西天山阿吾拉勒成矿带东段古伦沟铁矿地质特征及成矿构造背景

郝 义, 王士路, 李三忠, 马言胜, 龚 勇, 李朝旭

(1.江苏省有色金属华东地质勘查局地球化学勘查与海洋地质调查研究院，江苏 南京 210007;2.山东省煤田地质局第一勘探队，山东 滕州 277500;3.中国海洋大学，山东 青岛 266100)

西天山造山带夹持于准噶尔板块、伊犁-中天山板块、塔里木板块之间，是三者长期相互作用的结果，古生代期间遭受了陆缘碰撞-增生造山作用，并在新生代经历了陆内造山过程改造[1]。该造山带位于中亚增生型造山带的西南缘[2]，传统上被划分为南天山[3-4]、中天山和北天山，南以长阿吾子-乌瓦门断裂为界，北以依连哈比尔尕-阿齐克库都克断裂为界，向东呈楔形尖灭(见图1)。近年来，在西天山造山带的阿吾拉勒成矿带中铁矿勘查工作成果显著，发现了查岗诺尔、备战、智博、敦德、松湖等多个大-中型铁矿床及古伦沟、古仁格纳特等小型铁矿床，已探明铁矿石资源量约1.17×109t[5]，该地区已成为我国最重要的大型铁矿开发基地之一。

阿吾拉勒成矿带内火山机构发育，成矿地质条件优越，矿产资源丰富。在阿吾拉勒成矿带内已发现的铁矿中，以凝灰质粉砂岩、凝灰岩、凝灰质角砾岩、安山岩为主的下石炭统大哈拉军山组为主要赋矿围岩，矿床类型主要为火山岩型，铁矿与赋矿围岩大体为同时代形成[6]。前人对查岗诺尔、备战、智博、敦德、松湖等铁矿床的研究多侧重于火山岩地层、地球化学特征、矿床成因等方面[5-11]，而对矿床构造环境的研究较少，并且对古伦沟铁矿的地质特征及其成矿构造背景方面也研究的较少。本文在古伦沟铁矿勘查工作成果的基础上并结合前人的研究资料，对古伦沟铁矿的成矿母岩、矿床成因、找矿标志和成矿构造背景进行论述，为阿吾拉勒成矿带的成矿构造背景研究提供一定的依据。

1 区域地质背景

古伦沟铁矿是新疆地矿局第三地质大队于2006年发现的小型铁矿，位于新疆和静县西北约110 km，该铁矿在板块构造上处于伊犁-中天山微板块的东北缘，按传统大地构造分区，属北天山褶皱带中的巩乃斯复向斜南翼[12]。

(1-中-新生界；2-二叠系；3-石炭系；4-泥盆系；5-志留系；6-奥陶系；7-寒武系；8-前寒武系；9-二叠纪花岗岩；10-石炭纪花岗岩；11-泥盆纪花岗岩；12-志留纪花岗岩；13-镁铁质-超镁铁质岩；14-主要断裂；15-地质界线；16-铁矿。矿床(点)名称：1、式可布台铁矿；2、松湖铁矿；3、尼新塔格-阿克萨依铁矿；4、查岗诺尔铁矿；5、智博铁矿；6、敦德铁矿；7、备战铁矿；8、莫托萨拉铁锰矿；9、古伦沟铁矿。断裂：①依连哈比尔尕-阿齐克库都克断裂；②尼勒克断裂；③尼古拉耶夫线-那拉提北坡断裂；④长阿吾子-乌瓦门断裂。1-Cenozoic-Mesozoic; 2-Permian; 3-Carboniferous; 4-Devonian; 5-Silurian; 6-Ordovician; 7-Cambrian; 8-Precambrian; 9-Permian granitoids; 10-Carboniferous granitoids; 11-Devonian granitoids; 12-Silurian granitoids; 13-Mafic-ultramafic rocks; 14-Fault; 15-Geological boundary; 16-Iron deposit. Name of deposits: 1. Shikebutai; 2. Songhu; 3. Nixintage-Akesayi; 4.Chagangnuoer; 5. Zhibo; 6. Dunde; 7. Beizhan; 8. Motuosala; 9. Gunlungou. Faults: ①.Yilianhabierga-Aqikekuduke Fault; ②.Nileke Fault; ③.Nikolaev-North Nalati Fault; ④.Chang’awuzi-Wuwamen Fault.)

图1 西天山区域地质及矿产分布[5,13-14]
Fig.1 Geological map showing regional geology and ore depoit distribution in Western Tianshan

阿吾拉勒成矿带内，地壳发展主要经历了塔里木、加里东、华力西、喜马拉雅四个构造旋回阶段，地层发育较齐全，区内出露地层由老到新主要为志留系中下统(S1-2)、上统阿河布拉克组(S3ab)，泥盆系中统头苏泉组(D2t)，石炭系下统大哈拉军山组(C1d)、阿恰勒河组(C1a)、雅满苏组(C1y)，侏罗系中下统水西沟群(J1-2sh)，山间洼地有小面积的第四系覆盖(见图2)。区域范围内北西-南东向高角度断裂较发育，褶皱轴向呈平行线状排列，与断裂走向基本一致。该区断裂构造带控制了华力西中晚期岩浆岩分布，区域上主要出露华力西晚期花岗岩类、辉绿玢岩及安山玢岩类，这些侵入岩出露面积约占基岩的30%，岩体的长轴方向与区域构造线方向基本一致。

2 矿区地质特征

矿区内地层比较单一，西北部和中部区域(见图3)只有志留系上统阿河布拉克组(S3ab)出露，岩性主要为灰岩，其以捕虏体的形式存在于花岗岩中，部分已受热变质和接触交代变质作用变为大理岩、矽卡岩。

