新疆雅滿蘇磁鐵礦床成因探討

曾紅 李明

（①新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊 烏魯木齊830046②新疆地礦局第二區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊 昌吉 831100）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

新疆東天山地區(qū)位于中亞造山帶南緣，大地構(gòu)造位置處于哈薩克斯坦—準(zhǔn)噶爾板塊與塔里木板塊的結(jié)合部位，從北向南依次劃分為如下幾個構(gòu)造單元：博格達(dá)-哈爾里克造山帶，吐哈盆地、頭蘇泉-大南湖構(gòu)造帶、覺羅塔格島弧帶、中天山早古生代島弧帶、北山裂谷帶，總體呈近東西向展布。經(jīng)歷了一系列長期而且復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史，包括大陸裂解、俯沖造山(增生造山)、碰撞造山—造山后和陸內(nèi)多個演化階段，其特殊的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境控制了區(qū)內(nèi)雅滿蘇—沙泉子銅、金、鐵、錳、鉛鋅成礦帶的成礦特征，其成礦條件十分優(yōu)越，具有廣闊的找礦前景。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

雅滿蘇鐵礦床位于哈密市南東110km 處，于1957 年由新疆地礦局第六地質(zhì)大隊發(fā)現(xiàn)，1965 年正式投入開采，是一座大型露天鐵礦床。雅滿蘇鐵礦共發(fā)現(xiàn)大小礦體23個，本文主要對較大規(guī)模的Fe1、Fe2+3號礦體進(jìn)行探討。

礦區(qū)出露地層主要為下石炭統(tǒng)雅滿蘇組上亞組一套淺海相火山巖夾碎屑沉積建造?？煞譃? 個巖性段：第一巖性段為灰白—青灰色灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r，夾安山巖及英安質(zhì)含礫晶屑凝灰?guī)r。第二巖性段下部為堿性玄武質(zhì)凝灰?guī)r夾結(jié)晶灰?guī)r、安山質(zhì)玻屑凝灰?guī)r；上部為灰色結(jié)晶灰?guī)r、大理巖、玄武質(zhì)火山集塊角礫巖、堿性玄武質(zhì)火山集塊巖、堿性玄武質(zhì)火山集塊凝灰?guī)r，局部見小的磁鐵礦體。第三巖性段下部為矽卡巖化玄武巖，堿性玄武質(zhì)火山角礫巖、集塊角礫巖，局部有交代-充填型磁鐵礦產(chǎn)出；中部為玄武巖、玄武質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；上部為流紋質(zhì)、英安質(zhì)凝灰?guī)r，安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r（常蝕變?yōu)槭袷◣r或復(fù)雜矽卡巖，有磁鐵礦化或鐵礦體）。第四巖性段上部為灰綠色安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r及火山角礫巖；下部安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r夾凝灰質(zhì)灰?guī)r薄層，局部夾輝石閃長玢巖和輝石安山玢巖。第五巖性段為青灰色石灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r或大理巖夾安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r。

礦區(qū)脈巖主要發(fā)育閃長玢巖，規(guī)模較小，總體呈近東西向展布，與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致。礦床產(chǎn)于雅滿蘇背斜南翼近軸部，總體為一向南傾的單斜構(gòu)造，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，可分為成礦前、成礦期和成礦后斷裂。成礦期斷裂為近EW 向壓扭性逆斷層，具多期次活動特征，對鐵礦成礦起著導(dǎo)礦、容礦的作用；成礦期后斷裂，主要是一些逆沖斷層、脆性橫向平移正斷層及斜向平移逆斷層，對礦體有一定的破壞作用。

雅滿蘇地區(qū)，早、中石炭世火山活動強(qiáng)烈頻繁，堆積了一套巨厚的鈣堿性火山巖，由火山活動而形成了鐵礦及多金屬硫化物礦產(chǎn)。區(qū)內(nèi)火山巖包括熔巖、碎屑巖和次火山巖三大類，其中以火山碎屑巖為主，次為熔巖和次火山巖。

