新疆哈密市雅北鐵礦地質(zhì)特征及成因淺析

茍宏亮，石 洞

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)大隊，新疆 吐魯番 838204）

1 區(qū)域地質(zhì)

根據(jù)板塊構(gòu)造理論對新疆最新的構(gòu)造單元的劃分方案，以阿其克庫都克斷裂為界，以北劃為哈薩克斯坦板塊（I）準(zhǔn)噶爾微型板塊（II）覺羅塔格晚古生代裂陷槽（III），以南劃為塔里木板塊（I）塔里木北緣活動帶（II）卡瓦布拉克－星星峽中間地塊（III）。本次工作區(qū)位于塔里木板塊（I）塔里木北緣活動帶（II）卡瓦布拉克－星星峽中間地塊（III）三級構(gòu)造單元北緣（表1）。

區(qū)內(nèi)出露地層自下而上分為長城系星星峽巖群；石炭系下統(tǒng)雅滿蘇組；石炭系上統(tǒng)土古土布拉克組；二疊系上統(tǒng)大熱泉子組；古近系-新近系桃樹園組和第四系[1]。

區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，東西向斷裂規(guī)模較大，北東向和北西向斷裂規(guī)模較小。其斷裂性質(zhì)，東西向斷裂為逆沖斷裂，北東向斷裂表現(xiàn)為左行平移，北西向斷裂表現(xiàn)為右行平移。主要斷裂為阿其克庫都克斷裂。該斷裂橫貫于工作區(qū)北部，近東西向舒緩波狀延伸，向東與沙泉子斷裂相接，向西轉(zhuǎn)為北西西向，橫貫全區(qū)長約135 km。該斷裂是卡瓦布拉克－星星峽中間地塊和覺羅塔格島弧帶的分界斷裂，形成于晚古生代以前，具有壓性斷裂的顯著特征，總體為逆斷層性質(zhì)，斷裂面傾向變化不定，總體南傾，傾角一般在65°～75°。受其控制，在工作區(qū)內(nèi)形成一系列與深部密切相關(guān)的扭壓性斷裂，并導(dǎo)致華力西中期的大規(guī)模中酸性巖漿侵入活動，由此形成與島弧型花崗巖有關(guān)的多金屬礦和與火山巖密切關(guān)聯(lián)的多類型的鐵礦。

礦區(qū)位處天山造山帶東段，涉及中天山和北天山兩個重要的大地構(gòu)造單元，以近東西向的阿奇克庫都克斷裂帶為界，南側(cè)的中天山地塊是塔里木板塊的組成部分，經(jīng)歷了與南部的南天山洋和北部的古亞洲洋裂解和關(guān)閉有關(guān)的多期巖漿事件，存在多旋回巖漿作用，侵入巖分布面積廣，成為中天山地殼的主要組成；北側(cè)的北天山構(gòu)造單元主要是古亞洲洋構(gòu)造域的產(chǎn)物。

2 研究區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)位于阿奇克庫都克深大斷裂以南約4km處，位于卡瓦布拉克-星星峽中間地塊之中，礦區(qū)地層單一，構(gòu)造較為簡單，巖漿巖十分發(fā)育[2]。

2.1 地層

礦區(qū)地層出露較簡單，主要分布有第四系和中元古界長城系星星峽群。

中元古界長城系星星峽群：地層主要分布于礦區(qū)西部和東部，出露巖性主要見有青灰色灰?guī)r、深灰-灰黑色變質(zhì)粉砂巖、黃褐色、淺灰色大理巖、灰色石英片巖。據(jù)巖石組合特征分為石英片巖+變質(zhì)砂巖單元、大理巖單元和灰?guī)r單元3個構(gòu)造巖石填圖單元。

第四系：第四系主要分布于礦區(qū)西南角，為一近南北向小型長條狀鹽池，其長3Km左右，寬300m～800m。地表鹽堿殼下存在鹵水，表面僅局部存有鹵水，鹽堿殼為白色，由鹵水蒸發(fā)沉積形成的鹽堿組成，厚度約10cm～20cm，較堅硬，其上可以行人。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)構(gòu)造主要表現(xiàn)礦區(qū)以北約4km處近東西向橫貫的阿其克庫都克深大斷裂及其次級斷裂，構(gòu)造線方向為近東西向、局部北西向，為礦區(qū)廣泛的巖漿巖活動提供了通道，為導(dǎo)礦構(gòu)造，礦區(qū)成礦后斷裂不發(fā)育，礦體基本未受構(gòu)造破壞。此外礦區(qū)圍巖大理巖普遍發(fā)育片理化、片理走向與總體構(gòu)造線基本一致。

