新疆查岗诺尔铁矿地质特征及成矿机理探讨

胡秀军 汪帮耀 张海军

1. 新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队，新疆库尔勒，841000；

2. 长安大学地球科学与资源学院，陕西西安，710054

新疆查岗诺尔铁矿地质特征及成矿机理探讨

胡秀军*1汪帮耀2张海军1

1. 新疆地质矿产勘查开发局第三地质大队，新疆库尔勒，841000；

2. 长安大学地球科学与资源学院，陕西西安，710054

查岗诺尔铁矿床位于伊犁地块北缘博罗科努岛弧带。矿区广泛出露石炭纪火山岩。矿区的主要矿物共生组合为磁铁矿+石榴石+阳起石（绿帘石）组合。矿床大致可以分为早、中、晚三个成矿期。矿床是由富铁的安山质岩浆分异形成，并且后期受到热液作用的叠加改造。隐爆作用伴随整个成矿过程。该矿床成因上属于受到热液作用叠加改造的火山岩型铁矿床。

矿床地质特征 成矿期次 成矿机理 查岗诺尔铁矿

0 引言

查岗诺尔铁矿床是新疆地矿局综合研究队于20世纪70年代首次发现，新疆地矿局第三地质大队对该矿床进行了初步的勘察。2004年新疆地矿局第三地质大队重新启动了查岗诺尔铁矿的勘查工作，根据当前业已进行的勘查工作，查岗诺尔铁矿床是一个规模在一亿吨以上的大型磁铁矿床。尽管前人对该矿床做过一定的研究和勘察工作，但目前对该矿床的蚀变特征及成矿机理尚不明了。本文拟通过对矿床地质特征系统研究来探讨矿床蚀变特征以及成矿机理，以进一步指导该区域此类矿床的勘察和找矿工作。

1 区域地质背景

查岗诺尔铁矿位于西天山伊犁地块东北缘，构造背景为属于博罗科努晚古生代岛弧带（见图1），岩浆活动强烈并且火山机构十分发育。出露的地层有志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系及第四系。其中以石炭系分布最广泛【1】。

西天山发育有大量的石炭—二叠纪火山岩和侵入岩，近年来的研究表明这一时期的石炭纪火山岩主要属于钙碱性火山岩套，是大陆型岛弧或活动大陆边缘岩浆活动的产物【2,3】。二叠纪岩浆活动主要形成于后碰撞伸展环境，以双峰式火山岩为特征【4】。这种构造背景下形成的岩浆活动带对于形成铁、铜、金等矿产是一个非常有利的成矿带。

2 矿区地质特征

矿区火山活动强烈，广泛发育石炭纪火山岩和石炭纪、二叠纪侵入岩。石炭纪火山岩包括下石炭统大哈拉军山组和上石炭统伊什基里克组，前者即为铁矿床赋矿层位。下石炭统大哈拉军山组以火山碎屑岩为主，熔岩次之。熔岩成分在下部层位以中基性岩为主，上部酸性岩较多。岩石具远离火山口的海水喷发沉积特征，属于喷发沉积相的碳酸盐-火山碎屑岩建造。上石炭统统伊什基里克组火山碎屑多为角砾-集块级，且多见流纹斑岩等酸性熔岩出露，大多属近火山口爆发相。

矿区内侵入岩分为早石炭世侵入岩和二叠纪酸性中深成侵入岩。前者规模较小，呈小岩株、岩枝、岩墙状，主要岩性为辉石闪长玢岩、闪长玢岩、石英闪长玢岩以及一些细晶闪长岩脉、闪斜煌斑岩脉、辉闪斜煌岩脉。二叠纪酸性中深成侵入岩规模较大，多呈岩株-岩基状，主要为斜长花岗岩和花岗斑岩。

查岗诺尔铁矿区构造整体上受破火山口构造的制约。矿区发育两组断裂（图1）：①走向呈北西—近东西向延伸，如F2、F3、F9，倾角为40°~20°；②绕火山口呈弧形展布的断裂，如F4、F10，倾角为40°~75°，该组断裂控制了FeI矿体的分布。

