新疆阿尔泰铁矿成矿流体及成矿过程

杨富全，刘 锋，柴凤梅，张志欣，耿新霞，吕书君

（1．中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；

2．新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室，新疆乌鲁木齐 830004；

3．中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心，新疆乌鲁木齐 830011；4．中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083）

新疆阿尔泰铁矿成矿流体及成矿过程

杨富全1，刘 锋1，柴凤梅2，张志欣3，耿新霞1，吕书君4

（1．中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京 100037；

2．新疆大学新疆中亚造山带大陆动力学与成矿预测实验室，新疆乌鲁木齐 830004；

3．中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心，新疆乌鲁木齐 830011；4．中国地质大学（北京）地球科学与资源学院，北京 100083）

以新疆阿尔泰铁矿为研究对象，综述铁矿成矿背景，划分成因类型和成矿时期，对典型矿床地质特征进行描述，研究成矿流体的温度和盐度以及成矿流体来源，最后探讨构造演化与铁矿成矿作用。结果表明：铁矿成因类型可划分为火山岩型、矽卡岩型、伟晶岩型、与花岗岩有关的热液型、与基性岩体有关的钒钛磁铁矿型和砂矿型；矽卡岩矿床流体包裹体从矽卡岩阶段到退化蚀变阶段再到石英－硫化物－碳酸盐阶段的均一温度（从200℃～500℃到200℃～350℃，再到160℃～300℃）以及流体盐度（NaCleq）峰值（从4．5%～21．5%到3．5%～20．5%，再到1．5%～17．5%）逐渐降低；托莫尔特铁（锰）矿沉积期成矿流体以中低温（集中在160℃～300℃）、低盐度（主要集中在4%～9%和14%～20%）为特征；两棵树伟晶岩型铁矿成矿流体为中温（173℃～290℃）、低盐度（0．35%～16．05%）；氢和氧同位素特征表明，火山沉积型铁矿沉积期成矿流体是海水与岩浆水的混合，矽卡岩阶段成矿流体主要为岩浆水，石英－硫化物－碳酸盐阶段成矿流体主要为大气降水，混合少量岩浆水，同时两棵树伟晶岩型铁矿成矿流体主要来源于岩浆水和大气降水的混合；碳和氧同位素表明，矽卡岩型铁矿成矿流体中碳主要来自深部岩浆，少量来自海相碳酸盐岩。

铁矿；地质特征；成矿流体；成矿过程；构造演化；阿尔泰；新疆

0 引 言

新疆阿尔泰已发现100余处铁矿床（点），具有分布广、规模小、多期次、多成因和多种矿物组合特征［1］。规模较大的矿床有蒙库铁矿（大型）、托莫尔特铁（锰）矿（中型）、乌吐布拉克铁矿（中型）、巴拉巴克布拉克铁矿（中型）等。除蒙库铁矿、乌吐布拉克铁矿、阿巴宫铁－磷灰石矿、乔夏哈拉铁铜金矿、老山口铁铜金矿、两棵树铁矿、萨尔布拉克铁矿进行过研究外［2－12］，其他矿床（点）缺乏系统研究。张建中等探讨了阿巴宫—蒙库一带海相火山作用与铁矿的成生关系［2］；王登红等划分了与海相火山作用有关的铜铅锌铁成矿系列［13］；张振福总结了阿尔泰典型铁矿床（蒙库、阿巴宫、加尔巴斯岛）特征，对找矿前景进行了分析［14］；牛贺才等探讨了晚古生代火山作用与成矿［15］；杨富全等划分了新疆阿尔泰铁矿成因类型、总结了时空分布规律、限定了成矿时代，并探讨了成矿物质来源及其成矿作用［1］。在前人研究的基础上，结合笔者对一些铁矿床的研究，总结了乌吐布拉克、老山口、两棵树、库额尔齐斯等典型矿床的特征，探讨成矿流体性质、演化和来源，对阿尔泰区域铁矿成矿过程进行简述，为阿尔泰成矿规律总结和进一步找矿提供依据。

1 成矿背景

阿尔泰造山带为中亚造山带的重要组成部分，在大地构造上，包括西伯利亚板块的北阿尔泰早古生代陆缘活动带和南阿尔泰晚古生代活动陆缘，以额尔齐斯—布尔根板块缝合带为界，以南属哈萨克斯坦—准噶尔板块［16］。

