新疆塔什库尔干县赞坎铁矿地质特征及成因浅析

冯昌荣，吴海才，陈勇

(1.中国地质大学研究生院，北京100083;2.新疆地矿局第二地质大队，新疆喀什844002)

新疆塔什库尔干县赞坎铁矿地质特征及成因浅析

冯昌荣1，2，吴海才2，陈勇2

(1.中国地质大学研究生院，北京100083;2.新疆地矿局第二地质大队，新疆喀什844002)

论述了赞坎铁矿床的成矿地质背景和矿床地质特征。通过矿体形态特征、矿石结构构造、矿物组合分析，认为矿床的形成经历了铁质沉积和变质改造两个阶段，属于沉积变质型条带状硅铁建造矿床(BIFs)。通过磁测，发现矿区内磁异常主要为磁铁矿(化)体引起。圈定出多个隐伏异常体，为下一步找矿工作奠定了基础。

赞坎铁矿;地质特征;成因浅析;西昆仑

西昆仑地区位于古亚洲构造域与特提斯构造域的结合部位，区域地质构造复杂，岩浆活动频繁，成矿地质条件优越(钱壮志等，2003)，资源潜力巨大。前人研究认为具铜、铁等多金属矿种的大型、超大型矿床找矿前景(孙海田等，2003;王书来等，2000;董永观等，2003;李宝强等，2006;王核等，2008)。目前已发现的有 Fe、Cu、Mo、Pb、Zn、W、黄铁矿等金属矿产和锂辉石、铌钽铁矿等稀有金属矿产。但是由于西昆仑位于塔里木盆地南缘的广大高山地区，自然条件恶劣，找矿工作难度大，因此西昆仑成矿带一直是我国地质工作程度最低的地区之一。

自开展国土资源大调查以来，在新疆塔什库尔干县古元古界布伦阔勒群底部和中部先后发现了一系列沉积变质型富磁铁矿床，如乔普卡里莫(赞坎)铁矿、老并、吉尔铁克沟铁矿床等大中型铁矿勘查基地，以及塔合曼、苏巴什、孜洛依铁矿等一大批矿点(刘建平等，2009)，西昆仑地区成为重要的铁矿成矿带。然而，对该成矿带内铁矿的研究程度很低，几乎是空白。本文首次报道了作者近年来在塔什库尔干县发现的赞坎大型磁铁矿床的地质特征，并初步探讨了矿床成因，旨为下一步找矿工作奠定基础。

1 成矿地质背景

1.1 区域成矿背景

西昆仑塔阿西-赞坎一带出露地层以古元古界布伦阔勒岩群(Pt1B)为主，主要分布于研究区中部(图1)，为一套富含石榴石、夕线石等特征变质矿物的变质岩系，变质程度达高角闪岩相，大量岩浆岩侵入，亦常见接触变质作用叠加。西部覆盖有古生界，主要有下志留统温泉沟组(S1w)，岩性为粉砂质泥(板)岩、钙泥质粉砂岩、石英砂岩、结晶灰岩、少量硅质岩、硅质砾岩等。北部见白垩系下拉夫底群(K1X)角度不整合覆盖布伦阔勒岩群，岩石组合为厚层状粗-中砾岩、薄层状细粒长石砂岩、薄层状钙质石英粉砂岩、薄层状含粉砂泥晶灰岩及灰色中层泥晶灰岩、浅灰色粉砂质泥(页)岩偶夹石膏层。沟谷地区见有新近系出露。

区域构造环境复杂，地层挤压强烈，褶皱、断裂发育。主要有塔什库尔干-康西瓦大断裂、安达力塔克-库浪拉古河大断裂、库马断裂、喀拉塔什-玖依大断裂、红其拉甫-克勒青河断裂、塔西土路克断裂等(方爱民等，2003a，2003b)，多为北西走向，与区域构造线方向基本一致，倾向北东为主。多为逆断层，少数为正断层，代表中新生代构造变形的结果。其中大断裂多控制本区地层、构造单元分布格局，次级断裂则直接为成矿提供通道和成矿场所(王书来等，2000;丁道桂等，1996)。

图1 西昆仑塔阿西-赞坎一带地质略图(据河南省地质调查院，2004修改①河南地质调查院.2004.1∶25万克克吐鲁克-塔什库尔干幅区域地质调查报告。)Fig.1 Sketch geological map of the Taaxi-Zankan area in West Kunlun

