楊航 吳定金 曹景良 王鵬飛 陳亞飛

（中國(guó)冶金地質(zhì)總局湖南地質(zhì)勘查院 長(zhǎng)沙 410000）

研究區(qū)位于新疆西天山阿吾拉勒成礦帶中段，新源縣阿合公該鐵礦以西-式可步臺(tái)鐵礦以東一帶。已發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)了一批中-小型海相火山-沉積型富鐵礦床，其礦石質(zhì)量好、品位高，全鐵品位55%～60%，且硫磷含量極低，是優(yōu)質(zhì)的煉鋼富鐵礦石，是當(dāng)?shù)劁撹F工業(yè)的支柱。本文主要探討研究區(qū)海相火山-沉積型富鐵礦床的成礦規(guī)律與找礦方向。

1 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)大地構(gòu)造屬準(zhǔn)噶爾-哈薩克斯坦板塊（Ⅰ級(jí)）→伊犁微板塊（Ⅱ級(jí)）→伊犁晚古生代弧間盆地（Ⅲ級(jí)）→阿吾拉勒石炭-二疊紀(jì)裂谷帶（Ⅳ級(jí)）。成礦帶屬阿吾拉勒Fe-Au-Cu-Pb-Zn成礦帶。

研究區(qū)地層屬塔里木-南疆地層大區(qū)→中南天山-北山地層區(qū)→中天山-馬鬃山地層分區(qū)→伊寧地層小區(qū)。

研究區(qū)出露的地層，從老至新有上石炭統(tǒng)伊什基里克組、下二疊統(tǒng)烏郎組、上二疊統(tǒng)曉山薩依組、下侏羅統(tǒng)八道灣組、古近系沙灣組和第四系等。其中，伊什基里克組是區(qū)內(nèi)海相火山巖型鐵礦的賦礦層位，蘇洛鐵礦和式可布臺(tái)鐵礦都產(chǎn)于該地層中。

伊什基里克組為一套復(fù)雜的濱-淺海相火山熔巖、火山碎屑巖夾陸源碎屑巖建造。因?yàn)槌练e環(huán)境為濱-淺海相，且物質(zhì)來(lái)源既有火山來(lái)源又有陸源，火山來(lái)源又有距火山口遠(yuǎn)近之分，所以該組地層非常復(fù)雜，走向上巖性和厚度變化非常大。該組火山巖可明顯分為四大噴發(fā)旋回，因此把該組分為四個(gè)亞組。其中，第二亞組是重要的含礦層位，目前所發(fā)現(xiàn)的所有海相火山巖型鐵礦都賦存于該地層中。

2 鐵礦成因類型與含礦層位

研究區(qū)發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)了一批與石炭系海相火山巖有時(shí)空成因聯(lián)系的鐵礦床，簡(jiǎn)稱海相火山巖型鐵礦床。根據(jù)礦床特征、成因類型、賦礦地層特征等，建立了研究區(qū)火山巖型鐵礦的成礦模式圖（圖1）。海相火山巖型鐵礦包括兩種成因類型和四個(gè)含礦層位。

第一種類型為海相火山巖漿-熱液型鐵礦床，典型礦床為蘇洛鐵礦（圖1-①，第一含礦層位）。這類礦床主要地質(zhì)特征如下：①礦床成因類型屬于以火山巖漿階段成礦為主的火山巖漿-熱液型鐵礦床。②成礦母巖漿為中基性火山巖巖漿。③產(chǎn)于火山機(jī)構(gòu)內(nèi)部或邊緣，礦體全部賦存于火山熔巖中。④礦體多呈似層狀，和圍巖近乎整合產(chǎn)出，礦體與圍巖界限不清，為漸變關(guān)系。⑤成礦過(guò)程中由于含礦流體被阻擋未能噴出海底，圍巖伴隨著多次隱爆角礫巖化作用，礦石構(gòu)造常為角礫狀構(gòu)造。⑥礦床具中高溫圍巖蝕變。⑦礦石為赤磁鐵礦石，品位相對(duì)較貧。