新疆阿尔泰划分为北阿尔泰、中阿尔泰和南阿尔泰（图1［1］）。北阿尔泰主要由中—晚泥盆世—早石炭世火山－沉积岩组成。中阿尔泰主要为早古生代变质岩系，出露地层主要有震旦纪至中奥陶世的浅变质巨厚陆源复理石建造与晚奥陶世的火山－磨拉石及陆源碎屑岩建造、中—晚志留世变质砂岩。南阿尔泰主要由晚志留世—早泥盆世康布铁堡组［17］和中—晚泥盆世阿勒泰镇组变质火山－沉积岩系［18］，其次是石炭纪火山－沉积岩系和中上志留统片岩、片麻岩、变粒岩组成。

阿尔泰造山带花岗岩类广泛分布，它们具有多类型、多成因、多来源等特征［19－26］，岩浆侵入活动可分为中晚奥陶世（470～440 Ma）、晚志留世—早泥盆世（425～390 Ma）、中—晚泥盆世（380～360 Ma）、早石炭世（355～318 Ma）、早二叠世（290～270 Ma）和中—晚三叠世—早侏罗世（245～190 Ma），其构造环境为陆缘俯冲、俯冲－弧后盆地伸展、聚合碰撞、后造山和板内阶段［27－28］。

图1 阿尔泰造山带区域地质略图Fig．1 Simplified Regional Geological Map of Altay Orogenic Belt

2 主要矿床类型和成矿时代

2．1 主要矿床类型

新疆阿尔泰已发现100余个铁矿产地（图2［1］），但多数为矿点和矿化点。有近20个矿床经过普查，并对其中一些矿床进行过研究，但总体上铁矿研究程度低。从成因类型上划分为火山岩型、矽卡岩型、伟晶岩型（如两棵树铁矿）、与花岗岩有关的热液型（如库额尔齐斯铁矿）、与基性岩体有关的钒钛磁铁矿型（如库威钒钛磁铁矿、哈旦孙钒钛磁铁矿）和砂矿（如青河铁矿）6种类型，其中火山岩型和矽卡岩型是主要成矿类型和勘查对象。火山岩型进一步划分出火山热液型（如康布铁堡铁矿）、火山沉积型（如托莫尔特铁（锰）矿）和矿浆型（如阿巴宫铁－磷灰石矿）3个亚类型。矽卡岩型可划分为接触交代矽卡岩型（如加尔巴斯岛铁矿、萨尔布拉克铁矿）、接触交代矽卡岩＋类矽卡岩（交代火山岩）型（如蒙库铁矿、巴利尔斯铁矿、乌吐布拉克铁矿、乔夏哈拉铁铜金矿、老山口铁铜金矿）和类矽卡岩型（如喀因布拉克铁矿）3个亚类型。

2．2 成矿时代

除蒙库铁矿、乌吐布拉克铁矿、乔夏哈拉铁铜金矿中发现辉钼矿并进行了Re－Os年龄测定外［5，29］，在蒙库、阿巴宫、加尔巴斯岛和乔夏哈拉矿床进行了含钾矿物Ar－Ar年龄测定，受Ar－Ar方法适用条件的限制，这些年龄未能精确限定成矿时代，因此，阿尔泰铁矿成矿时代主要根据与成矿有关的花岗岩年龄进行推断［7，10－12，30－32］，铁成矿时代主要有4期［1］。

（1）早泥盆世（410～384 Ma），与蒙库铁矿矽卡岩形成有关的花岗岩类时代为404～384 Ma，与萨尔布拉克铁矿形成有关的花岗岩形成时代为410 Ma，铁木里克铁矿与成矿有关的花岗岩时代为389 Ma。托莫尔特铁（锰）矿体赋存于康布铁堡组上亚组，变质流纹岩锆石SHRIMP U－Pb年龄为（407±4．3）Ma，黑云母花岗斑岩脉切穿铁矿体，并伴有铁和铜矿化，黑云母花岗斑岩锆石La－ICP－MS U－Pb年龄为401 Ma，限定托莫尔特铁（锰）矿成矿时代为407～401 Ma。根据地层和矿床特征推断，恰夏铁铜矿、阿巴宫铁－磷灰石矿、康布铁堡铁矿也形成于早泥盆世。

图2 阿尔泰造山带铁矿分布Fig．2 Distribution of Iron Deposits in Altay Orogenic Belt

（2）中泥盆世（380～377 Ma），乔夏哈拉铁铜金矿黄铜矿磁铁矿矿石中辉钼矿Re－Os等时线年龄为377 Ma。老山口铁铜金矿与成矿有关闪长（玢）岩年龄为380～379 Ma，两棵树铁矿与成矿有关花岗岩年龄为377 Ma。

