陈疆 吴继修 曲凤英 贾金典 张明君 张建恩 刘阳旭 王振佳 夏毅 黄敏

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队哈密839000）

新疆淖毛湖海相火山岩型铁矿成矿规律研究

陈疆 吴继修 曲凤英 贾金典 张明君 张建恩 刘阳旭 王振佳 夏毅 黄敏

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队哈密839000）

本铁矿带位于三塘湖晚古生代弧间盆地，是新疆较重要的成矿带之一，区内构造形式多样，岩浆活动强烈，具有多期次旋回构造特点。该矿的赋矿地层为下泥盆统大南湖组下亚组（D1d1），一套海相中－基性火山熔岩及中－酸性火山碎屑岩夹碳酸盐岩地层。矿体长数米～152 m，厚1～40 m。矿石以富矿为主。铁矿有关的作用主要为火山作用，次有沉积作用及岩浆侵入作用。

淖毛湖海相火山岩型铁矿成矿规律研究

三塘湖晚古生代弧间盆地是新疆重要铁成矿带之一，区内构造形式多样，岩浆活动强烈。近年来随着大调查、局自筹基金、自治区勘查基金、中央地勘基金、市场资金项目的投入，陆续发现了与海相火山岩有关的宝山铁矿、琼河坝铁矿和灰西沟铁矿等,矿床规模不断扩大，研究成果也不断出新。本文在前人基础上，通过对成矿地质背景、海相火山岩特征、铁矿典型矿床及区域成矿规律的研究，旨在为进一步推动淖毛湖地区铁矿的找矿突破积累资料。

1 区域地质背景

本铁矿带位于天山兴蒙造山系(Ⅰ)－准噶尔弧盆系(Ⅰ-3)－唐古巴勒－卡拉麦里古生代复合沟弧带(Ⅰ-3-2)－三塘湖晚古生代弧间盆地(Ⅰ-3-23)。

唐古巴勒－卡拉麦里带是新疆较重要的成矿带之一,已知有铬、铜、金、锡、钨、钼、汞、硫铁矿、石棉、石墨、水晶、明矾石、煤、石油、天然气等矿种,是新疆较有找矿潜力的成矿远景区之一,也是新疆铁矿、金、铜、硫铁矿、明矾石的矿业基地。

唐古巴勒－卡拉麦里成矿带(Ⅲ级)在本区又细分为3个Ⅳ级矿带:三塘湖(上叠盆地)矿带、琼河坝矿带、双峰山－伊吾矿带。其中,琼河坝铜、钼、铁、金、明矾石矿带是本区研究的主要矿带。

区内的断裂发育，总体构造线方向沿北西西向，构造规模大，切割较深，起着控岩控矿的作用。区内构造形式多样，岩浆活动强烈，具有多期次旋回构造特点。

褶皱构造:向斜、背斜多呈复式，两翼次级的小背斜、向斜衔接紧密，发育集中；褶皱形态不复杂，而较完整；同层褶曲发育，常见一系列背斜、向斜，其规模均较小；受岩体挤压、吞蚀，褶皱形态不规则；岩层的挠曲构造多见，常呈波状，延伸性较好；褶皱轴迹走向北西向及北西西向。

断裂构造:工作区内断裂构造十分发育，遍及全区，主要分布在晚古生代构造层及花岗岩体内。区内断裂构造具有以下特点：区内逆断层、平移断层较发育，正断层较少；断层走向以北西西向为主，北西向及北东向为次；北西西向断层多为平推－逆断层，且形成时代较早，北东向、北西向多为平推性质，形成时代较晚；部分断层具有多次活动特点，造成次级断层发育；区内节理、裂隙发育，分布于断裂两侧。