3 礦體及礦石特征

雅滿蘇鐵礦床賦存于雅滿蘇背斜南翼的火山巖建造中，整個賦礦構(gòu)造和賦礦巖層呈近東西向帶狀展布，雅滿蘇鐵礦共發(fā)現(xiàn)大小礦體23 個，分賦于上、中、下三個賦礦部（層）位，以Fe1、Fe2+3號礦體規(guī)模較大，次為零星小礦體。其圍巖為富含碳酸鹽的細(xì)粒中性火山碎屑巖，近礦圍巖矽卡巖，鐵礦層與上、下圍巖產(chǎn)狀完全或基本一致。鐵礦體的空間分布受成礦期斷裂構(gòu)造的控制，層狀、似層狀或透鏡體產(chǎn)出，各礦體之間在平面上相互側(cè)列，剖面上呈斜列狀排布，其長寬之比一般為l:5 到1:20，礦體視厚0.4-20.17m 不等，平均8.6m，TFe 品位26.26-51.64%。出露地表的礦體，至西向東為石榴石矽卡巖，磁鐵礦礦體、復(fù)雜矽卡巖及大理巖蝕變帶。礦體在垂直方向的分布上大致為結(jié)晶灰?guī)r、安山質(zhì)凝灰?guī)r、石榴石矽卡巖、透鏡狀磁鐵礦礦體、復(fù)雜矽卡巖、似層狀磁鐵礦礦體、石榴石矽卡巖。

礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦，伴有少量黃鐵礦、赤鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦等；非金屬礦物主要有石榴石、透輝石、透閃石、綠簾石、斜長石、陽起石、方解石、石英等。礦石結(jié)構(gòu)主要為半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)，構(gòu)造以塊狀構(gòu)造和浸染狀構(gòu)造（圖1-A）為主，局部為條帶狀構(gòu)造（圖1-B）。

本礦主要有益元素為鐵，有害元素為硫，系高硫低磷的酸性礦石。富礦中全鐵含量在51%以上，一般鐵礦石全鐵含量25-35%，貧鐵礦石全鐵含量20-25%，值得指出的是該礦硫含量普遍很高，多為高硫磁鐵礦或高硫赤鐵礦，達(dá)到了硫礦邊界品位和工業(yè)品位。

圖1 雅滿蘇鐵礦礦石特征

礦石中磁鐵礦大致可分為早晚兩期。早期磁鐵礦大多為他形-半自形粒狀，顆?？傮w較細(xì)且大部分磁鐵礦發(fā)白（圖1-C），一般呈稀疏浸染狀、紋層條帶狀、部分呈致密塊狀等產(chǎn)出，常與石榴石、輝石、綠簾石等硅酸鹽礦物共生。磁鐵礦晶隙中常見少量細(xì)粒他形黃鐵礦（圖1-D）及蝕變的鈉長石；晚期磁鐵礦粒度較粗、晶形完好（圖1-E），其中部分磁鐵礦以集合體形式產(chǎn)出，呈稠密浸染狀、致密塊狀。這類礦石一般位于礦體的邊緣部位，或者沿斷裂裂隙分布，常與綠簾石、綠泥石、鉀長石、陽起石等礦物共生。這個時期的磁鐵礦常交代石榴石、透輝石等早期礦物(圖1-J），為典型的熱液交代作用的產(chǎn)物。晚期形成的磁鐵礦也有較細(xì)粒者，呈浸染狀或條帶狀分布于綠簾石矽卡巖(圖1-G)或復(fù)雜矽卡巖中。鐵礦石中黃鐵礦形成較晚，大多呈他形-半自形粒狀，一般呈脈狀（圖1-H）、浸染狀、條帶狀(圖1-B)或團(tuán)塊狀(圖1-F)分布于礦石內(nèi)部或者與圍巖的接觸帶上，常常交代早期形成的礦物。黃銅礦一般呈細(xì)粒他形粒狀，呈不規(guī)則細(xì)脈狀分布（圖1-I），常伴黃鐵礦一起出現(xiàn)。

