新疆阿克陶县切列克其铁矿矿床地质特征及成因浅析

张春江 吴海才 王志亮

（新疆地矿局第二地质大队 喀什 844002）

切列克其铁矿位于新疆阿克陶县城250°方向，直线距离约110 km，行政区划分隶属阿克陶县布伦口乡管辖。其大地构造位于羌塘（中间）板块（Ⅴ）的北羌塘微板块（Ⅴ1）中慕土塔格地块（Ⅴ12）。成矿带位于木吉-阿克塞钦Au、Cu（Fe）成矿带①,前人在该成矿带上已发现的矿产有：Fe、W、Cu、Mo、Pb、Zn、黄铁矿等金属矿产和锂辉石、绿柱石、铌钽铁矿等稀有金属矿产,而非金属矿产主要有白云母、水晶、玉石、自然硫、石膏、方钠石、优质矿泉水、温泉等。

1 区域成矿背景

1.1 区域成矿前景

切列克其铁矿区位于西昆仑中间地块及显生宙岩浆弧带上（图1）。具体位于沙里阔勒复背斜次一级之阿克贝利背斜（倒转背斜？）的北翼,地层划分属西昆仑地层区的木吉-麻扎分区之木吉小区。区内出露的主要地层有元古界（Pt）、奥陶—志留纪（O-S）1、未分志留统（S）和第四系（Q），区内褶皱构造发育，其北西部为木吉复向斜的一部分，南部为沙里阔勒复背斜的一部分。矿区附近有以下几个次级褶皱：

⑴皮拉里向斜：由布伦阔勒群（Pt1bl）中深变质岩组成，轴向北西。两翼倾角40°～60°。

⑵阿克贝利背斜（倒转向斜？）：位于切列克其沟附近，为一短轴状背斜，由奥陶-志留纪（O-S）1地层组成，两翼倾角10°～30°。断裂构造发育，多数性质不明，走向北西，与切列克其铁矿关系密切的岩体是求库台岩体，位于中巴公路卡拉库里湖以西，沙里阔勒岭的北部，呈300°方向延伸，全长60 km，宽3～10 km，出露面积480 km2。岩体顺层或穿层侵入于奥陶-志留纪或志留-泥盆纪地层组成的向北倒转、向南东东翘起的箱状褶曲的核部。南北两侧接触面均向北倾，东端内倾，西端外倾，岩体产状基本与围岩一致。岩体属加里东期第一侵入期次中酸性岩体，岩体化学特征为SiO2过饱和的极弱碱性岩石。

图1 区域地质矿产图

1.2 区域地球化学特征

1∶50万化探在研究区及其附近未圈出有找矿意义的综合异常，只圈出一级（1个浓度分带）Fe-6单异常和三级（3个浓度分带）Mn-6单异常，勘查区附近的单异常特征简述如下：

Fe-6：异常面积148 km2，异常内平均值为6.6×10-2，异常最大值为6.9×10-2，为一级浓度分带。

Mn-6：异常面积230 km2，异常内平均值为1597×10-6，异常最大值为2580×10-6，为二级浓度分带。

2 矿区地质特征

2.1 矿区地层特征

工区内出露地层为奥陶-志留系下组（在前人资料中该层划为寒武-奥陶系米计干群第四组地层）和第四系堆积物。

奥陶-志留系下组（O-S）1：根据工区岩性特征，具体又划分为三个岩性段：

第一岩性段（O-S）11：主要岩性为灰－深灰色黑云母石英片岩夹黄褐色白云母片岩，偶见大理岩透镜体[（O-S）11mb]。该段主要出露于矿区南侧，岩层中岩脉较发育。厚度289.07 m。切列克其铁矿Ⅱ号矿体赋存于其中。

第二岩性段（O-S）12：分布于工区中部，主要岩性为灰白色含石英含白云母大理岩，岩层中有较多黑云母石英片岩透镜体[（O-S）12sc]产出，岩层产状变化较大。该岩性段沿走向向东西两侧厚度逐渐变薄，总体呈大透镜体状。厚度大于254.71 m。切列克其铁矿Ⅰ号矿体赋存于其中。

第三岩性段（O-S）13：主要岩性为黑云母石英片岩、二云母石英片岩和白云母石英片岩，偶夹大理岩透镜体[（O-S）13mb]。分布于矿区西部，地表多被坡积物覆盖。厚度大于237.41 m。切列克其铁矿Ⅲ号矿体即产于该段中。

上述三个岩性段依次分布在工区南部、中部和北部，地层产状320°～350°∠30°～50°。各岩性段相互呈连续沉积接触。典型岩石岩性特征如下：

黑云母石英片岩：灰-深灰色，具细粒变晶结构、鳞片变晶结构，片状构造。矿物成分主要为石英（＞75%）、黑云母（15%～20%），其次为白云母（3%～5%）、斜长石（5%）、矽线石（3%～5%）、石榴子石（1%）及微量电气石、磷灰石。