岩浆活动强烈，自元古宙至喜马拉雅期的岩体均有分布。岩性复杂，超基性至超碱性岩均有出露，但以中酸性花岗岩和花岗闪长岩为主，包括元古宙马尔洋达坂片麻状细粒花岗闪长岩体、走克本细粒二长花岗岩体;燕山期三百司马片麻状细粒二长花岗岩体、小热斯卡木斑状细粒二长花岗岩体;喜马拉雅期赞坎细粒正长岩、花岗斑岩体。

1.2 区域成矿特征

区内主要成矿时期分为元古宙、加里东期、华力西期，其中元古宙和华力西期为强度最大的两个成矿期，具有由早到晚矿化强度由强转弱的特点。元古宙:主要在古元古界布伦阔勒岩群中形成规模巨大的沉积变质型磁铁矿床和与伟晶岩有关的云母等矿产。加里东期:主要形成与岩浆活动密切相关的热液型铜铅锌、铁矿化以及钼矿化等(刘建平，2009，2010)。华力西期:强烈的岩浆活动形成规模巨大的超镁铁岩体和基性岩体，形成一系列与蛇绿岩有关的铜铅锌多金属矿化，矿化强度高，并出现与沉积作用密切相关的铜铅锌矿化。印支期-喜马拉雅期成矿作用相对较弱，总体表现为对早期矿化进行改造，局部有热液钨、金矿化。区内分布的矿床有塔阿西铁矿、赞坎铁矿、吉尔铁克沟铁矿、热拉其铜矿点、种羊场铜矿点。

前人工作认为在北起苏巴什达坂，南至达布达尔长达120km的古元古界布伦阔勒群内共存在4个磁铁矿带，自北向南依次为苏巴什-阿克萨依磁铁矿带、塔合曼-辛迪磁铁矿带、塔阿西-老并磁铁矿带和吉尔铁克沟-乔普卡里莫磁铁矿带，远景资源量在10亿吨以上。

2 矿区地质特征

赞坎磁铁矿床位于新疆塔什库尔干县城东南约70km，地理位置为东经 75°35′20″～75°39′34″，北纬 37°14′07″～37°15′52″。大地构造位置处于喀喇昆仑构造带塔什库尔干陆块，属吉尔铁克沟-乔普卡里莫磁铁矿带赞坎岩体的南西部，系西昆仑地区典型的沉积变质型磁铁矿床之一。

2.1 地层

矿区出露的地层主要为布伦阔勒岩群。岩群可分为含铁岩段、斜长角闪片麻岩段、夕线石榴片麻岩-石英岩段、大理岩段等4套变质建造组合:

含铁岩段:分布于该岩群西部，岩性为层状-条带状磁铁矿、磁铁石英岩、(含磁铁)黑云斜长片麻岩夹斜长角闪片(麻)岩等，具典型的沉积-变质型磁铁矿特征。

斜长角闪片麻岩段:分布于该岩群中部，岩性组合为斜长角闪片麻岩、石榴角闪片麻岩夹少量石榴黑云石英片岩，二云斜长片麻岩。

夕线石榴片岩-石英岩段:分布于该岩群中东部，富含石榴石、夕线石等特征变质矿物，含量高者可达20%～30%。岩石为含石榴黑云石英片岩、含夕线石榴斜长黑云石英片岩、含石榴石英岩、含石榴石大理岩、含(夕线)石榴黑云斜长片麻岩，夹少量角闪片岩和斜长角闪片岩等。

大理岩段:分布于该岩群东部，岩性为黑云母大理岩、透闪石大理岩，夹石榴黑云石英片岩、片麻岩等。

含铁岩段区域上分布在塔合曼、乔普卡里莫、老并等地，为区内重要的含铁层位，形成规模巨大的富磁铁矿沉积-变质型磁铁矿床。

2.2 构造

区内断裂主要为元古界性质不明断层，呈北西-南东向延伸，出露长约3km(推测为塔什库尔干大断层)。受断层影响地层多被挤压，小褶曲构造发育，局部地段可见小的层间错动。北部发育一条较小的平移断层，长约200m，平移距离约50m，将一大理岩错开。北西部有一推测断层，走向东西，切割元古界，多为新近系覆盖。

2.3 岩浆岩

出露的岩体为赞坎岩体，分布于矿区北部，呈一小岩株侵位于布伦阔勒岩群。岩性为细粒正长岩、花岗斑岩，普遍发育霏细岩(霏细斑岩)，分异现象不明显。矿区以白色中细粒霏细岩为主，次为花岗斑岩，岩体接触带见矽卡岩化。

