潘東

（寶鋼集團八鋼公司礦山管理（事業(yè)）部）

西天山阿吾拉勒成礦帶鐵礦成礦模式簡述

潘東

（寶鋼集團八鋼公司礦山管理（事業(yè)）部）

在二疊紀期間，西天山地區(qū)出現(xiàn)了后碰撞伸展環(huán)境下的裂谷化過程，區(qū)域內構造活動強烈，火山機構十分發(fā)育，成礦地質條件有利。區(qū)域內礦產(chǎn)資源豐富，分布有查崗諾爾鐵礦、智博鐵礦、備戰(zhàn)鐵礦、敦德鐵礦等一系列礦產(chǎn)地，礦床多與火山活動成因有密切聯(lián)系。阿吾拉勒的海相火山巖鐵礦成礦模式在新疆是具有代表性的區(qū)域，通過對區(qū)域主要礦山成礦模式的簡述，探討和思索新的找礦方向。

阿吾拉勒;鐵礦帶;成礦模式；海相火山巖

聯(lián)系人：潘東，男，42歲，本科，工程師，烏魯木齊（830022）寶鋼集團八鋼公司礦山管理（事業(yè)）部

E-mail：pangdong@bygt.com.cn

1 前言

新疆實施“358”項目以來，地質找礦工作得到了全面突破，地質找礦成效顯著。先后圈定了13個金屬礦遠景成礦區(qū)，確定了新的礦集區(qū)。評價出準噶爾盆地西南緣長250km，寬20～40km的西天山阿吾拉勒大型鐵礦帶。在面積約7100km2阿吾拉勒大型鐵礦帶上已評價有松湖、尼新塔格、查崗諾爾、智博、敦德、備戰(zhàn)等中-大型鐵礦床8處。探獲鐵礦資源量13.65億噸，預測遠景資源量大于20億噸。其中累計探獲富鐵礦約3.97億噸，是2010年我國富鐵礦9.2億噸儲量的43%。阿吾拉勒一帶是新疆目前最大富鐵礦帶，在全國鐵礦資源總體格局中也具有重要的地位。筆者通過學習有關研究成果,就西天山阿吾拉勒礦帶的成礦模式談談認識。

2 阿吾拉勒鐵礦帶區(qū)域地質及礦產(chǎn)地質特征

天山構造帶是是世界上最重要的古生代造山帶之一。古生代時期它位于西伯利亞板塊、哈薩克斯坦板塊-伊犁板塊和卡拉庫姆-塔里木板塊之間，為古亞洲洋演化史上一個重要的構造域。伊犁地塊夾于天山主斷裂和南部尼古拉耶夫-那拉提北坡斷裂之間，呈楔形向東部殲滅。

阿吾拉勒成礦帶位于西天山中部，構造位置位于伊犁地塊東北部。在石炭紀期間，本區(qū)域屬于博羅科努石炭紀活動陸緣帶，分布有大面積的鈣堿性火山巖套和鈣堿性花崗巖，該活動陸緣帶形成于伊連哈比爾尕古洋盆向南側的B形俯沖過程，俯沖帶的位置大體上位于以巴音溝蛇綠巖套為代表的北天山蛇綠巖所在位置。在二疊紀期間，天山地區(qū)出現(xiàn)了后碰撞伸展環(huán)境下的裂谷化過程，產(chǎn)生了數(shù)量較多的雙峰式火山巖和A型火山巖。區(qū)域內構造活動強烈，火山機構十分發(fā)育，成礦地質條件十分有利。本區(qū)域內礦產(chǎn)資源豐富，分布有查崗諾爾鐵礦、智博鐵礦、備戰(zhàn)鐵礦、敦德鐵礦、霧嶺鐵礦、古倫溝鐵鉛鋅礦、勝利銅礦等一系列礦產(chǎn)地。已知礦產(chǎn)多與火山活動有密切成因聯(lián)系，阿吾拉勒區(qū)域是尋找與火山活動有關的巖漿型和火山熱液型鐵銅多金屬礦床以及斑巖型銅礦最有利的地區(qū)之一。

