新疆卡拉墩菱铁矿地质特征及矿床成因

高 成

（中国冶金地质总局西北地质勘查院，新疆 乌鲁木齐 830000）

在区域地质大调查工作开展过程中，卡拉墩菱铁矿化点在该区段上被发现，但因为矿化体规模不大，在加上复杂的地形、地貌条件以及较差的交通条件，当时没有受到地质研究工作者的重视，地质勘查工作被搁置起来。2007 年之后在野外踏勘以及地质研究工作的系统开展，在该区有多个菱铁矿被发现，且都具有一定规模，同时还发现孔雀石化菱铁矿体，在区内取得较大的找矿突破。现如今，伴随地表铁矿体开采程度与规模的不断扩大，深部区域上又有富而厚的菱铁矿体被发现，铜矿化在局部伴生，经过系统的研究与分析，认为该矿成因类型为沉积变质菱铁矿型铁矿床以及构造热液成因菱铁矿，在走向与倾向上矿体有着较为稳定的延伸，同时具有较为稳定的品位，这些提示区内具有中型规模菱铁矿床的找矿远景[1]。

1 区域地质背景

西昆仑-喀喇昆仑造山带和塔里木大陆板块相互交接位置，是该矿的大地构造位置所在。埃边卡特群（元古界）与赛拉图群（长城系）是该区的主要地层出露，主要为碎屑岩碳酸盐岩组合基底，志留系、石炭系、泥盆系、第三系和白垩纪以及第四系分布于上部。温泉沟组上亚组（志留系下统）碎屑岩沉积与海相碳酸盐沉积组成的浅变质岩，是该区菱铁矿的重要含矿层位。菱铁矿床（沉积改造型）何况点分布在昆盖山南坡。

倭鱼-契列克其背斜以及昆盖山背斜是矿区当中的主要褶皱构造，同时还发育断裂构造，如北沙里阔勒岭大断裂以及塔什库尔干大断裂和木吉河大断裂，这些断裂主要表现为压扭性性质。

侵入岩在该区较为发育，有中酸性以及酸性侵入岩（石炭纪、二迭纪）同时还有各期次脉岩，闪长岩岩体在该矿北侧区域上发育，泥盆纪是其主要形成时代。伟晶岩脉以及霏细斑岩脉和花岗斑岩脉与花岗闪长岩脉与辉绿岩脉是该区的主要脉岩。

古生界地层和元古界地层变质作用非常的发育，中深变质岩是中元古界变质岩。浅变质岩主要在下元古界比较发育，区域变质作用没有对古生界和中生界地层造成影响。

该区主要的铁矿床包括构造岩浆热液型和沉积变质型还有沉积变质型菱铁矿。布伦口铜矿和卡拉墩菱铁矿以及切列克齐菱铁矿与苏巴什磁铁矿是该区的主要矿点[2]。

2 矿区地质特征

温泉沟组（志留系下统）与第四系是矿区的主要地层出露。温泉沟组是矿区当中的主要地层，在矿区的北部以及中部区域上分布，碎屑化学沉积浅变质岩是其主要岩性特征，主要展布方向为近东西向，向南侧倾斜，角度为40°～75°。绢云千枚岩以及绿泥绢云千枚岩和大理岩化灰岩（条纹状）是其主要的岩性特征。同时还有硅质岩和白云质大理岩还有条纹状大理岩（菱铁矿化）等。主要岩性特征如下：

白云质大理岩产出特点为层状，囊状和大透镜体状分布于局部地段，膨大狭缩情况在岩层较为明显，颜色主要为白色，构造为块状，变晶结构（细粒晶粒状）。白云石和方解石是其主要组成，同时还有白云母以及石英等，矿物颗粒在岩石中比较细小，主要保持在0.05mm ～0.25mm 大小范围。

大理岩化灰岩（条纹状）：岩石主要为白色与灰色同时还有灰黑色相间的颜色组成，灰黑色主要表现为条纹状。有约0.2mm ～1.5mm 宽，白色，灰白色主要表现为条带状，有的为毫米有的数厘米宽。白云石以及方解石是其主要的颜值矿物，泥质以及石英少量存在，矿物结晶具有较小的颗粒特点，主要保持在0.05mm ～0.15mm 范围之间。