（3）早二叠世（287～274 Ma），加尔巴斯岛铁矿赋存于花岗岩体与灰岩接触带的矽卡岩中，花岗岩年龄为287 Ma。库额尔齐斯铁矿花岗岩年龄为274 Ma和279 Ma，限定成矿时代略晚于278～274 Ma。

（4）早三叠世（244 Ma），乌吐布拉克铁矿含辉钼矿石榴石磁铁矿石中辉钼矿Re－Os年龄为（244± 4．1）Ma和（244±4．2）Ma，限定成矿时代为早三叠世。

3 主要矿床特征

3．1 蒙库铁矿

富蕴县蒙库铁矿（大型）位于麦兹盆地中，距富蕴县城直线距离67 km，矿床赋存于上志留统—下泥盆统康布铁堡组下亚组第三岩性段，岩石组合为变粒岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云母片岩、大理岩、变质砂岩、浅粒岩（图3［33］）。矿区侵入岩发育，片麻状花岗岩时代为400、404、378 Ma。

蒙库铁矿区发现了40余处矿体。矿区西段①～⑥号矿体的赋矿围岩以角闪斜长变粒岩、浅粒岩为主，多数矿体内及边部见石榴石和绿帘石等矽卡岩残留体和大理岩团块。矿区东段⑦－号矿体围岩主要为石榴石矽卡岩，其次是角闪斜长变粒岩、浅粒岩、大理岩。①号矿体（包括原6、7、Fe－11号）规模最大，长2 322 m，但厚度变化较大，为1．9～103．2 m，平均厚度13～44 m，控制垂深达580 m。其他矿体长50～763 m，厚1．3～110．8 m。该矿体形态复杂，呈似层状、透镜状、囊状、不规则状。矿石主要为块状、浸染状，其次为条带状、角砾状、斑杂状、脉状构造。矿石结构主要有粒状变晶结构、交代残余结构、变余结构和碎裂结构。矿石全铁平均含量（质量分数，后文同）为24%～58%，多数为35%～48%。围岩蚀变主要为矽卡岩化、硅化、碳酸盐化、绢云母化、钠长石化，矽卡岩化与铁矿关系密切。成矿过程可划分为火山喷发－沉积期、矽卡岩期（可分为早期矽卡岩阶段、退化矽卡岩阶段和石英硫化物阶段）、区域变质期、构造－岩浆（？）热液期和氧化期。其中，退化矽卡岩阶段是铁的主要形成阶段。

3．2 乌吐布拉克铁矿

图3 蒙库铁矿矿区地质图Fig．3 Geological Map of Mengku Iron Deposit District

乌吐布拉克铁矿（中型）位于麦兹盆地中，距阿勒泰市南东约75 km处。该矿于2003年由中国冶金地质勘查工程总局西北地质勘查院在航磁异常查证中发现，目前由金山矿冶公司进行开采。该矿床赋存于上志留统—下泥盆统康布铁堡组下亚组第三段（图4［34］），岩石组合为（含斑）角闪变粒岩、条带状角闪斜长变粒岩、黑云母变粒岩、角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩、黑云母片岩、大理岩、变砂岩、浅粒岩。矿区侵入岩发育，矿区南部英云闪长岩年龄为386 Ma，北部黑云母英云闪长岩体年龄为388 Ma［35］。

图4 乌吐布拉克铁矿矿区地质图Fig．4 Geological Map of Wutubulake Iron Deposit District

目前已圈定Fe1、Fe2、Fe3、Fe4等4个主要铁矿体及多个盲矿体。赋矿围岩以变粒岩、石榴石矽卡岩为主，其次为浅粒岩、黑云母角闪片岩、斜长角闪岩及透镜状大理岩。矿体长60～570 m，平均厚度4．82～14．86 m，控制垂深580 m。矿体呈似层状、透镜状及不规则状顺层产出，常见膨大收缩、分枝复合、尖灭等现象（图5［34］）。矿石构造主要为块状、浸染状，其次为条带状、角砾状、斑杂状、脉状构造。矿石结构主要有粒状变晶结构、交代残余结构，少量变余结构和碎裂结构。矿石中主要金属矿物为磁铁矿，其次为磁赤铁矿，少量黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、辉钼矿等。脉石矿物主要为石榴石、钙铁辉石、透辉石、角闪石、长石，其次为黑云母、石英、方解石、绿泥石、绿帘石、透闪石、绢云母，少量方柱石、磷灰石、萤石、褐帘石等。矿石全铁平均含量为23．3%～32．1%。

