西天山智博铁矿床矿体特征对比及深部资源预测

谢日实，石福品，华克强

摘  要：智博铁矿是2006年通过综合研究、对比西天山铁矿成矿规律，在阿吾拉勒成矿带新发现的大型铁矿山之一。通过对矿区成矿地质背景、矿床成因等特征分析，结合区内矿床特征对比研究，对深部资源进行了预测。推断矿区总体有两层呈阶梯式磁铁矿体存在，即浅层贫磁铁矿体和深层富磁铁矿体。

关键词：智博;铁矿;阶梯式;深部;找矿预测

1  区域成矿地质背景

西天山造山带属晚古生代碰撞造山带，是一个经历了复杂变形改造、多期次俯冲、碰撞和陆-陆叠覆造山而形成的复合造山带，北以依连哈比尔尕断裂带为界，南以长阿吾子-乌瓦门缝合带为界，东起托克逊-库米什北东，向西延入哈萨克斯坦，整体呈楔形夹持于准噶尔板块和塔里木板块之间。西天山也是中亚成矿域的一个重要组成部分，阿吾拉勒成矿带自西向东发育松湖铁矿、查岗诺尔铁矿、智博铁矿、敦德铁矿、备战铁矿等数个大中型铁矿床，是国家十大重要金属矿产资源接替基地之一[1]。矿区位于伊犁地块东北缘（图1），博罗科努山系主脊线上，属石炭纪岛弧带，构造活动强烈，火山机构十分发育，尤其是华力西期火山活动为区内主要控矿因素[2]。石炭纪裂谷环境中大量火山-潜火山岩是形成矿床的重要地质因素，在火山岩靠近岩体附近尤其是次火山岩附近寻找热液矿床具明显的优势[3]。

2  矿区地质特征

区内出露地层为石炭系大哈拉军山组第二亚组的一套火山岩（图2），地层总体呈单斜产出，构造形迹较复杂，断裂裂隙较发育。矿区内磁铁矿主要产在该套地层中，矿体倾向NE向。矿区出露主要岩石为安山岩、磁铁矿化安山岩、蚀变安山岩、粗面安山岩。矿区石炭纪火山岩和中酸性岩体非常发育，北部和西部出露石英闪长岩体，与中部的火山岩地层为侵入接触关系。

3  矿床矿体特征

目前矿区划分了3个矿段：东矿段、中矿段和西矿段（图2）。3个矿段内共圈定76条矿体，矿体特征见表1。通过对比矿体特征发现，矿区内主要存在2种类型的矿石：①以贫磁铁矿为主，TFe品位一般在20%～40%，矿石类型主要为：稀疏浸染状、星点状、海绵陨铁状、隐爆角砾状、条带状、斑杂状等，矿石类型复杂，矿石中黄铁矿细脉发育（图3-d，e）。主要分布在矿区的东矿段和西矿段的Fe6和Fe2号矿体（表1），在28线地表也见到该类型的矿体。矿石类型为稠密浸染状、稀疏浸染状、隐爆角砾状、海绵陨铁状、斑杂状、条带状等，TFe品位在20%～63.80%，平均品位为35%～41%，总体品位较贫;②以富磁铁矿为主，TFe品位基本在45%以上，矿石类型单一，主要为稠密浸染状和致密块状，很少见到隐爆角砾及条带，黄铁矿呈星点及细脉状发育，含量较少（图3-a-c）。主要分布在东矿段和西矿段，矿体主要为Fe7、Fe8、Fe9和Fe1矿体，矿石类型主要为稠密浸染状、致密块状，TFe品位为40%～68%，平均45%～50%以上，总体属富磁铁矿石。

从智博铁矿区纵剖面图中可看出（图4），矿体存在明显的分层现象，即3个矿段的主要矿体明显不是同一成矿期次的产物。通过综合研究，判断矿区总体有两层磁铁矿体，即浅层贫磁铁矿体和深层富磁铁矿体，呈阶梯式分布特征。

浅层矿体  以Fe2、Fe6为代表，主要分布于中矿段和东矿段，东矿段主要在15～08线之间分布，东部的28线地表也有露头出现。矿体赋存于3 400～3 700 m标高之间，埋藏深度为0～230 m，地表有露头，埋藏较浅。该层矿体构造多为稀疏浸染状，常见斑杂状、隐爆角砾状、海绵陨铁状及条带状，矿石类型复杂，成因总体属岩浆期产物，但成矿时多伴随隐爆作用，因此，判断该层矿体在成矿早期火山活动剧烈时形成。Fe6矿体在局部勘探线上（00线等）呈漏斗状（图5），为破火山口标志之一。