火山机构及破火山口等环状构造在本区较为发育，特征呈圆形或椭圆形，其直径1～4 km。中央部分为火山机构或者小型侵入岩。

有利的地层及建造：下泥盆统托让格库都克组安山凝灰岩＞凝灰角砾岩＞长石砂岩建造，上泥盆统江孜尔库都克组凝灰熔岩＞凝灰角砾岩＞凝灰岩建造，下石炭统黑山头组钠长斑岩＞熔结凝灰岩＞凝灰质砂岩建造，及中上侏罗统水西沟群砾岩＞砂岩＞煤层建造对成矿最有利。

区内侵入岩发育，侵入体产状有岩基、岩盆及岩支、岩墙、岩株。类型从基性至酸性、碱性均有分布，但以酸性岩为主。早泥盆世为石英闪长岩－英云闪长岩－斜长花岗岩－二长花岗岩－斜长花岗斑岩－正长花岗岩组合，中泥盆世为花岗闪长岩－二长花岗岩组合，晚石炭世为辉绿玢岩－花岗闪长岩－二长花岗岩－花岗斑岩组合，早二叠世为石英闪长岩－二长花岗岩－正长花岗岩－碱长花岗岩组合。岩体侵位为中浅深度，剥蚀深度为浅中，岩石系列为钙碱性系列，岩石成因类型为壳源、壳幔混合源、幔源均有发育。

区内变质岩出露不多，分布零乱，变质作用主要以接触变质作用、气液变质作用为主，区域变质作用（低绿片岩相和高绿片岩相）及动力变质作用不发育。区内岩体分布广泛，接触变质作用多发生在岩体外接触带上，后期气液沿裂隙上侵所造成的变质作用遍及区内。动力变质作用主要见于断裂两侧。

2 典型矿床特征

宝山铁矿：该矿的赋矿地层为下泥盆统大南湖组下亚组（D1d1），一套海相中－基性火山熔岩及中－酸性火山碎屑岩夹碳酸盐岩地层。依据岩性特征分为：下部为大理岩、钙质砂岩、矽卡岩化大理岩、透辉石榴石矽卡岩、含铁矽卡岩，局部含磁铁矿体；中部为灰绿色英安岩、英安质凝灰岩、英安质细凝灰岩、英安质凝灰角砾岩等，局部层中含磁铁矿体；上部为灰绿色安山岩、深灰色玄武岩、安山质凝灰岩、安山质晶屑玻屑凝灰岩及安山凝灰角砾岩，层中局部含磁铁矿体。

铁矿床位于琼河坝复向斜西侧，受该复向斜构造的影响，矿区地层褶皱断裂发育，部分铁矿体也随地层褶皱而发生揉皱变形，如Fe3、Fe8、Fe12、Fe20等均呈褶曲状。背斜褶曲核部一般为白色大理岩、棕褐色石榴石矽卡岩，两翼为磁铁矿体，或绿帘石化硅化安山质凝灰岩。矿区断裂发育，其中规模较大断裂为2、3、5号断层，构成矿区整体构造格局。

矿区内有中－基性和酸性侵入岩，侵入时代均属于华力西中期，分为两个侵入次：第一侵入次侵入辉长岩－辉长玢岩、闪长岩－闪长玢岩；第二侵入次侵入肉红色二长花岗岩、肉红色－灰白色花斑岩、灰白色花岗闪长岩。侵入岩与围岩发生接触交代－热液交代，使围岩发生矽卡岩化、角岩化、硅化和绿帘石化等，于接触带部位往往形成铁铜矿化和矽卡岩型铁矿体。

区内矿产主要产于下泥盆统地层中及中－酸性侵入岩与泥盆系地层侵入接触带部位。矿产以铁为主，金铜次之，已发现了宝山铁矿。琼河坝铁矿、琼东铁矿点、绿石沟铜矿、天工石铜金矿点等，矿产成因多为火山活动成矿和与中酸性侵入岩体有关的热液交代成矿。矿区处于淖毛湖北山铁金铜成矿带内。