矿区属单斜构造，地层产状受岩体的边部形态控制，走向总体为北东向，倾角17°～50°，局部受岩体影响达60°～70°。古伦沟铁矿主要由早期发现的A区、B区老矿段和后期发现的C区、E区新矿段组成(见图3)。在矿区A矿段内(见图3)有一条北东东走向的正断层，倾向南东，长约400 m，见断层角砾岩发育，矿体与断裂的产状基本一致，说明该断裂是A矿段矿体的控矿、容矿断裂。

华力西晚期花岗岩为浅肉红色，半自形粒状结构，块状构造，由斜长石(70%～75%)、钾长石(5%～10%)、石英(20%～22%)等组成。斜长石呈板柱状，少量碎粒化，钾长石呈它形板状，弱泥化，石英破碎较明显，波状消光较强，副矿物为磷灰石、锆石。华力西晚期花岗闪长岩为灰白色，半自形粒状结构，块状构造，由斜长石(50%～70%)、角闪石(10%～20%)、黑云母(5%～10%)、石英(15%～20%)等组成，副矿物为磁铁矿、磷灰石等，斜长石呈自形板柱状，绢云母化、泥化，角闪石呈自形长柱状，少部分被绿泥石交代，黑云母呈片状，多被绿泥石交代，石英呈它形粒状填隙分布。从勘探线剖面来看(见图4、5)，该花岗闪长岩多出现于钻孔深部花岗岩的下部，其中花岗岩与成矿关系密切，是本区内生成矿作用的母岩，且形成时代晚于花岗闪长岩[15]。A矿段位于花岗岩与花岗闪长岩的接触部位，B、C、E矿段位于花岗岩与灰岩的接触带处(见图3)。

矿区在花岗岩或花岗闪长岩与灰岩的接触带上见矽卡岩化、大理岩化、绿泥石化、绿帘石化等，矿化蚀变较为发育，以接触交代变质作用为主，围岩遭受了热液和温度影响发生蚀变及重结晶作用，这些围岩蚀变是区内寻找矽卡岩型磁铁矿的主要标志。

此外，由图2可知在古伦沟铁矿区外围还存在多处志留纪灰岩以捕虏体的形式存在于花岗岩或花岗闪长岩中，并且也存在多处灰岩与岩体的接触带，所以本区外围还具有寻找矽卡岩型铁矿的较大潜力。

(1-第四系；2-中下侏罗统水西沟群含煤组；3-中下侏罗统水西沟群砾岩组；4-中下侏罗统水西沟群砂页岩组；5-下石炭统雅满苏组；6-下石炭统阿恰勒河组；7-下石炭统大哈拉军山组；8-中泥盆统头苏泉组第二亚组；9-上志留统阿河布拉克组；10-中下志留统；11-华力西晚期花岗岩；12-华力西晚期花岗闪长岩；13-加里东中期花岗闪长斑岩；14-华力西晚期辉绿玢岩、安山玢岩；15-实测及推测断裂；16-古伦沟铁矿。1-Quaternary; 2-Middle-Lower Jurassic Shuixigou Formation coal-bearing Group; 3-Middle-Lower Jurassic Shuixigou Formation conglomerate Group; 4-Middle-Lower Jurassic Shuixigou Formation sandstone and shale Group; 5-Lower Carboniferous Yamansu Formation; 6-Lower Carboniferous Aqialehe Formation; 7-Lower Carboniferous Dahalajunshan Formation; 8-Middle Devonian Tousuquan Formation second Subgroup; 9-Upper Silurian Ahebulake Formation; 10-Middle-Lower Silurian; 11-Lower Hereynian granite; 12-Lower Hereynian granodiorite; 13-Middle Caledonian granodiorite-porphyry; 14-Late Hereynian diabase-porphyrite, andesitic porphyrite; 15-surveyed and inferred fault; 16-Gulungou iron deposit.)

图2 古伦沟铁矿区域地质[15-18]
Fig.2 Regional geological map of the Gulungou iron deposit

(1-上志留统阿河布拉克组：矽卡岩，大理岩化、矽卡岩化灰岩；2-花岗岩；3-花岗闪长岩；4-矿脉；5-断层；6-竣工未见矿钻孔；7-竣工见矿钻孔；8-磁异常等值线及异常值；9-矿段范围；10-勘探线剖面位置。1-Upper Silurian Ahebulake Formation: skarn, marbleized limestone, skarnization limestone; 2-granite; 3- granodiorite; 4-ore vein; 5-fault; 6-completion drilling of no ore discovery; 7-completion drilling of ore discovery; 8-magnetic anomaly contour and value; 9-range of ore segment; 10-position of profile along exploration line.)

图3 古伦沟矿区地质物探综合图
Fig.3 Comprehensive geologic and geophysical map of the Gulungou iron deposit

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

古伦沟矿区各矿段矿体特征及磁异常形态见表1。矿体主要呈透镜体状、似层状、脉状，长约100～200 m，宽约50～100 m，走向主要为NNE、NE向，少数为NW向。矿体在地表均有较为明显的磁异常相对应。

表1 古伦沟铁矿区各矿段矿体特征一览表Table 1 Orebody characteristics of each ore block in the Gulungou iron deposit

由于磁铁矿矿体可以引起一定规模的磁异常，所以在寻找磁铁矿时，根据高精度地面磁测的磁异常形态判断矿体的产状、规模及埋深情况，合理布置钻探工程是有效的勘查手段。由于矿体规模较小，形态简单，矿体厚度变化系数小，在布设工程时，宜采取较为密集的勘查网度，如50 m×50 m。