深层矿体  以Fe1、Fe7～Fe9为代表，主要分布于东矿段和西矿段。该层矿体在东矿段主要分布于12～40线，为Fe7、Fe8、Fe9號矿体，赋存于3 100～3 350 m标高之间，埋藏深度在300～650 m，地表无露头，属隐伏矿体。该层矿体品位较富（TFe平均品位大于45%），矿石类型多为致密块状和稠密浸染状，矿体形态总体呈层状、厚板状，产状平缓，形态稳定，是智博铁矿主要的富磁铁矿体。

西矿段Fe1号矿体，出露标高为3 860～3 960 m，埋深0～180 m，产状较陡，倾角约30°。矿石类型为致密块状，稠密浸染状次之，少见到隐爆角砾，隐爆作用弱。该矿体品位富，TFe平均品位大于50%，围岩为灰黑色绿帘石-阳起石化玄武质安山岩，矿石中见黄铁矿细脉。

4  矿床成因及成矿模式

综上可知，无论矿石类型，还是矿体形态，深层矿体（Fe1、Fe7～Fe9）与浅层矿体（Fe2、Fe5、Fe6）截然不同。深层矿体总体品位富，形态单一，呈厚板状、层状，矿石中少见隐爆角砾、海绵陨铁状、斑杂状等构造，说明该层矿体是在火山活动平静期富铁矿浆贯入形成，成矿时期晚于浅层矿体。至于Fe1和Fe6两矿体标高不同，推测是后期破火山口塌陷作用的影响。

经研究分析，塌陷破火山口主要位于矿区中矿段一带，具体部位在67～08线之间，证据如下：①中矿段00、03、05、07等勘探线中，矿体均呈漏斗状，表现为中间产状平缓，两侧产状陡立，尤其是在00线，表现最为明显（图5）。该现象符合塌陷破火山口“平面上呈圆形，椭圆形，剖面上呈漏斗状，构成下陷盆地”和“火山岩产状在中部近水平，边缘变陡，向内倾斜，在环状断裂以外，向围岩倾斜”的特征，表明矿区分布有塌陷破火山口，中心部位在东矿段00线一带;②中矿段15～08线之间已进行露天开采，Fe6号矿体深部已被揭露。在露天采坑内，玄武质安山岩及矿体中可见大量放射状断裂，符合塌陷破火山口“发育环状、半环状、锥状、放射状断裂”的特征[4];③据地质调查成果，15～08线地层中常见火山凝灰岩，主要为灰绿色安山质凝灰岩，含大量晶屑、岩屑，呈薄层状;在08线地表，见到安山玢岩脉，脉宽1～2 m。该现象符合塌陷破火山口“破火山口中常见各种火山碎屑岩及湖相沉积岩，次火山岩体发育”的特征。

從以上证据中可判断，智博铁矿区内分布有塌陷破火山口，中心位于东矿段15～08线一带。智博铁矿成矿时代为321～325 Ma，属早石炭世晚期。矿体赋存于大哈拉军山组玄武质安山岩、安山岩、粗面安山岩中。矿石的稀土元素和Pb同位素研究都指示矿石与玄武质火山岩有密切关系，在矿床成因上属以玄武质岩浆为母岩浆的岩浆矿床（主要）和热液矿床（次要）的复合型矿床。

石炭纪火山活动是区内乃至阿吾拉勒成矿带规模最大的一次构造-岩浆事件，成因上与晚古生代北天山洋南向俯冲消减过程有关。火山作用既为铁矿床的形成提供了物质来源，又为成矿物质的就位提供了驱动力。火山通道及火山机构中发育的一系列断裂构造是矿区重要的导矿构造。断裂和裂隙连通火山岩地层层间薄弱带、火山岩富含的孔隙等减压空间，为铁质的沉淀、聚集成矿提供了场所。铁矿体就位于破火山口内，做为火山机构的一部分。

结合后期塌陷作用进行综合研究，初步总结了矿床成矿模式（图6）：

（1） 早石炭世晚期北天山洋（准噶尔洋）向伊犁板块俯冲，使深部地壳发生部分熔融形成富铁的玄武质岩浆，并沿深大断裂上侵，围绕火山口喷溢形成火山岩。

（2） 富铁玄武质岩浆在持续上侵过程中，压力逐渐释放至一定程度时，岩浆演化至氧化物的过饱和状态，形成矿浆或富含矿浆的岩浆。

（3） 矿浆期成矿。第一期矿浆或富含矿浆的岩浆沿通道上侵到浅部，在破火山口中心构造薄弱部位发生隐爆作用而成矿。该期成矿作用形成了矿区内浅部贫磁铁矿体，对应矿区内的浅层矿体;第二期富铁矿浆沿通道上侵到较深部位，贯入到裂隙中，形成第二期矿体—深部富磁铁矿体，即深层矿体。