钙质砂岩（变质）主要为灰色以及灰黑色，粉砂状结构和变余细粒砂状是其主要的结构特点，构造主要表现为变余层状，主要保持在0.1mm ～0.25mm 颗粒大小，有的保持在0.25mm ～0.6mm 范围之间。

砂屑成分：石英达到45%左右的含量，斜长石含量较高，钾长石相对次之，主要保持在5%～10%，还有1%到2%的硅质岩屑。

填隙物成分：约40%左右的微晶方解石，同时还有15%左右的绢云母，与5%的菱铁矿，碎屑磨圆分选较好。颗粒主要为次圆状和次棱角状，绢云母杂基于方解石成像定向排列的特点。胶结主要表现为基底式，杂基支撑。

单斜构造是矿区当中的主要地层特征，褶皱构造在矿区中没有发现，矿区当中发育断裂构造，横断层主要为近南北向分布在大的沟谷当中，张性小断层出现在其他地段发育节理裂隙，存在多组张性小断层，一些断层具有较大的规模，地层和走向呈现平行特征，菱铁矿主要表现为小脉体充填；在该区地层当中主要呈现近南北向，规模通常较小。

侵入岩在矿区当中不发育，有岩枝状产出的闪长岩，主要在矿区北东部区域上分布，有的地段产出特点为岩脉状，菱铁矿石英脉以及石英脉发育较小。

矿区当中动力变质以及区域变质作用非常突出，同时还有热液饰面以及接触变质作用。温泉沟组（内志留系下统）受区域变质影响较为明显，绿泥石带主要表现为低绿片岩相，黑云母带（高绿片岩相）出现在岩体接触带部位。绢云绿泥千枚岩和绢云千枚岩与变质钙质砂岩类是其主要的变质岩，石英岩以及大理岩化灰岩和大理岩是其主要组成。石英、白云母、绿泥石和绢云母等属于特征性的矿物。热接触变质主要出现在闪长岩内外接触带部位上，云英岩化和角岩化比较明显，在接触带部位岩石具有较高的变质程度。黄铁矿化规划以及菱铁矿化、绢云母化等是其主要的蚀变特征。

变质改造菱铁矿化以及原生沉积菱铁矿化是菱铁矿矿主要特征，在矿区中菱铁矿层是主要的原生沉积菱铁矿化，内脉状菱铁矿分布于构造带，发育于岩脉与岩体接触带的外部区域上，黄铁矿化、孔雀石化以及褐铁矿化，黄铜矿化等比较明显，通常规模都不是很大，有的为几米，宽度上有的为几十厘米，有的为几米，铜金经多数脉体拣块取样分析都达到工业品位。由于区域变质作用影响变质，改造型菱铁矿，白色，白云质大粒盐是主要的原生沉积灰岩变质。白色白云质大理岩是主要的原生沉积灰岩变质，铁质由于变质过程当中，逐渐被析出，和大理岩紧邻的菱铁矿层负极部分铁质，矿体具有非常突出的彭大侠缩特征，同时改造原生沉积作用形成的菱铁矿。原生沉积菱铁矿在矿区当中变质期有重结晶出现，矿物颗粒逐渐变得粗大，菱铁矿在矿区铁矿当中，主要保持在3mm 左右的晶粒大小，有的保持在5mm。

闪长岩体内外接触及其周围发育硅化，硅化具有充填型和交代型，闪长岩内长石等被二氧化硅所交代，形成交代型硅化，碳酸盐以及石英属于充填型硅化脉体。

石英脉、碳酸盐化、云英岩化和硅化伴生黄铁矿化产出，分布特点主要表现为星点状，还有的分布特点为细脉状，主要处于0.2mm ～2mm 宽度，黄铁矿有着较小的颗粒，具有聚晶以及立方体晶形特征。矿区当中重要的蚀变为碳酸盐化，石英和碳酸盐矿物方解石表现为伴生特点，和矿体上下盘围岩发生交代充填，方解石在碳酸盐化当中，主要处于35%～40%含量范围，最高能够保持在64%。