白云母石英片岩：浅灰-浅黄褐色，鳞片变晶结构，片状构造。矿物成分主要为白云母（15%～30%）、石英（60%～80%），另有少量矽线石（1%～2%）呈毛发状分布于白云母之间。

含石英含白云母大理岩：灰白色，风化后呈黄褐色，具粒状变晶结构，块状、条带状构造。主要由方解石（80%～90%）组成，其次为白云母（5%～10%）、石英（5%）及微量榍石、黄铁矿。

2.2 矿区构造特征

矿区地层呈单斜层，没有褶皱，断裂亦不发育。

在矿层中没有断层，但有层间滑动，滑动规模均很小，仅有数米左右，对矿层无明显破坏作用。

在岩层和矿层中，节理裂隙不很发育。较常见的主要有两组剪性节理，产状分别为255°∠75°、210°∠20°，最大延伸达20 m，宽0.2 m。

2.3 岩浆岩

工区内分布的侵入岩为求库台岩体南东部边缘，岩体从南、西两面环绕工区，约占工区面积的三分之一。岩体具分异现象，但不够明显。岩体中部由灰白色至浅灰色黑云母石英闪长岩和黑云母花岗闪长岩组成，宽4～5 km，岩石以中粒结构为主，有时为粗粒，岩石成分为中长石（45%～65%）、微斜长石（0%～12%）、石英（15%～25%）、黑云母（15%～25%）及普通角闪石（5%），中长石呈半自形板状，具聚片双晶，有时有环带构造和绢云母化、黝帘石化，与微斜长石接触处具蠕英结构；岩体两侧由灰白色细粒黑云母花岗岩和黑云母角闪花岗岩组成，宽度0.9～3.5 km，南宽北窄，岩石结构及矿物成分与中部相带为渐变过渡关系。

2.4 航磁异常特征

本区区域地球物理工作程度较低,在1∶200万航磁图上为弱正异常区,1∶200万重力图上为重力梯度带低值区（图2）。

图3 新疆阿克陶县切列克其铁矿Ⅰ、Ⅱ号矿体地质图

3 矿床特征

3.1 矿体组合分布及产状

切列克其铁矿区的矿体仍延用前人的矿体编号，三个主矿体其编号分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。各矿体地质特征如下：

Ⅰ号矿体：矿体各矿脉均产于灰白色含石英含白云母大理岩中，矿脉与围岩总体呈整合接触，局部由于矿脉有分支复合处与围岩有一定的夹角；矿脉总体走向近东西，倾向在310°～10°之间，倾角在30°～55°之间，矿脉形态呈似层状或透镜状，走向和倾向上呈舒缓波状。

主要由6条矿脉组成，矿脉长80～1050 m，矿体视厚7.47～50.00 m，单工程TFe平均品位(28.46～46.89)×10-2；矿脉TFe平均品位(40.34～42.83)×10-2。

Ⅱ号矿体：矿体位于矿区的南东部，地表由二条矿脉组成，编号为Ⅱ-1、Ⅱ-2（图3），矿脉地质特征如下：

Ⅱ-1号矿脉：出露于矿区的中南部，长约558 m；呈似层状产出；西段走向呈北西向，东段走向呈南东向，矿脉总体倾向北，平均倾角39°,走向和倾向上矿脉呈舒缓波状，矿脉中东段产于黑云母石英片岩与含石英含白云母大理岩的接触带上，西段延伸至黑云母石英片岩中，矿脉与围岩呈整合接触。矿脉平均铅直厚度11.44 m，平均厚度9.31 m，单工程TFe平均品位(25.39～43.55)×10-2，矿脉TFe平均品位34.63×10-2。

Ⅱ-2号矿脉：出露于矿区的西南部；长约530 m，与Ⅱ-1号矿脉呈近平行排列；矿脉总体倾向北，平均倾角45°,走向和倾向上矿脉呈舒缓波状；矿脉产于灰-深灰色黑云母石英片岩中，与围岩呈整合接触。

矿脉平均铅直厚度30.97 m，平均厚度23.72 m，单工程TFe平均品位(31.24～45.20)×10-2，矿脉TFe平均品位36.85×10-2。

Ⅲ号矿体：矿体位于矿区的北西部，由10条矿脉组成，Ⅲ号矿体各矿脉产于片岩及大理岩中，矿脉与围岩呈整合接触，矿脉总体走向近东西，倾向近北，倾角一般26°～43°，矿脉形态呈似层状或透镜状，走向和倾向上仍呈现舒缓波状。

矿脉长 80～370 m、420 m、690 m，矿体视厚1.62～25.94 m，单工程TFe平均品位(27.06～48.65)×10-2；矿脉TFe平均品位(33.98～41.43)×10-2。

3.2 矿石质量及结构构造

3.2.1 矿石质量

矿物特征：矿石矿物成分简单，主要为菱铁矿，菱铁矿多数重结晶，后经氧化为赤（褐）铁矿，其含量占矿石总量的70%～80%或更高，其次为少量的黄铁矿和黄铜矿。脉石矿物主要为石英、白云母和铁白云石，偶见电气石、磷灰石。菱铁矿组成基底，石英和白云母分布于其间。白云母和石英常聚集呈微条带状、纹层状。在区域变质和接触变质作用过程中，上述矿物普遍重结晶，偶见菱铁矿包含石英、电气石等矿物。

