新疆若羌万荣铁矿控矿因素和找矿标志

李希良

（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830011）

新疆若羌万荣铁矿控矿因素和找矿标志

李希良

（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830011）

万荣铁矿位于阿尔金山东段北缘喀腊大湾地区。层状、似层状、透镜状磁铁矿体产在卓阿布拉克组第三、第四岩性段中，含矿岩性多为安山岩和千枚岩。矿石矿物主要有磁铁矿、假象赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿和少量菱铁矿石。矿床类型属海相火山－沉积型铁矿床。区域深大断裂、卓阿布拉克火山岩地层、褶皱和后期断裂构造控制着矿床的产出，在矿床地质特征和控矿因素的基础上总结了找矿标志，并提出了下一步找矿的方向。

控矿因素找矿标志矿床成因铁矿万荣

1 引言

万荣铁矿位于新疆若羌县东南缘，阿尔金山东段北缘喀腊大湾地区。区内出露了一系列Cu－Pb－Zn－Ag－Fe多金属矿床，比如喀腊达坂铅锌矿、阿北银铅矿、喀腊大湾铁钼矿等等，组成了红柳沟－拉配泉金、铁、铜多金属成矿带[1]，万荣铁矿即位于其中，克什克尼齐勒萨依大沟以西。新疆第一区调大队于2001～2002年对喀腊大湾地区进行了普查，在矿区发现了铁矿化线索。2008年在对喀腊达坂地区的物化探异常、矿床、矿点进行了综合研究的基础上，通过已知矿床、矿点在大比例尺航片图上的影像特征，结合物化探异常和成矿地质背景，基本锁定了区内铁矿找矿方向，并于2008年6月在锁定的找矿范围内发现了万荣铁矿[2]。

近30年以来，对阿尔金地区的区域构造演化、岩浆活动、成矿响应、新生代变质变形等地质背景研究已有许多成果[3,4]。一些矿床的基本地质特征、矿床成因、控矿因素和找矿标志均有研究，郝瑞祥[5]对喀腊大湾铁矿的地质特征和成因进行了研究，指出其矿床类型属于火山沉积型，后期有矽卡岩的叠加改造。而另一种观点认为铁矿化与矿区内辉绿岩岩浆热液有关，认为成矿流体来源于辉绿岩热液；矿床类型属于浅成热液交代充填型铁矿床（祁万修，个人交流）。但是万荣铁矿在地质特征、控矿因素和找矿标志的研究还是空白。基于此，本文在详细野外地质调查的基础上介绍矿床地质特征并简要分析其成因，总结控矿因素和找矿标志，以期为下一步找矿勘探提供方向和理论指导。

2 矿床地质特征

2.1 矿区地质特征

地层：主要出露地层为蓟县系卓阿布拉克组(Jxzh)、石炭系英格布拉克组(C2y)和第四系。根据矿区的沉积环境、火山活动、岩石学和矿物学等明显差异，将卓阿布拉克组(Jxzh)细分为4个岩性段(表1)，其中第三、第四岩性段为含矿层位。

表1 万荣铁矿区含矿层位特征

构造：本区北邻塔里木东南边缘断陷，阿尔金山北部深大断裂南缘，断裂构造较发育。矿区范围内断裂分为东西向、北东向、北西向3组。其中F01断裂带控制着矿区北部地层和中西部二长花岗岩展布，附近又有辉绿岩脉的分布，是控制热液型脉体分布的重要断裂构造之一。除了断裂构造，白尖山复式向斜亦控制着矿体的产出。区域性的深大断裂是导致海相火山喷发和铁矿沉积的重要条件，产于火山岩系的沉积岩夹层中的铁矿层，随着沉积岩夹层的厚度而变化，火山沉积岩层较厚时铁矿层也相对较厚。铁矿类型也受区域变质程度的控制，变质程度较深，常易于形成较富的块状磁铁矿。因此，本区铁矿层均产于断裂构造附近，而向斜构造则是控制铁矿产出的有利部位。卓阿布拉克第三岩性段（Jxzh3）、第四岩性段(Jxzh4)是赋存铁矿的重点找矿目标层，断裂构造附近及火山岩沉积夹层是控制铁矿体的有利空间。