浅灰白色细岩(霏细斑岩):为区内最主要的岩浆岩，分布于中部、北西部及南东部，浅灰白色，霏细结构，块状构造、似斑状构造，可见少量长石斑晶，成分为中长石(45%～65%)、微斜长石(0～12%)、石英(15%～25%)、黑云母(15%～25%)及普通角闪石(5%)。中长石呈半自形板状，具聚片双晶，有时有环带构造和绢云母化;主要副矿物为锆石、磷灰石、榍石，其次为石榴石、电气石、金红石、萤石。岩体边缘岩相带中有灰色石英闪长岩和闪长岩脉侵入，规模很小，呈异离体分布。在岩体与地层的接触部位发育碎裂岩。

花岗斑岩:出露于矿区南部，面积较小，灰白色，局部有片理化现象，具似斑状结构，基质中-细粒花岗结构，块状构造。斑晶主要为钾长石，呈半自形板柱状，边缘不规则，大小8×4～15×10mm。基质主要为细粒状石英，斜长石，钾长石组成，石英含量30%～35%，呈他形粒状结构，粒径0.5～4mm。副矿物有黄铁矿，磁铁矿，呈自形-半自形粒状结构，大小约1mm。

3 矿床特征

图2 赞坎铁矿Ⅰ-Ⅳ号矿体地质及磁法测量异常略图Fig.2 Geological map of the Zankan Fe deposit and distribution of the magnetic anomalies

赞坎铁矿由7条大致平行的铁矿体组成，编号Ⅰ-Ⅶ，其中Ⅰ-Ⅳ号矿体分布图见图2。Ⅴ-Ⅶ号矿体分布于图2的北西，北北西方向，矿体总体走向呈北西-南东向，倾向北东，倾角17°～88°。

铁矿体主要产于霏细岩与片岩接触带中，总体为层状、似层状产出，个别矿体产于霏细岩或符山石角闪岩中，与围岩为不整合接触。

3.1 矿体形态

Ⅰ号矿体位于矿区中北部，呈北西-南东走向，断续出露约2.9km(图3a)，产于霏细岩与片岩的接触带偏向片岩之处(图4)，局部地段产于霏细岩中，个别处见磁铁矿侵入于霏细岩中，为后期叠加改造形成，矿体倾向350°～54°，倾角17°～88°。

Ⅱ号矿体位于矿区西部，出露长约30m，宽2.0～4.6m，平均水平厚度4.30m，地表呈似层状分布，顶板为黑云母石英片岩，矿体倾向355°～21°，倾角20°～55°。

Ⅲ号矿体(图3b)位于矿区南部，自东向西分由六个小矿体组成，地表出露长约34～464m，宽约6.0～24.0m，矿体平均水平厚度8.58～22.0m，矿体倾向11°～60°，倾角49°～72°，顶底板均为霏细岩。

Ⅳ号矿体出露长约130m，宽约32～60m，平均水平厚度52.20m，地表呈西大东小的似三角锥状分布，顶板为霏细岩，底板为黑云石英片岩，矿体倾向20°～23°，倾角47°～66°。

图3 赞坎铁矿野外照片Fig.3 The outcrops of the Zankan Fe deposit

Ⅴ号矿体由2个小矿体组成，出露长约120m，宽约3～30m，平均水平厚度6.99～14.19m，地表呈带状、似层状分布，顶板为霏细岩，底板为黑云石英片岩、斜长角闪片麻岩 (图3c)，矿体倾向20°～23°，倾角36°～49°。

Ⅵ号矿体出露长约40m，宽约3.8～10m，平均水平厚度9.37m，地表呈带状、似层状分布，顶板为霏细岩，底板为黑云石英片岩，矿体倾向20°～23°，倾角 51.5°。

Ⅶ号矿体出露长约50m，宽2～30m，平均水平厚度7.79m，地表呈带状、似层状分布，顶底板均为黑云石英片岩，矿体倾向20°～23°，倾角52°。

3.2 矿石结构构造与品位

矿石中矿物成分较简单，已发现的矿物近19种，主要有原生磁铁矿，地表矿石中部分被氧化成褐铁矿(图3d)，含量为5%～94%，少量磁赤铁矿、赤铁矿、黄铁矿颗粒及胶状褐铁矿、黄铜矿微量。磁铁矿以他形-半自形粒状为主，少量呈粒状变晶结构、半自形粒状、他形粒状变晶结构，磁铁矿石呈块状或浸染状产出，发育条带状构造:由石英及透辉石、绿帘石、阳起石组成条带或薄层构成，条带宽多为1～2cm，少数可达3～4cm，一般顺层面展布(图3e)。

