新疆哈密市雅北铁矿地质特征及成因浅析

苟宏亮，石 洞

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一地质大队，新疆 吐鲁番 838204）

1 区域地质

根据板块构造理论对新疆最新的构造单元的划分方案，以阿其克库都克断裂为界，以北划为哈萨克斯坦板块（I）准噶尔微型板块（II）觉罗塔格晚古生代裂陷槽（III），以南划为塔里木板块（I）塔里木北缘活动带（II）卡瓦布拉克－星星峡中间地块（III）。本次工作区位于塔里木板块（I）塔里木北缘活动带（II）卡瓦布拉克－星星峡中间地块（III）三级构造单元北缘（表1）。

区内出露地层自下而上分为长城系星星峡岩群；石炭系下统雅满苏组；石炭系上统土古土布拉克组；二叠系上统大热泉子组；古近系-新近系桃树园组和第四系[1]。

区内断裂较为发育，东西向断裂规模较大，北东向和北西向断裂规模较小。其断裂性质，东西向断裂为逆冲断裂，北东向断裂表现为左行平移，北西向断裂表现为右行平移。主要断裂为阿其克库都克断裂。该断裂横贯于工作区北部，近东西向舒缓波状延伸，向东与沙泉子断裂相接，向西转为北西西向，横贯全区长约135 km。该断裂是卡瓦布拉克－星星峡中间地块和觉罗塔格岛弧带的分界断裂，形成于晚古生代以前，具有压性断裂的显著特征，总体为逆断层性质，断裂面倾向变化不定，总体南倾，倾角一般在65°～75°。受其控制，在工作区内形成一系列与深部密切相关的扭压性断裂，并导致华力西中期的大规模中酸性岩浆侵入活动，由此形成与岛弧型花岗岩有关的多金属矿和与火山岩密切关联的多类型的铁矿。

矿区位处天山造山带东段，涉及中天山和北天山两个重要的大地构造单元，以近东西向的阿奇克库都克断裂带为界，南侧的中天山地块是塔里木板块的组成部分，经历了与南部的南天山洋和北部的古亚洲洋裂解和关闭有关的多期岩浆事件，存在多旋回岩浆作用，侵入岩分布面积广，成为中天山地壳的主要组成；北侧的北天山构造单元主要是古亚洲洋构造域的产物。

2 研究区地质

矿区位于阿奇克库都克深大断裂以南约4km处，位于卡瓦布拉克-星星峡中间地块之中，矿区地层单一，构造较为简单，岩浆岩十分发育[2]。

2.1 地层

矿区地层出露较简单，主要分布有第四系和中元古界长城系星星峡群。

中元古界长城系星星峡群：地层主要分布于矿区西部和东部，出露岩性主要见有青灰色灰岩、深灰-灰黑色变质粉砂岩、黄褐色、浅灰色大理岩、灰色石英片岩。据岩石组合特征分为石英片岩+变质砂岩单元、大理岩单元和灰岩单元3个构造岩石填图单元。

第四系：第四系主要分布于矿区西南角，为一近南北向小型长条状盐池，其长3Km左右，宽300m～800m。地表盐碱壳下存在卤水，表面仅局部存有卤水，盐碱壳为白色，由卤水蒸发沉积形成的盐碱组成，厚度约10cm～20cm，较坚硬，其上可以行人。

2.2 构造

矿区构造主要表现矿区以北约4km处近东西向横贯的阿其克库都克深大断裂及其次级断裂，构造线方向为近东西向、局部北西向，为矿区广泛的岩浆岩活动提供了通道，为导矿构造，矿区成矿后断裂不发育，矿体基本未受构造破坏。此外矿区围岩大理岩普遍发育片理化、片理走向与总体构造线基本一致。

2.3 岩浆岩

区内岩浆岩十分发育，分布面积占全区面积的60%以上，主要出露为新元古代侵入岩，其次为早石炭世侵入岩。新元古代侵入岩岩性主要有辉长岩、花岗闪长岩、斜长花岗岩和闪长岩，为一套镁铁质－花岗质侵入岩组合，呈岩株状或岩脉状分布。早石炭世侵入岩以斜长花岗岩和钾长花岗岩为主，分布于矿区北部，呈岩株状分布[3]。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

雅北铁矿主要产于矿区中部的新元古代辉长岩中，属岩浆分异型，矿体受岩体控制。通过地表3条槽探及深部4个钻孔控制，大致查明了控矿岩体及矿体的规模、形态、产状、厚度和品位变化情况[4-6]。

圈定了三个铁矿体，由南向北依次编号为①、②、③，其中②号矿体最为厚大。三个矿体均出露地表，总体近东西走向平行展布。主要分布在7线～2线，控制最大长度1000m，向东西未封闭，矿体最大宽度67.8m，最大延深702m（①号矿体）。矿体形态简单，呈脉状、似层状产出，总体产状北倾，倾角52°～85°，浅部缓深部陡，矿体产状与辉长岩体产状一致。矿体主要组分为铁，伴生有二氧化钛、五氧化二磷等。

