孙臣林，任燕东

（1.四川省达州市达川区自然资源局，四川 达州 635000；2.新疆地矿局第十一地质大队，新疆 昌吉 831000）

近年来，已在西昆仑布达尔地区发现了赞坎磁铁矿、老并磁铁矿等大型沉积变质型铁矿床，在布伦口-塔什库尔黑黑孜占干一带发现了切列克其菱铁矿和黑黑孜占干菱铁矿等大型菱铁矿床。前人已对切列克其菱铁矿床的成矿特征、成矿模式及其成因等进行了一些研究，但赋矿地层、成矿作用和成矿模式等存在一些争议。结合最新研究成果，笔者认为切列克其菱铁矿床的赋矿地层为下志留统温泉沟组（S1W），属海相热液沉积型矿床并有后期热液叠加改造，为该区今后寻找同类型的菱铁矿提供找矿依据[1]。

1 地质背景

区域上，塔什库尔干-西若达坂沉积变质铁矿成矿带上的典型矿床有赞坎、老并沉积变质铁矿床，而切列克其菱铁矿床位于明铁盖铁铜铅锌金钨成矿带内（图1），华南板块（Ⅱ）羌塘微板块（Ⅲ）中阿克赛钦古生代陆缘盆地。该盆地志留系为半深海-浅海相碎屑岩-碳酸盐岩，属于俯冲阶段的沟弧盆体系；下中泥盆统为汇聚阶段的碎屑岩-碳酸盐，上泥盆统为磨拉石建造。姚建新、李博泰等在温泉沟组中采集到了早志留世的几丁虫微体化石，王世炎等在温泉沟组发现了cf.Climacograptus anjiensis(Yang?)。温泉沟组火山岩中获得锆石U-Pb离子探针SHRIMP年龄值为435Ma±15Ma，与化石年龄一致。据此，温泉沟组形式时代为早志留世。下志留统温泉沟组（S1W）是一套主要岩性为石英砂岩、钙质粉砂岩、千枚岩夹大理岩的浅变质岩系，菱铁矿床的赋矿地层。温泉沟组地层结构为退积-进积型，从温泉沟组垂向环境迁移特点反映出海退序列特点，总体上为滨-浅海环境。火山岩呈夹层产于温泉沟组变质碎屑岩上部，岩性以英安岩为主，区域上有安山岩。温泉沟组火山岩是在消减带活动大陆边缘，由挤压后的拆沉作用引发的拉张环境下火山活动的产物（Jakes等，1972）。侵入岩为印支期的求库台岩体，主要岩性为中酸性花岗岩。区域构造强烈，以北西向的断裂为主。温泉沟组构造变形褶皱强烈，原始层序难以恢复，见大量不同级别的近平卧同斜褶皱。

图1 区域成矿带划分图

2 矿区地质特征

矿区地层主要为下志留统温泉沟组（S1W），该组分为三个岩性段：下段（S1W1）主要岩性为灰-深灰色黑云母石英片岩夹黄褐色白云母片岩，偶见大理岩透镜体，发育菱矿层，主要出露于矿区南部；中段（S1W2）主要岩性为白色含白云母大理岩，夹黑云母石英片岩透镜体，大理岩中含菱铁矿层，主要出露于矿区南东部；上段（S1W3）主要岩性为灰黑色黑云母石英片岩、浅灰色二云母石英片岩和灰白色白云母石英片岩，偶见大理岩透镜体，发育菱铁矿层，主要分布于矿区东部、西部的（图2）。

图2 切列克其菱铁矿床矿区地质简图

矿区内的岩浆岩为二叠纪的求库台岩体东部边缘部分，主要岩性为浅灰色-灰白色黑云母花岗闪长岩和黑云母石英闪长岩。石英闪长岩脉、斜长花岗伟晶岩脉发育，顺层或穿层侵入于地层或菱铁矿层中。

矿区以单斜构造为主，层间滑动明显，规模较小，对矿层无明显破坏作用。在围岩和矿层中发育两组255°∠75°、210°∠20°的剪性节理。地层受区域变质作用，形成一套中-浅变质的绿片岩相变质岩，属石英-钠长-绿帘-片岩亚相[2]。

3 矿床地质特征

3.1 矿体特征

矿体顺层产于下志留统温泉沟组（S1W）地层中，呈层状、似层状、透镜状，与围岩界线清楚。矿体由3个矿群组成，走向近东西向，倾角40°～50°，长150m～930m，厚1.20m～39.92m。

