曲風英 殷長江 張濤 郭陽 李杉杉（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊，新疆哈密 839000）

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新疆哈密庫姆塔格鐵礦特征及其成礦模式初探

曲風英 殷長江 張濤 郭陽 李杉杉
（新疆地礦局第六地質(zhì)大隊，新疆哈密 839000）

【摘要】庫姆塔格鐵礦位于雅滿蘇Au-Cu-Fe-Mn成礦亞帶的西部，是中天山地塊內(nèi)鐵礦的重要成礦帶，本文通過對新疆哈密庫姆塔格鐵礦的大地構(gòu)造背景、賦礦圍巖、礦體特征、礦石物質(zhì)組份、蝕變特征等方面進行綜合分析，初步認為本礦床是經(jīng)過兩次作用形成的，即海底火山噴流沉積作用和后期的熱液改造富集作用形成，并初步建立了該礦床的成礦模式，對在該地區(qū)尋找類似的鐵礦床起到了初步指導性的作用。

【關鍵詞】庫姆塔格鐵礦 礦體特征 火山噴流沉積作用 熱液改造富集作用 成礦模式

1 區(qū)域地質(zhì)背景

庫姆塔格鐵礦位于塔里木板塊前緣活動帶覺羅塔格石炭紀島弧帶的南緣，阿奇克庫都克-沙泉子深斷裂北側(cè)與中天山地塊晚元古代坳陷區(qū)的交接部位，處于雅滿蘇Au Cu Fe Mn成礦亞帶的西部，出露地層主要為中石炭統(tǒng)碎屑巖-火山碎屑巖建造。巖漿巖為華力西中期的花崗巖和閃長巖，在區(qū)域內(nèi)的中-酸性火山巖中已發(fā)現(xiàn)多處銅鐵礦礦床。

2 成礦地質(zhì)環(huán)境

庫姆塔格鐵礦區(qū)東西長6千米，南北寬1千米，呈近東西向分布。區(qū)內(nèi)出露地層主有中-上石炭統(tǒng)吐古吐布拉克組和下二疊統(tǒng)哲斯組。吐古吐布拉克組為庫姆塔格鐵礦床的賦礦地層，該組下段為海相噴發(fā)熔巖建造、上段為碳酸鹽巖—沙泥質(zhì)巖建造。

下段海相噴發(fā)熔巖建造：該段地層呈東西向長條狀分布于礦區(qū)北部，主要為安山玢巖夾凝灰?guī)r、火山角礫巖、集塊巖，在層位的中上部尚存有薄層狀灰?guī)r，在安山玢巖中含有紅色碧玉條帶和透鏡體。

上段碳酸巖鹽—沙泥質(zhì)巖建造：該段地層主要為一套凝灰?guī)r、碳酸鹽巖、砂礫巖、泥質(zhì)巖所組成。

礦區(qū)處于兩個大地構(gòu)造單元的交界部位，褶皺斷裂十分發(fā)育，以東向西的壓性構(gòu)造為主礦區(qū)主要由一系列大致平行分布的東西向同向歪斜褶曲和沖斷層所組成，為礦區(qū)主要構(gòu)造骨架。褶曲軸面傾向南，傾角在80°以上。沖斷層結(jié)構(gòu)面傾向南北，一般傾角60-70°，。在沖斷層兩側(cè)常派生出分支斷裂和牽引褶曲。沿斷層交叉部位的斷裂帶上有細晶花崗巖脈侵入。

礦區(qū)巖漿巖主要為華力西期侵入體，其侵入嚴格受深大斷裂所控制，深大斷裂以南侵入巖多為大的巖株和巖基大規(guī)模侵入的閃長巖體、正長花崗巖體和花崗巖體；深大斷裂以北巖漿侵入活動大為減弱，主要表現(xiàn)為巖脈侵入，見有閃長巖脈、鈉長斑巖脈等。

3 礦床特征

3.1 礦體規(guī)模、形態(tài)及產(chǎn)狀

鐵礦床東西長4千米，南北寬0.8千米，分為南北兩個礦帶，兩礦帶相距0.3千米，皆呈東西向延伸，TFe品位多在30-35%，主要礦體有Ⅱ9、Ⅰ2、Ⅰ4、Ⅰ5等，分述如下：