矿石化学成分：矿石化学成分比较简单，含少量有益元素锰，含有害元素种类少且含量较低，矿石利用性能好。矿石的化学成分见表1，各矿体矿石品位介于38.67%～47.16%之间；烧失量在11.73～25.46之间，分布均匀。其中Ⅰ号矿体品位最高，烧失量最大，扣除烧损后可达到高炉富矿即炼铁用铁矿石标准；Ⅲ-3、Ⅲ-4号矿体中部分矿石可达到富矿标准；其他矿体均很接近富矿标准。

表1 各矿体矿石化学成分一览表

3.2.2 矿石结构与构造

矿石的结构：切列克其铁矿矿石主要构造为鳞片变晶结构和半自形粗粒晶结构两种。①鳞片变晶结构是矿石最主要的结构，所有矿体都有这种结构，菱铁矿为半自形中细粒状，白云母为片状，石英为它形粒状；②半自形粗粒晶结构，这种结构不是矿石主要结构，但在矿区常见。由较自形的菱铁矿（呈菱面体）和少量云母构成。

矿石的构造：切列克其铁矿矿石主要构造为块状构造和层状构造；其次为浸染状构造、假波纹构造、晶洞构造、微条带状或纹层状构造。

⑴块状构造：是矿石常见的构造，其中夹杂的其他矿物（菱铁矿除外）不形成明显的纹带，是矿石的主要构造。

⑵层状构造：为原始沉积构造，单层厚一般1～3 cm，少数厚十至数十厘米。

⑶微条带状或纹层状构造：由白云母、石英组成微条带或纹层构成，纹层或条带宽多数不到一毫米，少数一至数毫米宽。在矿石中一般沿层面分布，局部较多，可达每米十余条。成因为原始沉积的泥、砂等物质受区域作用所形成。

⑷假波纹构造：薄层状菱铁矿经区域变质作用所形成，为次生构造，一般少见。

⑸晶洞构造：沿菱铁矿层理、裂隙或裂隙交叉处发育有晶洞，形态以不规则状为主，晶洞大小一般在半厘米以下，少数达一到数厘米。洞内充填有泥质，洞壁有方解石薄膜，或粗晶菱铁矿。其成因为后期热液溶蚀所造成，为次生构造，分布不普遍。

⑹浸染状构造：由黄铜矿、黄铁矿呈星点状分布构成，系局部地段因后期热液活动所形成，为次生构造，分布不普遍。

4 找矿标志及方向

4.1 找矿标志

⑴褐铁矿矿帽是原生菱铁矿在表生作用下的产物，可以指导寻找原生菱铁矿；

⑵从含矿层位来讲，岩相厚变化大、碳酸盐岩与碎屑岩过渡部位，且产在碳酸盐岩中，碳酸盐岩不是纯的，而是以沉积碳酸盐岩为主，混杂有泥、砂和炭质的堆积，上述特征是寻找同类矿床的重要部位；

⑶矿体与大理岩之间往往存在有铁白云岩，因此铁白云岩也可以作为找矿标志，当发现有铁白云岩时，沿倾向、走向可能有菱铁矿存在。铁白云岩在地表氧化后变为深黄褐色。

4.2 找矿方向

该区有工业价值的铁、铜矿床都分布于加里东期酸性侵入岩的外接触带，而产于岩浆岩内部的矿点多无工业意义。这说明本区矿物质的来源具多样性，除岩浆后期热液本身可能含有一定的含矿物质外，应该是通过溶解和交代作用更多地集中了古老地层中沉积的矿物质。本区找矿需注意：岩浆岩的外接触带；与碳酸盐岩有关的围岩。

5 矿床成因初探

切列克其铁矿的形成至少经历了3个阶段，其形成过程大致如下：

矿区在古生代处在缓慢沉降时期，形成了浅海盆，含铁质的陆源物质搬运到海盆中，沉积了浅海相碎屑岩-碳酸盐系，并出现了海进海退交替的还原环境，并沉积了菱铁矿,这是成矿的基本因素。

由铁质组成的悬胶体与碳酸盐、泥、砂质及少量炭质一起沉积时，沉积环境是相对稳定的。但由于海盆水体进退变化和海底地形起伏不平，使成矿环境发生变化，造成了矿体的多层性和形态的复杂性。

矿体形成后，受到区域变质作用和热液活动的影响。从矿区及区域上来看，区域变质作用的影响是主要的，并且是普遍的。矿床的后期改造作用，最明显的是使各种矿物发生重结晶，但仍保持了沉积矿床的原貌和特征。

由此说明，切列克其铁矿矿床成因为沉积变质碳酸盐型菱铁矿，矿床工业类型为变质海相沉积型菱铁矿矿床。