新疆雅满苏磁铁矿床成因探讨

曾红 李明

（①新疆地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队 乌鲁木齐830046②新疆地矿局第二区域地质调查大队 昌吉 831100）

1 区域地质背景

新疆东天山地区位于中亚造山带南缘，大地构造位置处于哈萨克斯坦—准噶尔板块与塔里木板块的结合部位，从北向南依次划分为如下几个构造单元：博格达-哈尔里克造山带，吐哈盆地、头苏泉-大南湖构造带、觉罗塔格岛弧带、中天山早古生代岛弧带、北山裂谷带，总体呈近东西向展布。经历了一系列长期而且复杂的构造演化历史，包括大陆裂解、俯冲造山(增生造山)、碰撞造山—造山后和陆内多个演化阶段，其特殊的区域地质构造环境控制了区内雅满苏—沙泉子铜、金、铁、锰、铅锌成矿带的成矿特征，其成矿条件十分优越，具有广阔的找矿前景。

2 矿区地质特征

雅满苏铁矿床位于哈密市南东110km 处，于1957 年由新疆地矿局第六地质大队发现，1965 年正式投入开采，是一座大型露天铁矿床。雅满苏铁矿共发现大小矿体23个，本文主要对较大规模的Fe1、Fe2+3号矿体进行探讨。

矿区出露地层主要为下石炭统雅满苏组上亚组一套浅海相火山岩夹碎屑沉积建造。可分为5 个岩性段：第一岩性段为灰白—青灰色灰岩、结晶灰岩，夹安山岩及英安质含砾晶屑凝灰岩。第二岩性段下部为碱性玄武质凝灰岩夹结晶灰岩、安山质玻屑凝灰岩；上部为灰色结晶灰岩、大理岩、玄武质火山集块角砾岩、碱性玄武质火山集块岩、碱性玄武质火山集块凝灰岩，局部见小的磁铁矿体。第三岩性段下部为矽卡岩化玄武岩，碱性玄武质火山角砾岩、集块角砾岩，局部有交代-充填型磁铁矿产出；中部为玄武岩、玄武质晶屑凝灰岩；上部为流纹质、英安质凝灰岩，安山质晶屑凝灰岩（常蚀变为石榴石矽卡岩或复杂矽卡岩，有磁铁矿化或铁矿体）。第四岩性段上部为灰绿色安山质晶屑凝灰岩及火山角砾岩；下部安山质晶屑凝灰岩夹凝灰质灰岩薄层，局部夹辉石闪长玢岩和辉石安山玢岩。第五岩性段为青灰色石灰岩、结晶灰岩或大理岩夹安山质晶屑凝灰岩。

矿区脉岩主要发育闪长玢岩，规模较小，总体呈近东西向展布，与区域构造线方向基本一致。矿床产于雅满苏背斜南翼近轴部，总体为一向南倾的单斜构造，区内断裂构造发育，可分为成矿前、成矿期和成矿后断裂。成矿期断裂为近EW 向压扭性逆断层，具多期次活动特征，对铁矿成矿起着导矿、容矿的作用；成矿期后断裂，主要是一些逆冲断层、脆性横向平移正断层及斜向平移逆断层，对矿体有一定的破坏作用。

雅满苏地区，早、中石炭世火山活动强烈频繁，堆积了一套巨厚的钙碱性火山岩，由火山活动而形成了铁矿及多金属硫化物矿产。区内火山岩包括熔岩、碎屑岩和次火山岩三大类，其中以火山碎屑岩为主，次为熔岩和次火山岩。

3 矿体及矿石特征

雅满苏铁矿床赋存于雅满苏背斜南翼的火山岩建造中，整个赋矿构造和赋矿岩层呈近东西向带状展布，雅满苏铁矿共发现大小矿体23 个，分赋于上、中、下三个赋矿部（层）位，以Fe1、Fe2+3号矿体规模较大，次为零星小矿体。其围岩为富含碳酸盐的细粒中性火山碎屑岩，近矿围岩矽卡岩，铁矿层与上、下围岩产状完全或基本一致。铁矿体的空间分布受成矿期断裂构造的控制，层状、似层状或透镜体产出，各矿体之间在平面上相互侧列，剖面上呈斜列状排布，其长宽之比一般为l:5 到1:20，矿体视厚0.4-20.17m 不等，平均8.6m，TFe 品位26.26-51.64%。出露地表的矿体，至西向东为石榴石矽卡岩，磁铁矿矿体、复杂矽卡岩及大理岩蚀变带。矿体在垂直方向的分布上大致为结晶灰岩、安山质凝灰岩、石榴石矽卡岩、透镜状磁铁矿矿体、复杂矽卡岩、似层状磁铁矿矿体、石榴石矽卡岩。

矿石中金属矿物主要为磁铁矿，伴有少量黄铁矿、赤铁矿、闪锌矿、黄铜矿等；非金属矿物主要有石榴石、透辉石、透闪石、绿帘石、斜长石、阳起石、方解石、石英等。矿石结构主要为半自形-他形粒状结构、交代结构，构造以块状构造和浸染状构造（图1-A）为主，局部为条带状构造（图1-B）。