脉石矿物主要为石英、角闪石、阳起石、透辉石、透闪石、黑云母、方解石、更钠长石、电气石、绿泥石、石膏等。普遍发育后期热液活动所形成的黄铁矿。

矿石品位:TFe 28.30%～58.80%，TiO20.05%～0.38%，V2O50.045%～0.48%，Ag 2.2～2.9 μg/g。有害元素种类较多，且磷、硫含量超标，矿石需要进行选矿，烧结或球团处理后才能利用。

图4 赞坎铁矿103-103′线勘探剖面图Fig.4 The profile of the prospecting line 103-103'

4 矿床成因初探

赞坎铁矿位于布伦阔勒岩群中含铁岩段，铁矿床形成经历了铁质沉积和变质改造两个阶段，布伦阔勒岩群中沉积变质型铁矿形成于有强烈中基性火山喷发活动的海盆环境，硅铁建造中下部为富铁的中-基性岩浆岩，上部为含铁的石英(片)岩(图3f)，铁矿层的形成受制于岩浆活动旋回，硅铁建造中一般有2～3层铁矿。由于在铁矿体周围常见大量火山岩，且铁建造总是在火山岩最厚的地方形成。分析认为火山活动对铁矿形成有三方面作用:一是岩浆、火山岩与海水、火山气体之间的反应可提供铁，二是火山气体可以提供CO2和S，三是火山活动的加热作用可引起深部富铁溶液向浅部运移并与海水作用形成铁矿。认为赞坎磁铁矿矿床成因为沉积变质铁(质)-硅(质)建造矿床(BIF)，主要依据有:

(1)矿体形成于未分元古界(即早前寒武纪，约2.6～1.8Ga)火山沉积环境中;

(2)铁矿带延长30km，远景储量达8000万吨，呈带状大面积分布，出露范围达200km2;

(3)金属矿物以氧化物和硫化物为主，主要为磁铁矿、磁赤铁矿、褐铁矿、赤铁矿、黄铁矿、黄铜矿，脉石矿物主要为石英(含量为1%～49%)、角闪石、阳起石、透辉石、透闪石、磷灰石、黑云母、方解石、更钠长石、电气石、绿泥石、石膏等，其沉积矿物相与BIF极其相似;

(4)具有特征的条带状构造，韵律性十分明显，条带粗者宽约0.5～15mm，细者仅宽0.1～0.2mm;

(5)矿石品位低，硅化较强，平均含铁量20%～40%，一般30%～50%，SiO2含量在40%～50%之间，硫磷含量低;

(6)矿体主要产于霏细岩与片岩接触带中，矿体产状、形状均较复杂，矿体连续性差，常呈似层状、透镜状、不规则状等，规模大小不一，含矿层沿一定层位分布;

(7)矿石结构均为各种变晶结构，围岩蚀变可见阳起石化、绿泥石化、绢云母化等;矿体形成后，又受到区域变质作用和热液活动的影响，区域变质作用的影响是使各种矿物发生重结晶。

布伦阔勒岩群的形成时间为古元古代(2130～2700Ma)，与地球大氧化时间相吻合(2.4Ga前后)，对比中国其他地区前寒武纪条带状硅铁建造(BIFs)，其主要分布于华北地台(沈保丰等，2005;储雪蕾，2004)，以容矿岩石的原岩为基性-中酸性火山沉积岩-碎屑砂岩-杂砂岩-硅铁沉积组合的Algoma型为主，将赞坎铁矿定为阿尔戈马型(Algoma)(李延河等，2001)。

5 找矿标志及方向

5.1 找矿标志

通过赞坎铁矿的地质勘探工作，认为较长时期强烈的中基性火山活动有利于规模较大的富铁沉积层的形成，强烈的区域变质作用对铁质重新分配形成再富集。该矿床在地表的直观识别标志可以归纳为以下五点:

(1)色调标志:磁铁矿(化)体露头是最直接的找矿标志，矿(化)体从远处看呈黑色、黑灰色，近看呈酱褐色(图3d);

(2)地貌标志:由于矿石(层)脆性大，不易形成较大的正地形地貌，矿石化学性质稳定，不易风化，因此搬运距离不会很远，在山坡或沟谷中发现铁矿转石后可就近追寻矿源(图3b)。