3.2 矿化特征

矿区内的矽卡岩为黑绿色、灰绿色、灰白色(见图6)，粒状变晶结构，块状构造，主要由透辉石(60%～80%)、石榴石(20%～30%)、石英(5%～10%)、长石(5%～10%)、磁铁矿(5%～10%)等组成。透辉石呈细小的粒状、柱状，无色或淡绿色，干涉色较鲜艳。石榴石呈淡褐色，均质全消光。石英呈晶粒状嵌布。长石呈基底式分布，其中嵌布细小的透辉石。在透辉石间含有半自形粒状磁铁矿，呈细粒浸染状分布。与铁矿体接触的矽卡岩为深绿色，主要由透辉石组成，而透辉石往往蚀变为蛇纹石、绿泥石。矽卡岩中透辉石含量普遍较高，约30%～85%，矽卡岩类型为钙矽卡岩，根据袁见齐[19]对矽卡岩矿床形成过程的划分原则，本区的矽卡岩形成于早期矽卡岩阶段高温(800～500 ℃)条件下。

矿区的磁铁矿矿石为深灰黑色(见图7)，粒状变晶结构，块状构造，由透明脉石矿物透辉石(20%～30%)、绿泥石(2%～3%)、硅灰石(5%～10%)、蛇纹石(10%～20%)及不透明金属矿物黑色粒状的磁铁矿(35%～77%)、黄铁矿(2%～15%)等组成。透辉石呈变晶粒状，晶粒大小0.1～1 mm，镶嵌分布，干涉色较鲜艳。绿泥石充填于岩石裂缝中。硅灰石无色，呈不规则晶粒状。蛇纹石为纤维状集合体。磁铁矿呈半自形粒状及粒状集合体，斑块状分布在脉石矿物中。黄铁矿与磁铁矿伴生，或沿裂隙呈脉状分布。磁铁矿反射色为钢灰色，黄铁矿反射色为浅铜黄色。

(a:1-矽卡岩；2-花岗岩；3-花岗闪长岩；4-磁铁矿体；5-钻孔；6-磁异常曲线；b:1-灰岩；2-矽卡岩；3-花岗岩；4-花岗闪长岩；5-磁铁矿体；6-钻孔；7-磁异常曲线。a:1-skarn; 2-granite; 3-granodiorite; 4-magnetite orebody; 5-drilling; 6-magnetic anomaly curve; b:1-limestone; 2-skarn; 3-granite; 4-granodiorite; 5-magnetite orebody; 6-drilling; 7-magnetic anomaly curve.)

图4 古伦沟铁矿区A0(a)、B0(b)勘探线地质物探综合剖面
Fig.4 Comprehensive geologic and geophysical profiles along exploration lines A0(a) and B0(b) in the Gulungou iron deposit

(a:1-矽卡岩；2-花岗岩；3-花岗闪长岩；4-磁铁矿体；5-钻孔；6-磁异常曲线；b:1-灰岩；2-矽卡岩；3-花岗岩；4-花岗闪长岩；5-磁铁矿体；6-钻孔；7-磁异常曲线。a:1-skarn; 2-granite; 3-granodiorite; 4-magnetite orebody; 5-drilling; 6-magnetic anomaly curve; b:1-limestone;2-skarn; 3-granite; 4-granodiorite; 5-magnetite orebody; 6-drilling; 7-magnetic anomaly curve.)

图5 古伦沟铁矿区C6-C0(a)、E0(b)勘探线地质物探综合剖面
Fig.5 Comprehensive geologic and geophysical profiles along exploration lines C6-C0(a) and E0(b) in the Gulungou iron deposit

(a: ZKE101中的矽卡岩; b: 矽卡岩镜下照片(正交偏光)。a: Photo of skarn in ZKE101 drilling; b: Picrophotograph of skarn (orthogonal polarization).)

图6 古伦沟矿区矽卡岩
Fig.6 Skarn samples of Gulungou iron deposit

(a: ZKE101磁铁矿石中见黄铁矿; b: 黄铁矿伴生于磁铁矿中镜下照片(反射光)。a: Photo of magnetite associated with pyrite in ZKE101 drilling; b: Microphotograph of magnetite associated with pyrite (reflection).)

图7 古伦沟矿区磁铁矿矿石
Fig.7 Magnetite ore samples of Gulungou iron deposit

总体来看，古伦沟铁矿的矿体主要位于志留纪灰岩捕虏体与花岗岩或花岗闪长岩接触带附近的矽卡岩中，捕虏体中的裂隙发育，增加了与岩浆的接触面积，因而有利于产生接触交代作用，进而成矿。

4 成矿构造背景

西天山阿吾拉勒成矿带地处塔里木和准噶尔两大板块之间的伊犁石炭—二叠纪裂谷，北侧为博罗科努早古生代陆缘弧，南侧为中天山晚古生代岩浆弧[20]，呈东窄西宽的楔形(见图8)。

在西天山阿吾拉勒成矿带内广泛分布着许多大型铁矿，如查岗诺尔、备战、智博、敦德铁矿等(见图1)，同时也存在着一些小型铁矿，如古伦沟铁矿。查岗诺尔等大型铁矿的赋矿围岩为下石炭统大哈拉军山组火山岩，矿床成因类型主要为火山岩型[6,8,10-11]；而古伦沟铁矿的赋矿围岩为上志留统阿河布拉克组(结晶灰岩、大理岩)，成矿类型为矽卡岩型，两种矿体相距不甚远却属于不同的大地构造单元，成矿类型也截然不同。

为进一步研究古伦沟铁矿区的成矿构造背景，对区内的花岗闪长岩进行了全岩地球化学分析(见表2)，样品采自较新鲜、无蚀变部分，样品分析在澳实分析检测(广州)有限公司进行，主量元素采用X射线荧光光谱法(XRF)测定，精度多优于1%；微量元素和稀土元素采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定，精度多优于2%。