本矿主要有益元素为铁，有害元素为硫，系高硫低磷的酸性矿石。富矿中全铁含量在51%以上，一般铁矿石全铁含量25-35%，贫铁矿石全铁含量20-25%，值得指出的是该矿硫含量普遍很高，多为高硫磁铁矿或高硫赤铁矿，达到了硫矿边界品位和工业品位。

图1 雅满苏铁矿矿石特征

矿石中磁铁矿大致可分为早晚两期。早期磁铁矿大多为他形-半自形粒状，颗粒总体较细且大部分磁铁矿发白（图1-C），一般呈稀疏浸染状、纹层条带状、部分呈致密块状等产出，常与石榴石、辉石、绿帘石等硅酸盐矿物共生。磁铁矿晶隙中常见少量细粒他形黄铁矿（图1-D）及蚀变的钠长石；晚期磁铁矿粒度较粗、晶形完好（图1-E），其中部分磁铁矿以集合体形式产出，呈稠密浸染状、致密块状。这类矿石一般位于矿体的边缘部位，或者沿断裂裂隙分布，常与绿帘石、绿泥石、钾长石、阳起石等矿物共生。这个时期的磁铁矿常交代石榴石、透辉石等早期矿物(图1-J），为典型的热液交代作用的产物。晚期形成的磁铁矿也有较细粒者，呈浸染状或条带状分布于绿帘石矽卡岩(图1-G)或复杂矽卡岩中。铁矿石中黄铁矿形成较晚，大多呈他形-半自形粒状，一般呈脉状（图1-H）、浸染状、条带状(图1-B)或团块状(图1-F)分布于矿石内部或者与围岩的接触带上，常常交代早期形成的矿物。黄铜矿一般呈细粒他形粒状，呈不规则细脉状分布（图1-I），常伴黄铁矿一起出现。

4 围岩蚀变

矿区岩石普遍蚀变且强烈，离矿体越近，蚀变越强烈，大致为矽卡岩化、黄铁矿化、碳酸盐化；主要的围岩蚀变是矽卡岩化，其蚀变矿物特征如下：

石榴石为该区磁铁矿矿石中较为常见的脉石矿物之一，主要有两期：第一期是致密块状细粒石榴石，呈浅褐色-红褐色，半自形-自形晶粒，粒径0.14～1.16 mm。部分具环带结构和双晶，个别呈筛状变晶结构，可见其受后期构造应力作用而发生碎裂和错位的现象。这类石榴石大多与磁铁矿共生（图1-J）；第二期是粗粒石榴石，深棕-黑红色，粒径0.15～2.15 mm，半自形-自形粒状，呈五角十二面体、四角八面体，大部分具同心环带构造和双晶，部分石榴石边部被后期热液交代呈亮边（图1-K）。

透辉石为磁铁矿矿石中主要脉石矿物，常呈放射状集合体产出，具有弱的多色性，多为它形-半自形粒状、短柱状（图1-L），粒径0.13～0.5 mm，多与细粒石榴石密切共生。绿帘石呈粒状、柱状、板状，粒径0.06～0.57 mm，见其以粒状集合体分布，或沿着石榴石、辉石的边部或内部交代，形成交代残余结构或交代反应边结构（图1-L）。

绿泥石大部分产于石榴石矽卡岩中，充填在石榴石的间隙，无交代现象；另有部分绿泥石广泛分布于所谓复杂矽卡岩中，一般与透辉石、绿帘石、钾长石、钠长石及石榴石共生，对上述各种矿物有明显的交代现象。

钾长石化在矿区较发育，在矿石和围岩中均有发现。钾长石一般呈团块状、浸染状、星点状及条带状不均匀的分布于矿体、围岩以及接触带中，局部可见钾长石与磁铁矿互呈条带。

阳起石多呈放射状和短柱状，常交代石榴石、磁铁矿。

在铁矿石及矽卡岩中常见碳酸盐矿物呈脉状产出，充填在石榴石、辉石、绿帘石的空隙中，或者切穿矽卡岩，是矿化晚期的产物。

5 矿床成因

⑴雅满苏铁矿床赋存于下石炭统雅满苏组上亚组的海相火山-沉积岩中，矿体呈似层状、层状沿断裂构造产出，矿体空间上与矽卡岩密切相关。

⑵近矿围岩矽卡岩化强烈，形成石榴石矽卡岩及复杂矽卡岩，根据矿石特征及矿石与矽卡岩的穿插关系，矿床的形成经历了磁铁矿-石榴石-绿帘石阶段、磁铁矿-钾长石-绿帘石变阶段和碳酸盐-硫化物阶段，铁矿主要形成于磁铁矿-钾长石-绿帘石变阶段。

综上所述，雅满苏铁矿中大部分的磁铁矿具交代成因特征，表明雅满苏铁矿的形成与岩浆热液交代作用有关。