新疆新源县铁木里克铁矿床地质特征及成矿模式

郭勇明 王伟 姜晓 刘勇（新疆地矿局第六地质大队　哈密　839000）



新疆新源县铁木里克铁矿床地质特征及成矿模式

郭勇明 王伟 姜晓 刘勇
（新疆地矿局第六地质大队哈密839000）

摘要铁木里克铁矿床位于新疆西天山阿吾拉勒铁铜成矿带，为一小型高品位富铁矿。大地构造上位于阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系。矿床位于火山喷发旋回中心附近，矿体赋存在一套火山碎屑岩-熔岩建造里，矿床分布明显与火山口斜坡及熔岩穹丘凹地有关，矿体呈脉状产于绿泥石化安山岩之中，沿矿体周围发生绿泥石化、绿帘石化等。矿床成因为与海相火山侵入有关的矿浆喷溢型铁矿，并且后期经过热液作用的叠加和构造作用的改造。在此基础上建立了成矿模式和找矿标志。

关键词铁木里克铁矿矿化特征成矿模式找矿标志

新疆西天山地区的阿吾拉勒铁铜成矿带，区内产出一系列大中型铁矿，如查岗诺尔、智博、敦德、备战、式可布台（图1b），成矿带东西延伸达250 km，南北宽10～20 km。铁木里克铁矿位于新疆伊犁自治州新源县境内，是一个小型高品位的富铁矿。矿区资源量约为100万t，其中TFe≥50%的矿石占总量的80%以上［1］。

王大川（2014）［1］通过对矿物学及稳定同位素的研究，认为铁木里克铁矿的形成主要与岩浆-热液系统密切相关。李凤鸣等（2011）［2］研究了矿床与火山沉积作用的关系，认为该矿床为火山沉积型铁矿。卢宗柳等（2006）［3］讨论了铁矿浆的分异作用认为该矿床属于矿浆型铁矿。前人多从地球化学数据来分析认识矿床成因，而矿床地质、矿化特征对矿床成因和成矿模式的限定则缺少讨论，基于此，本文在详述矿区地质、矿体、矿石、蚀变特征的基础上，讨论了矿床成因，总结了找矿标志，构建了该类铁矿床的成矿模式，以期为后续勘探提供依据。

1　区域地质背景

铁木里克铁矿大地构造上位于哈萨克斯坦板块伊犁微地块，三级构造单元属阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系（图1a）。本区主要经历了石炭纪-二叠纪裂谷拉张和晚二叠世陆内造山和前陆盆地形成等构造演化过程，演化历史漫长、过程复杂，总体演化特征是：早石炭世开始急剧拉张，形成沉积巨厚的火山岩；至早石炭世后期，拉张渐缓，形成碳酸盐岩-碎屑岩建造；晚石炭世转入汇聚，中酸性火山岩发育，并伴随花岗岩类岩基生成；早二叠世再度拉张，发育有碱性火山岩及中酸性侵入体；晚二叠世以后转入稳定［4，5］。铁木里克铁矿的形成机制和成矿环境为：在阿吾拉勒晚古生代裂谷发育形成阶段，断裂构造运动活跃，火山作用强烈，产生了大量岩浆岩体和火山碎屑岩地层。从火山机构和现在的矿区地形来看，铁木里克铁矿矿床就处于火山喷发旋回中心附近，矿体赋存在一套火山碎屑岩-熔岩建造里，矿床分布明显与火山口斜坡及熔岩穹丘凹地有关［6］。

图1　铁木里克铁矿床大地构造背景（据文献［7，8］修改）

2　矿床地质特征

2.1矿区地质

下石炭统大哈拉军山组火山岩石是矿区出露的主要地层，主要岩性包括花岗斑岩、石英二长斑岩、闪长岩、玄武安山岩以及绿泥石化安山岩。矿区构造较发育，主要为向斜及断裂。SN向和EW向断层构成了菱形构造框架。矿区变质作用以区域动力变质和低温热液变质为主，常见变质导致的绿泥石和长石变形结构，以及石英的重结晶，方解石和绢云母低温变质矿物广泛发育。

图2　矿床地质简图（据文献［1］修改）

2.2矿体特征

矿体呈脉状产于绿泥石化安山岩之中，沿矿体周围发生绿泥石化、绿帘石化等。矿区铁矿体14个，其中，Fe1、Fe2矿体为地表出露矿体，Fe3～Fe14矿体为钻孔控制深部盲矿体。矿区最大的主矿体为Fe1，次为Fe3、Fe4，其它都为分散的小矿体，铁矿体产出于中石炭统则克台组第一岩性段（C2z1）角斑质凝灰岩与石英角斑岩的接触带。