Ⅱ9號礦體：礦體長570米，最大厚度12米，礦體產(chǎn)于向斜構(gòu)造的軸部，礦體頂、底板為含鐵灰?guī)r，部分地段為含鐵生物碎屑灰?guī)r、砂巖及白云質(zhì)灰?guī)r，礦體與圍巖呈漸變過渡關系。

Ⅰ2號礦體：呈似層狀，產(chǎn)于向斜構(gòu)造南翼，傾向北，傾角53°，礦體長430米，最大厚度9.5米，平均厚度4.6米。底板為鐵質(zhì)灰?guī)r，頂板為含鐵灰?guī)r，部分地段為石灰?guī)r和絹云母片巖。

Ⅰ4號礦體：由多個透鏡狀和層狀礦體組成，向下深處連為一體，呈層狀產(chǎn)出，長2千余米，礦層厚度5-10米，最大厚度25米，礦體底板主要為含鐵灰?guī)r，局部地段為鈣質(zhì)凝灰砂巖及白云質(zhì)灰?guī)r。頂板為含鐵灰?guī)r及鐵白云巖，個別地段為凝灰砂巖和鐵質(zhì)灰?guī)r。

Ⅰ5號礦體：礦體呈層狀，走向為東西向，斷續(xù)延伸約2千米，礦體中部厚度25米，向東西兩端逐漸變薄。該礦體位于Ⅰ4號礦體之上，與之平行分布。礦體頂皆為鐵質(zhì)灰?guī)r和含鐵灰?guī)r，局部為鈣質(zhì)凝灰砂巖及泥質(zhì)巖。

3.2 礦石礦物分布

礦石礦物主要為菱鐵礦和褐鐵礦，褐鐵礦為菱鐵礦的氧化礦物，褐鐵礦中含有少量的水赤鐵礦、赤鐵礦、鏡鐵礦、軟錳礦和硬錳礦；脈石礦物主要為方解石，少量的石英、鐵白云母，微量的絹云母、榍石、電氣石、白鈦石、磷灰石、金紅石等。

3.3 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及礦石類型

礦石的自然類型分為菱鐵礦、褐鐵礦。

菱鐵礦：灰白色，米黃—淺肉紅色，自形、半自形、它形粒狀結(jié)構(gòu)及花崗變晶結(jié)構(gòu)。礦區(qū)中部礦石結(jié)晶粗大，向東西兩側(cè)結(jié)晶變細。致密塊狀構(gòu)造。

褐鐵礦：褐色，黃褐色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，膠狀構(gòu)造，局部見菱形結(jié)構(gòu)，成假像褐鐵礦，致密狀構(gòu)造及帶狀構(gòu)造（由針鐵礦和水針鐵礦相間環(huán)帶組成）。

4 圍巖蝕變

庫姆塔格鐵礦床中，礦體附近或礦帶上圍巖具有較強烈的中—低溫熱液蝕變現(xiàn)象，如絹云母化、鐵白云石化、綠泥石化、硅化、明礬石化—石膏化等。

絹云母化：出現(xiàn)于控礦碳酸巖層以上的凝灰砂巖、凝灰粉砂巖及細晶花崗巖中。絹云母呈細鱗片狀交代斜長石和火山碎屑。當其全部被絹云母交代時，巖石顯示變余狀結(jié)構(gòu)和變余凝灰質(zhì)結(jié)構(gòu)。

鐵白云巖化：是礦區(qū)的重要蝕變，主要發(fā)生在灰?guī)r層中。主要礦物成分為鐵白云石，鐵白云石交代方解石，形成交代殘留結(jié)構(gòu)，可見灰?guī)r殘留體。

綠泥石化：在凝灰砂巖、凝灰粉砂巖及菱鐵礦石中都有出現(xiàn)。在凝灰砂巖中，大量的葉綠泥化呈不規(guī)則侵染狀分布，葉綠泥石呈脈狀穿插交代菱鐵礦。

明礬石—石膏化：為該菱鐵礦區(qū)又一重要蝕變，經(jīng)鉆探揭示，石膏層沿走向和傾向變化大，石膏巖層礦物成分主要為硬石膏。石膏巖以呈脈狀充填交代凝灰砂巖為主，其次交代鐵白云石化灰?guī)r和菱鐵礦層。