主量元素分析结果显示，区内花岗闪长岩的SiO2含量介于65.41%～71.41%之间，富铝(Al2O3=13.49%～15.33%)，里特曼指数δ介于1.00～1.87之间，说明其主要为钙碱性岩系。在SiO2-K2O岩浆系列判别图上(见图9(a))，样品主要位于钙碱性系列区域内。K2O+Na2O=5.01%～6.59%，大多数岩类K2O/Na2O小于1，高碱相对富钠。铝饱和指数ACNK=0.92～1.02，在ACNK-ANK图解中投点主要位于准铝质区域(见图9(b))，使用ACNK=1.1作为I型和S型花岗岩的分界，ACNK<1.1，显示I型花岗岩的特征，与K2O-Na2O图解中(见图11(b))，样品位于I型花岗岩区相一致。分异指数DI=61.20～70.01，表明本区岩浆分离结晶作用较强烈，固结指数SI=9.02～14.67，反映岩浆分异程度较高。

(1-阿吾拉勒成矿带；2-古伦沟铁矿；①-连哈比尔尕-阿齐克库都克断裂；②-尼勒克断裂；③-尼古拉耶夫线-那拉提北坡断裂；④-长阿吾子-乌瓦门断裂。1-Awulale Metallogenic Belt; 2-Gulungou iron deposit; ①-Yilianhabierga-Aqikekuduke Fault; ②-Nileke Fault; ③-Nikolaev-North Nalati Fault; ④-Chang’awuzi-Wuwamen Fault.)

图8 西天山构造单元划分[20]Fig.8 Tectonic division of West Tianshan Mountains

续表

续表

注：测试时间：2014年11月；氧化物、标准矿物含量单位为%，稀土元素、微量元素含量单位为10-6；铝饱和指数A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O)(摩尔分数比)，A/NK=Al2O3/(Na2O+K2O)(摩尔分数比)；里特曼指数δ=[w(K2O)+w(Na2O)]2/w(SiO2)-43]；分异指数DI=Q+Or+Ab+Ne+Lc+Kp(CIPW计算数据)；固结指数SI=100×MgO/(MgO+Fe2O3+FeO+Na2O+K2O)(wt%)；R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti)，R2= 6Ca+2Mg+Al。

Note: The samples were tested in November 2014. The unit of oxide and standard mineral is %. The unit of trace elements and REE is 10-6. A/CNK=Al2O3/(CaO+Na2O+K2O) (molecular ratio), A/NK=Al2O3/(Na2O+K2O) (molecular ratio); δ=[w(K2O)+w(Na2O)]2/w(SiO2)-43]; DI=Q+Or+Ab+Ne+Lc+Kp(CIPW calculated data); SI=100×MgO/(MgO+Fe2O3+FeO+Na2O+K2O)(wt%); R1=4Si-11(Na+K)-2(Fe+Ti), R2=6Ca+2Mg+Al.

稀土元素分析结果显示，∑REE=75.55×10-6～116.76×10-6，花岗闪长岩稀土总量较低；∑LREE/∑HREE为8.99～14.71，相对富集LREE，亏损HREE；LaN/YbN=9.29～18.46，轻、重稀土分异较强，显示演化趋势较为一致的右倾型稀土配分模式(见图10(a))；LaN/SmN=3.00～6.15，轻稀土分异较强烈；GdN/YbN=1.38～1.97，重稀土分异相对较弱。δCe为1.04～1.07，Ce异常不明显，表明存在地壳物质的混染。花岗闪长岩具有较弱的铕负异常，δEu=0.86～1.01，平均值为0.93，说明花岗闪长岩形成过程中源区有斜长石残留或在后期发生斜长石的分离结晶。

图10 古伦沟铁矿区岩体稀土元素球粒陨石标准化配分曲线(a)和微量元素原始地幔标准化蛛网图[24](b)Fig.10 Chondrite-normalized REE patterns (a) and Primitive mantel-normalized Spider diagrams (b) of granitic pluton in Gulungou iron deposit

微量元素原始地幔标准化蛛网图中(见图10(b))，微量元素总体显示较为一致的右倾型分布形式，各岩石的微量元素总量差别不大，高场强元素(HISF)Nb、Ta、P、Ti等相对亏损，P、Ti的亏损表明磷灰石和钛铁矿可能已发生分离结晶；大离子亲石元素(LILE)Rb、Ba、K、Sr等相对富集，其中强不相容元素Rb的相对富集说明岩浆可能发生了充分分异，总体反应了与俯冲带岩浆活动有关的火山弧花岗岩的特征[24]。从R1-R2图解中可以看出(见图11(a))，样品较为集中在2区，表明区内花岗闪长岩形成于破坏性活动板块边缘。通过Y+Nb-Rb、Hf-Rb/30-Ta×3构造环境判别图解可以看出，投点落入火山弧花岗岩区(VAG)和弧系统内(见图12)，说明该岩体形成于火山弧构造环境。

王居里等[18]也对古伦沟铁矿区附近的古仍格萨拉东花岗闪长斑岩体(见图2)进行了分析研究，测得其锆石U-Pb年龄为471～489 Ma，认为岩体是中、下地壳基性物质部分熔融的产物，其形成可能与俯冲带的活动大陆边缘构造环境有关。

5 矿区构造演化过程

震旦纪期间，由于Rodinia超大陆裂解导致冈瓦纳陆缘的碎块沿震旦纪裂谷系分开，形成西天山山脉古生代期间的洋盆(见图13(a))，如：南天山洋[2]、贴尔斯克依古-那拉提中天山洋、北天山洋[2]或古准噶尔洋[29](以下统称为北天山洋)。