图1 查岗诺尔铁矿区地质图Fig.1 Ore district geological map o f the Chagannur iron deposit

2 矿床特征

2.1 矿体特征

在矿区圈定出的多个矿体中以FeI矿体规模最大。FeI矿体分布于东矿区，依石榴石-绿帘石-阳起石蚀变带呈向北西凸出的环状分布。FeI矿体长约2130m，出露厚度最小为2.1m，最大为181.58m，平均厚度为62.94m，矿体TFe品位最高为64.2%，最低为20.18%，平均品位为36.87%。矿体的倾向为南东向，矿体底板为磁铁矿化阳起石岩（倾向105~173°，倾角15~36°）、大理岩（倾向95~101°，倾角15~23°）（图2）、石榴石岩（倾向160~171°，倾角21~35°）；矿体顶板以石榴石岩为主，以石榴石化安山质凝灰岩（图2）（倾向105°~173°，倾角25~55°）和阳起石化凝灰岩为辅。

图2 查岗诺尔FeⅠ矿体28-28勘探线剖面图Fig.2 Geological section along No. 28 exploration in Chagannur iron deposit

2.2 矿石特征

矿区矿石矿物以磁铁矿为主，次为磁赤铁矿，穆磁铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿，镜铁矿少见。与之伴生的金属硫化物以黄铁矿最为常见，黄铜矿次之，偶见闪锌矿和铅锌矿。

脉石矿物种类较多，计有18种。脉石矿物主要为石榴石，常见的有阳起石、绿帘石、透闪石，其次为透辉石、绿泥石、钠长石、斜长石、石英、碳酸盐等，当蚀变原岩为大理岩时，出现方柱石；当蚀变原岩为细凝灰岩或火山灰凝灰岩时，出现大量绢云母。此外，还有少量的白钛石、榍石、锆石、磷灰石，偶见电气石。

2.2.1 矿石构造类型 矿区中矿石构造种类较丰富，有浮渣状、豹纹状、斑点状、块状、角砾状、对称条带状、阴影状及网脉状，其中以浸染状构造最为普遍，其次是角砾状构造。矿石构造及其相关特征见图3。

（1）矿浆成矿期矿石构造特征 浮渣状、豹纹状和斑点状矿石是矿区分布最广泛的矿石类型，矿石矿物为磁铁矿、黄铁矿等金属矿物，脉石矿物为阳起石、石榴石和绿帘石集合体呈碎屑包体分布在磁铁矿中为特征。该成矿期伴随着隐爆作用，此类碎屑包体均产于引爆作用。

角砾状构造（贯入脉状）：矿石中见有围岩包体，常呈次棱角、次圆状角砾悬浮于其中，被磁铁矿胶结，包体之间接触程度较高，多位于主矿体顶板及贯入到顶板上方的角砾岩脉中。

块状构造主要见于矿体下部富矿体中。由于强烈同化混染作用，包体成分已被新生的微细粒磁铁矿和黄铁矿、透闪石等浅色矿物取代，仅保留了包体的外形。由于强烈同化和流动作用，矿石中新生矿物集合体呈云朵状、纹层状分布，形成特征的阴影状构造。

（2）热液成矿期矿石构造特征 热液成矿期同样与隐爆作用形影相随，以红褐色石榴石和粗粒磁铁矿为特征，多呈自形晶簇产出，形成特征的复角砾状构造、对称条带状构造，具有高温浅成充填成矿作用的特点。该期除了有不同程度交代蚀变现象，也可出现不同程度的热液矿化现象，如晶洞构造，局部出现脉状磁铁矿、阳起石、绿帘石以及在矿体底板之下热液蚀变形成的烟灰状微细粒磁铁矿等。

图3 查岗诺尔铁矿石照片Fig. 3 Light of Changanur iron ore

2.2.2 矿石化学成分 矿区磁铁矿石以高SiO2低TiO2为特征，其化学分析数据见表1。

表1 查岗诺尔铁矿石化学分析成果表Table 1 Abundance of major elements (wt%)

3 矿床成矿机理

3.1 蚀变特征

矿区蚀变种类繁多，且以多期次叠加为特征，以下按由早到晚的蚀变顺序叙述。

早期矿化蚀变，主要以透辉石-石榴石化为代表。其中石榴石分布最广，据单矿物化学分析和晶胞参数测定（表略）【5】，为钙铁铝榴石。该期蚀变常被晚期蚀变之绿帘石和阳起石所交代。

中期矿化蚀变，以绿帘石化、阳起石化为代表。蚀变带位于磁铁矿体中及其外侧，蚀变矿物为绿帘石、阳起石、透闪石及方柱石。由早到晚生成顺序为：绿帘石-阳起石-透闪石-方柱石。阳起石分布最广，方柱石仅在大理岩层内出现。绿帘石和阳起石广泛交代各种火山岩、侵入岩及大理岩。

