新疆若羌县伊阡巴达铁矿地质特征及成因

2014-03-03刘松明景宝盛

新疆有色金属 2014年5期

关键词：巴达磁铁矿矽卡岩

刘松明景宝盛

(①安徽省池州泰达冶金有限公司池州247100②新疆地矿局物化探大队昌吉831100)

新疆若羌县伊阡巴达铁矿地质特征及成因

刘松明①景宝盛②

(①安徽省池州泰达冶金有限公司池州247100②新疆地矿局物化探大队昌吉831100)

伊阡巴达铁矿床位于祁曼塔格古生代复合沟弧带中,岩浆侵入活动频繁，具多期多阶段性,燕山期岩浆侵入活动是伊阡巴达铁矿床的主要物质来源和热源;本区断裂构造为伊阡巴达隐伏断裂及其次级断裂,决定着本区的主要构造格局，对区内地层、岩浆岩及矿产的分布也起着控制作用;断裂构造的广泛发育为Fe等成矿元素的迁移、富集提供了良好的通道及容矿空间.铁矿体主要产于燕山期钾长花岗岩和白沙河组大理岩的接触带处,在该接触带内，分带现象明显,矿化具明显的多期多阶段性,显示为接触交代矽卡岩型磁铁矿床特征。

新疆东昆仑伊阡巴达铁矿床矽卡岩型地质特征矿床成因

新疆若羌县伊阡巴达铁矿位于青藏高原东北缘、柴达木盆地西南缘、东昆仑山脉西段北坡，大地构造位置为塔里木板块、柴达木微板块、祁曼塔格古生代复合沟弧带，属东昆仑祁曼塔格铁、钒、钛、金、铜、铅锌多金属、石棉、软玉成矿带。区域上经历了吕梁-燕山期多旋回、多机制的造山运动，构造演化历史悠久，构造形迹复杂多样，广泛发育的岩浆活动和断裂构造为本区成矿物质的活化、迁移和再富集提供了良好的热液来源及富集场所，从而为区内有色金属、贵金属矿源层的形成提供了丰富的物质、气热液来源及运移通道和储矿空间。

1 区域地质背景

区域上，本区地层划分隶属于华北地层大区、秦祁昆地层区、东昆仑-中秦岭地层分区，古元古界、中元古界、晚三叠统、第四系等地层为本区的主要出露地层。区内最古老的地层为古元古界金水口(岩)群白沙河(岩)组，该组地层与区内各时代地质体呈侵入、断层和不整合接触，海相陆源碎屑岩为主的活动性沉积建造是该组地层的建造主要特征，原岩建造主要为泥砂质沉积碎屑岩+基性火山岩+碳酸盐岩建造，其岩石类型为一套片麻岩、大理岩、片岩，部分变粒岩、石英岩夹片岩、变粒岩、石英岩的岩石组合，变质程度可达角闪岩相，有向麻粒岩相过渡的特征，属高级变质岩系，本区矽卡岩型铁矿床就主要赋存于该组地层的碳酸盐岩段。本区所出露的上三叠统鄂拉山组(T3e)地层主要由一套中酸性、中基性火山岩组成，凝灰岩、凝灰熔岩、流纹岩及中酸性熔岩等是本组地层的主要岩性，鄂拉山组(T3e)地层与本区其它地质体的接触关系主要呈侵入、断层及角度不整合接触[1]。

在伊阡巴达铁矿一带，岩浆活动以晋宁期、印支期及燕山期为主。形态呈不规则状、不规则带状分布的晋宁期侵入体是区内最早一期中酸性岩浆侵入活动的产物，主要岩性为一套灰色条带状二云斜长片麻岩、灰色眼球状黑云斜长片麻岩，其原岩为花岗闪长岩，岩石具细粒鳞片粒状变晶结构、残留花岗结构，片麻状构造。区内的主要侵入岩为燕山期侵入岩，主要呈岩株状产出，亦受北西向断裂控制，侵入体大多沿断裂带展布，主要岩性为中细粒石英正长岩—中细粒正长花岗岩—细粒碱长花岗岩，该期岩浆侵入活动与本区矽卡岩型铁矿床的形成关系最为密切。

