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塔什库尔干县阿孜尕拉铁矿地质特征、找矿标志及矿床成因探讨

2014-03-03年武强谢月桥

新疆有色金属 2014年1期
关键词:赤铁矿热液铁矿

年武强 谢月桥

(新疆地矿局第二地质大队 喀什 844002)

塔什库尔干县阿孜尕拉铁矿地质特征、找矿标志及矿床成因探讨

年武强 谢月桥

(新疆地矿局第二地质大队 喀什 844002)

阿孜尕拉铁矿位于新疆塔什库尔干县达不达乡,为一小型铁矿床,区域上已发现的矿产有Fe、Cu、Au、Sb、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,是西昆仑地区重要的找矿远景区之一,笔者从区域成矿背景、矿区地质特征、矿体特征、矿体的赋存地层等方面探讨矿床成因,为在该区进行进一步的地质工作提供参考。

塔什库尔干 阿孜尕拉 地质特征 找矿标志

塔什库尔干县阿孜尕拉铁矿位于塔什库尔干县,行政区划隶属新疆喀什地区塔什库尔干塔吉克自治县管辖,区内已发现的矿产有Fe、Cu、Au、Sb、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、石膏等,是西昆仑地区重要的找矿远景区之一,矿区位于木吉-阿克赛钦Fe、Au、Cu三级成矿带。2003年新疆地矿局第二地质大队首次发现阿孜尕拉一带铁矿,通过2004~2005年的地质工作,确定矿体矿物成分主要为菱铁矿及赤铁矿,TFe品位一般在(18.65~25.85)×10-2之间,有工业价值的铁矿体为热液充填型或热液交代与热液充填复合成因。笔者根据野外工作成果及资料收集对阿孜尕拉一带铁矿地质特征、找矿标志及矿床成因进行初步研究探讨,为在该区进行进一步的地质工作提供参考。

1 区域地质背景

阿孜尕拉铁矿位于塔里木板块与冈底斯板块接合部位,以麻扎-康西瓦大断裂为界,以北属赛图拉岛弧区,以南属喀喇昆仑陆棚-陆坡岛弧区,矿区位于阿克赛钦中间地块带。矿区内经历了多次构造运动,地层普遍受区域变质作用,构造复杂,岩浆活动频繁。

区域地层横跨两个地层小区,由南向北分别为明铁盖-乔戈里小区和麻扎小区,区域上出露地层主要有元古界的中深变质岩;未分下古生界和未分奥陶志留系的一套海相碎屑岩,属黑色岩系;志留泥盆系为碎屑岩及火山岩、灰岩;石炭系的一套碳酸盐岩夹海相碎屑岩及火山岩;下二叠统的一套海陆交互相的碎屑岩、板岩、红色粉砂岩及灰岩;三叠系砂岩、砾状砂岩夹砂质砾岩、页岩、泥灰岩、硅质灰岩、钙质页岩夹灰岩;侏罗系为陆相含煤碎屑岩。区域构造线总体呈北西-南东向,以麻扎-康西瓦大断裂为界,以北属赛图拉岛弧区,以南属喀喇昆仑陆棚陆坡-岛弧区。矿区位于维布隆南断裂与麻扎-康西瓦大断裂之间。区域上岩浆岩活动频繁,占据了相当大的空间,有多个岩体,矿区一带岩浆侵入活动出现过两个期次,分别为印支期和燕山期。

2 地球化学特征

区域上主要成矿元素及其伴生元素集中在未分下古生界和未分奥陶志留系二套地层中富集,是区内最具找矿潜力的层位。

⑴未分下古生界:富集系数>1.1的元素(或氧化物)有 As、B、Sb、Bi、F、Cu、Au、Ni、Co、Ti、Cr、 Mo、 V、 TFe2O3、 Ag、 Mn、 MgO、 P、 Na2O、Sn、Be、W共22种。成矿元素主要是Au、Cu及其伴生元素和高温热液元素。变差系数>0.5的元素有Sb、Bi、Mo、Au、U等,Sb变差系数达2.47。富集元素Au、Cu、Mo具有较强的局部富集成矿的地球化学趋势。

⑵未分奥陶志留系:富集系数>1.1的元素(或氧化物)依次为 Sb、As、Li、F、Cu、Zn、Ni、Co、Cr、Au、V、TFe2O3、B、Hg、Al2O3、Bi、Cd、Ti、Mn、Na2O共20种,其中Zn、TFe2O3是最富层位。变差系数>0.5的元素是Sb、Mo、Au、W、Sn、Bi、CaO,其中Sb可达5.93,与Pb、Ag一起,是全区变差系数最大的层位。因此,该地层是全区找Au、Cu、多金属矿产及铁矿最有利也是潜力最大的地区,Sb也具有富集成矿的地球化学信息。