第二種類型為海相火山-沉積型鐵礦床，該類鐵礦床為本次研究的對(duì)象，典型礦床為式可布臺(tái)鐵礦。這類礦床主要地質(zhì)特征如下：①形成于火山噴發(fā)晚期（圖1-②，第二含礦層位）或間歇期（圖1-③、④，第三、四含礦層位）；②形成于海底熱液噴口之上或其附近；③礦體呈層狀、似層狀，多層產(chǎn)出；④礦石結(jié)構(gòu)主要為沉積型鐵礦的半自形細(xì)粒、隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)；⑤礦石構(gòu)造主要為塊狀、層狀、條帶狀構(gòu)造，可見(jiàn)沉積層理；⑥礦體產(chǎn)出嚴(yán)格受層位控制，產(chǎn)狀與圍巖一致；⑦幾乎不發(fā)育圍巖蝕變，或很弱。⑦礦石為赤鐵礦石，品位很富。

圖1 研究區(qū)火山巖型鐵礦成礦模式圖

1、2、3-伊什基里克組第三亞組、第二亞組第二段、第二亞組第一段；4-玄武質(zhì)安山巖；5-英安巖；6-安山質(zhì)、英安質(zhì)含礫巖屑凝灰?guī)r；7-（凝灰質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì)、含鐵質(zhì)）泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖，（火山灰塵、細(xì)巖屑）凝灰?guī)r等；8-紫紅色含鐵質(zhì)泥巖、粉砂巖；9-玄武質(zhì)巖屑凝灰?guī)r；10-玄武質(zhì)玻屑巖屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖等；11-海相火山巖漿-熱液型鐵礦床；12-海相火山-沉積型鐵礦床；13-熱液（火山噴發(fā)）通道。①-第一含礦層位；②-第二含礦層位；③-第三含礦層位；④-第四含礦層位。

兩種類型鐵礦床存在密切的聯(lián)系，同屬一個(gè)成礦系列，即石炭系海相火山巖型鐵礦成礦系列。前者為含礦火山熱液未噴出海底，在火山機(jī)構(gòu)的火山熔巖中充填交代成礦。后者為含礦火山熱液噴出海底，在熱液噴口或其附近沉積成礦。簡(jiǎn)單的說(shuō)，前者為海相火山巖型鐵礦的內(nèi)生，后者為外延。正因兩者存在密切的聯(lián)系，本次研究將兩著結(jié)合起來(lái)研究。

海相火山巖型鐵礦是研究區(qū)主要鐵礦類型，資源儲(chǔ)量占區(qū)內(nèi)98%以上，又以海相火山-沉積型鐵礦分布最廣，數(shù)量最多，資源儲(chǔ)量也最大，占區(qū)內(nèi)90%以上，是研究區(qū)重要的鐵礦類型。

3 空間展布特征

研究區(qū)目前發(fā)現(xiàn)的海相火山-沉積型鐵礦（點(diǎn)）分布范圍很廣（圖2），從北西西至南東東，36km的范圍內(nèi)，分布有阿合公該小型鐵礦、吉郎特巴時(shí)北鐵礦點(diǎn)、吉郎特把時(shí)南鐵礦點(diǎn)、木漢薩依小型鐵礦、木漢薩依北鐵礦點(diǎn)、和統(tǒng)哈拉蓋小型鐵礦、和統(tǒng)哈拉蓋北鐵礦點(diǎn)、喀英德薩依鐵礦點(diǎn)、蘇洛東小型鐵礦和式可布臺(tái)中型鐵礦等。除了阿合公該鐵礦和蘇洛東鐵礦賦存于伊什基里克組第二亞組第一段底部的玄武質(zhì)安山巖和紫紅色粉砂巖的界面，其他都賦存于第二亞組第二段中，該地層呈北西西-南東東向狹長(zhǎng)帶狀分布于研究區(qū)中部。

4 成礦時(shí)空演化

經(jīng)對(duì)研究區(qū)賦礦地層特征分析，得出海相火山巖型鐵礦成礦時(shí)空演化如下：

晚石炭世第二火山噴發(fā)旋回噴發(fā)晚期，在伊什基里克組第二亞組第一段下部火山熔巖（集塊狀、角礫狀安山巖、玄武質(zhì)安山巖和英安巖）頂部形成了火山巖漿-熱液型鐵礦床（圖1-①），如蘇洛鐵礦。同期，在火山熔巖（玄武質(zhì)安山巖）和陸源細(xì)碎屑巖（紫紅色含鐵質(zhì)粉砂巖）的界面形成了海相火山-沉積型鐵礦床（圖1-②），如蘇洛東鐵礦、阿合公該鐵礦。