图5 乌吐布拉克铁矿矿区4号勘探线剖面Fig．5 Section of No．4 Exploration Line in Wutubulake Iron Deposit District

热液蚀变主要为矽卡岩化，其次为硅化、方解石化、绢云母化和钠长石化等，其中矽卡岩化与铁矿化关系密切。矽卡岩矿物组合以石榴石（以钙铁榴石为主，少量铁铝榴石和钙铝榴石）为主，其次是辉石（以透辉石为主，含少量普通辉石和钙铁榴石）、角闪石（以铁镁钙闪石为主）、绿帘石、绿泥石、透闪石。成矿过程可划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段和石英－硫化物－碳酸盐阶段，铁矿形成于退化蚀变阶段。

3．3 老山口铁铜金矿

老山口铁铜金矿包括托斯巴斯套铁铜金矿段和托斯巴斯套南金铜矿段（又称老山口金铜矿），位于准噶尔北缘，距青河县城41 km。该矿于1986年由新疆有色地质勘查局物探大队发现，为小型铁多金属矿床，目前正在开采。矿床容矿岩系为中泥盆统北塔山组第一岩性段（图6［36］），岩石组合为（辉斑）玄武岩、玄武质安山岩、玄武质火山角砾岩、安山岩、安山质火山角砾岩、灰岩、粉砂岩。矿区侵入岩发育，闪长岩、正长岩、黑云母闪长岩和闪长玢岩的年龄分别为（354±1．9）、（366±1．9）、（379±2．3）、（380±3）Ma，是中—晚泥盆世岩浆活动产物［12］。

图6 老山口矿区托斯巴斯套矿段地质图Fig．6 Geological Map of Tuosibasitao Ore Block in Laoshankou Deposit District

该矿体分布于安山质火山角砾岩、含集块玄武质火山角砾岩与闪长（玢）岩接触带的矽卡岩中。托斯巴斯套铁铜金矿段由含金铜磁铁矿体（Ⅰ1）和含金铜矿体（Ⅰ2）组成（图7［36］）。矿体长110～200 m，平均厚度4．60～8．34 m，矿体呈透镜状和不规则状。矿石类型包括石榴石－透辉石－磁铁矿矿石、绿帘石－阳起石－透闪石－磁铁矿矿石、磁铁矿－黄铁矿－黄铜矿矿石、石英－磁铁矿－赤铁矿矿石、石英－黄铜矿矿石和方解石－黄铁矿－自然金矿石。矿石构造有条带状、脉状、角砾岩状、浸染状、网脉状、块状构造等。矿石结构主要为半自形－它形粒状结构、自组织结构、交代残余结构。矿石中主

图7 托斯巴斯套矿段Ⅳ勘探线剖面Fig．7 Section of Exployation LineⅣat Tuosibasitao Ore Block

要金属矿物为磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿、赤铁矿和自然金，次为斑铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿等。脉石矿物主要有绿帘石、绿泥石、阳起石、石榴石、角闪石、方解石、石英、钾长石、钠长石、黑云母、绢云母等。全铁平均含量为36．42%，最高为53．35%，铜平均为0．28%～0．41%，最高1．67%，金平均（0．49～1．31）×10－6，最高9．11×10－6。托斯巴斯套南金铜矿段圈出5个金矿体和金铜矿体，矿体长100～450 m，平均厚度1～7．73 m，金平均含量为（1．32～2．21）× 10－6，最高5．98×10－6，铜平均0．15%～0．48%。

该矿区热液蚀变较发育，主要有绿帘石化、钾长石化、钠长石化、绢云母化、绿泥石化、方解石化、石榴石化、阳起石化等。其中，钾长石化、绿泥石化和绿帘石化与铁铜矿化关系密切。成矿过程可划分为矽卡岩阶段、退化蚀变阶段和石英－硫化物－碳酸盐阶段，其中铁矿形成于退化蚀变阶段，铜和金形成于石英－硫化物－碳酸盐阶段。

3．4 两棵树铁矿

两棵树铁矿位于克兰盆地东南端，为小型铁矿床，曾进行过开采。矿区出露地层为中—上泥盆统阿勒泰镇组上亚组（图8［37］），岩性主要为黑云母石英片岩、变质砂岩、变粒岩夹大理岩透镜体。矿区发育二长花岗岩，锆石LA－ICP－MS的U－Pb年龄为（377±1．3）Ma［11］。