圖1 西天山阿吾拉勒地質礦產(chǎn)圖

通過地層看，本區(qū)域內出露的地層有元古宇星星峽群(PtXa)、志留系(S)、泥盆系(D)、二疊系(P)、三疊系(T)、侏羅系(J)及第四系(Q)。但石炭系（C）是阿吾拉勒區(qū)域出露最廣泛的地層，從查崗諾爾向東到備戰(zhàn)鐵礦均有廣泛出露。具體分為上、下石炭統(tǒng)，下石炭統(tǒng)為大哈拉軍山組（C1d）,上石炭統(tǒng)為伊什基里克組（C2y）（見圖 1）。

本區(qū)域內分布有眾多的侵入巖，主要分布在查崗諾爾和智博礦區(qū)的北部。巖體受構造制約，以酸性巖和堿性巖為主，中性巖次之，由石炭紀、二疊紀構造旋回的產(chǎn)物組成。石炭紀侵入巖可分三個侵入期次，二疊紀侵入巖可分兩個侵入期次[2]。

3 阿吾拉勒鐵礦帶區(qū)域成礦模式

西天山阿吾拉勒山脈式可布臺-備戰(zhàn)鐵礦一帶，礦產(chǎn)豐富尤其是外生鐵礦最為豐富，是新疆海相火山巖鐵礦成礦區(qū)域之一。通過近幾年地質工作的進展，各礦種在空間和時間上的分布主要受地層、構造、侵入巖等因素的控制，尤其是火山-沉積鐵礦受地層控制明顯。

其中查崗諾爾鐵礦和智博鐵礦同受一個面積為314km2的破火山口控制（見圖2）。衛(wèi)星影像清晰的顯示了破火山口至少經(jīng)歷了四次噴溢-塌陷過程。查崗諾爾鐵礦位于破火山口西北緣，智博鐵礦位于破火山口的中心部位，敦德鐵礦位于破火山口東部?？傮w上巖層向周邊傾斜，近中心部位產(chǎn)狀較陡，這一地區(qū)的火山巖主要為下石炭統(tǒng)為大哈拉軍山組，少部分屬上石炭統(tǒng)伊什基里克組。

圖2 阿吾拉勒區(qū)域1：5萬遙感影像圖

晚石炭世伊犁盆地處于后碰撞的拉張期，在伊犁地塊的邊緣拉伸產(chǎn)生了阿吾拉勒帶，早期的海底火山噴氣-熱液沉積型鐵礦床，代表有式可布臺-備戰(zhàn)鐵礦等，當時處于動蕩的海退過程的相對穩(wěn)定期，式可布臺-備戰(zhàn)鐵礦等處于伊寧海灣東部邊緣地域，雙峰式海底火山噴發(fā)攜帶大量的鐵質及四周古路剝蝕后攜入海水的鐵質（見圖3），通過介質的復雜化學作用，鐵質集中。當化學作用達到一定階段，pH值大于5.5時，鐵質發(fā)生沉淀，在海灣穩(wěn)定地區(qū)而沉積生成鐵礦。并經(jīng)后期淺變質加富[3]。

圖3 西天山阿吾拉勒區(qū)域成礦模式示意圖

本區(qū)域斷裂構造十分發(fā)育，東西向斷裂帶分布于區(qū)域中部。構造內角礫發(fā)育，氣液活動明顯、蝕變強烈。斷裂構造活動是內生礦產(chǎn)成礦物質活化遷移的主要驅動力，是巖漿遷移的主要因素之一，同時斷裂構造本身又是礦漿活動的通道和沉淀場所。在查崗諾爾-備戰(zhàn)鐵礦礦區(qū)遙感影像顯示出明顯的的環(huán)狀斷裂和放射狀斷裂，查崗諾爾、智博、敦德三個鐵礦在破火山口范圍內呈北西-南東向線性排列。