矿体形态较复杂，地表多以透镜状或似层状为主，次为脉状或分枝复合体，剖面上矿体呈不太对称的向斜。矿体规模不等，矿体走向长度多为50～620 m；矿体延深一般都在200 m以内。各个矿体品位变化较均匀，矿体TFe平均品位：一般在35.98%～50.83%，矿床平均TFe品位44.05%，全区品位变化系数为45.96%。矿体的平均厚度1.09～11.83 m，各矿体厚度变化系数一般为35%～80%，厚度变化中等，具有膨大缩小、分枝复合等现象。矿床构造较复杂，但多为顺层断裂，局部使矿体厚度变薄、品位降低或变得比较破碎。F2断层以南的矿体分布于向斜中，向斜的两翼都含有多层铁矿体，它们本身就是向斜的组成部分，同时严格受南向斜构造控制，其产状与向斜构造一致，即东翼西倾，西翼东倾，北部翘起，向南倾伏，矿体整体呈向NNW倾伏，如Fe1-3矿体在3、7、11线的底端标高分别为1 728 m、1 715 m、1 685 m，倾伏角为7°～15°。

主要铁矿体Fe1地表出露长775 m，北东走向，倾向北西，倾角30°～61°。Fe1矿体受后期平推断层影响，被错断为南、北两段矿体。南段矿体（Fe1南）位于矿区中偏南部，平推断层F2南侧。此段矿体地表沿走向控制长度405 m，形态呈透镜体状，走向25°～40°，倾向北西，倾角46°～61°，产状较稳定。矿体的主体部分在0、3号勘探线之间，在此段矿体沿倾向向深部延伸大于200 m。矿体TFe最高品位63.78%，最低品位28.15%，平均品位48.06%，品位变化系数60.24%，有用组分铁在矿体中分布较均匀；最大真厚度21.54 m，最小真厚度1.07 m，平均真厚度11.83 m，厚度变化系数76.21%，矿体厚度变化中等。根据现有控矿工程，地表及浅部有用组分铁在矿体中分布较均匀，但矿体沿倾向向深部品位变贫的趋势明显。矿体在地表及浅部厚度变化较小，但沿倾向向深部矿体厚度变窄趋势亦较明显。该段矿体构成矿区向斜的东翼，该翼的下部矿体由于受构造影响较大，使品位降低厚度变薄。

北段矿体（Fe1北）位于矿区中偏北部，平推断层北侧。矿体沿走向地表控制长度380 m，形态为似层状，局部呈弧形展布。矿体TFe最高品位64.20%，最低品位22.2%，平均品位35.98%，品位变化系数52.27%，有用组分铁在矿体中分布较均匀；最大真厚度11.42 m，最小真厚度5.08 m，平均真厚度8.19 m，厚度变化系数35.04%，矿体厚度变化小。矿体沿倾向尖灭较快，且在深部未见尖灭再现现象，矿体厚度沿走向变窄趋势明显。Fe1矿体顶板主要为石英角斑岩，局部地段见角斑质凝灰岩，底板均为角斑质凝灰岩，顶、底板围岩与铁矿体接触界线清楚。顶、底板石英角斑岩、角斑质凝灰岩岩石具褐铁矿化、黄铁矿化、磁铁矿化、绿泥石化、高岭土化、绢云母化蚀变，蚀变强度由矿体与围岩接触面处向外侧逐渐减弱。

2.3矿石特征

矿石自然类型主要为磁铁矿型，工业类型为需选磁性铁矿石。矿石矿物成分：主要为磁铁矿；少量的假象赤铁矿、磁赤铁矿及褐铁矿；脉石矿物主要为石英、斜长石及少量的绿泥石和方解石。矿石结构一般为他形-半自形晶粒状结构、自形-半自形板状-粒状结构、他形-半自形-自形晶粒状结构、碎裂-角砾化结构；矿石构造主要为准块状构造、稠密浸染状构造、条带浸染状构造。

2.4蚀变特征

矿体的顶底板都伴有磁铁矿化、绿泥石化，但是又各有不同：顶板石英角斑岩具较强的高岭土化、绢云母化、碳酸岩化；而矿体的底板石英角斑岩、角斑质凝灰岩具较强的黄铜矿化、黄铁矿化、绿泥石化。