图8 两棵树铁矿地质略图Fig．8 Simplified Geological Map of Liangkeshu Iron Deposit

该铁矿体主要产于二长花岗岩与黑云母石英片岩接触带的伟晶岩脉中，少量矿化在接触带的矽卡岩中。矿体呈脉状，长70 m，平均宽2．5 m，矿体走向300°，倾向北东，倾角87°。铁矿化呈条带状、浸染状、脉状和团块状分布于伟晶岩中，在空间和成因上与伟晶岩有密切联系。伟晶岩矿物组合主要为钠长石、石英和黑云母，少量中长石和歪长石。矿石构造主要为条带状、团块状和稠密浸染状。矿石结构主要有自形粒状、半自形粒状、它形粒状、伟晶结构、交代结构等。矿石中金属矿物主要为磁铁矿，个别为黄铁矿、黄铜矿。矿石中非金属矿物主要有钠长石、石英、黑云母、石榴石、绿帘石。矿体全铁含量为29．4%～32．1%，平均30．56%。

3．5 库额尔齐斯铁矿

库额尔齐斯铁矿位于富蕴县城北西约5 km的额尔齐斯剪切带中，为小型铁矿，目前正在开采。矿区出露上石炭统喀喇额尔齐斯组，由粉砂岩、板岩、千枚岩、绢云母绿泥石片岩、角闪斜长片岩、片麻岩组成。矿区侵入岩发育，主要有二长花岗岩、花岗斑岩脉，二长花岗岩锆石LA－ICP－MS U－Pb年龄为274 Ma和279 Ma。

该矿矿化赋存于二长花岗岩与黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩、角闪斜长片岩的外接触带中。矿化受接触带和断裂控制，矿体呈脉状、透镜状斜列式分布（图9［38］）。圈定出1个较大的矿体，矿体编号为I，延伸约290 m，在地表分支为2个矿体（I－1、I－2）。经钻孔和830 m中段开采巷道采样控制，发现I－1、I－2号矿体在深部相互连接形成一个矿体，并向南东侧伏。该矿体在9号勘探线出现分叉（图10［38］），平均厚度5～8 m，矿体呈脉状、透镜状。矿体中脉岩发育，以二长花岗岩脉为主，脉宽0．1～1 m。矿石构造为块状、条带状、浸染状、脉状、斑杂状构造。矿石中金属矿物以磁铁矿为主，偶见磁赤铁矿、钛铁矿、黄铁矿。脉石矿物有钙铁辉石、石英、绿帘石、透闪石、阳起石、方解石，其次还有少量磷灰石、绿泥石、黑云母等。矿石中全铁平均含量为45．2%～56%。

图9 库额尔齐斯铁矿地质略图Fig．9 Simplified Geological Map of Kuerqis Iron Deposit

图10 库额尔齐斯铁矿9号勘探线剖面Fig．10 Section of No．9 Exploration Line in Kuerqis Iron Deposit

围岩蚀变主要有绿帘石化、绿泥石化、阳起石化、透闪石、透－钙铁辉石化、钾长石化、黑云母化、硅化，与铁矿化最为密切的是绿帘石化、透闪石化、绿泥石化、阳起石化。磁铁矿－含水硅酸盐阶段和石英－硫化物－碳酸盐阶段，前者为主成矿阶段。

4 成矿流体性质

阿尔泰蒙库铁矿、萨尔布拉克铁矿、加尔巴斯岛铁矿、托莫尔特铁（锰）矿、两棵树铁矿、乌吐布拉克铁矿和老山口铁铜金矿流体包裹体显微测温和流体包裹体盐度结果分别见图11［39］和图12［39］。

图11 阿尔泰铁矿均一温度直方图Fig．11 Histograms of Homogenization Temperatures from Iron Deposits in Altay

蒙库铁矿、萨尔布拉克铁矿、加尔巴斯岛铁矿、乌吐布拉克铁矿和老山口铁铜金矿为矽卡岩型铁矿。矽卡岩阶段石榴石和透辉石中流体包裹体均一温度为200℃～550℃，退化蚀变阶段（绿帘石、绿泥石和透闪石）流体包裹体均一温度为180℃～440℃，石英－硫化物－碳酸盐阶段（石英和方解石）流体包裹体均一温度为160℃～380℃，主要集中在160℃～260℃。