4 成礦帶主要礦山成礦特征簡述

4.1 備戰(zhàn)鐵礦

本戰(zhàn)鐵礦位于本區(qū)域最東側，賦礦圍巖為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組中基性火山碎屑巖和火山巖。該礦成礦劃分兩個成礦期，五個礦化段，即火山作用成礦期和巖漿熱液疊加期（見圖4）。前者又分為火山噴溢沉積成礦、次火山接觸交代形成矽卡巖化成礦、隱爆-礦漿充填成礦等三個主要礦化階段；后者又分為矽卡巖化及復雜矽卡巖化等兩個階段。礦體圍巖蝕變主要為綠簾石化、陽起石化、透輝石化、黝簾石化，礦體呈透鏡狀、似層狀分布于火山碎屑巖中。由于礦床位于火山活動中心地區(qū)，次火山熱液交代形成矽卡巖化磁鐵礦的接觸交代成礦作用更為發(fā)育，且隱爆-礦漿充填成礦作用明顯，有利于富鐵礦成礦。備戰(zhàn)鐵礦經(jīng)歷兩次礦化過程，初期是次火山熱液活動形成的矽卡巖化磁鐵礦貧礦，后期礦漿以熔融體狀態(tài)貫入火山管道疊加成礦。該礦屬于海相火山巖噴溢沉積-熱液交代-礦漿填充型鐵礦[1]。

圖4 備戰(zhàn)鐵礦成礦模式圖

4.2 敦德鐵礦

敦德鐵礦位于智博鐵礦和備戰(zhàn)鐵礦之間，該礦床兼具查崗諾爾和智博礦床特征：大哈拉軍山組地層在礦區(qū)出露較大，頂、底板都不完整，從巖相特征看，可分為兩個噴發(fā)旋回。每個旋回基本上是由噴發(fā)沉積到正常的海水沉積；每個噴發(fā)沉積旋回中又有爆發(fā)-溢流相的一次或多次交替出現(xiàn)。下部旋回基本上為一較穩(wěn)定的海相火山細碎屑韻律沉積階段，到后期趨于穩(wěn)定的淺海正常灰?guī)r沉積。下部旋回的后期階段，火山作用趨于平靜，出現(xiàn)了多次短暫的間歇，沉積了許多薄層石灰?guī)r夾層或與凝灰?guī)r互層。又因火山作用及地殼活動的不均一性造成了海底起伏變化較大，所以灰?guī)r沉積具有不連續(xù)性及厚度的不穩(wěn)定性。

根據(jù)新疆地質礦產(chǎn)勘探開發(fā)局第三地質隊2011年提交的《新疆和靜縣敦德鋅鐵礦勘探報告》：上部旋回地層遭受蝕變及破壞較強?？偟目磥淼貧び窒蚧顒有苑较虬l(fā)展，仍以中性及中酸性火山碎屑巖為主，但粒度較粗，熔巖增多，趨向于酸性噴發(fā)，后期出現(xiàn)陸源碎屑沉積。上部旋回地層與下部旋回地層比較，前者以近火山口為主。初期有少量玄武巖溢流，后期有石英鈉長斑巖及流紋巖溢流；爆發(fā)相沉積中，火山角礫巖、凝灰?guī)r較多。

賦礦圍巖為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組中基性火山巖和少量火山碎屑巖，圍巖蝕變特征和查崗諾爾鐵礦相似，即石榴子石化、陽起石化、綠泥石化和綠簾石化。從總體特征看，該礦屬于火山巖型鐵礦。

4.3 智博鐵礦

礦床成因與火山活動直接有關，受基底斷裂及火山機構所控制（見圖5）。

圖5 智博鐵礦成礦模式圖

其成因機理與查崗諾爾鐵礦相似，礦區(qū)位于破火山口的中心位置，成礦中具有多次隱爆與多次成礦和富礦多等特點。智博鐵礦礦體經(jīng)歷了多次隱爆成礦過程，總體上以礦漿成礦期為主，熱液成礦期只在礦漿期基礎上進行了輕微的改造。因此智博鐵礦成因上屬于以玄武質巖漿為母巖漿的海相火山噴溢沉積-熱液交代-礦漿填充型鐵礦[2]。