3 矿区地质特征

3.1 地层

矿区内出露地层为未分下古生界和第四系堆积物。

未分下古生界为一套浅-中变质岩系,岩性为绢云母石英片岩、黑云母石英片岩、绿帘阳起石绿泥石片岩、二云母片岩、大理岩、变砂岩、千枚岩、变粒岩等,铁矿体均赋存于该层位。

第四系为全新统冲洪积物,分布于各沟谷及沟口两侧。松散堆积,由漂砾、砾石、砂土等组成。

3.2 构造

矿区在构造上属阿克赛钦-羌塘地块,维布隆南断裂从北东部边缘通过,矿区南侧为麻扎-康西瓦大断裂转折端并与阿格勒大坂断裂交汇。在区域范围内形成了次一级近东西向、北西西向和北东东向3组断裂,它们在区内交错,反映出多期构造活动特征。由于矿区岩性多为韧性片岩,次级构造在地层中表现为揉皱发育,产状较紊乱,片理化明显。

3.3 岩浆岩

矿区岩浆岩位于南西部,由2个毗邻岩体组成:维布隆南岩体和塔吐鲁沟北东岩体,其岩性分别为中性闪长岩及酸性花岗岩。

3.4 变质作用及围岩蚀变

矿区变质岩原岩为一套浅海相碳酸盐-碎屑岩建造。矿区地层首先经历了区域变质作用,然后塔吐鲁沟北东岩体和维布隆南岩体侵入时叠加了接触变质作用,后期岩浆分异出的含铁热液沿脆性大理岩中的次级裂隙及片岩片理面发生热液充填或与围岩发生热液交代作用。

矿区地层受中低温岩浆热液作用,围岩蚀变明显,种类较多,典型的有绢云母化、绿泥石化、硅化、碳酸盐化、赤铁矿化、菱铁矿化和褐铁矿化。

3.5 找矿标志

⑴褐铁矿化是原生菱铁矿、赤铁矿在表生作用下的产物,可以指导寻找原生菱铁矿及赤铁矿。

⑵从含矿层来讲,岩相厚度变化大、碳酸盐比较发育的层位,尤其是碳酸盐岩与碎屑岩过渡部位有利于后期含铁热液的交代充填形成矿体。

⑶无论是铁矿体还是铁矿化体,因其抗风化能力较绿片岩相围岩强,宏观上往往形成脉状正地形。

⑷矿区及外围所发现有价值的铁矿体均位于中酸性岩体的外接触带,并以热液交代形成菱铁矿、热液充填形成赤铁矿复合成因为特点。

4 矿化体特征

4.1 矿化体特征

通过探槽揭露及采样控制圈定9个矿体,铁矿体详细特征描述如下:

⑴Ⅰ号矿化体:出露长约215m,厚度10~26 m。矿化体呈北东-南西向分布,倾向18°~25°,倾角 58°。矿体单样 TFe品位(13.00~25.40)×10-2。

⑵Ⅱ号矿体:该矿体是矿区内最大的矿体,产出于灰黑色黑云母石英片岩层中,出露长约228m,厚度8.4~52.0m,平均厚度为30.5m,矿体呈近东西向,倾向15°~30°,倾角在60°左右,矿体的顶底板岩性均为菱铁矿化大理岩,矿体与围岩之间为渐变过渡关系,矿体及菱铁矿化大理岩均严格受构造裂隙控制。矿体平均TFe品位41.71×10-2。

⑶Ⅲ号矿化体:由2条褐红色褐铁矿化、赤铁矿化大理岩条带组成,走向分别为290°、305°,倾向20°~35°,倾角50°~56°,沿走向出露长分别为110m、200m,厚度5~10m,矿化体中热液充填成因的赤铁矿TFe品位一般在(40~50)×10-2,但矿化体中容矿裂隙极不规则,致使赤铁矿在其中分布无规律,而交代成因的菱铁矿TFe品位一般在(16~19)×10-2,因此该矿化体虽在探槽施工时有个别样品已达铁矿工业品位,但仍无法圈定工业矿体。

⑷Ⅳ号矿化体:出露长约280m,厚度25~40 m,地表最大视厚度约65m,矿体呈近东西向,倾向为5°~20°,倾角55°~65°。矿化体单样TFe品位(12.70~17.40)×10-2。