(3)构造标志:次级断层发育地段，有利于成矿物质的改造富集，褶皱构造的轴部由于矿质流动有利于形成厚度巨大、品位特高的富铁矿体。

(4)地质标志:霏细岩与片岩接触带中及霏细岩边缘褐铁矿化附近多伴生有原生磁铁矿，可以指导寻找原生磁铁矿，后期的岩浆活动为成矿物质的富集提供热源和流体。

(5)地球物理标志:矿体与磁异常吻合好，对磁法异常强烈区域进行下一步的地质工作，如剥离、探槽、或者钻探工作。外围地层破碎蚀变带地表呈鲜艳的黄褐色，岩石较破碎，局部有较强的褐铁矿化，常伴有蚀变岩型金矿，在勘探的过程中应多关注。

5.2 找矿方向

从磁测异常等值线上得出，矿区中部磁异常平面分布比较复杂，但磁异常总体平面分布仍然有较明显的规律性:总体走向为NWW-SEE或E-W走向，与矿区主要控矿构造和已知矿体的走向基本一致，而且大多数ΔT异常与已知矿体都相吻合。根据磁异常的平面和剖面分布特点划分出6个规模大、幅度强的磁异常，编号为A1～A6，5个规模较小的磁异常，编号为 B1～B4。6个 A类异常中，A1、A2、A5和A6均推断为磁铁矿体异常，具有较好的找矿潜力，A3和A4异常为磁铁矿体异常的可能性也很大(图2)。

6 结论

(1)赞坎铁矿构造位置处于塔什库尔干陆块，产于布伦阔勒群硅铁建造中，铁矿石品位高，规模大，找矿潜力好，认为是沉积变质型铁矿，具条带状硅铁建造(BIFs)阿尔戈马型(Algoma)矿床特征。

(2)通过磁测发现矿区内磁异常主要为磁铁矿(化)体引起，较强的磁异常一般由较高工业品位的磁铁矿体引起，圈定出几个隐伏异常体，并为下一步工作指出方向。其中A1、A2、A5和A6均为磁铁矿体异常体，具有较好的找矿潜力。

(3)西昆仑地区广泛发育的古元古界布伦阔勒群硅铁建造是沉积变质型磁铁矿床有利层位，其中塔什库尔干苏巴什到赞坎铁矿一带长约110km，宽约15km，分布有大面积布伦阔勒群含铁岩段，呈NNW向展布，寻找沉积变质型磁铁矿床潜力巨大。

(4)通过进一步勘探工作，矿床规模有望达到大-超大型，为我国西部提供新的铁矿资源接替与储备基地;通过对该矿床的地质特征及勘探工作，推进我国新疆地区条带状含铁建造(BIF)型铁矿研究。

致谢:中国地质大学(北京)张招崇教授、中国地调局西安地矿所伍跃中研究员对本文初稿做了认真评阅，提出了具体的修改建议，作者在此表示真诚的感谢!

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Geological Characteristics and Genesis of the Zankan Iron Deposit in Taxkorgan，Xinjiang

FENG Changrong1，2，WU Haicai2and CHEN Yong2
(1.Graduate School of China University of Geosciences，Beijing100083，China;2.No.2Geological Party，Xinjiang Bureau of Geology and Mineral Exploration，Kashigar844002，Xinjiang，China)

The Zankan iron deposit in Tashikuergan county，Xinjiang，is tectonically situated in the Taxkorgan block within the Karakorum tectonic belt.Ore bodies are mainly hosted in the Proterozoic strata，the contact of the strata and felsite，in particular.7 layered or stratoid ore bodies are either north to west or north to northwest striking with obvious banded iron formation structure.The morphology，texture，structure，and mineral assemblage of the ores show that the iron ore formation underwent sedimentary diagenesis，metamorphism and late stage alteration.The deposit is of BIF-type.The aeromagnetic survey shows that the magnetic anomalies are mainly caused by magnetite ore bodies and the stronger magnetic anomalies are caused by industrial grade magnetite.Several hidden anomalous bodies will be the targets of future exploration.

Zankan iron deposit;geological characteristics;genetic analysis;West Kunlun

P611

A

1001-1552(2011)03-0404-006

2010-12-09;改回日期:2011-04-10

项目资助:国家十二五科技支撑项目(编号:2011BAB06B05)资助。

冯昌荣(1972-)，男，高级工程师，中国地质大学(北京)在读博士研究生，主要从事矿床地质的综合研究工作。