西天山阿吾拉勒成矿带铁矿成矿模式简述

潘东

（宝钢集团八钢公司矿山管理（事业）部）

西天山阿吾拉勒成矿带铁矿成矿模式简述

潘东

（宝钢集团八钢公司矿山管理（事业）部）

在二叠纪期间，西天山地区出现了后碰撞伸展环境下的裂谷化过程，区域内构造活动强烈，火山机构十分发育，成矿地质条件有利。区域内矿产资源丰富，分布有查岗诺尔铁矿、智博铁矿、备战铁矿、敦德铁矿等一系列矿产地，矿床多与火山活动成因有密切联系。阿吾拉勒的海相火山岩铁矿成矿模式在新疆是具有代表性的区域，通过对区域主要矿山成矿模式的简述，探讨和思索新的找矿方向。

阿吾拉勒;铁矿带;成矿模式；海相火山岩

联系人：潘东，男，42岁，本科，工程师，乌鲁木齐（830022）宝钢集团八钢公司矿山管理（事业）部

E-mail：pangdong@bygt.com.cn

1 前言

新疆实施“358”项目以来，地质找矿工作得到了全面突破，地质找矿成效显著。先后圈定了13个金属矿远景成矿区，确定了新的矿集区。评价出准噶尔盆地西南缘长250km，宽20～40km的西天山阿吾拉勒大型铁矿带。在面积约7100km2阿吾拉勒大型铁矿带上已评价有松湖、尼新塔格、查岗诺尔、智博、敦德、备战等中-大型铁矿床8处。探获铁矿资源量13.65亿吨，预测远景资源量大于20亿吨。其中累计探获富铁矿约3.97亿吨，是2010年我国富铁矿9.2亿吨储量的43%。阿吾拉勒一带是新疆目前最大富铁矿带，在全国铁矿资源总体格局中也具有重要的地位。笔者通过学习有关研究成果,就西天山阿吾拉勒矿带的成矿模式谈谈认识。

2 阿吾拉勒铁矿带区域地质及矿产地质特征

天山构造带是是世界上最重要的古生代造山带之一。古生代时期它位于西伯利亚板块、哈萨克斯坦板块-伊犁板块和卡拉库姆-塔里木板块之间，为古亚洲洋演化史上一个重要的构造域。伊犁地块夹于天山主断裂和南部尼古拉耶夫-那拉提北坡断裂之间，呈楔形向东部歼灭。

阿吾拉勒成矿带位于西天山中部，构造位置位于伊犁地块东北部。在石炭纪期间，本区域属于博罗科努石炭纪活动陆缘带，分布有大面积的钙碱性火山岩套和钙碱性花岗岩，该活动陆缘带形成于伊连哈比尔尕古洋盆向南侧的B形俯冲过程，俯冲带的位置大体上位于以巴音沟蛇绿岩套为代表的北天山蛇绿岩所在位置。在二叠纪期间，天山地区出现了后碰撞伸展环境下的裂谷化过程，产生了数量较多的双峰式火山岩和A型火山岩。区域内构造活动强烈，火山机构十分发育，成矿地质条件十分有利。本区域内矿产资源丰富，分布有查岗诺尔铁矿、智博铁矿、备战铁矿、敦德铁矿、雾岭铁矿、古伦沟铁铅锌矿、胜利铜矿等一系列矿产地。已知矿产多与火山活动有密切成因联系，阿吾拉勒区域是寻找与火山活动有关的岩浆型和火山热液型铁铜多金属矿床以及斑岩型铜矿最有利的地区之一。

图1 西天山阿吾拉勒地质矿产图

通过地层看，本区域内出露的地层有元古宇星星峡群(PtXa)、志留系(S)、泥盆系(D)、二叠系(P)、三叠系(T)、侏罗系(J)及第四系(Q)。但石炭系（C）是阿吾拉勒区域出露最广泛的地层，从查岗诺尔向东到备战铁矿均有广泛出露。具体分为上、下石炭统，下石炭统为大哈拉军山组（C1d）,上石炭统为伊什基里克组（C2y）（见图 1）。

本区域内分布有众多的侵入岩，主要分布在查岗诺尔和智博矿区的北部。岩体受构造制约，以酸性岩和碱性岩为主，中性岩次之，由石炭纪、二叠纪构造旋回的产物组成。石炭纪侵入岩可分三个侵入期次，二叠纪侵入岩可分两个侵入期次[2]。

3 阿吾拉勒铁矿带区域成矿模式

西天山阿吾拉勒山脉式可布台-备战铁矿一带，矿产丰富尤其是外生铁矿最为丰富，是新疆海相火山岩铁矿成矿区域之一。通过近几年地质工作的进展，各矿种在空间和时间上的分布主要受地层、构造、侵入岩等因素的控制，尤其是火山-沉积铁矿受地层控制明显。