（4） 热液期成矿。由于大量岩浆、矿浆喷发，岩浆房处于高温、负压状态，雨水、地下水向负压带汇聚并与火山热液混合。升温后的混合热液萃取围岩中的矿质并沿断裂带上升，在破火山口中心部位产生隐爆作用，形成热液叠加矿化，并在其周围形成强烈的蚀变。

（5） 塌陷期改造。由于大量岩浆、矿浆喷发，岩浆房处于空虚状态，上覆岩层的压力使该地带发生长期塌陷，形成了漏斗状的塌陷破火山口，对前两期形成的矿体也进行了改造。在中矿段和东矿段的65～08线，位于火山口中心，塌陷最强烈;东矿段的12～40线和65～103线，位于火山口边缘，塌陷较强烈;西矿段的103线以西，远离了火山口，塌陷作用较弱。

（6） 剥蚀期剥蚀。矿体经历了剥蚀作用，海拔高的矿体被剥蚀掉，仅在65～08线保留了完整的两层矿体，其余地段浅层矿体均被剥蚀。

5  深部资源预测及找矿方向建议

目前，智博铁矿床已求得资源量（111b+122b+333）3.36×108 t，其中东矿段Fe7、Fe8、Fe93个矿体估算资源量（111b+122b+333）2.36×108 t，占总资源量的70.24%;中矿段Fe6矿体估算资源量为（111b+122b+333）5.61×107 t，占总资源量的16.67%。智博铁矿区的资源量主要集中在Fe7、Fe8、Fe9深层矿体上，具规模大、品位富等特点。

（1） 结合地质构造特征及成矿模式等综合分析（图6），推测矿区的东部（40线以东）和西部（103线以西）矿体均处大面积深剥蚀状态，且Fe1矿体已开采多年，进一步找矿效果较差。

（2） 中矿段和东矿段的65～08线Fe2、Fe6号矿体探获资源量（111b+122b+333）约8.50×107 t，规模较大。从东矿段东部12～40线Fe7、Fe8、Fe9号矿体特征及矿床规模进行对比（图7），推断65～08线Fe2、

Fe6号矿体探获资源应为浅层矿体，其深部应发育规模较巨大富磁铁矿体（图7，8）。因其矿段长度是12～40线的2倍以上，推测其深部远景资源量在5×108 t以上，可开展进一步找矿工作。

（3） 65～103线之间深层矿体尚未剥蚀，该段未进行工程验证，深部情况尚不清楚，深部具有存在厚大磁铁矿的可能。

参考文献

[1]    王志华. 新疆西天山智博铁矿床地质特征及成因研究[D]. 北京： 中国地质大学（北京）， 2013.

[2]    张喜，董连慧，高俊，等. 西天山查岗诺尔-智博铁矿成矿背景与成矿作用研究进展[J]. 矿床地质， 2012， 31（2）： 165-166.

[3]    董连慧. 新疆地质矿产勘查回顾与展望[J]. 新疆地质， 2011， 29（1）： 1-6.

[4]    田敬全，胡敬涛，易习正，等. 西天山查岗诺尔-备战一带铁矿成矿条件及找矿分析[J]. 西部探矿工程， 2009， 44（8）： 88-91.

Comparison of Orebody Characteristics and Prediction of Deep Resources in Zhibo Iron Deposit， Western Tianshan

Xie Rishi，Shi Fupin， Hua Keqiang

（The Third Geological Branch， Xinjiang Geological and Mineral Bureau， Kuerle，Xinjiang，841000，China）

Abstract： Zhibo Iron mine is one of the large iron mines newly discovered in awulale metallogenic belt through comprehensive research and comparison of metallogenic regularity of West Tianshan Iron mine in 2006. Based on the analysis of the characteristics of metallogenic geological background and genesis of the deposit， combined with the comparative study of the characteristics of the ore body in the area， the deep resources in the area are predicted. It is inferred that there are two stepped magnetite orebodies in the mining area， namely shallow magnetite poor orebody and deep magnetite rich orebody. It provides the prospecting direction for further increasing the existing continuous resource reserves and prolonging the service life of the mine.

Key words： Zhibo; Iron ore; Step; Deep; Prospecting prediction