硅化：硅化呈網(wǎng)絡狀交代褐鐵礦石，使礦石顯示角礫狀構(gòu)造特征。在菱鐵礦石中也有微細石英脈穿插。

褐鐵礦化：在外生條件下，礦床中部分菱鐵礦石被氧化轉(zhuǎn)變?yōu)楹骤F礦石，礦體的近礦圍巖白云巖及凝灰砂巖也發(fā)生褐鐵礦化，形成褐鐵礦化灰?guī)r等。

5 礦床成礦模式

綜合庫姆塔格鐵礦特征，該鐵礦的形成經(jīng)歷了海底火山噴流熱液沉積成礦和后期熱液交代疊加改造。

海底火山噴流沉積成礦：中天山地塊北緣與覺羅塔格南緣庫姆塔格地區(qū)，在石炭紀早期強烈的火山噴發(fā)，沉積了巨厚的島弧型火山熔巖和火山碎屑巖。至中—上石炭世庫姆塔格地區(qū)形成一海灣構(gòu)成相對封閉的沉積環(huán)境，海底火山噴發(fā)沉積形成吐古吐布拉克組一套中性火山熔巖—火山碎屑巖建造，含礦控礦的灰?guī)r—菱鐵礦層產(chǎn)于該建造的中上部。根據(jù)巖相分析，灰?guī)r和菱鐵礦體應為火山噴發(fā)間歇期形成，在此期間火山在噴流噴氣和海水沿火山機構(gòu)和海底斷裂系統(tǒng)下滲，在洋殼深部循環(huán)，并演化成中溫富含F(xiàn)e、Mg、Ca、S、CO2和H2S等成礦物質(zhì)的流體，隨著地熱梯度升高，含礦流體在熱動力推動下，沿著火山機構(gòu)和海底斷裂噴流出海底，在海底匯聚，熱液對流系統(tǒng)形成。富含礦質(zhì)的熱液，在海底相對封閉還原和水動力條件較弱的環(huán)境中，與海水發(fā)生反應沉積形成菱鐵礦層。

后期中—低溫熱液交代對鐵礦床的疊加改造：礦區(qū)南部華力西中期構(gòu)造運動和二長花崗巖漿侵入之后，隨著巖漿冷凝結(jié)晶過程，分異出大量的揮發(fā)組分和礦質(zhì)，如H2O、CO2、SO2及Fe、Mg等，加上與大氣降水的混合聚集形成含CO2等礦質(zhì)的熱水溶液。含礦熱液在熱動力和構(gòu)造應力的作用下，向圍壓力含礦帶低處運移，在運移過程中又萃取了圍巖中的Fe、Mg等礦質(zhì)，大量的含礦熱液進入礦帶后，與含礦的碳酸鹽巖和礦體發(fā)生滲濾交代作用，熱液交代使灰?guī)r、鐵白云巖化和菱鐵礦化，從而改造加富了菱鐵礦層。交代殘余溶液富含Ca、Mg 、H2O、SO2等礦質(zhì)，水介質(zhì)的氧化還原電位逐漸升高，SO2被氧化成［SO4］，與Ca結(jié)合形成石膏層。石膏在構(gòu)造應力的作用下，變形縮水，擠壓貫入于層間和構(gòu)造空間，形成巨厚的石膏礦層。

因此，庫姆塔格鐵礦成礦模式為：海相火山沉積—后期熱液交代加富改造成礦。其成礦模式如圖1。

參考文獻：

［1］賀飛，弓小平，韓瓊等.可布臺鐵礦地質(zhì)特征及成礦模式.新疆地質(zhì)，2013年第3期.

［2］李新光，薛春紀，王曉薇.阿滅里根薩依鐵礦地質(zhì)特征.新疆地質(zhì)，2012年第3期.

［3］蘇桂芬，劉風民，馮俊嶺.典型巖石薄片顯微圖冊.地質(zhì)出版社，2012年第8期.

作者簡介：曲風英（1971—），女，新疆哈密人，學士學位，長期從事礦產(chǎn)地質(zhì)工作。