變形改造期和斷裂構(gòu)造改造期。菱鐵礦在遭受改造的同期，也是銅、鉛、鋅硫化礦通過熱液疊加作用同步再造富集過程。

3.2.1 鐵礦成礦期后的改造和主要控礦構(gòu)造型式

含礦建造沉積期后遭受了低綠片巖相的區(qū)域變質(zhì)作用，原生菱鐵礦石中并未見鏡鐵礦、磁鐵礦等新的礦相出現(xiàn)，也說明了礦床僅遭受了低溫低壓變質(zhì)作用，這點與前述的該套地層遭受低綠片巖相淺變質(zhì)作用的認(rèn)識是一致的。以往簡單地認(rèn)為菱鐵礦層為單斜構(gòu)造，沿傾斜方向“無限”延伸，這種認(rèn)識有待商榷，如果按照這種控礦構(gòu)造型式進行深部勘查工程部署，往往會造成工程的浪費。詳細(xì)的地質(zhì)觀測結(jié)果表明，雖含礦建造區(qū)域變質(zhì)程度低，但變形程度強烈，與圍巖發(fā)生同步褶皺和構(gòu)造置換作用，即原始沉積層理(S0)在縱彎褶皺作用過程中被新生的軸面劈理(S1)所置換。鐵礦(化)層形成后，經(jīng)歷了長期復(fù)雜構(gòu)造變形，菱鐵礦層的空間展布主要受2種構(gòu)造型式控制：一是假單斜構(gòu)造；二是殘破緊閉-等斜向斜構(gòu)造。鐵礦沉積期后大體經(jīng)歷了區(qū)域變形變質(zhì)改造期和構(gòu)造疊加改造期。

A.塊狀、蜂窩狀褐鐵礦石；B.角礫狀褐鐵礦石(被方解石-重晶石脈膠結(jié))；C.結(jié)核狀褐鐵礦；D.鐵礦石中的方鉛礦化與孔雀石礦化；E.鐵礦體頂板中的網(wǎng)脈狀鉛鋅礦；F.鐵礦體頂板大理巖化白云巖中藍(lán)銅礦圖6 黑恰鐵多金屬礦化帶礦石照片F(xiàn)ig.6 Ore photograph of Heiqia Polymetallic Mineralization Zone

早期區(qū)域變形變質(zhì)期：在縱彎褶皺作用和壓扁作用下，因菱鐵礦層和下伏鐵質(zhì)白云巖屬相對強巖層，含泥粉砂質(zhì)板巖和變細(xì)砂巖屬相對弱巖層，二者能干性差異顯著，強巖層表現(xiàn)為脆性，而弱巖層變現(xiàn)為塑性，在縱彎褶皺遞進變形逐步發(fā)育過程中，巖層以原始層理S0為運動面被擠壓成越來越緊閉的褶皺，當(dāng)遞進變形到一定程度，褶皺向等斜褶皺發(fā)展，使其翼部與軸面趨于平行，并產(chǎn)生新的軸面劈理S1(除轉(zhuǎn)折端部位外，各局部的S0逐漸的平行于新生的S1)。其中，塑性層軸面劈理S1發(fā)育程度大于脆性層。在進一步遭受強烈的壓扁作用后，塑性層產(chǎn)生的褶皺被新生的S1徹底置換，褶皺段不易保存。而脆性層則往往翼部被拉伸變薄乃至揪斷，形成為透鏡體或石香腸，轉(zhuǎn)折端較好的保留下來，并進一步拉長變尖，向頂厚褶皺發(fā)育，最終形成無根的片內(nèi)褶皺。故殘破無根緊閉-等斜向(背)斜構(gòu)造是區(qū)內(nèi)最主要的控礦構(gòu)造型式(圖7)。菱鐵礦層沿剖面和走向上的連續(xù)性也遭同時受破壞，具有明顯的膨脹狹縮、尖滅再現(xiàn)特征，礦體形態(tài)趨于復(fù)雜化。菱鐵礦層及其鐵質(zhì)白云巖拉斷部位多被鄰近的塑性層(泥質(zhì)粉砂質(zhì)板巖)充填占位。