其中查岗诺尔铁矿和智博铁矿同受一个面积为314km2的破火山口控制（见图2）。卫星影像清晰的显示了破火山口至少经历了四次喷溢-塌陷过程。查岗诺尔铁矿位于破火山口西北缘，智博铁矿位于破火山口的中心部位，敦德铁矿位于破火山口东部。总体上岩层向周边倾斜，近中心部位产状较陡，这一地区的火山岩主要为下石炭统为大哈拉军山组，少部分属上石炭统伊什基里克组。

图2 阿吾拉勒区域1：5万遥感影像图

晚石炭世伊犁盆地处于后碰撞的拉张期，在伊犁地块的边缘拉伸产生了阿吾拉勒带，早期的海底火山喷气-热液沉积型铁矿床，代表有式可布台-备战铁矿等，当时处于动荡的海退过程的相对稳定期，式可布台-备战铁矿等处于伊宁海湾东部边缘地域，双峰式海底火山喷发携带大量的铁质及四周古路剥蚀后携入海水的铁质（见图3），通过介质的复杂化学作用，铁质集中。当化学作用达到一定阶段，pH值大于5.5时，铁质发生沉淀，在海湾稳定地区而沉积生成铁矿。并经后期浅变质加富[3]。

图3 西天山阿吾拉勒区域成矿模式示意图

本区域断裂构造十分发育，东西向断裂带分布于区域中部。构造内角砾发育，气液活动明显、蚀变强烈。断裂构造活动是内生矿产成矿物质活化迁移的主要驱动力，是岩浆迁移的主要因素之一，同时断裂构造本身又是矿浆活动的通道和沉淀场所。在查岗诺尔-备战铁矿矿区遥感影像显示出明显的的环状断裂和放射状断裂，查岗诺尔、智博、敦德三个铁矿在破火山口范围内呈北西-南东向线性排列。

4 成矿带主要矿山成矿特征简述

4.1 备战铁矿

本战铁矿位于本区域最东侧，赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组中基性火山碎屑岩和火山岩。该矿成矿划分两个成矿期，五个矿化段，即火山作用成矿期和岩浆热液叠加期（见图4）。前者又分为火山喷溢沉积成矿、次火山接触交代形成矽卡岩化成矿、隐爆-矿浆充填成矿等三个主要矿化阶段；后者又分为矽卡岩化及复杂矽卡岩化等两个阶段。矿体围岩蚀变主要为绿帘石化、阳起石化、透辉石化、黝帘石化，矿体呈透镜状、似层状分布于火山碎屑岩中。由于矿床位于火山活动中心地区，次火山热液交代形成矽卡岩化磁铁矿的接触交代成矿作用更为发育，且隐爆-矿浆充填成矿作用明显，有利于富铁矿成矿。备战铁矿经历两次矿化过程，初期是次火山热液活动形成的矽卡岩化磁铁矿贫矿，后期矿浆以熔融体状态贯入火山管道叠加成矿。该矿属于海相火山岩喷溢沉积-热液交代-矿浆填充型铁矿[1]。

图4 备战铁矿成矿模式图

4.2 敦德铁矿

敦德铁矿位于智博铁矿和备战铁矿之间，该矿床兼具查岗诺尔和智博矿床特征：大哈拉军山组地层在矿区出露较大，顶、底板都不完整，从岩相特征看，可分为两个喷发旋回。每个旋回基本上是由喷发沉积到正常的海水沉积；每个喷发沉积旋回中又有爆发-溢流相的一次或多次交替出现。下部旋回基本上为一较稳定的海相火山细碎屑韵律沉积阶段，到后期趋于稳定的浅海正常灰岩沉积。下部旋回的后期阶段，火山作用趋于平静，出现了多次短暂的间歇，沉积了许多薄层石灰岩夹层或与凝灰岩互层。又因火山作用及地壳活动的不均一性造成了海底起伏变化较大，所以灰岩沉积具有不连续性及厚度的不稳定性。

根据新疆地质矿产勘探开发局第三地质队2011年提交的《新疆和静县敦德锌铁矿勘探报告》：上部旋回地层遭受蚀变及破坏较强。总的看来地壳又向活动性方向发展，仍以中性及中酸性火山碎屑岩为主，但粒度较粗，熔岩增多，趋向于酸性喷发，后期出现陆源碎屑沉积。上部旋回地层与下部旋回地层比较，前者以近火山口为主。初期有少量玄武岩溢流，后期有石英钠长斑岩及流纹岩溢流；爆发相沉积中，火山角砾岩、凝灰岩较多。

赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组中基性火山岩和少量火山碎屑岩，围岩蚀变特征和查岗诺尔铁矿相似，即石榴子石化、阳起石化、绿泥石化和绿帘石化。从总体特征看，该矿属于火山岩型铁矿。

4.3 智博铁矿

矿床成因与火山活动直接有关，受基底断裂及火山机构所控制（见图5）。

图5 智博铁矿成矿模式图

其成因机理与查岗诺尔铁矿相似，矿区位于破火山口的中心位置，成矿中具有多次隐爆与多次成矿和富矿多等特点。智博铁矿矿体经历了多次隐爆成矿过程，总体上以矿浆成矿期为主，热液成矿期只在矿浆期基础上进行了轻微的改造。因此智博铁矿成因上属于以玄武质岩浆为母岩浆的海相火山喷溢沉积-热液交代-矿浆填充型铁矿[2]。

4.4 查岗诺尔铁矿

受基底断裂和火山机构的控制，有两个成矿期，其成矿机制：在早石炭世拉张期的同火山成矿作用是主体，首先发育裂隙型中心式的海底火山喷发作用，大量含矿火山物质被带入海盆，炽热的火山喷发物加热的海水，对火山喷发物进行渗虑与分解，使其中的成矿物质逐步进入海水中，在火山喷发的间歇期，通过沉积作用首先形成沉积型铁矿层（见图6）。之后是火山热液对火山堆积物和其中的铁矿层进行热液交代形成交代型铁矿体。由于火山喷发作用导致内能大量消耗而处于负压状态，为了使负压区的压力达到平衡，经过岩浆加热的卤水携带着矿化剂和围岩交代后产生的大量铁等金属离子一起被带入岩浆房，进一步发展成矿浆，当内压过大时产生隐爆，矿浆沿层间断裂充填和角砾岩带溢流成矿，形成部分角砾状矿石。随着交代作用的继续进行，围岩中的铁离子状态被不断的转移到角砾矿石的底部沉淀富集成矿，形成了侵染状矿石；在岩浆热液成矿期，主要是对同火山成矿期形成铁矿的叠加与改造，也形成矽卡岩型铁矿化。岩浆热液首先进行碱交代作用，形成复杂矽卡岩化及含矿热液，之后使原有铁矿加富或形成新的铁矿体。整个成矿过程是含矿热液在矿浆房不断上升，成矿环境由封闭转为开放，成矿元素不断交代置换作用下完成的。矿床属于海相火山喷溢沉积-热液交代-矿浆填充型铁矿[2]。

图6 查岗诺尔铁矿成矿模式图

4.5 式可布台铁矿

铁矿层和其下部的含铜块状硫化物是海底火山喷流作用在同点成矿环境下不同阶段的产物。其成矿机理：在火山活动喷发晚期或喷发间歇期，大规模的岩浆喷发已经停止，但火山喷流作用仍在继续进行，这些富含成矿物质的酸性热气流体，沿断裂或火山通道喷流而出，源源不断迁移至海盆中（见图7）。热气流体对火山喷发物通过渗滤与水解作用，析出含矿物质，由于物理化学条件的改变而沉淀。矿浆中Fe、Si、Ba、Mn等元素富集，在弱酸性-氧化环境条件下，形成大量赤铁矿，夹透镜状红碧玉和流纹状重晶石赤铁矿，构成重晶石-红碧玉-赤铁矿建造，Ba-Si-Fe“三位一体”是海底火山流溢作用产生的含矿热流体与海水作用在海盆沉积的产物。说明该矿是在同一成矿环境下，不同阶段形成火山喷发，溢流沉积。式可布台铁矿属于海相火山溢流沉积型铁矿。

图7可布台铁矿成矿模式图

5 关于矿山成矿模式的思考

任何矿床的成矿模式，各学者均持有不同的观点。例如阿勒泰蒙库铁矿的成因和成矿模式仍有较大的争论。

其成矿模式主要观点有：（1）海相火山热液沉积矿床；（2）海相火山 -沉积变质矿床；（3）变质富铁VMS型矿床；（4）与矽卡岩矿化有关的矿床；（5）海相火山喷流沉积-岩浆热液叠加-变质改造多因复成型矿床。通过地质工作的不断深入。学者们通过对大量成果的综合研究后，将阿勒泰蒙库铁矿矿床的成矿类型划分为海相火山岩型铁矿。