3.2 矿石质量

矿石中的矿物主要分为金属矿物和非金属矿物两大类，经镜下观察，共鉴定和发现两类23种矿物，其中金属矿物种类少，仅有8种。非金属矿物种类较多，共有15种。矿石中的非金属矿物实际上是由岩体中的各类造岩矿物构成，次生蚀变矿物种类及数量都不多，该现象主要与矿床成因类型有关。非金属矿物多数为普通辉石和基性斜长石，次有橄榄石、普通角闪石、黑云母及其蚀变矿物阳起石、透闪石、滑石、高岭石、绢云母、碳酸盐及绿泥石等。由于构成整个岩体的岩相变化范围小，其主要造岩矿物相对含量比较固定，在橄榄辉长岩中橄榄石含量略高一些，在角闪辉长岩中角闪石含量增加，各类矿物在分布上相互重叠，仅在含量上有所增减而已。磷灰石属于岩石中的副矿物，在常规岩石中含量很低，但在本岩体中含量较高，局部有富集现象，已达到磷矿化程度。磷灰石晶体颜色主要呈无色，少部分为浅黄色、黄褐色及黑色，结晶程度高，呈自形柱状分布。粒径较粗，横切面粒径在0.04～0.2mm±，纵切面粒径在0.2～1.2×0.06～0.2mm±，分布在透明矿物粒间或包裹在透明矿物及金属矿物中。磷灰石是在钛铁矿化和磁铁矿化过程中形成的又一有用矿物，与钛铁矿、磁铁矿相同，在岩体中含量虽然比较低，但也达到全岩矿化程度，如果易于破碎及单体解离、分选，作为副产品回收，使有益元素完全达到综合回收利用，是具有一定的经济效益的和社会效益的[7]。

矿石中结构构造比较简单，结构以半自形-他形粒状结构为主，次有自形粒状结构、包含结构、格子状结构及文象结构，构造主要为浸染状构造及条带状构造。浸染状构造按矿石中金属矿物含量又可分出星点浸染状构造（3%～5%）、星散浸染状构造（5%～15%）、稀疏浸染状构造（15%～30%）、中等浸染状构造（30%～50%）、稠密浸染状构造（50%～80%）及块状构造（80%～100%）。

3.3 矿石类型

3.3.1 矿石自然类型

根据相邻的路白山铁矿物质组分研究，矿石中主要铁矿物为磁铁矿，按组成矿石的主要铁矿物类型划分的矿石自然类型为磁铁矿石。伴生有用矿物为钛铁矿，电子探针分析显示，磁铁矿和钛铁矿中类质同象的V2O5具有一定的含量，因此矿石自然类型可进一步划分为钒钛磁铁矿。

根据矿石中金属矿物种类、含量、空间分布及共生组合特点分析，矿石自然类型按结构构造划分为均匀浸染状矿石和不均匀浸染状磁铁矿石两种。均匀浸染状磁铁矿石主要指那些磁铁矿含量低的星散、稀疏和中等浸染状矿石，金属矿物分布比较均匀。不均匀浸染状磁铁矿石是指矿石中磁铁矿含量高，金属矿物呈不均匀的浸染条带状、团块状产出的矿石，但后者在矿体并不多见。在矿区见到的是局部富集稠密浸染状或块状磁铁矿石，与矿浆贯入作用有关[8-10]。

按照矿石中主要脉石矿物的种类划分的矿石类型为辉石型。

3.3.2 矿石工业类型

根据收集的路白山铁矿矿石物相分析结果，矿石中硅酸铁占一定比例，均大于3%，与矿石中普遍存在的脉石矿物橄榄石、矿物辉石、角闪石等有关，也证明了辉长岩分异不彻底，分散了含铁矿物。路白山铁矿矿石中w（mFe）/w（TFe-siFe-sfFe-cFe）为59.38%～94.17%，雅北铁矿与其类似，矿石工业类型暂定为需选弱磁性铁矿石-需选磁性铁矿石。

4 矿床成因及找矿标志

4.1 成矿期、成矿阶段及矿物生成顺序

根据岩石及矿石中矿物的分布、含量及相互关系，确定本矿床中矿物生成期经历了岩浆结晶分异成矿期、岩浆期后热液成矿期、表生成矿期，其中岩浆结晶分异期是主矿化期，热液期矿化很微弱，伴随岩浆期后热液作用生成了少量黄铁矿、黄铁矿，表生期矿化微弱，形成少量褐铁矿、赤铁矿、铜蓝。雅北铁矿的成矿期和其赋矿岩石新元古代辉长岩体几乎是在同一时间内完成的，为原生矿床。

根据造岩矿物与金属矿物之间相关关系，其成岩成矿作用是在普通辉石、斜长石及橄榄石形成后，伴随金属矿化，由含矿融浆直接形成磁铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿及磷灰石等，即矿物生成顺序为造岩矿物辉石、橄榄石、角闪石、黑云母、斜长石、磷灰石在先，金属矿物磁铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、等在次，蚀变矿物阳起石、绿泥石、绢云母较晚生成，氧化矿物褐铁矿、赤铁矿、铜蓝最后生成。参照路白山铁矿地表氧化带中的氧化矿物种类和分布，将主要氧化矿物褐铁矿、赤铁矿、铜蓝放在顺序表中，形成一个完整的岩石矿物形成及演化序列见表1。

表1 矿物生成顺序表

4.2 矿床成因

雅北铁矿属于典型正岩浆矿床，成矿活动是在岩浆结晶分异作用的过程中产生的。辉长岩体次生蚀变作用弱，与矿化关系不明显。金属矿物磁铁矿、钛铁矿和磁黄铁矿充填在造岩矿物之间，其形态受主要造岩矿物粒间空隙控制，在局部可以形成海绵陨铁结构，表明矿石矿物结晶晚于脉石矿物，为岩浆晚期结晶分异成因。根据造岩矿物与金属矿物之间相关关系，其成岩成矿作用是在普通辉石、斜长石及橄榄石形成后，伴随金属矿化，由含矿融浆直接形成磁铁矿、钛铁矿、磁黄铁矿及磷灰石等，属正岩浆矿床。矿床成因类型认为是与辉长岩有关的岩浆晚期分异型钒钛磁铁矿床。