4.4 查崗諾爾鐵礦

受基底斷裂和火山機構的控制，有兩個成礦期，其成礦機制：在早石炭世拉張期的同火山成礦作用是主體，首先發(fā)育裂隙型中心式的海底火山噴發(fā)作用，大量含礦火山物質被帶入海盆，熾熱的火山噴發(fā)物加熱的海水，對火山噴發(fā)物進行滲慮與分解，使其中的成礦物質逐步進入海水中，在火山噴發(fā)的間歇期，通過沉積作用首先形成沉積型鐵礦層（見圖6）。之后是火山熱液對火山堆積物和其中的鐵礦層進行熱液交代形成交代型鐵礦體。由于火山噴發(fā)作用導致內能大量消耗而處于負壓狀態(tài)，為了使負壓區(qū)的壓力達到平衡，經(jīng)過巖漿加熱的鹵水攜帶著礦化劑和圍巖交代后產(chǎn)生的大量鐵等金屬離子一起被帶入巖漿房，進一步發(fā)展成礦漿，當內壓過大時產(chǎn)生隱爆，礦漿沿層間斷裂充填和角礫巖帶溢流成礦，形成部分角礫狀礦石。隨著交代作用的繼續(xù)進行，圍巖中的鐵離子狀態(tài)被不斷的轉移到角礫礦石的底部沉淀富集成礦，形成了侵染狀礦石；在巖漿熱液成礦期，主要是對同火山成礦期形成鐵礦的疊加與改造，也形成矽卡巖型鐵礦化。巖漿熱液首先進行堿交代作用，形成復雜矽卡巖化及含礦熱液，之后使原有鐵礦加富或形成新的鐵礦體。整個成礦過程是含礦熱液在礦漿房不斷上升，成礦環(huán)境由封閉轉為開放，成礦元素不斷交代置換作用下完成的。礦床屬于海相火山噴溢沉積-熱液交代-礦漿填充型鐵礦[2]。

圖6 查崗諾爾鐵礦成礦模式圖

4.5 式可布臺鐵礦

鐵礦層和其下部的含銅塊狀硫化物是海底火山噴流作用在同點成礦環(huán)境下不同階段的產(chǎn)物。其成礦機理：在火山活動噴發(fā)晚期或噴發(fā)間歇期，大規(guī)模的巖漿噴發(fā)已經(jīng)停止，但火山噴流作用仍在繼續(xù)進行，這些富含成礦物質的酸性熱氣流體，沿斷裂或火山通道噴流而出，源源不斷遷移至海盆中（見圖7）。熱氣流體對火山噴發(fā)物通過滲濾與水解作用，析出含礦物質，由于物理化學條件的改變而沉淀。礦漿中Fe、Si、Ba、Mn等元素富集，在弱酸性-氧化環(huán)境條件下，形成大量赤鐵礦，夾透鏡狀紅碧玉和流紋狀重晶石赤鐵礦，構成重晶石-紅碧玉-赤鐵礦建造，Ba-Si-Fe“三位一體”是海底火山流溢作用產(chǎn)生的含礦熱流體與海水作用在海盆沉積的產(chǎn)物。說明該礦是在同一成礦環(huán)境下，不同階段形成火山噴發(fā)，溢流沉積。式可布臺鐵礦屬于海相火山溢流沉積型鐵礦。

圖7可布臺鐵礦成礦模式圖

5 關于礦山成礦模式的思考

任何礦床的成礦模式，各學者均持有不同的觀點。例如阿勒泰蒙庫鐵礦的成因和成礦模式仍有較大的爭論。

其成礦模式主要觀點有：（1）海相火山熱液沉積礦床；（2）海相火山 -沉積變質礦床；（3）變質富鐵VMS型礦床；（4）與矽卡巖礦化有關的礦床；（5）海相火山噴流沉積-巖漿熱液疊加-變質改造多因復成型礦床。通過地質工作的不斷深入。學者們通過對大量成果的綜合研究后，將阿勒泰蒙庫鐵礦礦床的成礦類型劃分為海相火山巖型鐵礦。

學者們對阿吾拉勒區(qū)域的成礦模式也有不同的認識，例如：有學者認為備戰(zhàn)鐵礦、阿克薩依鐵礦的成礦觀點是火山礦漿貫入充填（火山噴溢）型鐵礦，也有學者認為屬于矽卡巖型鐵礦；查崗諾爾鐵礦成礦觀點認為是次火山型鐵礦；鐵木里克鐵礦成礦觀點認為是火山-次火山氣液交代型鐵礦；式可布臺鐵礦成礦觀點是火山沉積變質型鐵礦。