蒙库、萨尔布拉克、加尔巴斯岛、乌吐布拉克和老山口矿矽卡岩阶段（石榴石和透辉石）流体盐度（NaCleq）为1．05%～22．71%。蒙库铁矿还出现了高盐度（30．06%～40．18%），退化蚀变阶段（绿帘石、绿泥石和透闪石）流体盐度为2．07%～21．75%，石英－硫化物－碳酸盐阶段（石英和方解石）为1．05%～18．47%。

总之，矽卡岩型矿床矽卡岩阶段流体具有中高温（主要集中于200℃～500℃）、低盐度（峰值为4．5%～21．5%）特征；退化蚀变阶段成矿流体具有中温（主要集中在200℃～350℃）、低盐度（峰值为3．5%～20．5%）特征；石英－硫化物－碳酸盐阶段成矿流体具有中低温度（主要集中于160℃～300℃）、低盐度（峰值为1．5%～17．5%）特征。从矽卡岩阶段到退化蚀变阶段再到石英－硫化物－碳酸盐阶段均一温度范围及峰值、流体盐度峰值逐渐降低。蒙库铁矿区域变质期（石榴石、绿帘石、绿泥石、石英和方解石）均一温度变化较大，为140℃～513℃。流体盐度变化范围宽，为1．23%～60．31%。

托莫尔特铁（锰）矿沉积期石英中流体包裹体均一温度变化范围较大，为160℃～360℃，主要集中在160℃～300℃，峰值为190℃；流体盐度为3．23%～22．71%，主要集中在4%～9%和14%～20%。区域变质期石英中以发育含液体CO2包裹体为特征，流体包裹体均一温度为210℃～523℃，峰值为310℃；流体包裹体盐度为4．8%～11．33%，峰值为11%。总之，托莫尔特铁（锰）矿沉积期成矿流体以中低温、低盐度为特征，区域变质期以发育CO2包裹体、中高温、低盐度为特征。

两棵树铁矿石英中主要发育气液两相包裹体，均一温度为173℃～290℃，峰值为240℃，盐度为0．35%～16．05%，峰值为9%。成矿流体属中温度、低盐度、中低密度的H2O－NaCl体系。

5 成矿流体来源

5．1 氢和氧同位素示踪

图12 阿尔泰铁矿流体包裹体盐度直方图Fig．12 Histograms of Salinity for the Fluid Inclusions from Iron Deposits in Altay

图13 阿尔泰铁矿D－18OH2O图解Fig．13Diagrams of Iron Deposits in Altay

蒙库铁矿、加尔巴斯岛铁矿、萨尔布拉克铁矿、托莫尔特铁（锰）矿、两棵树铁矿、乌吐布拉克铁矿、老山口铁铜金矿和乔夏哈拉铁铜金矿氢和氧同位素特征见图13，其中原始岩浆水范围据文献［40］，乔夏哈拉矿据文献［41］，其他矿床据文献［39］。其中，δ（·）为元素同位素组成；δ（18）为氧元素同位素组成相对于标准水得到的值；δ（18OSMOW）为氧同位素组成相对于标准平均大洋水（SMOW）得到的值；δ（13CPDB）为碳同位素组成相对于国际标准PDB同位素比值得到的。

石英氢和氧同位素特征表明，托莫尔特铁（锰）矿样品点落在岩浆水左下方与大气降水线之间。图13表明，火山沉积期成矿流体为岩浆水与大气降水的混合，但实际上成矿作用发生在海底，大气降水的贡献可能不大。陈毓川等在解释阿舍勒铜锌矿的氢氧同位素时认为，水－岩反应影响热流体的氧同位素组成，具有大气降水的特征实际上是深循环的海水［42］。因此，推断火山沉积期成矿流体是海水与岩浆水的混合。石榴石中氢和氧同位素特征显示，蒙库和乌吐布拉克矽卡岩型铁矿中矽卡岩阶段成矿流体主要为岩浆水，混合少量大气降水。加尔巴斯岛、萨尔布拉克、乌吐布拉克、老山口和乔夏哈拉矽卡岩型矿床石英－硫化物－碳酸盐阶段成矿流体主要为大气降水，混合少量岩浆水。两棵树伟晶岩型铁矿成矿流体主要来源于岩浆水和大气降水的混合。