Ⅰ号矿群赋存产于温泉沟组中岩性段（S1W2）的含石英白云母大理岩中，有6条矿体，产状333°～4°∠33°～61°，长260m～930m，厚4.75m～39.92m，平均厚19.93m，矿体TFe品位28.46×10-2～46.89×10-2，平均品位34.32×10-2。

Ⅱ矿群赋存于温泉沟组下岩性段（S1W1）的黑云母夹白云母片岩中，层状、透镜状，矿体长310m～550m，厚17.70m，产状347°∠41°～52°，矿体TFe品位30.85×10-2～48.60×10-2，平均品位41.86×10-2。

Ⅲ矿群赋存于温泉沟组上岩性段（S1W3）的黑云母石英片岩、二云母石英片岩和白云母石英片岩中，有6条矿体，呈似层状、透镜状，与大理岩共生，长220m～590m，厚1.62m～30.50m，平均厚19.29m，产状325°～13°∠20°～35°，矿体TFe品位29.78×10-2～48.27×10-2，平均品位36.48×10-2。

3.2 矿石特征

原生矿石矿物主要为菱铁矿，含少量的黄铜矿、黄铁矿，经后期氧化，次生赤铁矿、孔雀石、褐铁矿。脉石矿物主要为石英、白云母、方解石、铁白云石等。在区域变质和接触变质作用中，矿物重结晶，偶见电气石、石英等。

矿石结构主要为粒状变晶结构。矿石构造主要有块状构造、条状构造、层状构造、浸染状构造、脉状构造、晶洞构造。块状构造、条状构造、层状构造是原始沉积作用形成的；脉状、晶洞构造是后期变质及热液叠加作用形成的。块状构造是菱铁矿最常见的构造，菱铁矿均匀分布，品位较高；纹层状构造是细粒菱铁矿与方解石平行分布，形成纹层；脉状构造是受热液作用菱铁矿呈细脉状分布于大理岩中，菱铁矿晶形较好和较大；浸染状构造是黄铜矿或黄铁矿呈星点状分布于菱铁矿矿石中或围岩中，热液活动形成的构造。

3.3 围岩蚀变

矿区围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化、菱铁矿化。菱铁矿化主要表现为热液沿裂隙溶蚀并充填形成晶洞，同时，热液中的铁质沿裂隙充填在矿层中。

4 岩石地球化学特征

4.1 主量元素

据菱铁矿石和氧化矿石样品的主量元素分析表明，菱铁矿石中SiO2的含量为8.01%～19.87%，平均为9.72%，TFe为38.93%～57.74%，氧化矿石的TFe为61.28%～75.08%。氧化矿石中Na2O、Al2O3、P2O5、TiO2含量均较低，Na2O的含量为0.09%～0.18%，Al2O3含量为0.34%～1.95%，P2O5的含量为0.02%～0.15%，TiO2的含量为0.05%～0.04%。菱铁矿石样品的Al2O3和TiO2含量较少，表明菱铁矿石中陆源组分较少。

4.2 微量元素

据不同类型围岩和矿石样品的微量元素测试成果表和标准化后的微量元素配分型式图，表明微量元素来源复杂。对于同一类型样品，其配分型式图曲线变化趋势变化大致相同，具有相同的亏损和富集特征。大理岩和方解石片岩样品的曲线变化趋势一致，表明具有相同的物质来源。菱铁矿石样品的Ni、Th、Sr、Y、Co、Ba呈正异常，Rb、Nb、Cr、Hf、Zr呈负异常。

4.3 稀土元素

据菱铁矿石样品的稀土元素测试成果表和稀土配分型式图，∑REE含量为12.38×10-6～45.53%×10-6，LREE/HREE比值为0.81～5.76，La/Ybs比值为0.06～0.83，显示轻稀土明显亏损，稀土配分曲线具有左倾的特点，δCe值为0.92～0.98，Ce异常不明显；δEu直为1.56～2.84，具有正Eu异常。因矿床后期受明显的热液淋滤作用，轻稀土亏损；处于热水沉积环境，δEu正异常[3]。