早古生代，贴尔斯克依古-那拉提中天山洋开始向中天山微板块和伊犁微板块下双向俯冲[30](见图13(a))。那拉提北缘516 Ma的洋中脊玄武岩[31]，中天山北缘乌苏通-干沟地区与俯冲作用有关的火山岩和早志留世之前的蛇绿岩[29]的出现，说明中天山洋盆在早奥陶世开始向北部的伊犁地块下俯冲。新源南部436 Ma的同造山期花岗岩[32]和拉尔敦达坂(见图1)457Ma的后碰撞钾长花岗岩[32]都说明该洋盆可能于中晚奥陶世关闭[1,29](见图13(b))，中天山微地块与伊犁微地块碰撞对接成统一的伊犁-中天山微地块[2]。

(①-地幔斜长花岗岩；②-破坏性活动板块边缘(板块碰撞前)花岗岩；③-板块碰撞后隆起期花岗岩；④-造山晚期花岗岩；⑤-非造山区(A型)花岗岩；⑥-同碰撞(S型)花岗岩；⑦-造山期后A型花岗岩。①-mantle plagiogranite; ②-destructive plate margin (pre-plate collision) granite; ③-post-collision uplift granite; ④-late-orogenic granite; ⑤-nonorogenic area (A-type) granite; ⑥-syn-collision (S-type) granite; ⑦-post-orogenic A-type granite.)

图11 古伦沟铁矿区岩体R1-R2图解[25](a)和K2O-Na2O图解[26](b)
Fig.11 R1-R2 diagram (a) and K2O-Na2O diagram (b) of granitic pluton in Gulungou iron deposit

(Syn-COLG-同碰撞花岗岩；WPG-板内花岗岩；VAG-火山弧花岗岩；ORG-洋中脊花岗岩。Syn-COLG-Syn-collisional Granitie; WPG-Within-plate Granite; VAG-Volcano Arc Granite;ORG-Ocean Ridge Granite.)

图12 古伦沟铁矿区岩体Y+Nb-Rb图解[27](a)和Hf-Rb/30-Ta×3图解[28](b)
Fig.12 Y+Nb-Rb (a), Hf-Rb/30-Ta×3(b) tectonic discrimination diagrams of granitic pluton in Gulungou iron deposit

早中奥陶世至早志留世，钙碱性火山岩在博罗科努山和科古琴山出现，说明在早奥陶世至早志留世北天山洋盆开始向其南部的伊犁微地块下俯冲[1](见图13(b))。依连哈比尔尕出现的晚石炭世同碰撞花岗岩[33]，说明北天山洋盆于晚石炭世-早二叠世闭合[34-35]。此后，天山附近的古洋壳完全消减，天山山脉进入板内体制的造山后裂谷拉伸阶段[36-37]，形成伊犁-中天山微板块内的石炭-二叠纪裂谷(见图8)。

王居里等[18]对古伦沟铁矿区东北部的古仍格萨拉东花岗闪长斑岩进行地球化学和年龄测定，显示其具有火山弧花岗岩的特征。同时，在此岩体西北侧也发现了333 Ma的石英闪长岩[18]，且前人[15-16]将古伦沟铁矿区附近大面积出露的花岗闪长岩和花岗岩的年代划定为华力西中晚期，说明该处岩体的形成时代至少包括早奥陶世和早石炭世，形成原因可能与北天山洋洋壳在早奥陶-早石炭世期间向伊犁-中天山板块下的持续俯冲消减作用有关[18]，受此俯冲作用影响，在伊犁-中天山微板块北缘增生了碳酸盐台地和弧前复理石沉积。依连哈比尔尕断裂与尼勒克断裂之间的志留纪地层及古伦沟铁矿区附近零星分布的志留系阿河布拉克组为一套碳酸盐和复理石建造[15]，其形成可能也与此有关。同时，包括古伦沟铁矿在内的阿吾拉勒成矿带内的诸多铁矿，可能均是该期俯冲作用的产物。古伦沟铁矿的形成原因可能是早奥陶世至早石炭世复式岩体中的早石炭世花岗岩侵入志留系阿河布拉克组灰岩所致。

崔可锐等[38]通过对中天山北缘早古生代构造混杂岩带的分析认为，该混杂岩带西段形成于奥陶纪，东段形成于晚志留世至泥盆纪，且其形成可能与北天山洋中海山或洋岛的俯冲碰撞作用有关。由此推测，中天山北缘北天山洋壳向伊犁-中天山微板块下的俯冲过程中，可能发生西部早东部晚的“剪刀式”闭合。阿吾拉勒成矿带内，从西段的松湖铁矿到中段的查岗诺尔、智博铁矿再到东段的备战铁矿，其中发育的大哈拉军山组火山岩，在年代上也表现为自西向东由老变新的趋势[20,39-40]，且中天山北缘断裂为一右行走滑剪切带[17,41]，可能也与这种“剪刀式”闭合产生的斜向碰撞作用有关。而伊犁-中天山微板块与塔里木板块的碰撞也为“剪刀式”碰撞闭合[42]，东段在晚泥盆世之前，西段在二叠纪之前[2]。两个“剪刀式”碰撞闭合总体呈顺时针方向，其原因可能与李永安等[43]根据古地磁研究得出的在晚古生代塔里木板块向北漂移并发生顺时针旋转有关(见图13(c))，而塔里木板块向北漂移的根本动力来源可能是该板块南缘古特提斯洋的持续扩张[30]。

(1-古板(地)块；2-造山带；3-板块缝合带；4-运动方向；5-板块与地块；6-洋壳；7-岩浆岛弧；8-岩石圈地幔；9-逆冲带；JP-准噶尔板块；TP-塔里木板块；YB-伊犁微地块；CTB-中天山微地块；NTO-北天山洋；STO-南天山洋；TNO-贴尔斯克依古-那拉提中天山洋。1-ancient plate(block); 2-orogenic belt; 3-plate suture zone; 4-moving direction; 5-plate and block; 6-oceanic crust; 7-magmatic island arc; 8-lithosphere mantle; 9-thrust belt;JP-Junggar Plate; TP-Tarim Plate; YB-Yili Block; CTB-Central Tianshan Block;NTO-North Tianshan Ocean; STO-South Tianshan Ocean; TNO-Terskey-Nalati Ocean.)