区内构造活动以断裂为主，伊阡巴达隐伏断裂为本区的区域性断裂，呈北西向斜穿测区西南部，是区域上东昆仑北坡断隆带与阿牙克库木湖新生代断陷盆地的分界断裂，该断裂大部分被第四系覆盖，其次级断裂主要表现为一组北西向断裂构造，由多条断裂组成，各断裂的断裂面舒缓波状，断面产状：25°～35°∠40°～50°，由于该组断裂的发育，从而使得鄂拉山组岩石破碎、北西向节理发育。由于伊阡巴达隐伏断裂及其次级断裂组的发育，本区岩浆岩、地层的分布基本由上述断裂构造所控制，同时亦为本区矽卡岩型铁矿床的形成提供了广阔的储矿空间及运移通道。

2 矿区地质概述

伊阡巴达铁矿区出露地层主要为古元古代金水口(岩)群白沙河组一套古老变质岩系，是本区的沉积基底，以黑云母斜长片麻岩、黑云母斜长角闪片岩夹石英岩及大理岩等为主的岩石组合，该组岩石变质程度较高，可达角闪岩相，有向麻粒岩相过渡的特征，其原岩建造为泥砂质沉积碎屑岩+基性火山岩+碳酸盐岩建造，具海相陆源碎屑岩为主的活动性沉积建造特点[2]，该组地层中以Cu、Ag、Pb、Zn等为主的多金属成矿元素具有较高的背景含量，从而说明该组岩石极有可能为该区各成矿元素的富集成矿提供了充足的物质来源，即为本区多金属矿床形成的主要矿源层[3-4]。

在伊阡巴达铁矿区侵入岩主要为燕山期钾长花岗岩、及少量安山玢岩脉等，主要侵入于晚元古界白沙河组的片麻岩和大理岩中，侵入体与地层的接触界线清楚，根据野外观察及岩矿鉴定资料显示，岩体与地层的接触带内接触交代作用明显，同时形成矽卡岩带，该矽卡岩带长约500米、宽10-30米不等，接触交代岩石类型主要为石榴石矽卡岩、透辉石榴矽卡岩等。该矽卡岩带分带现象明显，具有内、外两个明显的接触分带现象，于内接触带内见有呈不规则状及棱角状杂乱分布的围岩包体，分布于侵入体中的围岩主要呈残留体形式；围岩见有较强角岩化则为外接触带的主要特征[5]。燕山期钾长花岗岩岩石呈浅肉红色，具粒状花岗结构，块状构造，矿物主要为斜长石、钾长石、石英、黑云母及少量角闪石等，本期岩浆侵入活动与该区磁铁矿床的形成关系最为密切。

3 矿床地质特征

3.1矿体特征

在伊阡巴达铁矿区分布有南、北两个矿化蚀变带，共控制矿体5个，以L1、L2地表矿化以磁铁矿化为特征，深部有黄铜矿化、方铅矿化、闪锌矿化及银矿化，矿体产于钾长花岗岩与围岩的接触带的矽卡岩中，矿体的顶底板及赋矿岩石均为石榴石矽卡岩，主要矿体特征描述如下：

⑴L1铁矿体：属北部矿化蚀变带，矿体走向约70°，南倾倾角64°～75°，控制矿体长150～245 m。控制矿体厚14.29～18.78 m，TFe平均品位40.38%～60.06%，矿体向深部有尖灭的趋势，呈楔状。矿体TFe平均品位59.70%。

⑵L2铁矿体：位于北部矿化蚀变带中，矿体走向近东西向，南倾倾角39°～41°，控制矿体长50～245 m。矿体平均厚4.84～8.80 m，TFe平均品位26.8%～40.27%。

3.2矿石特征

⑴按主要铁矿物类型分，伊阡巴达铁矿矿石的自然类型是磁铁矿石；按主要脉石矿物的种类分，矿石类型主要有石榴石型和辉石型型铁矿石等；按结构构造分，主要为致密块状铁矿石。

⑵伊阡巴达铁矿矿石工业类型为需选铁矿石，个别矿体(段)可达到炼钢用铁矿石的要求。

⑶矿石矿物主要有磁铁矿、赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿等，有用矿物以磁铁矿为主；脉石矿物主要有钙铝石榴石、透辉石、绿帘石、绿泥石、方解石、石英等。围岩蚀变以绿帘石化、绿泥石化、钾长石化、碳酸盐化、硅化为主。