5 成矿规律

5.1 成矿要素

切列克其菱铁矿床位于华南板块羌塘微板块中阿克赛钦古生代陆缘盆地西北缘，近陆一侧，成矿环境为浅海相海进沉积环境，成矿时代为早志留世（沉积）-中三叠世（改造）。下志留温泉沟组的岩石组合为细碎屑岩夹碳酸岩建造，主要岩性为石英砂岩、钙质粉砂岩、千枚岩夹大理岩，表明陆棚浅海相沉积环境。乔耿彪等人认为赋矿地层为中上志留统达坂沟群（S2-3D），笔者认为是下志留统中-浅变质岩系。原岩为陆源细碎屑岩夹石英、泥质碳酸盐岩，后期变质形成中-浅变质的片岩及石英、白云母大理、大理岩，具粒状变晶结构、层状、条带状和纹层状构造岩。围岩蚀变主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化、菱铁矿化。矿石中黄铁矿δS34值为-15.84‰～20.72‰，变化范围大，表明来源复杂，有来自海水硫酸盐的重硫及细菌成因的轻硫，与国内外沉积型铁矿形似。研究表明，成矿物质来源于陆源。控矿条件是浅海相海进沉积系列底部和下部，碎屑岩与碳酸盐岩的过渡带，侵入岩与地层外接触带附近，层控线状构造。岩浆热液叠加晚于区域变质改造，对菱铁矿的改造最为显著，主要表现为花岗岩脉贯入菱铁矿脉，并形成菱铁矿矿脉、石英脉和黄铜矿化，菱铁矿晶变大[3]。

5.2 成矿期次

根据成矿地质特征、矿石特征（矿石矿物组成及特征、矿石结构构造特征）等，成矿期次可分为：沉积成岩成矿期、区域变质改造期和岩浆热液叠加改造期。成矿后出露地表和埋深较浅的部位受到表生风化形成氧化矿石（表1）[5,6]。

表1 切列克其菱铁矿床成矿期次表

5.3 成矿作用

对比分析前人研究成果[7-9]，结合本次研究的岩石地球化学特征和成矿期次等，成矿作用可分为：①沉积成岩成作用：早志留世海进条件下，化学沉积作用与机械沉积作用交替进行并压实成岩，菱铁矿层中普遍出现纹层状、微条带状分布的泥质和石英层，矿体呈层状、似层状和透镜状顺层产于围岩（地层）中，原始沉积特征较好。②区域变质改造作用：含量地层经区域变质作用改造，泥岩变成片岩，碳酸岩变成大理岩；原始菱铁矿层中的菱铁矿和石英重结晶，或呈菱铁矿脉和石英菱铁矿脉状充填入矿层中，成矿物质富集。③岩浆热液叠加改造作用：三叠世花岗闪长岩和石英闪长岩侵入地层，因岩浆热液叠加改造，花岗岩脉发育，顺层或穿层侵入于围岩和矿层，同时沿裂隙发育了石英脉、石英菱铁矿脉、黄铜石英脉。

综上所述，切列克其菱铁矿床属于海相热水沉积型矿床，并有后期热液叠加改造作用（图3）。

图3 切列克其菱铁矿床成矿模式

6 结论

（1）切列克其菱铁矿体呈层状、似层状、透镜状，由3个矿群组成，走向近东西向，倾角40°～50°，长150m～930m，厚1.20m～39.92m，矿体TFe品位27.45×10-2～57.52×10-2。原生矿石矿物主要为菱铁矿，含少量的黄铜矿、黄铁矿。矿石结构主要为粒状变晶结构，矿石构造主要有块状构造、条状构造、层状构造、浸染状构造、脉状构造、晶洞构造，主要有硅化、绢云母化、绿泥石化、碳酸岩化、菱铁矿化[10,11]。

（2）切列克其菱铁矿床位于华南板块羌塘微板块中阿克赛钦古生代陆缘盆地西北缘，近陆一侧，赋矿地层为下志留统温泉沟组（S1W），成矿环境为浅海相海进沉积环境，成矿时代为早志留世（沉积）-中三叠世（改造）。

（3）成矿作用分为：沉积成岩作用、区域变质改造作用和岩浆热液叠加改造作用。岩浆热液叠加晚于区域变质改造，对菱铁矿的改造最为显著。成矿后出露地表和埋深较浅的部位受到表生风化形成氧化矿石。

（4）切列克其菱铁矿床属于海相热水沉积型矿床，并有后期岩浆热液叠加改造作用。