2.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿巖十分發(fā)育，分布面積占全區(qū)面積的60%以上，主要出露為新元古代侵入巖，其次為早石炭世侵入巖。新元古代侵入巖巖性主要有輝長巖、花崗閃長巖、斜長花崗巖和閃長巖，為一套鎂鐵質(zhì)－花崗質(zhì)侵入巖組合，呈巖株狀或巖脈狀分布。早石炭世侵入巖以斜長花崗巖和鉀長花崗巖為主，分布于礦區(qū)北部，呈巖株狀分布[3]。

3 礦床地質(zhì)特征

3.1 礦體特征

雅北鐵礦主要產(chǎn)于礦區(qū)中部的新元古代輝長巖中，屬巖漿分異型，礦體受巖體控制。通過地表3條槽探及深部4個鉆孔控制，大致查明了控礦巖體及礦體的規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀、厚度和品位變化情況[4-6]。

圈定了三個鐵礦體，由南向北依次編號為①、②、③，其中②號礦體最為厚大。三個礦體均出露地表，總體近東西走向平行展布。主要分布在7線～2線，控制最大長度1000m，向東西未封閉，礦體最大寬度67.8m，最大延深702m（①號礦體）。礦體形態(tài)簡單，呈脈狀、似層狀產(chǎn)出，總體產(chǎn)狀北傾，傾角52°～85°，淺部緩深部陡，礦體產(chǎn)狀與輝長巖體產(chǎn)狀一致。礦體主要組分為鐵，伴生有二氧化鈦、五氧化二磷等。

3.2 礦石質(zhì)量

礦石中的礦物主要分為金屬礦物和非金屬礦物兩大類，經(jīng)鏡下觀察，共鑒定和發(fā)現(xiàn)兩類23種礦物，其中金屬礦物種類少，僅有8種。非金屬礦物種類較多，共有15種。礦石中的非金屬礦物實際上是由巖體中的各類造巖礦物構(gòu)成，次生蝕變礦物種類及數(shù)量都不多，該現(xiàn)象主要與礦床成因類型有關(guān)。非金屬礦物多數(shù)為普通輝石和基性斜長石，次有橄欖石、普通角閃石、黑云母及其蝕變礦物陽起石、透閃石、滑石、高嶺石、絹云母、碳酸鹽及綠泥石等。由于構(gòu)成整個巖體的巖相變化范圍小，其主要造巖礦物相對含量比較固定，在橄欖輝長巖中橄欖石含量略高一些，在角閃輝長巖中角閃石含量增加，各類礦物在分布上相互重疊，僅在含量上有所增減而已。磷灰石屬于巖石中的副礦物，在常規(guī)巖石中含量很低，但在本巖體中含量較高，局部有富集現(xiàn)象，已達到磷礦化程度。磷灰石晶體顏色主要呈無色，少部分為淺黃色、黃褐色及黑色，結(jié)晶程度高，呈自形柱狀分布。粒徑較粗，橫切面粒徑在0.04～0.2mm±，縱切面粒徑在0.2～1.2×0.06～0.2mm±，分布在透明礦物粒間或包裹在透明礦物及金屬礦物中。磷灰石是在鈦鐵礦化和磁鐵礦化過程中形成的又一有用礦物，與鈦鐵礦、磁鐵礦相同，在巖體中含量雖然比較低，但也達到全巖礦化程度，如果易于破碎及單體解離、分選，作為副產(chǎn)品回收，使有益元素完全達到綜合回收利用，是具有一定的經(jīng)濟效益的和社會效益的[7]。

礦石中結(jié)構(gòu)構(gòu)造比較簡單，結(jié)構(gòu)以半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，次有自形粒狀結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、格子狀結(jié)構(gòu)及文象結(jié)構(gòu)，構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造及條帶狀構(gòu)造。浸染狀構(gòu)造按礦石中金屬礦物含量又可分出星點浸染狀構(gòu)造（3%～5%）、星散浸染狀構(gòu)造（5%～15%）、稀疏浸染狀構(gòu)造（15%～30%）、中等浸染狀構(gòu)造（30%～50%）、稠密浸染狀構(gòu)造（50%～80%）及塊狀構(gòu)造（80%～100%）。

