新疆哈密市雅北铁矿地球物理特征及成因分析

王玉方，罗 霄

（河南省地球物理空间信息研究院，河南 郑州 450000）

1 区域地质

根据板块构造理论对新疆最新的构造单元的划分方案，以阿其克库都克断裂为界，以北划为哈萨克斯坦板块（I）准噶尔微型板块（II）觉罗塔格晚古生代裂陷槽（III），以南划为塔里木板块（I）塔里木北缘活动带（II）卡瓦布拉克－星星峡中间地块（III）。本次工作区位于塔里木板块（I）塔里木北缘活动带（II）卡瓦布拉克－星星峡中间地块（III）三级构造单元北缘。

区内出露地层自下而上分为长城系星星峡岩群；石炭系下统雅满苏组；石炭系上统土古土布拉克组；二叠系上统大热泉子组；古近系-新近系桃树园组和第四系。

区内断裂较为发育，主要断裂为阿其克库都克断裂。该断裂横贯于工作区北部，近东西向舒缓波状延伸，向东与沙

泉子断裂相接，向西转为北西西向，横贯全区长约135 km。该断裂是卡瓦布拉克－星星峡中间地块和觉罗塔格岛弧带的分界断裂，形成于晚古生代以前，具有压性断裂的显著特征，总体为逆断层性质，断裂面倾向变化不定，总体南倾，倾角一般在65°～75°。

矿区位处天山造山带东段，涉及中天山和北天山两个重要的大地构造单元，以近东西向的阿奇克库都克断裂带为界，南侧的中天山地块是塔里木板块的组成部分，经历了与南部的南天山洋和北部的古亚洲洋裂解和关闭有关的多期岩浆事件，存在多旋回岩浆作用，侵入岩分布面积广，成为中天山地壳的主要组成；北侧的北天山构造单元主要是古亚洲洋构造域的产物。

2 区域地球物理特征

（1）磁场及磁异常概况。区域航磁场呈东西向延伸，南北向分带；由南、北高磁带，中间平缓负磁带组成了磁场的基本格架。北为南湖戈壁－康古尔塔格磁力高（异常）带，东、西均伸入邻区。ΔT强度一般50nT～100nT,由两个紧邻的磁力高带组合而成，以企鹅山磁力高规模较为宏大，所分割的数处局部异常,强度多在300nT～600nT以上;东段规模、强度均大为下降。翠岭－红石岗一带即处于企鹅山磁力高异常南缘的梯度带中。南部为阿齐山－雅满苏磁力高（异常）带，该带东或西均延入邻区，总体上由两个（大于50nT）不规则次级异常带组成。带的宽度20km～40km，一般场强（ΔT）50nT～200nT，局部磁力高异常300nT～600nT。区域上与阿齐山、百灵山、库木塔格及雅满苏铁（铜）矿富集带相对应。中部的负背景磁场带，大体北以康古尔断裂带一线与南湖戈壁-康古尔塔格磁力高带分开；南以阿齐克库都克大断裂与阿齐山-雅满苏磁力高带相隔。形成一东西向开阔的磁力低背景带。以等值线稀疏，扭曲变化少、局部夹零星弱异常为特征。该带宽20km～50km，东、西两段均伸入邻区。已知的铜、铜镍、金、铜钼矿床基本上产于磁力高（异常）带的边缘；而铁矿则分布于磁力高带中的局部中高磁异常中。显示着不同种类矿产与磁（异常）场的相互关系与内在的控制因素。受企鹅山磁力高的控制，企鹅山－延东一带均为正磁异常场，总体上由南向北ΔT逐渐升高，场值可由100nT到600nT。一般梯度变化达40nT/km～60nT/km。除其中局部异常团块外，东西向ΔT均变化很小，揭示着区域沉积建造沿走向变化的微弱性。区内局部异常不发育，仅在企鹅山、黑屏山北侧分布着数处较规则的次级叠加异常。

（2）重力场及异常概况。区域场以康古尔－大草滩重力梯级带为界，该带南部为舒缓重力低背景场，等值线稀疏、扭曲，局部夹重力低圈闭，反映秋格明塔什弧沟带属相对均衡的低密度沉积建造。路白山、雅北铁矿区在该带中并处在一闭合重力高异常中；梯级带北部则为高背景重力场，由区域高背景及局部重力高异常组成。可进一步分出北、南两个重力高异常带，与其对应的为大南湖岛弧及企鹅山岛弧，两者之间有明显的过渡场带。康古尔-大草滩重力梯级带总体呈微向南弧曲的近东西向展布，区域上与康古尔大断裂（韧性剪切）带相对应，重力值南北向变化急聚，梯度一般5-10×10-5m/s2，北部重力高，南邻平缓重力低背景区，构成鲜明的梯度场界线。

3 矿区地质

3.1 地质特征

矿区地层出露较简单，主要分布有第四系和中元古界长城系星星峡群。中元古界长城系星星峡群：地层主要分布于矿区西部和东部，出露岩性主要见有青灰色灰岩、深灰-灰黑色变质粉砂岩、黄褐色、浅灰色大理岩、灰色石英片岩。第四系：第四系主要分布于矿区西南角，为一近南北向小型长条状盐池，其长3Km左右，宽300m～800m。地表盐碱壳下存在卤水，表面仅局部存有卤水，盐碱壳为白色，由卤水蒸发沉积形成的盐碱组成，厚度约10cm～20cm，较坚硬，其上可以行人。矿区构造主要表现矿区以北约4km处近东西向横贯的阿其克库都克深大断裂及其次级断裂，构造线方向为近东西向、局部北西向，为矿区广泛的岩浆岩活动提供了通道，为导矿构造，矿区成矿后断裂不发育，矿体基本未受构造破坏。此外矿区围岩大理岩普遍发育片理化、片理走向与总体构造线基本一致。区内岩浆岩十分发育，分布面积占全区面积的60%以上，主要出露为新元古代侵入岩，其次为早石炭世侵入岩。