1.泥粉砂質(zhì)板巖；2.變細(xì)沙巖；3.鐵質(zhì)白云巖；4.花崗巖體圖7 殘破緊閉向斜構(gòu)造樣式控制鐵礦的產(chǎn)出形態(tài)示意圖Fig.7 Output form of iron ore controlled by broken tight syncline structural style

晚期的構(gòu)造改造期：在緊閉-等斜向斜構(gòu)造兩翼沿區(qū)域變形變質(zhì)期形成的S1面理，發(fā)生逆沖兼右行走滑斷層或?qū)娱g滑動作用，對向斜控礦構(gòu)造進行強烈改造，其完整性遭受進一步破壞，鐵礦體及其兩翼白云巖均遭受不同程度的破壞，礦體沿走向、傾向的連續(xù)性遭受進一步的變差。

根據(jù)野外觀測結(jié)果，控礦向斜構(gòu)造屬頂厚褶皺。轉(zhuǎn)折端厚度大。不同構(gòu)造部位礦層不一致，礦層轉(zhuǎn)折端處厚度大于翼部厚度，最厚處一般位于礦層與頂面巖層接觸的轉(zhuǎn)折端部位，翼部拉伸減薄呈石香腸或構(gòu)造透鏡體。殘破無根緊閉-等斜向斜控礦構(gòu)造的新認(rèn)識改變了以往的單斜控礦構(gòu)造的簡單認(rèn)識，為深部鉆探工程的合理部署和資源量的估算提供了依據(jù)。

3.2.2 鐵礦石組構(gòu)與質(zhì)量變化

早期區(qū)域變質(zhì)-變形改造期：鐵礦相雖未發(fā)生轉(zhuǎn)變，但原生沉積菱鐵礦與鐵白云石、石英等脈石礦物發(fā)生重結(jié)晶作用，礦物粒度增大，泥質(zhì)物則轉(zhuǎn)變?yōu)榻佋颇福瑫r礦石礦物與脈石礦物趨向分異。可見區(qū)域變質(zhì)作用，菱鐵礦石質(zhì)量并沒有發(fā)生大的變化。礦石主要表現(xiàn)為半自形中粒變晶結(jié)構(gòu)、斑狀變晶結(jié)構(gòu)，條帶狀構(gòu)造、皺紋狀構(gòu)造。

晚期構(gòu)造熱液疊加改造期：在圍巖和礦(化)層的構(gòu)造裂隙中見有菱鐵礦礦脈，是熱液溶解-活化原生菱鐵礦中的鐵質(zhì)，在有利的裂隙和溶隙(洞)擴容帶部位晶出-沉淀-充填-富集而形成。鐵礦相并未發(fā)生轉(zhuǎn)變，仍以菱鐵礦為主，僅在構(gòu)造節(jié)理面可見菱鐵礦轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦，是菱鐵礦在構(gòu)造剪切作用下，沿節(jié)理面動能轉(zhuǎn)換為熱能，菱鐵礦受熱分解而轉(zhuǎn)變?yōu)槌噼F礦的結(jié)果，鐵礦品位也因礦相轉(zhuǎn)變而局部加富。礦石主要表現(xiàn)為自形中粒-粗粒狀結(jié)構(gòu)、放射狀變晶結(jié)構(gòu)，脈狀構(gòu)造、晶洞-晶簇狀、角礫狀、膠狀構(gòu)造等充填礦石構(gòu)造。菱鐵礦層雖在構(gòu)造作用下受熱液改造作用，但對礦石質(zhì)量影響是微弱的。

表生風(fēng)化作用改造期：在擠壓隆升造山作用下，礦體出露地表，在露頭部位至一定深度處遭受強烈的風(fēng)化作用，鐵礦相發(fā)生變化，菱鐵礦主要轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦，次為赤鐵礦。礦石品位略有加富，但無大的變化和影響。