⑷本矿区矿石结构、构造较简单，矿石结构主要为半自形-自形粒状结构、变余它形粒状变晶结构等；矿石构造以块状构造为主。

4 成矿期、矿化阶段及成因

4.1成矿期与矿化阶段

鉴于伊阡巴达铁矿矿区所采大量岩矿鉴定结果，结合区域成矿特征，该矿床的形成具多期多阶段性，形成过程基本符合卡尔波娃的阶段学说，根据该学说，伊阡巴达铁矿床的形成期次大致可归纳为矽卡岩期、石英硫化物期及表生矿化期，按照矿物组合及其生成的先后顺序又可划分为五个阶段[6-7]。

(1)矽卡岩期：主要形成各种钙、铁、镁、铝的硅酸盐矿物，如石榴石、透辉石等，是气化热液交代的产物，大致可分为以下三个阶段：

①早期矽卡岩阶段（又称干矽卡岩或无矿矽卡岩阶段）：主要形成钙矽卡岩，以钙铝-钙铁石榴子石、铁铝榴石、透辉石-钙铁辉石等岛状链状硅酸盐矿物组合为主，是在高温超临界作用下形成的，其成矿作用则以扩散交代作用为主，即接触带两侧的岩石发生成分置换而形成矽卡岩，反应式如下：

3CaCO3+Al2O3+3SiO2→Ca3Al2Si3O12(钙铝石榴子石)+

3CO2↑

本阶段所形成的岩石主要位于矿体、矿(化)体的顶底板，除少量磁铁矿外，一般不形成有用矿物。

②晚期矽卡岩阶段（又称湿矽卡岩阶段或磁铁矿阶段）：本阶段是在接近超临界状态条件下形成的，以形成阳起石、透闪石、绿帘石等带状或复杂链状构造的含水硅酸盐为主，主要表现为对干矽卡岩的交代作用，显示了(OH)－、CO2和H2S等矿化剂的作用，同时有大量的磁铁矿出现，并在具有一定富集空间的成矿有力部位富集成矿，所形成矽卡岩构成了本矿区矿体的直接围岩或矿石矿物的基体，该阶段是本磁铁矿矿床的主要成矿阶段。

③氧化物阶段：这一阶段中硅酸盐类矿物很少见，开始出现石英、萤石等矿物，它介于矽卡岩期和石英硫化物之间，具有过渡性质，所形成金属矿物主要有赤铁矿、白钨矿、锡石及少量磁铁矿等。一般在矿体的顶部可以见到此阶段所形成的岩石，并可见有少量的硫化物矿物，如辉钼矿、磁黄铁矿等。

(2)石英—硫化物期:在这一成矿期中SiO2一般不再和Ca、Mg、Fe、Al等组成矽卡岩矿物，而是独立形成大量的石英，并有典型的热液矿物如绿泥石、方解石等和大量金属硫化物形成，如黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿及少量的黄铜矿和微量的方铅矿、闪锌矿等硫化物，是纯粹热液作用的产物。该期又可分为以下两个阶段：

①早期石英硫化物阶段（又称铁铜硫化物阶段）：矽卡岩矿物被大量交代，大量出现石英、萤石等脉石矿物，金属矿物主要有磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等，很少见有金属氧化物，基本为中-高温热液活动产物；

②晚期石英硫化物阶段（又称铅锌硫化物阶段）：本阶段以大量出现方解石为特征，金属矿物以方铅矿、闪锌矿、黄铁矿等为主，是在中温热液条件下形成的。

4.2矿床成因

伊阡巴达铁矿床的矿体主要赋存于白沙河组大理岩与燕山期钾长花岗岩的接触部位，其形态及分布受接触带控制，呈透镜体状、脉状产出；矿石以块状构造为主，浸染状、条带状次之，具有交代和粒状结构。铁矿床的形成与燕山期岩浆活动有着非常密切的关系，是该期岩浆在深部演化所形成期后气（热）液交代作用的结果，即在钾长花岗岩和白沙河组碳酸盐岩的接触带内的构造裂隙中，富铁流体在大量挥发分的作用下进行不断上升并发生扩散交代和充填富集，随着气水溶液中Ca2+、Na+活度的不断增高，钙质矽卡岩及钠质交代岩在发生强烈的钙质和钠质交代作用(以钙质为主)后逐渐形成，同时在接触带内具有顺畅运移通道和广阔储矿空间的成矿有利部位不断析出、沉淀和富集，磁铁矿矿床便逐步形成。