3.2 地球物理特征

（1）物性特征。物性测定显示，含铁岩(矿)石与酸性、中基性火山岩具有明显的物性差异。块状铁矿石和钛铁矿体呈高密度、高磁性、高极化、相对低阻特征，能引起高剩余重力、高磁、高极化、低阻异常。

（2）平面特征。布格重力异常整体表现为南低北高，北部有一个明显高值异常区，高值区西南有凸起异常。高值异常呈椭圆面状，西南叠加有次级异常，推测是由断裂构造造成的，异常北部未圈闭，最高值为2×10-5m/s2。剩余重力异常形态与布格重力异常基本一致，但范围减小，最高值为1.4×10-5m/s2。以0.5×10-5m/s2为异常下限划分有两个高值异常区G12-1、G12-2。重磁综合分析，布格重力异常很好地划分了辉长岩类侵入岩体与大理岩地层，剩余重力异常则将高密度的辉长岩圈定出来；高磁异常把辉长岩中强磁性的含铁矿体圈定。剩余重力异常G12-1、G12-2与高磁异常C12-1、C12-3形态、走向相似，基本重合，略向北侧偏移，典型的重磁异常同高特征，该异常特征反映了高磁、高密度的含矿辉长岩体。地表矿体对应于剩余重力异常G12-2、高磁异常C12-3。

（3）井中三分量特征。磁化率测井曲线呈尖峰锯齿状，幅值变化大，在159-7060×10-4SI之间。井中磁化率平均幅值为1069×10-4SI，说明井中岩性具有磁性。锯齿状异常变化段幅值大，说明该段井中岩性具有强磁性；锯齿状平滑段幅值小，且变化不大，说明该段井中岩性相对弱磁性。总体表现为上段、下段磁性较强，中间段磁性相对较弱。△Z幅值在-20900-8830nT之间变化，△H′幅值在-11110-26570nT之间变化。△Z、△H′曲线呈尖峰锯齿状，△Z基本以负值为主，也说明井中岩性均含有磁性，与磁化率测井结果一致。△T⊥和△T∥矢量簇线长短和方向凌乱无规律，钻孔位于磁异常中，没有旁侧或孔底磁异常显示。以上异常特征说明钻孔在磁性体中，主要为磁铁矿化辉长岩的反应。孔内岩性的磁性很强，均在磁异常内部，钻孔未打穿磁性体。说明磁铁矿化辉长岩规模很大，延伸深度也大。

综合剖面分析，重磁同高异常准确圈定了与矿相关的辉长岩体的分布范围；高剩余重力、高磁异常更进一步把铁矿富集带圈定出来。因此，该区物探主要找矿标志为：高剩余重力、高磁异常同高。井中三分量磁测表明含铁磁性体分布较均匀，深度延伸大。

4 矿床地质特征

（1）矿体特征。雅北铁矿主要产于矿区中部的新元古代辉长岩中，属岩浆分异型，矿体受岩体控制。通过地表3条槽探及深部4个钻孔控制，大致查明了控矿岩体及矿体的规模、形态、产状、厚度和品位变化情况。圈定三个铁矿体，由南向北依次编号为①、②、③，其中②号矿体最为厚大。三个矿体均出露地表，总体近东西走向平行展布。主要分布在7线-2线，控制最大长度1000m，向东西未封闭，矿体最大宽度67.8m，最大延深702米（①号矿体）。矿体形态简单，呈脉状、似层状产出，总体产状北倾，倾角52°～85°，浅部缓深部陡，矿体产状与辉长岩体产状一致。矿体主要组分为铁，伴生有二氧化钛、五氧化二磷等。

（2）矿石质量。矿石中的矿物主要分为金属矿物和非金属矿物两大类，经镜下观察，共鉴定和发现两类23种矿物，其中金属矿物种类少，仅有8种。非金属矿物种类较多，共有15种。矿石中的非金属矿物实际上是由岩体中的各类造岩矿物构成，次生蚀变矿物种类及数量都不多，该现象主要与矿床成因类型有关。非金属矿物多数为普通辉石和基性斜长石（拉长石），次有橄榄石、普通角闪石、黑云母及其蚀变矿物阳起石、透闪石、滑石、高岭石、绢云母、碳酸盐及绿泥石等。由于构成整个岩体的岩相变化范围小，其主要造岩矿物相对含量比较固定，在橄榄辉长岩中橄榄石含量略高一些，在角闪辉长岩中角闪石含量增加，各类矿物在分布上相互重叠，仅在含量上有所增减而已。

矿石中结构构造比较简单，结构以半自形-他形粒状结构为主，次有自形粒状结构、包含结构、格子状结构及文象结构，构造主要为浸染状构造及条带状构造。浸染状构造按矿石中金属矿物含量又可分出星点浸染状构造（3%～5%）、星散浸染状构造（5%～15%）、稀疏浸染状构造（15%～30%）、中等浸染状构造（30%～50%）、稠密浸染状构造（50%～80%）及块状构造（80%～100%）。

5 矿床成因

雅北铁矿属于典型正岩浆矿床，成矿活动是在岩浆结晶分异作用的过程中产生的。辉长岩体次生蚀变作用弱，与矿化关系不明显。金属矿物磁铁矿、钛铁矿和磁黄铁矿充填在造岩矿物之间，其形态受主要造岩矿物粒间空隙控制，在局部可以形成海绵陨铁结构，表明矿石矿物结晶晚于脉石矿物，为岩浆晚期结晶分异成因。矿床成因类型认为是与辉长岩有关的岩浆晚期分异型钒钛磁铁矿床。