晚石炭世第二火山噴發(fā)旋回末期，也是第三火山噴發(fā)旋回前期，該時(shí)期處于火山噴發(fā)旋回的間歇期，在伊什基里克組第二亞組上部，即第二段形成了一系列海相火山-沉積型鐵礦床（圖1-③、④），如式可布臺(tái)、和統(tǒng)哈拉蓋和木漢薩依鐵礦等。

圖2 研究區(qū)海相火山-沉積型鐵礦分布及成礦預(yù)測(cè)簡(jiǎn)圖

5 控礦因素分析

研究區(qū)海相火山-沉積型鐵礦床主要受大地構(gòu)造環(huán)境、地層巖性、海底熱液噴口、沉積環(huán)境等地質(zhì)因素控制。

5.1 控礦大地構(gòu)造環(huán)境因素分析

式可布臺(tái)鐵礦頂、底板圍巖和礦體的稀土、微量元素和硅酸鹽特征顯示礦床的成礦環(huán)境為活動(dòng)陸緣島弧弧間裂谷帶中的斷陷盆地（劉學(xué)良等，2013）。斷陷盆地中斷裂和海底熱液噴口發(fā)育，有利于成礦流體的運(yùn)移，為礦床的形成提供了大量成礦物質(zhì)。同時(shí)斷陷盆地又是成礦物質(zhì)沉淀的絕佳局限性沉積盆地。

5.2 控礦地層巖性因素分析

海相火山-沉積型鐵礦床產(chǎn)出嚴(yán)格受層位控制，賦存于伊什基里克組第二亞組中、上部地層中。由于處于火山噴發(fā)的間歇期（寧?kù)o期），火山噴發(fā)不活躍，火山碎屑來(lái)源少，賦礦地層為一套淺海相陸源細(xì)碎屑、細(xì)火山碎屑沉積建造。巖性主要為（凝灰質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì)、含鐵質(zhì)）泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖，（火山灰塵、細(xì)巖屑）凝灰?guī)r等，沉積韻律明顯。其中，含鐵質(zhì)的紫紅色層往往是近礦標(biāo)志。

伊什基里克組第二亞組上部地層，即第二段，是主要含礦層位，鐵礦資源儲(chǔ)量占區(qū)內(nèi)90%以上。第二段和下覆地層并無(wú)太大差異，也沒(méi)有十分明顯的界線。只因絕大部分海相火山-沉積型鐵礦床都賦存于該層位，為了方便今后的找礦工作，把該層位單獨(dú)劃分為一個(gè)巖性段，即重要含礦巖性段。

第二段一般可見(jiàn)兩層或多層鐵礦。在式可布臺(tái)礦區(qū)可見(jiàn)多層鐵礦，最多可見(jiàn)20層。在吉郎特把時(shí)-和統(tǒng)哈拉蓋一帶，可見(jiàn)兩層鐵礦。

5.3 控礦沉積環(huán)境因素分析

含礦地層巖性特征說(shuō)明成礦環(huán)境為淺海相平靜的沉積環(huán)境。而石膏的出現(xiàn)則說(shuō)明成礦環(huán)境為相對(duì)封閉的沉積環(huán)境。平靜、封閉的沉積環(huán)境可以限制成礦物質(zhì)大量分散流失，使之在局限性沉積盆地中循環(huán)，最終在低洼處沉淀富集成礦。

5.4 控礦海底熱液噴口因素分析

式可布臺(tái)鐵礦中赤鐵礦、紅碧玉和重晶石中的包裹體大致均一溫度為135C°～245C°，平均為190C°，另外，爆裂溫度大致為235C°～345C°，平均為295 C°，說(shuō)明成礦溫度為中低溫（莫江平等，1997）。如果成礦流體在海水中經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離運(yùn)移再沉淀成礦，那么成礦溫度不可能達(dá)到190 C°～295°，由此說(shuō)明成礦流體在進(jìn)入海水后，迅速沉淀成礦。一般在熱液噴口之上或其附近沉淀成礦。所以熱液噴口是該類型礦床的重要控礦因素之一。