图13 西天山构造演化模式[1-2,41,43]
Fig.13 Tectonic evolutionary model of the West Tianshan Mountains

6 结论

(1) 古伦沟铁矿的矿体主要位于志留纪灰岩捕虏体与花岗岩或花岗闪长岩接触带附近的矽卡岩中，矿体的形成与花岗岩关系较为密切，矽卡岩中透辉石含量普遍较高，为钙矽卡岩，形成于早期矽卡岩阶段高温条件下。花岗闪长岩为准铝质钙碱性I型花岗岩，岩体具有火山弧花岗岩特征。

(2) 在古伦沟铁矿找矿过程中，根据高精度地面磁测的磁异常形态判断矿体的产状、规模及埋深情况，并结合地表所见的矽卡岩化、大理岩化、绿泥石化、绿帘石化等找矿标志，采用较为密集的钻探工程网度是有效的勘查手段。在该区勘查大型火山岩型铁矿的同时应注意对小型矽卡岩型铁矿的寻找。

(3) 古伦沟铁矿区的大地构造位置处于伊犁-中天山微板块北缘的博罗科努早古生代陆缘弧内，其形成与早奥陶世-早石炭世北天山洋盆向伊犁-中天山板块下的俯冲消减有关，并且俯冲过程中可能发生西部早东部晚的“剪刀式”碰撞闭合。

致谢感谢新疆和静县古伦沟铁矿勘查项目部全体工作人员的辛勤付出，感谢吴大忱高工、郑锡泉高工、胡建博士在项目开展过程中给予的有益指导，感谢审稿人提出的宝贵修改意见！

参考文献：

[1] 朱志新, 董连慧, 王克卓, 等. 西天山造山带构造单元划分与构造演化[J]. 地质通报, 2013, 32(2-3): 297-306.

Zhu Z X, Dong L H, Wang K Z, et al. Tectonic division and regional tectonic evolution of West Tianshan organic belt[J]. Geological Bulletin of China, 2013, 32(2/3): 297-306.

[2] 高俊, 钱青, 龙灵利, 等. 西天山的增生造山过程[J]. 地质通报, 2009, 28(12): 1804-1816.

Gao J, Qian Q, Long L L, et al. Accretionary orogenic process of Western Tianshan, China[J]. Geological Bulletin of China, 2009, 28(12): 1804-1816.

[3] 黄汲清, 任纪舜, 姜春发, 等. 中国大地构造及其演化[M]. 北京: 科学出版社, 1980： 1-124.

Huang J Q, Ren J S, Jiang C F, et al. Geotectonic Evolution of China[M]. Beijing: Science Press, 1980： 1-124.

[4] Allen M B, Windley B F, Zhang C. Palaeozoic collisional tectonics and magmatism of the Chinese Tian Shan, central Asia[J]. Tectonophysics, 1992, 220: 89-115.

[5] 张作衡, 洪为, 蒋宗胜, 等. 新疆西天山晚古生代铁矿床的地质特征、矿化类型及形成环境[J]. 矿床地质, 2012, 31(5): 941-964.

Zhang Z H, Hong W, Jiang Z S, et al. Geological features, mineralization types and metallogenic setting of Late Paleozoic iron deposits in western Tianshan Mountains of Xinjiang[J]. Mineral Deposits, 2012, 31(5): 941-964.

[6] 吴乃元, 祁世军, 王双权, 等. 新疆西天山阿吾拉勒东段铁矿成矿时代与赋矿地层厘定[J]. 新疆地质, 2015, 33(2): 206-211.

Wu N Y, Qi S J, Wang S Q, et al. Definition of iron ore metallogenic epoch and ore-bearing stratum in eastern dection of Awulale, West Tianshan in Xinjiang[J]. Xinjiang Geology, 2015, 33(2): 206-211.

[7] 郭新成, 张建收, 余元军, 等. 新疆和静县备战铁矿地质特征及找矿标志[J]. 新疆地质, 2009, 27(4): 341-345.

Guo X C, Zhang J S, Yu Y J, et al. Geological characteristics and mining symbols of Beizhan iron deposit in Hejing, Xinjiang[J]. Xinjiang Geology, 2009, 27(4): 341-345.

[8] 冯金星, 石福品, 汪帮耀, 等. 西天山阿乌拉勒成矿带火山岩型铁矿[M]. 北京: 地质出版社, 2010: 1-120.

Feng J X, Shi F P, Wang B Y, et al. The Volcanic Type Iron Deposits of the Awulale Metallogenic Belt in West Tianshan Mountains[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2010: 1-120.

[9] 董连慧, 冯京, 刘德权, 等. 新疆铁矿床成矿规律及成矿预测评价[M]. 北京: 地质出版社, 2013: 1-569.

Dong L H, Feng J, Liu D Q, et al. Iron Deposit Metallogenic Regularity and Metallogenic Estimation and Evaluation of Xinjiang[M]. Beijing: Geological Publishing House, 2013: 1-569.

[10] 宋相龙, 弓小平, 韩琼, 等. 西天山松湖铁矿与备战铁矿成矿特征对比研究[J]. 新疆地质, 2013, 31(4): 306-312.

Song X L, Gong X P, Han Q, et al. Comparative study on the metallogenic characteristics of Songhu iron ore and Beizhan iron ore in Western Tianshan[J]. Xinjiang Geology, 2013, 31(4): 306-312.