3.3 礦石類型

3.3.1 礦石自然類型

根據(jù)相鄰的路白山鐵礦物質(zhì)組分研究，礦石中主要鐵礦物為磁鐵礦，按組成礦石的主要鐵礦物類型劃分的礦石自然類型為磁鐵礦石。伴生有用礦物為鈦鐵礦，電子探針分析顯示，磁鐵礦和鈦鐵礦中類質(zhì)同象的V2O5具有一定的含量，因此礦石自然類型可進一步劃分為釩鈦磁鐵礦。

根據(jù)礦石中金屬礦物種類、含量、空間分布及共生組合特點分析，礦石自然類型按結(jié)構(gòu)構(gòu)造劃分為均勻浸染狀礦石和不均勻浸染狀磁鐵礦石兩種。均勻浸染狀磁鐵礦石主要指那些磁鐵礦含量低的星散、稀疏和中等浸染狀礦石，金屬礦物分布比較均勻。不均勻浸染狀磁鐵礦石是指礦石中磁鐵礦含量高，金屬礦物呈不均勻的浸染條帶狀、團塊狀產(chǎn)出的礦石，但后者在礦體并不多見。在礦區(qū)見到的是局部富集稠密浸染狀或塊狀磁鐵礦石，與礦漿貫入作用有關(guān)[8-10]。

按照礦石中主要脈石礦物的種類劃分的礦石類型為輝石型。

3.3.2 礦石工業(yè)類型

根據(jù)收集的路白山鐵礦礦石物相分析結(jié)果，礦石中硅酸鐵占一定比例，均大于3%，與礦石中普遍存在的脈石礦物橄欖石、礦物輝石、角閃石等有關(guān)，也證明了輝長巖分異不徹底，分散了含鐵礦物。路白山鐵礦礦石中w（mFe）/w（TFe-siFe-sfFe-cFe）為59.38%～94.17%，雅北鐵礦與其類似，礦石工業(yè)類型暫定為需選弱磁性鐵礦石-需選磁性鐵礦石。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 成礦期、成礦階段及礦物生成順序

根據(jù)巖石及礦石中礦物的分布、含量及相互關(guān)系，確定本礦床中礦物生成期經(jīng)歷了巖漿結(jié)晶分異成礦期、巖漿期后熱液成礦期、表生成礦期，其中巖漿結(jié)晶分異期是主礦化期，熱液期礦化很微弱，伴隨巖漿期后熱液作用生成了少量黃鐵礦、黃鐵礦，表生期礦化微弱，形成少量褐鐵礦、赤鐵礦、銅藍。雅北鐵礦的成礦期和其賦礦巖石新元古代輝長巖體幾乎是在同一時間內(nèi)完成的，為原生礦床。

根據(jù)造巖礦物與金屬礦物之間相關(guān)關(guān)系，其成巖成礦作用是在普通輝石、斜長石及橄欖石形成后，伴隨金屬礦化，由含礦融漿直接形成磁鐵礦、鈦鐵礦、磁黃鐵礦及磷灰石等，即礦物生成順序為造巖礦物輝石、橄欖石、角閃石、黑云母、斜長石、磷灰石在先，金屬礦物磁鐵礦、鈦鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、等在次，蝕變礦物陽起石、綠泥石、絹云母較晚生成，氧化礦物褐鐵礦、赤鐵礦、銅藍最后生成。參照路白山鐵礦地表氧化帶中的氧化礦物種類和分布，將主要氧化礦物褐鐵礦、赤鐵礦、銅藍放在順序表中，形成一個完整的巖石礦物形成及演化序列見表1。

表1 礦物生成順序表

4.2 礦床成因

雅北鐵礦屬于典型正巖漿礦床，成礦活動是在巖漿結(jié)晶分異作用的過程中產(chǎn)生的。輝長巖體次生蝕變作用弱，與礦化關(guān)系不明顯。金屬礦物磁鐵礦、鈦鐵礦和磁黃鐵礦充填在造巖礦物之間，其形態(tài)受主要造巖礦物粒間空隙控制，在局部可以形成海綿隕鐵結(jié)構(gòu)，表明礦石礦物結(jié)晶晚于脈石礦物，為巖漿晚期結(jié)晶分異成因。根據(jù)造巖礦物與金屬礦物之間相關(guān)關(guān)系，其成巖成礦作用是在普通輝石、斜長石及橄欖石形成后，伴隨金屬礦化，由含礦融漿直接形成磁鐵礦、鈦鐵礦、磁黃鐵礦及磷灰石等，屬正巖漿礦床。礦床成因類型認(rèn)為是與輝長巖有關(guān)的巖漿晚期分異型釩鈦磁鐵礦床。