海底熱液噴口包括火山噴口和斷裂噴口。受深大斷裂控制，火山噴口、斷裂噴口往往呈線狀斷續(xù)分布，所以海相火山-沉積型鐵礦床也呈線狀斷續(xù)分布（圖2）。

火山噴口通道比一般斷裂噴口通道更有利于成礦流體的運(yùn)移，能提供更多的成礦物質(zhì)，噴溢速度也更快。由于斷裂噴口可以繼承在火山噴口之上（圖2），所以下覆地層有火山機(jī)構(gòu)分布的地段，上覆含礦地層中能形成規(guī)模更大，品位更富的鐵礦床。比如式可布臺(tái)鐵礦的下覆地層有火山口分布，其中還形成了海相火山巖漿-熱液型鐵礦床—蘇洛鐵礦，其上覆含礦地層中形成了區(qū)內(nèi)規(guī)模最大，品位最富的海相火山-沉積型鐵礦床—式可布臺(tái)鐵礦。

6 找礦方向

6.1 “找礦空擋”與找礦

研究區(qū)海相火山-沉積型鐵礦床的主要含礦地層伊什基里克組第二亞組第二段呈北西西-南東東向狹長(zhǎng)帶狀延伸長(zhǎng)56km。目前只在式可布臺(tái)、吐?tīng)栰査_依兩側(cè)發(fā)現(xiàn)該類型鐵礦，范圍長(zhǎng)度為11km，只占總長(zhǎng)度的1/5，4/5的地段尚未發(fā)現(xiàn)該類型礦床（圖2）。這些“找礦空檔”之所以尚未發(fā)現(xiàn)該類型礦床是因?yàn)楹V地層的巖性為（凝灰質(zhì)、鈣質(zhì)、泥質(zhì)、含鐵質(zhì)）泥巖、粉砂巖、細(xì)砂巖，（火山灰塵、細(xì)巖屑）凝灰?guī)r等，且受構(gòu)造擠壓破碎，風(fēng)化非常嚴(yán)重，一般風(fēng)化為厚厚的第四系粘土層，灌木叢和草地非常發(fā)育，基巖少見(jiàn)，巖石碎塊和巖屑都很少見(jiàn)，很難圈定含礦地層，更難發(fā)現(xiàn)鐵礦露頭。另外，赤鐵礦層幾乎不具磁性，用磁法找礦效果不好。所以這些“找礦空檔”尚未取得找礦突破，有非常大的找礦潛力，是今后工作的重要方向。

6.2 四個(gè)含礦層位與找礦

據(jù)研究區(qū)火山巖型鐵礦的成礦模式圖（圖1），伊什基里克組第二亞組有四個(gè)含礦層位。這四個(gè)含礦層位的鐵礦并不是孤立存在的，它們之間存在著時(shí)間和空間上的密切聯(lián)系。

第一含礦層位和第二含礦層位的鐵礦都形成于火山噴發(fā)晚期，前者為海相火山巖型鐵礦的內(nèi)生，后者為外延，兩者經(jīng)常一起相伴產(chǎn)出。當(dāng)發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)含礦層位的鐵礦時(shí)，即可在其附近尋找另一含礦層位的鐵礦。還預(yù)示著其上部第三、第四含礦層位也可能存在鐵礦。

由于熱液通道具有承前啟后的特征，即不同期次的含礦熱液都可以通過(guò)同一熱液通道運(yùn)移。當(dāng)發(fā)現(xiàn)第三、第四含礦層位中的一個(gè)鐵礦層時(shí)，那么另一個(gè)含礦層位的鐵礦層也很可能存在。

7 結(jié)束語(yǔ)

（1）研究區(qū)海相火山-沉積型鐵礦床主要受大地構(gòu)造環(huán)境、地層巖性、海底熱液噴口、沉積環(huán)境等地質(zhì)因素控制。

（2）研究區(qū)海相火山-沉積型鐵礦床的主要含礦層位為上石炭統(tǒng)伊什基里克組第二亞組第二段，鐵礦資源儲(chǔ)量占區(qū)內(nèi)90%以上。含礦地層呈北西西-南東東向狹長(zhǎng)帶狀延伸長(zhǎng)56km。目前只在式可布臺(tái)、吐?tīng)栰査_依兩側(cè)發(fā)現(xiàn)該類型鐵礦，范圍長(zhǎng)度為11km，只占總長(zhǎng)度的1/5，4/5的“找礦空檔”有非常好的找礦潛力，是今后工作的重要方向。