[11] 张振亮, 冯选洁, 高永伟, 等. 新疆西天山晚古生代主要磁铁矿床(点)成因类型与成矿过程探讨[J]. 中国地质, 2015, 42(3): 737-758.

Zhang Z L, Feng X J, Gao Y W, et al. A tentative discussion on the genetic type and ore-forming process of main late Paleozoic magnetite deposits in West Tianshan Mountains, Xinjiang[J]. Geology in China, 2015, 42(3): 737-758.

[12] 刘通, 丁海波. 新疆西天山金特祥和古伦沟铁矿地质特征及找矿潜力分析[J]. 科技风, 2014(1): 26.

Liu T, Ding H B. Geological characteristics and ore potential of Jintexianghe Gulungou iron deposit, West Tianshan Xinjiang[J]. Technology Wind, 2014(1): 26.

[13] 洪为, 张作衡, 蒋宗胜, 等. 新疆西天山查岗诺尔铁矿床磁体矿和石榴子石微量元素特征对矿床成因的制约[J]. 岩石学报, 2012, 28(7): 2089-2102.

Hong W, Zhang Z H, Jiang Z S, et al. Magnetite and garnet trace element characteristics form the Chagangnuoer iron deposit in the western Tianshan Mountains, Xinjiang, NW China: Constrain for ore genesis[J]. Acta Petrologica Sinica, 2012, 28(7): 2089-2102.

[14] Zhang X, Tian J Q, Gao J, et al. Geochronology and geochemistry of granitoid rocks from the Zhibo syngenetic volcanogenic iron ore deposit in the Western Tianshan Mountains(NW-China): Constraints on the age of mineralization and tectonic setting[J]. Gondwana Research, 2012, 22(2): 585-596.

[15] 新疆维吾尔自治区区域地质调查大队. 1∶20万小布鲁斯台幅区域地质图和调查报告[R]. 乌鲁木齐: 新疆维吾尔自治区区域地质调查大队, 1972: 1-53.

The Geological Survey Team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region. Regional Map and Report of the Geology for the Xiaobulusitai sheet at the scale of 1∶200 000[R]. Urumqi: The Geological Survey Team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region, 1972: 1-53.

[16] 新疆维吾尔自治区区域地质调查大队. 1∶20万石场幅区域地质图和调查报告[R]. 乌鲁木齐: 新疆维吾尔自治区区域地质调查大队, 1979: 1-50.

The Geological Survey Team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region. Regional Map and Report of the Geology for the Shichang sheet at the scale of 1∶200 000[R]. Urnmqi: The Geological Survey Team of the Xinjiang Uygur Autonomous Region, 1979: 1-50.

[17] Gao J, Li M S, Xiao X C, et al. Paleozoic tectonic evolution of the Tianshan Orogen，northwestern China[J]. Tectonophysics, 1998, 287: 213-231.

[18] 王居里, 杨猛, 王建其, 等. 新疆古伦沟地区古仍格萨拉东岩体的地球化学及锆石U-Pb年龄[J]. 地球学报, 2013, 34(6): 680-690.

Wang J L, Yang M, Wang J Q, et al. Geochemistry and zircon U-Pb age of east Gurenggesala granitic intrusion in Gulungou Area, Xinjiang[J]. Acta Geoscientica Sinica, 2013, 34(6): 680-690.

[19] 袁见齐, 朱上庆, 翟裕生. 矿床学[M]. 北京: 地质出版社, 1985: 111-116.

Yuan J Q, Zhu S Q, Zhai Y S. Mineral Deposit Geology[M]. Beijing: Geological Publishing House, 1985: 111-116.

[20] 韩琼, 弓小平, 马华东, 等. 西天山阿吾拉勒成矿带大哈拉军山组火山岩时空分布规律及其地质意义[J]. 中国地质, 2015, 42(3): 570-586.

Han Q, Gong X P, Ma H D, et al. Temporal and spatial distribution of Dahalajunshan Group volcanic rocks in the Awulale Metallogenic belt of West Tianshan Mountains and its geological significance[J]. Geology in China, 2015, 42(3): 570-586.

[21] Peccerillo R, Taylor S R. Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area, Northern Turkey. Contrib[J]. Mineral Petrol, 1976, 58: 63-81.

[22] Middlemost Eric A. K. Magmas and Magmatic Rocks: An Introduction to Igneous Petrology[M]. London: Longman, 1985, 1-266.

[23] Maniar P D, Piccoli P M. Tectonic discrimination of granitoids[J]. Geological Society of America Bulletin, 1989, 101(5): 635-643.

[24] Sun S S, McDonough W. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: Implications for mantle composition and processes[J]. Geological Society London Special Publications, 1989, 42: 313-345.

[25] Batchelor R A, Bowden P. Petrogenetic interpretation of granitoid rock series using multicationic parameters[J]. Chemical Geology, 1985, 48(1/4): 43-45.

[26] Collins W J, Beams S D, White A J R, et al. Nature and origin of A-type granites with particular reference to southeastern Australia[J]. Contributions to Mineralogy and Petrology, 1982, 80(2): 189 -200.

[27] Pearce J A, Harris N B W, Tindle A G. Trace element discrimination diagrams for the tectonic interpretation of granitic rocks[J]. Journal of Petrology, 1984, 25(4): 956-983.

[28] Irvine T N, Baragar W R A. A guide to the chemical classification of the common volcanic rocks[J]. Canadian Journal Earth Sciences, 1971, 8: 523-548.

[29] 董云鹏, 周鼎武, 张国伟, 等. 中天山北缘干沟蛇绿混杂岩带的地质地球化学[J]. 岩石学报, 2006, 22(1): 49-56.