图1 万荣铁矿区地质简图

岩浆岩：矿区岩浆岩主要以火山岩为主，分布广泛。不论是含磁铁矿地层(卓阿布拉克组JxZh3、JxZh4)或基底地层(斯米尔布拉克组Jxs)，均普遍发育有火山岩岩石。因此，本区海相火山岩的喷发和沉积岩形成，曾对铁矿床成矿起到了极其重要的作用。而侵入岩主要以中酸性侵入体为主，局部可见。空间上主要受普查区和周围的3条主要区域性断裂控制，岩体规模一般较小，多以岩株或岩脉产出，侵入时间主要为华力西中期。矿化主要与卓阿布拉克组第三、第四岩性段密切相关。第三岩性段火山熔岩较发育，主要为安山岩和霏细岩。火山岩伴有海相沉积岩，具有碳酸盐岩的互层和硅质岩夹层，磁铁矿体呈层状、似层状、透镜状产出其中，这与火山喷发起着决定性的作用。第四岩性段多发于夹层条带状火山熔岩和火山碎屑岩，岩性多为安山岩和千枚岩。该岩性段呈层状、似层状、透镜状产出的磁铁矿体与火山喷发起着决定性的作用。

2.2 矿化特征

矿区中主要赋矿地层为元古界蓟县系卓阿布拉克组第三岩性段（JxZh3）、第四岩性段（JxZh4）。铁矿层随沉积岩夹层的厚度而变化，沉积岩夹层较薄时，铁矿层也较薄(如Ⅰ号矿体)；沉积岩夹层较厚时，铁矿层也相对较厚（如Ⅱ、Ⅲ号矿体）。铁矿类型也受区域变质程度所控制，如变质程度较深，易于形成块状磁铁矿。变质程度较浅，易形成含磁铁矿矿石类型。褶皱变形构造在矿区内，对矿体形态在横向和纵向的展布上有其重要的控制作用。

万荣铁矿按由北至南排序，可划分为北、中、南3个矿带，矿带之间由不同岩性相隔离，含矿层属于不同岩性中。北矿带主要分布于普查区北部的卓阿布拉克组岩第四岩性段(Jxzh4)内，由多个矿体组成，其中Ⅰ3是目前地表控制规模最长的矿体，其次是Ⅰ1、Ⅰ2，其它矿体规模小，多呈透镜状，长几米到十几米，宽几十厘米至几米；中矿带主要分布于普查区中部的卓阿布拉克组岩第三岩性段(Jxzh3)内，由Ⅱ号矿体组成，地表分布较为连续，产于硅质岩、碧玉岩中；南矿带主要分布于普查区南部的卓阿布拉克组岩第三岩性段(Jxzh3)内，由Ⅲ号矿体群组成，产于硅化微晶白云岩中。

图2 万荣铁矿MP04号地质剖面

矿石中金属矿物可分为磁铁矿石、假象赤铁矿石、赤铁矿石、褐铁矿石、少量菱铁矿石等。矿区中以磁铁矿石为主。结构构造可分为浸染状、条纹－条带状、网脉状、致密块状、蜂窝状、粉状铁矿石等。以浸染状、条纹－条带状、部分为块状构造为主。矿石属磁铁矿型(mFe)；地表氧化带见有以磁铁矿为主、或含有部分赤铁矿的弱磁性铁矿石类型。属于单一的磁铁矿型铁矿石，利于形成全铁含量在30%以上的较富铁矿体。

矿区中的围岩蚀变主要有磁铁矿化和赤铁矿化、褐铁矿化、黄铁矿化、水云母化、绿泥石化、绿帘石化、硅化(玉髓化)、碳酸岩化及方解石化等蚀变。在不同的岩石或不同的铁矿体中围岩蚀变则有所不同。矿区内与铁矿化有关的围岩蚀变纵向上有分带性，地表(氧化带中)为磁铁矿化或赤铁矿化、褐铁矿化、水云母化、绿泥石化、绿帘石化等。在原生铁矿石中主要为磁铁矿化，次为黄铁矿化及少量的赤铁矿化(呈细脉产出)。