学者们对阿吾拉勒区域的成矿模式也有不同的认识，例如：有学者认为备战铁矿、阿克萨依铁矿的成矿观点是火山矿浆贯入充填（火山喷溢）型铁矿，也有学者认为属于矽卡岩型铁矿；查岗诺尔铁矿成矿观点认为是次火山型铁矿；铁木里克铁矿成矿观点认为是火山-次火山气液交代型铁矿；式可布台铁矿成矿观点是火山沉积变质型铁矿。

地质工作者通过对阿吾拉勒铁矿带区域构造、区域成矿模式、地质矿产等地质特征的研究，并通过近年新疆铁矿地质科技成果的对比和分类，对此类铁矿成矿模式，现统一划分为海相火山岩型铁矿。

新疆海相火山岩型铁矿基本特征：

（1）新疆海相火山岩型铁矿分布广泛，并以晚古生代为主的特点，成矿地质环境多与拉张型构造动力学形成的裂隙槽、裂隙盆地、裂谷带及上叠盆地等构造有关。

（2）铁矿床一般受不同时代的古火山活动中心控制，产于火山-次火山建造内，常具有一定的层位。

（3）矿体形态比较复杂，围岩一般为中基性-中酸性火山岩、次火山岩或火山碎屑岩。矿体与火山岩层间整合或不整合。

（4）围岩蚀变强烈。主要有透辉石化、阳起石化、绿帘石化、石榴子石化、钠长石化等。

（5）矿石矿物以磁铁矿为主，次有赤铁矿、磁赤铁矿等；矿石结构一般为块状、侵染状及其他多种复杂构造。

（6）空间位置上，矿体产于火山机构内不同部位或其附近环状断裂及放射性断裂系内[1]。

6 阿吾拉勒区域找矿方向的建议

伊犁裂谷的发展演化过程实质就是优地槽火山开裂、拼合的演化过程，地槽期构造事件主要是区域构造拉张、沉降，大规模的带状火山岩频繁喷发沉积，火山岩由单峰向双峰式发展，构造活动和火山活动由东向西迁移；后地槽构造事件主要是地槽褶皱回返，沿区域性大断裂俯冲，碰撞造山，产生大量中酸性岩浆侵入活动。整体上区域性断裂控制着次级断裂和火山岩带的分布，控制着铁矿带的分布范围和展布方向。次级断裂系统和火山机构是矿液运移的通道，也是良好的控矿、容矿构造，直接控制着矿床的形状、产状和规模，是重要的控矿因素。此外，裂谷带由火山岛弧构成的封闭、半封闭的浅海湾是形成海相火山沉积-变质型铁矿的有利地段。

综上所述，阿吾拉勒区域找矿方向为铁木里克-坎苏一带早石炭世中晚期，火山活动喷发形式由裂隙式逐渐转为中心式喷发，形成一系列大小不等、等间距分布的火山链（火山机构）和断陷盆地。查岗诺尔-备战一带早石炭世早期，大规模的裂隙式海相火山活动，尤其是博罗霍洛夫背斜交汇部位形成东西向展布的串珠状火山喷发岩带，形成向东收敛的特征。

阿吾拉勒区域铁矿找矿方向为火山矿浆贯入充填（火山喷溢）型、火山-此火山气液交代型。断陷盆地（火山洼地）主攻方向为火山-沉积型[4]。

[1]董连慧,冯京等.新疆铁矿床成矿规律及成矿预测评价.北京：中国地质出版社，2013年.

[2]冯金星，石福品等.西天山阿吾拉勒成矿带火山岩型铁矿.北京：中国地质出版社,2012年.

[3]张玉萍等.2012年新疆阿吾拉勒山火山岩及成矿作用的研究（第六届天山地质矿产资源学术讨论会论文集）.新疆青少年出版社，2008年.

[4]李新光等.新源县阿吾拉勒山中段铁矿成矿地质条件及找矿方向（第六届天山地质矿产资源学术讨论会论文集）.新疆青少年出版社,2008年.

Brief Introduction to Iron Metallogenic Models of Awulale Iron Zone in Western Tianshan Mountain

PANDong
（MineManagementDepartment,Bayi Iron&SteelCo.,BaosteelGroup）

During the Permian period,western Tianshanmountain was rifted under post-collisional extensional environment.With strong tectonic activity and well-nurtured volcanic edifice,themetallogenic geological conditions are favorable.At present,it is rich inmineral resources,with Chagangnuoer,Zhibo,Beizhan and Dunde iron ore distributed herewhose depositsare closely related to causesof the volcanic action.The ironmetallogenicmodel formarine volcanic of Awuale is typical in Xinjiang.Through introducing themetallogenicmodels formainmines,this paper discusses new directions formine exploration.

awulale,iron ore;metallogenicmodel;marine volcanic typee

TD164+.2

A

1672—4224（2014）01—0033—05