Dong Y P, Zhou D W, Zhang G W, et a1. Geology and geochemistry of the Gangou ophiolitic mélange at the northern margin of the Middle Tianshan Belt[J]. Acta Petrologica Sinica, 2006, 22(1): 49-56.

[30] 王洪浩, 李江海, 杨静懿, 等. 塔里木陆块新元古代—早古生代古板块再造及漂移轨迹[J]. 地球科学进展, 2013, 28(6): 637-647.

Wang H H, Li J H, Yang J Y, et al. Paleo-plate reconstruction and drift path of Tarim block from Neoproterozic to early Palaeozoic[J]. Advances in Earth Science, 2013, 28(6): 637-647.

[31] 钱青, 徐守礼, 何国琦, 等. 那拉提山北缘寒武纪玄武岩的元素地球化学特征及构造意义[J]. 岩石学报, 2007, 23(7): 1708-1720.

Qian Q, Xu S L, He G Q, et al. Elemental geochemistry and tectonic significance of Cambrian basalts from the northern side of the Nalati Mountain[J]. Acta Petrologica Sinica, 2007, 23(7): 1708-1720.

[32] 韩宝福, 何国琦, 吴泰然, 等. 天山早古生代花岗岩锆石U-Pb定年、岩石地球化学特征及其大地构造意义[J]. 新疆地质, 2004, 22(1): 4-11.

Han B F, He G Q, Wu T R, et al. Zircon U-Pb dating and geochemical features of early Paleozoic granites from Tianshan, Xinjiang: Implication for tectonic evolution[J]. Xinjiang Geology, 2004, 22(1): 4-1l.

[33] 朱志新, 李锦轶, 董连慧, 等. 新疆西天山古生代侵入岩的地质特征及构造意义[J]. 地学前缘, 2011, 18(2): 170-179.

Zhu Z X, Li J Y, Dong L H, et al. Geological characteristics and tectonic significance of Paleozoic intrusive rocks in Western Tianshan of Xinjiang Province[J]. Earth Science Frontiers, 2011, 18(2): 170-179.

[34] 赵淑娟, 李三忠, 刘鑫, 等. 准噶尔盆地东缘构造: 阿尔泰与北天山造山带交接转换的陆内过程[J]. 中国科学: 地球科学, 2014, 44(10): 2130-2141.

Zhao S J, Li S Z, Liu X, et al. Structures of the eastern Junggar Basin: Intracontinental transition between the North Tianshan and the Altai Orogens[J]. Scientia Sinica Terrae, 2014, 44(10): 2130-2141.

[35] Xiao W J, Windley B F, Allen M B, et al. Paleozoic multiple accretionary and collisional tectonics of the Chinese Tianshan orogenic collage[J]. Gondwana Research, 2013, 23(4): 1316-1341.

[36] 张国伟, 李三忠, 刘俊霞, 等. 新疆伊犁盆地的构造特征与形成演化[J]. 地学前缘, 1999, 6(4): 203-214.

Zhang G W, Li S Z, Liu J X, et al. Structural feature and evolution of Yili Basin, Xinjiang[J]. Earth Science Frontiers, 1999, 6(4): 203-214.

[37] 夏林圻, 夏祖春, 徐学义, 等. 天山古生代洋陆转化特点的几点思考[J]. 西北地质, 2002, 35(4): 9-20.

Xia L Q, Xia Z C, Xu X Y, et al. Some thoughts on the characteristics of Paleozoic ocean-continent transition from Tianshan mountains[J]. Northwestern Geology, 2002, 35(4): 9-20.

[38] 崔可锐, 施央申. 中天山北缘早古生代构造混杂岩带的研究[J]. 南京大学学报(自然学), 1996, 32(1): 127-135.

Cui K R, Shi Y S. A Study on early Palaeozoic mélange zone at the North Margin of Middle Tianshan, Xinjiang[J]. Journal of Nanjing University(Natural Sciences), 1996, 32(1): 127-135.

[39] 张作衡, 毛景文, 王志良, 等. 新疆西天山阿希金矿床流体包裹体地球化学特征[J]. 岩石学报, 2007, 23(10): 2403-2414.

Zhang Z H, Mao J W, Wang Z L, et al. Geochemistry of fluid inclusions in the Axi gold deposit, West Tianshan Xinjiang[J]. Acta Petrologica Sinica, 2007, 23(10): 2403-2414.

[40] 茹艳娇. 西天山大哈拉军山组火山岩地层序列、岩石成因与构造环境[D]. 西安: 长安大学, 2012: 54-55.

Ru Y J. The Stratigraphic Sequanence, Petrogenesis and Tectonic Setting. of the Volcanic Rocks of the Dahalajunshan Formation, Western Tianshan Mountain, China[D]. Xi’an: Chang’an University, 2012: 54-55.

[41] 许志琴, 李思田, 张建新, 等. 塔里木地块与古亚洲/特提斯构造体系的对接[J]. 岩石学报, 2011, 27(1): 1-22.

Xu Z Q, Li S T, Zhang J X, et al. Paleo-Asian and Tethyan tectonic systems with docking the Tarim Block[J]. Acta Petrologica Sinica, 2011, 27(1): 1-22.

[42] Chen C M, Lu H F, Jia D, et al. Closing history of the southern Tianshan oceanic basin, Western China: An oblique collsional orogeny[J]. Tectonophysics, 1999, 302: 23-40.

[43] 李永安, 孙东江, 郑洁. 新疆及周边古地磁研究与构造演化[J]. 新疆地质, 1999, 17(3): 193-235.

Li Y A, Sun D J, Zheng J. Paleomagnetic study and tectonic evolution of Xinjiang and its neighboring regions[J]. Xinjiang Geology, 1999, 17(3): 193-235.