3 控矿因素

3.1 矿床成因

万荣铁矿床产于阿尔金山元古代地槽褶皱带中，含矿地层为元古界蓟县系卓阿布拉克组(Jxzh)，铁矿体赋存于由火山碎屑岩－碳酸盐岩－熔岩(中基性－中酸性火山岩)组成的一套含矿的海相火山－沉积岩建造中。卓阿布拉克组岩第三岩性段(Jxzh3)当时沉积原岩可能为细碎屑岩、碎屑岩和碳酸岩夹火山熔岩（中基性－中酸性火山岩），富铁质、富硅质的火山沉积碎屑岩是矿体的容矿岩层，其上为条带状的碳酸盐岩（白云岩），下为厚层碎屑岩（砂岩、粉砂岩夹白云岩）。卓阿布拉克组岩第四岩性段(Jxzh4)当时沉积原岩可能为一套碳酸岩、火山碎屑岩夹火山熔岩（中基性－中酸性火山岩），粘土质板岩（沉凝灰岩）为矿体的容矿岩层，上、下层多为厚层碳酸盐岩。铁矿体常呈层状、似层状、大透镜状，少数呈透镜状，常呈平行状的成层、成群及成带出现。矿石构造主要有浸染状、纹层－条带状及块状构造等。矿石矿物主要为磁铁矿，次为赤铁矿、假象赤铁矿，少量为褐铁矿和硫化矿物。脉石矿物有石英、碳酸盐岩及粘土矿物等。

铁矿床产在元古界蓟县系卓阿布拉克组第三（Jxzh3）、第四段（Jxzh4）岩性段海底火山喷发中心附近，由海相火山岩的多次间歇性喷发导致，喷发物质又以酸性火山岩为主。铁矿的物质来源与火山喷发密切相关，经过搬运在距火山口一定范围的地方沉积而成矿，形成了海相火山－沉积型铁矿。在后期大范围的区域变质作用过程中，变形变质使岩石再次增温增压发生塑性变形，同时又使原已形成的贫铁矿进一步富集，形成了目前这样具有构造变形的海相火山－沉积变质型铁矿。

因此，根据以上万荣铁矿床的成矿特点，按我国铁矿床类型的划分原则，本矿床属海相火山－沉积型铁矿床类型。

3.2 控矿因素

万荣铁矿床是由海相火山岩的多次间歇性喷发导致，喷发物质又以酸性火山岩为主。火山喷发是铁矿的主要物源，海水搬运和沉积是形成火山－沉积型矿床的基本条件；而区域性的变形变质作用使岩石再次增温增压发生塑性变形，又使贫铁矿进一步富集，形成了目前这样具有构造变形、品位较富的海相火山－沉积变质型铁矿。主要控矿因素有：

（1）阿尔金山北坡深大断裂(岩石圈)附近，是控制区域上地层、岩浆岩及铁矿床分布的构造因素。

（2）元古界蓟县系卓阿布拉克组第三岩性段(Jxzh3)、第四岩性段(Jxzh4)是赋存铁矿的有利地层，海相厚层碳酸盐岩中的火山岩夹层是聚矿的有利空间。

（3）海相火山岩的多次间歇性喷发，是铁矿物质的主要来源，海相火山沉积作用是形成较稳定的海相火山－沉积型铁矿的主要成因。

（4）铁矿类型也受区域变质程度的控制，变形变质作用使铁矿进一步加富。因此，变质程度愈深，易于形成块状磁铁矿矿石，变质程度愈浅，易形成浸染状含磁铁矿矿石。

（5）褶皱变形构造在矿区内广泛发育，它对铁矿体在横向和纵向上的展布有其重要的控制作用。具有走向上较为稳定，倾向上变化较大的特点。

（6）后期的脆性断裂构造对早期形成的铁矿体，曾不同程度起到了改造和破坏作用，使原呈层状展布的铁矿体形态更复杂化。

（7）后期表生地质作用，造成原剥蚀出来的磁铁矿层在地表遭受氧化，形成了较多的假象赤铁矿，并形成了氧化矿石带。但由于磁铁矿的抗风化能力强，使部分露天的铁矿体和隐伏的铁矿体免受风化剥蚀及破坏，而一直保存至今，形成了分布面积较大的露天铁矿床。