3　矿床成因及成矿模式

从火山机构和现在的矿区地形来看，铁木里克铁矿矿床就处于海底火山喷发旋回中心附近，矿体赋存在一套火山碎屑岩-熔岩建造里，矿床分布明显与海底火山口斜坡及熔岩穹丘凹地有关。

火山喷发有两个喷发旋回。第一次喷发形成了矿体底部的角斑质凝灰岩、层凝灰岩；第二次喷发为火山熔岩即石英角斑岩，在第一次喷发晚期或间歇期，大规模的喷发已经停止，但海底火山喷溢作用仍在继续进行，这些富含成矿物质的酸性热流体沿断裂或火山通道上升，源源不断的迁移到海盆中与海水发生作用，由于物理化学条件的改变迅速沉积，形成比较富的矿体。由于地壳升降动荡，火山喷溢作用的继续，以及介质物理化学条件的变化，矿石的韵律和矿体呈多层状产出。在火山穹窿和火山机构的斜坡上，在火山熔岩和火山角砾中形成矿浆喷溢型磁铁矿，并伴生铜。在铁矿体形成之后，后期构造活动依然强烈，对铁矿体进行了很大改造，如断裂构造的F2断层错断了Fe1矿体，褶皱构造使矿体形成向斜的形态。矿区又有后期中低温热液交代作用发生，在铁矿体围岩及铁矿石局部裂隙中形成金、铜、铅、锌矿化现象。

总的来说，铁木里克铁矿成因为与海相火山侵入有关的矿浆喷溢型铁矿，并且后期经过热液作用的叠加和构造作用的改造（图3）。

图3　铁木里克铁矿床成矿模式图

4　找矿标志

⑴区域成矿标志：铁木里克铁矿位于阿吾拉勒山铁、铜成矿带西侧，该成矿带内火山活动强烈，与火山热液有关的金属矿产种类多、分布广，铁矿是该成矿带内重要金属矿产。

⑵地层标志：中石炭统则克台组第一岩性段（C2z1）角斑质凝灰岩与石英角斑岩的接触处是寻找此类矿床的层位。

⑶构造标志：火山穹窿和火山机构的斜坡和熔岩穹丘凹地是矿体赋存的有利构造部位。另外，北东向断层的次级构造部位也是重要的找矿地段。

⑷地球物理磁异常标志：地球物理磁异常是找矿直接标志。该区2 000 NT以上的磁异常一般都为磁铁矿矿体引起，若埋深较深，400 NT以上的磁异常也为磁铁矿矿体引起。

⑸蚀变标志：铁矿体顶、底板围岩具褐铁矿化、黄铁矿化、磁铁矿化、绿泥石化、高岭土化、绢云母化蚀变。围岩蚀变是明显的找矿标志。

参考文献

［1］王大川，贾金典，段士刚，等.西天山铁木里克铁矿床矿物学及稳定同位素特征［J］.中国地质.2014（6）:1853-1872.

［2］李凤鸣，彭湘萍，石福品，等.西天山石炭纪火山-沉积盆地铁锰矿成矿规律浅析［J］.新疆地质.2011（01）:55-60.

［3］卢宗柳，莫江平.新疆阿吾拉勒富铁矿地质特征和矿床成因［J］.地质与勘探.2006（05）:8-11.

［4］朱志新，董连慧，王克卓，等.西天山造山带构造单元划分与构造演化［J］.地质通报.2013（Z1）:297-306.

［5］Wang B，Shu L S，Cluzel D，et al.Geochemical constraints on carboniferous volcanic rocks of the Yili Block（Xinjiang，NW China）:Implication for the tectonic evolution of Western Tianshan ［J］.Journal of Asian Earth Sciences.2007，29（1）:148-159.

［6］He P，Huang X，Li H，et al.Mechanism of Fe-Ti enrichment in the Haladala gabbros:Implication for the tectonic evolution of the western Tianshan orogenic belt.［J］.Acta Petrologica Sinica.2013，29（10）:3457-3472.

［7］李月臣，李美姣，刘锋，等.新疆阿尔泰铁木里克花岗闪长岩锆石U-Pb年龄及地质意义［J］.新疆地质.2012，30（3）: 268-271.

［8］高俊，钱青，龙灵利，等.西天山的增生造山过程［J］.地质通报.2009（12）:1804-1816.收稿：2016-03-14

DOI:10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.03.001