宝山铁矿分为东西两个矿区，铁矿体均产于泥盆系下统，大南湖组下亚组（D1d1），一套海相中－基性火山熔岩及中－酸性火山碎屑岩夹碳酸盐岩地层中。西矿区矿带以Fe6号矿体为拐点，向南西和南东两个方向延伸，形成一个向北突出的弧形矿带，在此矿带中产出的铁矿体皆为富铁矿体；东矿区矿带长1 000 m余，矿带呈145°方向延伸，矿带内出露4个规模不大的地表铁矿体，局部还见有小透镜状铁矿体。

地表矿体一般规模不大，长数米到数十米，最长152 m，厚1～30 m，最厚40 m。矿体倾向分为北东40°～56°，南西228°～251°和北西320°～341°，矿体倾角26°～77°，以＞50°倾角为主。

隐伏矿体均分布于西矿区。矿体形态主要为似层状，矿体长度75～348 m，厚1.5～25 m。矿体倾向40°～325°，矿体倾角21°～50°，以缓倾斜为主。

矿石自然类型有：块状磁铁矿石、中等网环浸染状磁铁矿石、稠密浸染状磁铁矿石、交代浸染条带状磁铁矿石、反斑杂状磁铁矿石等。矿石的工业类型有富磁铁矿石（TFe≥40%）、贫磁铁矿石（25%≤TFe＜40%）、低品位矿石（20%≤TFe＜25%）。

矿石矿物成分：矿石矿物主要有磁铁矿、穆磁铁矿，少量的假相赤铁矿和赤铁矿，其它金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、铜蓝、孔雀石等。脉石矿物有斜长石、透辉石、角闪石、石英、正长石、石榴子石、黑云母、绿帘石、绿泥石、方解石等。

矿石品位：已探明的富磁铁矿石占86%，贫磁铁矿石占10.69%，低品位矿石占3.04%。富磁铁矿石TFe平均品位56.29%，贫磁铁矿石TFe平均品位为28.74%，低品位矿石TFe平均品位23.27%。伴生的有益组分及含量：Ag 1.00×10-6～8.00×10-6，平均4.56×10-6；Ni 0.01%～0.03%，平均0.028%；Co 0.019%～0.025%，平均0.0238%。

矿石结构有半园形粒状镶嵌结构、假相纤状结构、半园形粒状结构等。矿石构造有反斑杂构造、稠密浸染状构造、块状构造、中等网环浸染状构造及交代浸染条带状构造。

宝山铁矿可分为海相火山喷溢沉积成矿阶段和接触交代－热液交代叠加改造成矿阶段。

早期为火山喷溢沉积成矿阶段：宝山铁矿地区于早泥盆世岩浆活动表现为海相，局部为滨海相大规模的中－酸性－中－基性富钠富铁质岩浆裂隙式连续喷发与溢出，喷发沉积了火山熔岩－火山碎屑岩建造，显示出5个喷发韵律，于第三韵律末由火山喷溢形成了宝山铁矿及琼河坝铁矿，铁矿体基本特征为矿体产状与地层围岩产状基本一致，部分矿体保留了条带状、似层状与围岩层理吻合，层状特征明显。

晚期为接触交代－热液交代叠加改造成矿阶段：矿区为肉红色中粒角闪花岗岩体（γ42b）侵入于下泥盆统（D1d1）火山熔岩和火山碎屑岩中，通过接触交代-热液交代，于接触带形成发育的矽卡岩化和生成磁铁矿体，铁矿体形态产状受接触带所控制。岩浆侵入接触交代－热液交代使围岩层中的铁质得到了活化富集成矿，也使原火山喷溢铁矿体含铁品位加富和改造。

矿区于早石炭世晚期，华力西第二侵入次大规模的中粒角闪花岗闪长岩和二长花岗岩体，侵入于下泥盆统中－基性火山熔岩、中－酸性火山碎屑岩及碳酸盐岩地层中，发生接触交代和热液交代，使原火山喷溢形成的铁矿体和富铁质的火山岩铁质得到了富集和加富改造，同时在花岗岩体与围岩接触带部位形成透辉石石榴石矽长岩、矽卡岩化、透辉石化、角岩化、远离接触带有阳起石化、绿帘石化、绿泥石化和硅化等。铁矿体顶底板多为透辉石榴石矽卡岩和角岩化凝灰岩。