⑸Ⅵ-1号矿体:出露长度约172m,地表出露厚度10.5~15.0m,矿体平均厚度为12.75m,呈北西-南东向近似顺层产出,产状30°∠65°。矿体TFe平均品位 49.33×10-2。

⑹Ⅵ-2号矿体:出露长88.0m,地表厚度为7.1 m,产状 30°∠73°。矿体平均 TFe品位37.77×10-2。

⑺Ⅵ-3号矿体:出露长约56.0m,地表控制矿体厚度4.4m,产状25°~40°∠67°~77°。矿体平均TFe品位40.52×10-2。

⑻Ⅵ-4号矿化体:出露长约146.0m,宽8.0~13.0m,产状25°~40°∠60°~80°。矿化体单样 TFe品位(8.0~10.70)×10-2。

⑼Ⅴ号矿化体:出露长约1 000m,宽8~25 m, TFe品位为(20.60~50.60)×10-2。

4.2 矿石质量

⑴矿石的物质成分

①矿石矿物成分:据岩矿鉴定结果认为矿区内矿石矿物成分较简单,主要由赤铁矿、菱铁矿、褐铁矿组成。岩石表层的褐铁矿化现象由赤铁矿、菱铁矿、黄铁矿受氧化等因素形成,脉石矿物主要为方解石、石英等。

②化学成分特征:矿石化学成分比较简单,含有益元素锰,含有害元素种类少且含量较低,矿石利用性能较好。

⑵矿石的结构和构造

①矿石的结构:矿石主要结构为中、粗粒它形-半自形粒状结构,次为细粒结构、隐晶质结构。

②矿石的构造:矿石主要构造为致密块状构造、条带状构造、假波纹构造、晶洞构造、浸染状构造。

⑶矿石类型

①矿区内铁矿物种类主要为原生菱铁矿、赤铁矿及氧化后形成的褐铁矿3种类型。

②根据矿石全铁品位,本矿床矿石部分可评为炼铁用铁矿石,大多为需选矿石。

③根据矿石酸、碱性造碴组分的不同比值,本矿床矿石以碱性矿石为主,少数为自熔性矿石。

⑷矿体围岩与夹石

①矿体围岩:矿体顶底板多为褐铁矿化大理岩、黑云母石英片岩、绿泥石英片岩、绢云母石英片岩。

②矿体夹石:以热液交代成因形成的矿体,由于交代不彻底可见片岩、大理岩残留及后期贯入的脉岩,但一般都不够夹石剔除厚度。

5 矿床成因探讨

矿区出露矿体矿物成分主要为菱铁矿及赤铁矿,各矿体及矿化体所采集组合分析样均显示有益有害组分较低。含铁热液交代大理岩形成菱铁矿,在矿区的Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ号矿化体均以交代作用为主,在矿化体中可见大理岩残留,铁矿化体与大理岩为渐变过渡关系,在矿区以交代作用形成的铁矿石品位均较低,TFe品位一般在(18.65~25.85)×10-2之间,矿区有工业价值的铁矿体为热液充填型或热液交代与热液充填复合成因。

阿孜尕拉铁矿多为穿层产出,矿体的两侧往往被菱铁矿化石英方解石脉(脉中局部地段夹有灰-灰绿色角闪千枚岩)包围,二者之间为渐变的过渡关系,推测菱铁矿体与菱铁矿化石英方解石脉为同期热液作用的产物,另外还可见到少量的黄铁矿,表现为热液成因类型。控矿构造与区域北西-南东向构造线方向一致,成矿空间与维布隆南闪长岩体关系紧密。

综上所述,本矿床的铁矿成因为热液型。古生代矿区内形成了浅海海盆,到了中、晚生代以后,海进海退交替轮回,岩浆、火山活动频繁,伴随着超大岩石圈断裂活动的加剧,在区域上形成了一系列中-晚生代的岩体、岩墙、岩脉,此时,维布隆南断裂带侵入了大量的岩浆岩,并进一步淬取地层中的铁质与其本身所携带的铁质在容矿构造上进行充填、交代和变质,从而形成现在所见到的铁矿体呈透镜状,主要沿裂隙发育的现象。先形成的菱铁矿、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿,在地质演化历史过程中,最后在近地表氧化成赤铁矿、褐铁矿等。

[1]陈俊华,吴海才,等.新疆塔什库尔干县阿孜尕拉一带铁矿普查报告.2006.

[2]郭坤一,董永观,等.西昆仑成矿带成矿规律及找矿方向综合研究.2004.

[3]孙海田,李纯杰,吴海,等.西昆仑金属成矿省概论.地质出版社,2003.

[4]李荣社.昆仑山及邻区地质.地质出版社,2008.

收稿:2013-10-22

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