3.2.3 銅、鉛、鋅的再造成礦作用

野外詳細(xì)的觀測結(jié)果表明，銅、鉛、鋅再造成礦特征明顯。根據(jù)野外觀測結(jié)果，方鉛礦、閃鋅礦、藍(lán)銅礦(原生礦石為黃銅礦)呈細(xì)脈穿插于菱鐵礦石和礦體上盤白云石大理巖的構(gòu)造裂隙中，明顯晚于原生菱鐵礦，具典型的后生特征。黑恰鐵多金屬礦化帶內(nèi)原生菱鐵礦含微細(xì)粒浸染狀銅、鉛鋅多金屬硫化物。1∶5萬水系沉積物測量鉛(銅、鋅)組合異常也沿鐵礦建造及其北鄰的喀拉塔格斷裂帶分布，帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的銅、鉛鋅礦(化)點與鐵礦空間關(guān)系密切，愈靠近菱鐵礦，銅、鉛、鋅礦化點越多，礦化程度越高，可初步地推斷含鉛銅鋅的菱鐵礦建造就是銅、鉛鋅礦(化)的礦源層。

4 結(jié)論

黑恰鐵多金屬礦化帶內(nèi)含銅、鉛鋅菱鐵礦床是早志留世陸緣裂陷裂谷背景濱淺海陸棚沉積環(huán)境下海底噴流活動的產(chǎn)物，礦床主成因類型為海底沉積噴流型(Sedex型)，并受后期的區(qū)域變質(zhì)變形改造和晚期的熱液疊加作用改造，礦床綜合成因類型為疊加(復(fù)合/改造)礦床: 海底沉積噴流-改造型鐵礦+熱液活化再造型銅鉛鋅礦。沉積噴流主成礦作用是菱鐵礦主形成期，同時也形成了銅、鉛鋅的礦源層。

區(qū)域變形變質(zhì)作用雖然鐵礦相和鐵礦石質(zhì)量并無大的變化，但對鐵礦體形態(tài)進行了強烈的改造，形成假單斜或殘破緊閉-等斜褶皺，改變了以往單斜構(gòu)造的簡單認(rèn)識，為深部鉆探工程的部署、礦體圈連及資源儲量的正確估算提供了依據(jù)。銅、鉛鋅成礦元素在區(qū)域變形變質(zhì)過程中進行了預(yù)富集，晚期構(gòu)造作用控制下的熱液疊加作用，再次活化了銅、鉛鋅成礦元素，并通過熱液搬運在有利的構(gòu)造部位沉淀成礦，形成受構(gòu)造裂隙明顯控制的礦源再造型銅、鉛鋅礦。

鐵多金屬礦(化)體在空間上與碳酸鹽巖密切相關(guān)，鐵質(zhì)(含鐵)白云巖在地表氧化后呈(深)黃褐色，易于辨認(rèn)，是良好的找礦標(biāo)志；原生菱鐵礦化體出露地表后，在氧化作用下轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦，形成鐵帽，可直接指導(dǎo)尋找原生菱鐵礦。沿鐵質(zhì)(含鐵)白云巖及其相應(yīng)層位順層就近找礦是今后主要的尋找鐵礦方向。含鐵建造附近的有利構(gòu)造部位是今后尋找獨立的鉛(銅、鋅)礦的有利部位。

黑恰鐵多金屬礦化帶已新發(fā)現(xiàn)多處成礦線索，是尋找以鐵為主的銅、鉛、鋅的有利地帶。通過進一步的礦產(chǎn)地質(zhì)工作，有望在該帶實現(xiàn)鐵多金屬找礦突破，值得優(yōu)先安排部署勘查勘查評價工作，應(yīng)引起相關(guān)部門和單位的重視。

致謝：本文是綜合 “西昆侖成礦帶礦產(chǎn)資源遙感地質(zhì)調(diào)查”項目2012年度的研究成果，感謝項目組全齊成員的幫助和支持；成文后中國地調(diào)局西安地質(zhì)調(diào)查中心楊合群、伍躍中教授對本文提出了寶貴意見，在此一并表示感謝！