4 找矿标志和方向

区域标志：产于古陆板块和地台边缘附近的岩石圈断裂附近，阿尔金山北坡断裂及平行的深大断裂附近是找矿的选区标志。

构造标志：矿床受白尖山－喀腊大湾复式向斜褶皱构造所控制。尤其是向斜核部具备了铁矿床赋存所需的可容空间，具有良好的铁矿沉积和储矿条件，这是本区成矿所具备的构造环境。

地貌间接标志：矿区内的富矿石、矿体或较富的稠密浸染状矿石因铁质成分高，又呈黑色，抗风化能力强，而非矿围岩铁质成分相对少、抗风化能力差。因此铁矿体在地貌上会呈正地貌(沿小山脊、小山头分布)，形成地貌上的间接找矿标志。

地层标志：元古界蓟县系卓阿布拉克组(Jxzh)是赋存铁矿的主要地层，卓阿布拉克组第三（Jxzh3）、第四段（Jxzh4）岩性段是铁矿富集的有利层位。

岩石标志：灰黑色、灰绿色含磁铁矿板岩、硅质板岩等，岩石颜色深暗，含磁铁矿高，在地表呈千枚状或薄板状板理发育或为致密块状，比重较大。地表氧化矿石为赤红色(赤铁矿化)，前者具有强磁性，后者具有弱磁性或非磁性，通过详细观察用肉眼或用磁石即可鉴别出来。

变形褶皱构造标志：主要矿体中的铁矿石多呈黑色岩石，矿物具有拉长、定向和线理定向排列。斜卧褶皱、平卧褶皱、尖棱状褶皱极其发育，见有“a”型褶皱及千糜岩等多种褶皱变形构造，是间接找矿的变形褶皱构造标志。

近矿围岩标志：矿区中铁矿体附近发育有厚层结晶白云岩等近矿围岩，碳酸盐岩是磁铁矿矿石类型中普遍发育的特征围岩。它在地下中深层处的高温高压下与此围岩相接触后，其中的镁质成分(白云石矿物)有一种能降低岩浆温度，起到加速矿化快速冷凝的作用。因此，在同等环境下有碳酸盐岩的围岩附近易于形成铁矿体。所以，厚层结晶灰岩夹的含铁火山岩石层是找矿的近矿围岩标志。

区域上沿阿尔金山山脉，具备有万荣铁矿床成矿条件的构造环境还较多。如沿白尖山－喀腊大湾复式向斜褶皱构造向东西两端继续延展，元古界蓟县系卓阿布拉克组(Jxzh)赋存铁矿的地层分布广泛。卓阿布拉克组第三（Jxzh3）、第四段（Jxzh4）铁矿富集的有利层位多，而工作程度还较低。

受该类矿床矿床属赤－褐铁矿型矿石类型束缚，现证明此类型矿床实际上是以磁铁矿型矿石类型为主，找矿类型的突破，促使找矿方向和找矿方法有所改变。因此，在原工作条件艰苦和工作程度极低的地区，发现和找到万荣式铁矿床的希望极大。同时在野外地质工作中也发现一些新的、有利的找矿地段。这些找矿线索和找矿有利地段，对今后在本地区开展磁铁矿找矿具有重要的意义。

[1]杨风,李学智,田阔邦,等.新疆阿尔金断裂北带资源评价成果报告[R].2004,124－132.

[2]祁万修,刘荣,雷红民,等.新疆若羌县喀腊达坂一带铁多金属矿深部及外围普查报告[R].2011,36－36.

[3]张建新,孟繁聪,于胜尧.两条不同类型的HP/LT和UHP变质带对祁连－阿尔金早古生代造山作用的制约[J].岩石学报,2010, 26(07):1967－1992.

[4]戚学祥,李海兵,吴才来,杨经绥,张建新,孟繁聪,史仁灯,陈松永.北阿尔金恰什坎萨依花岗闪长岩的锆石SHRIMP U－Pb定年及其地质意义[J].科学通报,2005,50(6):571－576.

[5]郝瑞祥.新疆阿尔金山喀腊大湾地区铁矿床地质特征及成因[D].中国地质科学院,2013,68－69.

收稿：2014－02－15

项目资助：新疆维吾尔自治区地质勘查中央专项资金项目资助，项目编号：ZYZXKC2006-6