图1 新疆伊吾县宝山海相火山岩型铁矿床成矿模式图

矿床成因机制：区内火山活动始于早泥盆世晚期，早阶段表现为海相小规模中性钠质岩浆裂隙式间歇喷发，组成陆源碎屑岩碳酸盐岩－火山碎屑岩建造，安山质凝灰岩中有片沸石和方沸石矿化。早泥盆世晚期，火山活动表现为海相，局部为滨海相，大规模的由中－酸性和富钠质的中-基性岩浆裂隙式连续喷发与溢出，沉积了一套中－酸－中－基性火山熔岩火山碎屑岩建造。于该建造的中部，火山喷溢形成宝山铁矿和琼河坝铁矿。在火山喷发过程中的矿浆开始为FeCl气体状态从岩浆中析出，在岩浆上升喷溢过程中，与地下水发生氧化反应形成铁矿浆，随火山喷溢成矿。后经华力西中期第二侵入次大规模的二长花岗岩、花岗闪长岩体的侵入，使宝山铁矿受到热液交代改造，对原火山喷溢铁矿体起有加富作用，同时对火山岩中富含铁质，通过接触交代－热液交代形成部分矽卡岩型铁矿和铜矿化。其矿床成矿模式见图1。

3 成矿规律研究

3.1 区域成矿地质作用及有关的矿产种类、矿床类型

琼河坝铜、钼、铁、金、明矾石矿带（含伊吾县淖毛湖火山岩区铁矿带）位于准噶尔盆地以东中蒙边界处，向东延伸出境外。矿带主要包括琼河坝及其以北边境，以及淖毛湖北山地区。东西长约200 km，南北宽约45～80 km，基岩出露面积约3 900 km2。带内主要为古生代火山岩、火山碎屑岩及沉积岩建造及晚古生代花岗岩－闪长岩类侵入体、浅成侵入体。带内已知小型铁矿产地4处，矿点11处。主要成型矿床共4处：宝山铁矿（小型）、琼河坝铁矿（小型）、老爷庙铁矿（小型）、黑园山铁矿（小型）等，并多伴生铜矿化为特点。

铁矿有关的成矿地质作用有火山作用、沉积作用及岩浆侵入作用。区内有铜矿、钼矿、铁矿、金矿、明矾石矿等。铁矿成矿类型有海相火山岩型、海相火山－沉积型、内陆湖相沉积型。

3.2 控矿因素

（1）构造对成矿的控制作用

火山机构及破火山口等环状构造在本区较为发育，特征呈圆形或椭圆形，其直径1～4 000 m。中央部分为火山机构或者小型侵入岩。有些火山机构中含有硫铁矿和明矾石矿。海相火山岩中火山机构不太发育，但分布有海相火山岩型铁矿。

（2）沉积岩相对成矿的控矿作用

沉积矿床的形成主体上受古地理，古气候条件所控制，与沉积岩相关系密切。如本区产于滨海潮坪相的海相火山－沉积型铁矿，产于内陆湖相的沉积型铁矿。

（3）侵入岩对成矿的控制作用

海相火山岩相铁矿周围侵入岩发育。岩浆活动除了提供成矿物质外，本身还产生热效应，将围岩中的成矿物质萃取出来并运移、富集，对已有矿化或矿源层进行热液改造和再次富集。

（4）变质作用对成矿的控制作用

海相火山岩型铁矿围岩蚀变发育，主要有角岩化、大理岩化、矽卡岩化、绿帘石化、硅化等。矽卡岩化强的部位相应铁矿石品位较富。

3.3 铁矿床（点）时空分布规律

（1）铁矿床（点）在时间上的产出与演化规律

据矿带内已知的15处铁矿产地的成矿时代统计，区内不同类型的铁矿床（点）在时间上的产出有一定的规律。即早泥盆世、晚泥盆世、中晚侏罗世各占20%，晚石炭世占33%，中二叠世占7%。矿带内铁矿时代产出结构是琼河坝成矿带向成矿演化的时代特征和必然产物。经历了泥盆纪汇聚阶段，石炭纪离散阶段，二叠纪以及侏罗纪板内稳定阶段的有序成矿演化。