4 圍巖蝕變

礦區(qū)巖石普遍蝕變且強(qiáng)烈，離礦體越近，蝕變越強(qiáng)烈，大致為矽卡巖化、黃鐵礦化、碳酸鹽化；主要的圍巖蝕變是矽卡巖化，其蝕變礦物特征如下：

石榴石為該區(qū)磁鐵礦礦石中較為常見的脈石礦物之一，主要有兩期：第一期是致密塊狀細(xì)粒石榴石，呈淺褐色-紅褐色，半自形-自形晶粒，粒徑0.14～1.16 mm。部分具環(huán)帶結(jié)構(gòu)和雙晶，個別呈篩狀變晶結(jié)構(gòu)，可見其受后期構(gòu)造應(yīng)力作用而發(fā)生碎裂和錯位的現(xiàn)象。這類石榴石大多與磁鐵礦共生（圖1-J）；第二期是粗粒石榴石，深棕-黑紅色，粒徑0.15～2.15 mm，半自形-自形粒狀，呈五角十二面體、四角八面體，大部分具同心環(huán)帶構(gòu)造和雙晶，部分石榴石邊部被后期熱液交代呈亮邊（圖1-K）。

透輝石為磁鐵礦礦石中主要脈石礦物，常呈放射狀集合體產(chǎn)出，具有弱的多色性，多為它形-半自形粒狀、短柱狀（圖1-L），粒徑0.13～0.5 mm，多與細(xì)粒石榴石密切共生。綠簾石呈粒狀、柱狀、板狀，粒徑0.06～0.57 mm，見其以粒狀集合體分布，或沿著石榴石、輝石的邊部或內(nèi)部交代，形成交代殘余結(jié)構(gòu)或交代反應(yīng)邊結(jié)構(gòu)（圖1-L）。

綠泥石大部分產(chǎn)于石榴石矽卡巖中，充填在石榴石的間隙，無交代現(xiàn)象；另有部分綠泥石廣泛分布于所謂復(fù)雜矽卡巖中，一般與透輝石、綠簾石、鉀長石、鈉長石及石榴石共生，對上述各種礦物有明顯的交代現(xiàn)象。

鉀長石化在礦區(qū)較發(fā)育，在礦石和圍巖中均有發(fā)現(xiàn)。鉀長石一般呈團(tuán)塊狀、浸染狀、星點(diǎn)狀及條帶狀不均勻的分布于礦體、圍巖以及接觸帶中，局部可見鉀長石與磁鐵礦互呈條帶。

陽起石多呈放射狀和短柱狀，常交代石榴石、磁鐵礦。

在鐵礦石及矽卡巖中常見碳酸鹽礦物呈脈狀產(chǎn)出，充填在石榴石、輝石、綠簾石的空隙中，或者切穿矽卡巖，是礦化晚期的產(chǎn)物。

5 礦床成因

⑴雅滿蘇鐵礦床賦存于下石炭統(tǒng)雅滿蘇組上亞組的海相火山-沉積巖中，礦體呈似層狀、層狀沿斷裂構(gòu)造產(chǎn)出，礦體空間上與矽卡巖密切相關(guān)。

⑵近礦圍巖矽卡巖化強(qiáng)烈，形成石榴石矽卡巖及復(fù)雜矽卡巖，根據(jù)礦石特征及礦石與矽卡巖的穿插關(guān)系，礦床的形成經(jīng)歷了磁鐵礦-石榴石-綠簾石階段、磁鐵礦-鉀長石-綠簾石變階段和碳酸鹽-硫化物階段，鐵礦主要形成于磁鐵礦-鉀長石-綠簾石變階段。

綜上所述，雅滿蘇鐵礦中大部分的磁鐵礦具交代成因特征，表明雅滿蘇鐵礦的形成與巖漿熱液交代作用有關(guān)。