3 矿（化）体特征

温泉沟组（志留系）海相碎屑碳酸盐沉积浅变质岩是矿区的主要含矿地层，白色白云质大理岩是矿区的主要岩性特征，钙质砂岩以及大理岩化灰岩，主要受控于沉积层位控制。有12 条菱铁矿体在矿区被发现，同时有十条铜矿体被发现，菱铁矿体具有一定规模，主要表现为174°～191°倾向，保持在41°～74°倾角范围。下面针对Ⅰ、Ⅲ号主矿体进行详细分析。

Ⅰ号，有约700m 长，主要保持在10.40m ～73.84m 水平厚度，主要处于165°～175°∠46°～73°产状特点，达到37.22m 平均水平厚度，以及47.24%全体平均品位。灰岩（大理岩化条纹状）具有白色，灰黑色以及灰黑色相间，钙质砂岩和白云质大粒盐以及千枚岩主要分布在下盘部位，块状菱铁矿石主要分布在矿体内部，条带状以及条纹状主要分布在局部，黄铜矿化以及孔雀石化主要出现在矿体的边部，同时还有黄铁矿化，有的铜品位保持在1.5%，具有较强的铜矿化，在地表矿体达到4267m ～4469m 标高，达到202m 的自然落差，矿体有约200m 的延伸，矿体埋深目前没有被工程完全控制。

Ⅲ号菱铁矿体，有约459m 长，保持在13.40m ～178.76m 水平厚度范围，主要处于165°～175°∠41°～74°的产状特征，达到72.1m 的平均水平厚度和49.26%平均品位。绢云绿千枚岩以及大理岩化灰岩主要表现为条纹状，主要表现为白色、灰黑色、灰色相间。

菱锰矿、赤铁矿以及菱铁矿是矿石矿物的主要金属矿物，黄铜矿、黄铁矿软锰矿、孔雀石以及褐铁矿含量较少，白云石，方解石以及石英等是主要的脉石矿物。

自形-半自形中粗粒结构，交代残余结构、包含结构有矿石的主要结构特点，块状构造是矿石的主要构造特征，脉状以及斑点状构造比较少见。原生矿以及氧化矿石是菱铁矿石的自然分类，由于矿石结构的不同，有块状，矿石和条纹状以及条带状矿石之分。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 矿床成因

菱铁矿在矿区具有较大规模的主要在，温泉沟组（志留系下统）海相碎屑-碳酸盐沉积浅变质岩分布，层位严格控制的矿体，条纹状大理岩化灰岩还有白云大理岩，矿体上下盘的主要围岩岩性。矿体主要产出特点为顺层状，变质作用对原始沉积铁矿层起到明显的改造作用，部分铁质在矿体上下盘围岩当中由于变质分宜作用因素影响，富集在层间，矿体存在较为突出的膨大狭缩特征。在该区闪长岩体当中产出的小铁矿体，由于构造因素影响，菱铁矿主要表现为构造热液成因[3，4]。

4.2 找矿标志

层位标志：碳酸盐沉积浅变质岩分布在温泉沟组（志留系下统）海相碎屑-碳酸盐沉积浅变质岩，大理岩在地层中具有非常大的厚度。

矿化标志：黄铜矿化以及孔雀石化和菱铁矿矿褐铁矿矿黄铁矿化是重要的框框标志。

构造标志：含铜菱铁矿化（细脉状）主要出现在侵入岩体接触位置的构造裂隙。

5 矿床成规律及远景评价

海相碎屑-碳酸盐沉积浅变质岩是菱铁矿体主要产出部位，层位对其起的严格的控制作用，矿体产出特点主要表现为顺地层，产状和围岩一致，矿体形成过程当中，受到该区变质作用影响非常突出，断裂构造在后期阶段，有含矿热液顺着裂隙进行充填，有含铜菱铁矿化体形成。

铁矿体在矿床当中主要保持在32m ～750m，达到2.60m ～23.60m 真厚度。Ⅰ号主矿体属于中等规模长度大小，菱铁矿在矿区当中具有一定规模的，没有得到完全控制，矿体有着非常稳定的赋矿层位，具有较大的厚度，而且具有非常大的矿体延伸。地表区域上Ⅰ号菱铁矿体达到200 余米的自然落差，研究分析，相较于自然落差，矿体延伸较大，综合勘探研究发现，菱铁矿在矿床当中达到七百万吨左右的铁矿资源，通过分析矿床地质特征矿化体特征以及成因类型，该区具有寻找中型规模的菱铁矿床的远景。