（2）铁矿床的空间分布特征及矿化分带性

铁矿带内不同类型的铁矿床（点）在空间上具有东、西分区的展布规律。

东南部为宝山铁矿成矿远景区，以早泥盆世海相火山岩型铁矿为主，少部分为早石炭世海相火山－沉积型铁矿；西北部为老爷庙－黑园山铁矿成矿远景区，为晚泥盆世－早石炭世海相火山－沉积型铁矿；整个区域呈现由东向西、从早到晚、从海相火山到海相火山－沉积相铁矿变化的特点，体现了“时间维造就空间维”的成矿演化规律。

3.4 铁矿床成矿亚系列及区域成矿模式

琼河坝（褶皱带）Cu-Mo-Fe-Au－明矾石矿带可划分出6个成矿亚系列。与淖毛湖海相火山岩型铁矿有关的成矿亚系列及其特征如下：

与早泥盆世海相火山作用有关的铁（铅、锌、铜）矿床成矿亚系列:含矿建造为泥盆纪海相火山岩建造（早泥盆世中－基性火山岩建造）；火山构造为火山盆地和古火山构造；矿石建造为磁铁矿－赤铁矿－黄铜矿－闪锌矿－黄铁矿矿石建造；围岩蚀变有角岩化、大理岩化、矽卡岩化、绿帘石化、硅化等；矿床形式有海相火山铁矿浆喷溢，热液加富型铜铁矿（宝山式、灰西沟式、琼河坝式）。

综上所述，初步建立了本铁矿带的矿床成矿亚系列区域成矿模式，见图2。

图2 新疆淖毛湖火山岩型铁矿及毗邻地区区域成矿模式图

4 结论

（1）区域地质背景：本铁矿带位于天山兴蒙造山系(Ⅰ)－准噶尔弧盆系(Ⅰ-3)－唐古巴勒－卡拉麦里古生代复合沟弧带(Ⅰ-3-2)－三塘湖晚古生代弧间盆地(Ⅰ-3-23)。

（2）典型矿床特征：该矿的赋矿地层为下泥盆统大南湖组下亚组（D1d1），一套海相中－基性火山熔岩及中－酸性火山碎屑岩夹碳酸盐岩地层。地表矿体一般规模不大，长数米到数十米，最长152 m，厚1～30 m，最厚40 m。矿石矿物成分：矿石矿物主要有磁铁矿、穆磁铁矿，少量的假相赤铁矿和赤铁矿，其它金属矿物有黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿、铜蓝、孔雀石等。平均品位：富磁铁矿石TFe 56.29%，贫磁铁矿石TFe 28.74%，低品位矿石TFe 23.27%。

（3）成矿规律研究：与早泥盆世海相火山作用有关的铁（铅、锌、铜）矿床成矿亚系列:含矿建造为泥盆纪海相火山岩建造（早泥盆世中－基性火山岩建造）；火山构造为火山盆地和古火山构造；矿石建造为磁铁矿－赤铁矿－黄铜矿－闪锌矿－黄铁矿矿石建造；围岩蚀变有角岩化、大理岩化、矽卡岩化、绿帘石化、硅化等；矿床形式有海相火山铁矿浆喷溢，热液加富型铜铁矿（宝山式、灰西沟式、琼河坝式）。

致谢：本文许多文字和图片资料来之于来自于新疆矿产资源潜力评价项目组，特别感谢！

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[3]张锦祥，聂卫东，赵丽，张明君，朱靖，徐兴旺.新疆伊吾县宝山铁矿地质特征、成矿模式与找矿方向[J].新疆地质，2007，12.

收稿：2013-10-10