地質工作者通過對阿吾拉勒鐵礦帶區(qū)域構造、區(qū)域成礦模式、地質礦產(chǎn)等地質特征的研究，并通過近年新疆鐵礦地質科技成果的對比和分類，對此類鐵礦成礦模式，現(xiàn)統(tǒng)一劃分為海相火山巖型鐵礦。

新疆海相火山巖型鐵礦基本特征：

（1）新疆海相火山巖型鐵礦分布廣泛，并以晚古生代為主的特點，成礦地質環(huán)境多與拉張型構造動力學形成的裂隙槽、裂隙盆地、裂谷帶及上疊盆地等構造有關。

（2）鐵礦床一般受不同時代的古火山活動中心控制，產(chǎn)于火山-次火山建造內，常具有一定的層位。

（3）礦體形態(tài)比較復雜，圍巖一般為中基性-中酸性火山巖、次火山巖或火山碎屑巖。礦體與火山巖層間整合或不整合。

（4）圍巖蝕變強烈。主要有透輝石化、陽起石化、綠簾石化、石榴子石化、鈉長石化等。

（5）礦石礦物以磁鐵礦為主，次有赤鐵礦、磁赤鐵礦等；礦石結構一般為塊狀、侵染狀及其他多種復雜構造。

（6）空間位置上，礦體產(chǎn)于火山機構內不同部位或其附近環(huán)狀斷裂及放射性斷裂系內[1]。

6 阿吾拉勒區(qū)域找礦方向的建議

伊犁裂谷的發(fā)展演化過程實質就是優(yōu)地槽火山開裂、拼合的演化過程，地槽期構造事件主要是區(qū)域構造拉張、沉降，大規(guī)模的帶狀火山巖頻繁噴發(fā)沉積，火山巖由單峰向雙峰式發(fā)展，構造活動和火山活動由東向西遷移；后地槽構造事件主要是地槽褶皺回返，沿區(qū)域性大斷裂俯沖，碰撞造山，產(chǎn)生大量中酸性巖漿侵入活動。整體上區(qū)域性斷裂控制著次級斷裂和火山巖帶的分布，控制著鐵礦帶的分布范圍和展布方向。次級斷裂系統(tǒng)和火山機構是礦液運移的通道，也是良好的控礦、容礦構造，直接控制著礦床的形狀、產(chǎn)狀和規(guī)模，是重要的控礦因素。此外，裂谷帶由火山島弧構成的封閉、半封閉的淺海灣是形成海相火山沉積-變質型鐵礦的有利地段。

綜上所述，阿吾拉勒區(qū)域找礦方向為鐵木里克-坎蘇一帶早石炭世中晚期，火山活動噴發(fā)形式由裂隙式逐漸轉為中心式噴發(fā)，形成一系列大小不等、等間距分布的火山鏈（火山機構）和斷陷盆地。查崗諾爾-備戰(zhàn)一帶早石炭世早期，大規(guī)模的裂隙式海相火山活動，尤其是博羅霍洛夫背斜交匯部位形成東西向展布的串珠狀火山噴發(fā)巖帶，形成向東收斂的特征。

阿吾拉勒區(qū)域鐵礦找礦方向為火山礦漿貫入充填（火山噴溢）型、火山-此火山氣液交代型。斷陷盆地（火山洼地）主攻方向為火山-沉積型[4]。

[1]董連慧,馮京等.新疆鐵礦床成礦規(guī)律及成礦預測評價.北京：中國地質出版社，2013年.

[2]馮金星，石福品等.西天山阿吾拉勒成礦帶火山巖型鐵礦.北京：中國地質出版社,2012年.

[3]張玉萍等.2012年新疆阿吾拉勒山火山巖及成礦作用的研究（第六屆天山地質礦產(chǎn)資源學術討論會論文集）.新疆青少年出版社，2008年.

[4]李新光等.新源縣阿吾拉勒山中段鐵礦成礦地質條件及找礦方向（第六屆天山地質礦產(chǎn)資源學術討論會論文集）.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