后期热液叠加蚀变，即晚期成矿阶段，所形成的蚀变矿物粒径较大，多呈粗晶状及伟晶状，

所形成的矿物较为繁多，主要是石榴石、绿帘石、阳起石，绿泥石、石英、方解石、次闪石，其次为绿钠闪石、钠长石、钾长石、绢云母等。它们常交错一起呈脉状穿插于早期蚀变及晚期蚀变和铁矿中。

3.2 成矿机理

由前述矿石构造类型可知，隐爆作用伴随整个矿浆成矿期和热液成矿期。矿浆隐爆后由于大量的挥发分和热量逸失，急剧过饱和，形成特征的微细粒它形粒状磁铁矿集合体。由于大量隐爆角砾、碎屑粉尘成为矿浆的包体。同时，由于隐爆产生的负压空间，导致部份矿浆伴随热液流体在铁矿体上方形成贯入脉状角砾型磁铁矿矿石。由于大量隐爆角砾、碎屑粉尘成为铁质矿浆的包体，因而两种组份之间存在着强烈的同化混染，由此形成一系列与同化混染有关的构造特征。包括浸染状构造及致密块状构造等。矿浆隐爆后大量的挥发分和热量逸失而急剧过饱合，形成特征的微细粒它形粒状磁铁矿集合体。总体上矿石的结构构造显示了主体为矿浆成因的特征。

另一方面，矿体与安山岩紧密共生，既安山岩是矿体的赋矿岩石也是矿源岩，矿石的稀土元素、微量元素特征和安山岩具有一致性【6】。

基于上述认识，我们认为该矿床成因上属于受到热液作用叠加改造的火山岩型铁矿床。

4 结论

（1）查岗诺尔铁矿床位于伊犁微板块北缘博罗科努岛弧带。矿区出露的地层主要为石炭纪火山岩和火山碎屑岩。

（2）查岗诺尔矿区的主要矿物共生组合为磁铁矿+石榴石+阳起石（绿帘石）组合。矿床大致可以分为早、中、晚三个成矿期。矿床是由富铁的安山质岩浆分异形成，并且后期受到热液作用的叠加改造。

（3）在整个成矿过程中，伴随着隐爆作用。该矿床成因上属于受到热液作用叠加改造的火山岩型铁矿床。

1 新疆维吾尔自治区地矿局. 新疆维吾尔自治区区域地质志[M]. 北京：地质出版社，1993

2 姜常义，吴文奎，张学仁，等. 西天山阿吾拉勒地区岩浆活动与构造演化[J]. 西安地质学院学报，1996，18（2）：18～24

3 朱永峰，张立飞，古丽冰，等. 西天山石炭纪火山岩SHRIMP年代学及其微量元素地球化学研究[J]. 科学通报，2005，50（18）：2004～2014

4 高俊，钱青，龙灵利，等. 西天山的增生造山过程[J]. 地质通报，2009，28（12）：1804～1816

5冯金星 石福品 汪帮耀. 西天山阿吾拉勒成矿带火山岩型铁矿[M].. 北京：地质出版社，2010

6汪帮耀，陈文革，王江涛，等. 西天山查岗诺尔铁矿区石炭纪火山岩岩石成因与源区性质[J]. 岩石学报（待刊），2011

GEOLOGICAL CHARACTERICTICS AND METALLOGENIC MECHANISM OF CHAGANNUR IRON DEPOSIT

Hu Xiujun1Wang Bangyao2Zhang Haijun1

1. The Third Geological Branch,Xinjiang Geological and Mineral Bureau, Kuerle,Xinjiang 841000,China;
2. College of Earth Science and Land Resourses, Chang’an University, Xi’an ,Shanxi,710054, China

The Chagannur ore deposit in Hejing district of Xinjiang lies in northern part of the Ili-Issyk Kul lake sub-plate, just in Bonohonu island arc-belt. The strata exposed in the mining areas are primarily volcanic rocks of Carboniferous Series. The primary mineral associations is magnetite-garnet-actinolite (epidote) association. Chagannur Ore deposit can be approximately divided into early mineralization periods，middle mineralization period and late mineralization period. Andesite magma differentiated and formed iron deposit, and deposit is suffered with hydrothermalism. Whole metallogenic process accompanied by cryptoexplosion. Iron deposit is a volcanic deposit which is reacted intensively by hydrothermal activity.

geological characterictics of deposit， mineralization period， metallogenic mechanism，Chagannur iron deposit.

P618.31

A

1006–5296（2011）02–0087–06

* 第一作者简介：胡秀军（1967～），男，资源勘查专业，高级工程师

2011-03-12；改回日期：2011-04-28