5．2 碳和氧同位素示踪

总之，阿尔泰不同铁矿成矿流体中碳来源不同。蒙库铁矿成矿流体中碳来自深部或地幔，萨尔布拉克铁矿碳来自地幔和花岗岩，老山口、乔夏哈拉铁铜金矿碳来自与成矿有关的闪长（玢）岩，少量来自海相碳酸盐岩，乌吐布拉克铁矿碳主要来源于深部岩浆或地幔。

图14 阿尔泰铁矿矿床方解石和灰岩的18OSMOW－13CPDB图解Fig．1418OSMOW－13CPDBDiagrams of Iron Deposits in Altay

6 构造演化与铁矿成矿作用

415～380 Ma期间，古亚洲洋继续向西伯利亚板块俯冲［27，45］，在麦兹、克兰和冲乎尔形成一系列陆缘拉张断陷盆地（图15）。俯冲作用导致软流圈上涌，使地壳物质熔融形成康布铁堡组酸性火山岩，底侵的基性岩浆形成康布铁堡组基性火山岩。415～400 Ma期间，在麦兹盆地伴随康布铁堡组下亚组火山沉积作用形成铁矿源层或铁矿体（？）。400～384 Ma期间，在蒙库—铁木里克一带，伴随岩浆侵入活动，形成花岗岩、英云闪长岩、花岗闪长岩等岩（脉）体，岩浆期后热液交代灰岩和火山岩形成一套矽卡岩矿物，随着矽卡岩的退化变质作用，形成了大量磁铁矿叠加在矿源层中（如蒙库铁矿），这是蒙库铁矿、铁木里克等铁矿的主要成矿期。在萨尔布拉克一带伴随410 Ma花岗岩侵入，形成接触交代矽卡岩及铁矿化。在克兰盆地，伴随康布铁堡组上亚组火山活动形成阿巴宫矿浆贯入型铁－磷灰石矿和康布铁堡火山热液型铁矿；在火山活动间歇期形成火山沉积型托莫尔特铁（锰）矿、恰夏铁铜矿等。

380～365 Ma期间，阿尔泰南缘的断陷盆地仍处于拉张环境，形成了阿勒泰镇组枕状玄武岩、双峰式火山岩和沉积岩。在两颗树一带花岗岩（376 Ma）侵入到地层中，同时形成伟晶岩脉和矽卡岩，在伟晶岩中及附近形成铁矿化。

准噶尔北缘的乔夏哈拉—老山口一带在中泥盆世处于岛弧环境，在北塔山组基性火山岩喷发不久，矿区有潜火山岩，即闪长（玢）岩体（脉）侵入（380～378 Ma），岩浆热液交代基性火山熔岩、火山碎屑岩和灰岩形成矽卡岩矿物，伴随矽卡岩的演化形成磁铁矿化和铜金矿化。

早二叠世（287～274 Ma）阿尔泰为后碰撞演化阶段，加尔巴斯岛花岗岩体（287 Ma）侵入地层中，在灰岩接触带形成矽卡岩及铁矿化。额尔齐斯大型剪切带的库额尔齐斯一带，花岗岩（278～274 Ma）侵入到上石炭统斜长角闪岩、斜长角闪片麻岩中，在外接触带形成与岩浆热液有关的铁矿。在蒙库矿区中二叠世（261 Ma）发生了构造－岩浆（？）热液活动，形成了含黄铜矿石英大脉和含黄铁矿辉钼矿石英大脉，为铜钼矿化期，但矿化规模不大。在250 Ma左右，蒙库铁矿矿区仍有热液活动，矽卡岩中热液锆石SEM U－Pb年龄为（250±2）Ma［46］。

三叠纪阿尔泰属陆内演化阶段，区域上主要形成与花岗岩有关伟晶岩型稀有金属－白云母－宝石矿床［13］。在乌吐布拉克一带热液流体（推测矿区存在隐伏岩体）与康布铁堡组基性火山岩（熔岩和火山碎屑岩）及灰岩产生高温热液蚀变反应，形成了一套矽卡岩矿物组合及磁铁矿矿体，矿石中辉钼矿Re－Os年龄为244 Ma。

7 结 语

（1）阿尔泰铁矿成因类型包括火山岩型、矽卡岩型、伟晶岩型、与花岗岩有关的热液型、与基性岩体有关的钒钛磁铁矿型和砂矿型等6种类型，其中火山岩型和矽卡岩型是主要类型。

二是企业内部市场开发工作的学习活动不系统，很多企业或者部门忙着抓生产而忽视了市场开发活动，把经济效益放在第一位，而当时效益不那么明显的市场开发工作放在后面，造成企业内部人员矛盾重重，市场开发没有影响力和号召力，遇到问题的时候一盘散沙，无法真正处理和解决问题，影响了企业的公信力［1］。

（2）矽卡岩阶段流体具有中高温（200℃～500℃）、低盐度（4．5%～21．5%）特征；退化蚀变阶段成矿流体具有中温（200℃～350℃）、中低盐度（3．5%～20．5%）特征；石英－硫化物－碳酸盐阶段成矿流体具有中低温度（主要为160℃～300℃）、低盐度（1．5%～17．5%）特征。托莫尔特铁（锰）矿沉积期成矿流体以中低温（160℃～300℃）、低盐度为特征。两棵树伟晶岩型铁矿成矿流体属中温（173℃～290℃）、低盐度（0．35%～16．05%）体系。

图15 阿尔泰晚古生代构造演化与铁成矿作用Fig．15 Late Paleozoic Tectonic Evolution and Iron Metallogenesis in Altay

（3）氢和氧同位素特征表明，火山沉积型铁矿沉积期成矿流体是海水与岩浆水的混合。矽卡岩阶段成矿流体主要为岩浆水，混合少量大气降水。石英－硫化物－碳酸盐阶段成矿流体主要为大气降水，混合少量岩浆水。两棵树伟晶岩型铁矿成矿流体主要来源于岩浆水和大气降水的混合。

（4）碳和氧同位素特征表明，蒙库铁矿成矿流体中碳来自深部或地幔，萨尔布拉克铁矿碳来自地幔和花岗岩，老山口、乔夏哈拉铁铜金矿碳来自与成矿有关的闪长（玢）岩，少量来自海相碳酸盐岩，乌吐布拉克铁矿碳主要来源于深部岩浆或地幔。

野外工作得到新疆有色地质勘查局申茂德总工程师以及新疆地质矿产勘查开发局第四地质大队、新疆有色地质勘查局706队的领导和技术人员的大力帮助，国家305项目办公室给予了大力支持，在此一并谢忱。

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Ore－forming Fluid and Metallogenic Process of Iron Deposit in Altay of Xinjiang

YANG Fu－quan1，LIU Feng1，CHAI Feng－mei2，ZHANG Zhi－xin3，GENG Xin－xia1，LU Shu－jun4
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Based on the iron deposits in Altay of Xinjiang，the metallogenic setting of iron deposits were reviewed，the genetic types and mineralization period of iron deposits were divided，geological characteristics of typical deposits were described，the temperature and salinity of oreforming fluid and its source were analyzed，and the tectonic evolution and metallogenesis were discussed．The results showed that the genetic types of iron deposits were dominantly volcanicrock，skarn，pegmatite，hydrothermal related with granite，V－Ti－magnetite related with basic massif and placer；homogenization temperatures of fluid inclusion in skarn type deposit from skarn to retrograde alteration until quartz－sulfide－carbonate stages gradually decreased from 200℃－500℃to 200℃－350℃until 160℃－300℃，and the peak of fluid salinities（NaCleq）also decreased from 4．5%－21．5%to 3．5%－20．5%until 1．5%－17．5%，respectively；ore－forming fluids in the sedimentation period of Tuomoerte iron（manganese）deposit were characterized by low－medium temperature（mainly 160℃－300℃）and low salinity（mainly 4%－9%and 14%－20%）；ore－forming fluids in Liangkeshu iron deposit with pegmatite type were characterized by medium temperature（173℃－290℃）and low salinity（0．35%－16．05%）．Hydrogen and oxygen isotope compositions suggested that the ore－forming fluids in the sedimentation period of iron deposit with volcanic sedimentary type were mainly derived from the mixture of seawater and magmatic fluid；the ore－forming fluids in skarn and quartz－sulfide－carbonate stages were mainly derived from magmatic fluid and atmospheric precipitation mixed with a little of magmatic fluid，respectively；the ore－forming fluids in Liangkeshu iron deposit with pegmatite type were mainly derived from the mixture of magmatic fluid and atmospheric precipitation．Carbon and oxygen isotope compositions suggested that the carbon in the ore－forming fluids of iron deposits with skarn type was mainly derived from deep magmatic，and a little from marine carbonate rocks．

iron deposit；geological characteristic；ore－forming fluid；metallogenic process；tectonic evolution；Altay；Xinjiang

P618．31

A

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2012－06－11

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杨富全（1968－），男，河北蔚县人，研究员，博士研究生导师，E－mail：fuquanyang＠163．com。