新疆西天山鐵礦帶鐵礦特征及成因分析

新疆西天山鐵礦帶鐵礦特征及成因分析

隨著地質(zhì)活動(dòng)的深入，西部海域已成為新疆的重要銅鐵成分礦區(qū)。松湖鐵礦床和智博鐵礦床位于阿吾拉勒石炭紀(jì)裂谷帶東段。自早古生代以來(lái),研究區(qū)先后經(jīng)歷了拉張→俯沖→碰撞等多期次的強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng),每一次構(gòu)造作用都在區(qū)內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的巖漿活動(dòng),并有張性斷裂和裂隙產(chǎn)出,導(dǎo)致火山噴發(fā),形成大量的火山巖以及較厚大的原始礦源層,為成礦提供豐富的物質(zhì)條件。因此,研究區(qū)成礦條件十分優(yōu)越。1缺陷槽區(qū)地質(zhì)構(gòu)造及地質(zhì)特征研究區(qū)大地構(gòu)造位于天山山脈橫亙于中亞腹地,與昆侖山、喜馬拉雅山被稱(chēng)為亞洲3大山系,是中亞造山帶的一個(gè)重要組成部分,根據(jù)各個(gè)構(gòu)造層的發(fā)育程度及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),我們將新疆西天山地區(qū)的大地構(gòu)造單元?jiǎng)澐譃?賽里木湖前寒武紀(jì)中間地塊、哈拉軍山前寒武紀(jì)中間地塊、博羅霍洛早古生代裂陷槽、汗吉尕晚古生代早中期裂陷槽、伊什基里克晚古生代早中期裂陷槽及阿吾拉勒晚古生代中晚期陸內(nèi)裂谷,而阿吾拉勒裂谷則正好處于上述2個(gè)“中間地塊”之間的接合部位,總體呈近東西向延伸。在大地構(gòu)造位置上處于哈薩克斯坦板塊伊犁—中天山陸殼板段伊犁晚古生代裂谷,該裂谷北部以伊克夏格孜郭勒-古仍郭勒斷裂為界與博羅科努早古生代島弧-弧后帶相接,南部以敦德郭勒達(dá)坂南緣斷裂為界與哈爾力克-巴侖臺(tái)早古生代溝弧帶相接,總體呈西寬東窄的喇叭狀延伸(圖1),經(jīng)歷了復(fù)雜的火山活動(dòng)演化過(guò)程,地質(zhì)構(gòu)造非常復(fù)雜。西天山阿吾拉勒成礦帶出露地層自下而上主要有志留系、泥盆系、石炭系、二疊系以及侏羅系以來(lái)的山間河湖相建造覆蓋于其上。巖石類(lèi)型復(fù)雜,海陸相兼?zhèn)?以高堿富鈉為特征,是主要的銅、鐵(銅)礦含礦層位。松湖鐵礦附近出露的地層主要為阿吾拉勒組第四亞組(C1ad)。大面積分布于礦區(qū)范圍內(nèi),其與下伏的第三亞組(C1ac)呈整合接觸。第四亞組(C1ad)下部為一套正常沉積巖;上部為安山(玢)巖及碎屑巖。其與下伏的第三亞組(C1ac)呈整合接觸(據(jù)區(qū)域資料)。而智博礦區(qū)賦礦地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二段,灰綠色玄武巖和玄武質(zhì)粗面安山巖。2盆地形成等構(gòu)造演化研究區(qū)大地構(gòu)造上位于哈薩克斯坦板塊的伊犁微地塊,三級(jí)構(gòu)造單元分屬于阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系上。本區(qū)主要經(jīng)歷了石炭紀(jì)-二疊紀(jì)裂谷拉張和晚二疊世陸內(nèi)造山和前陸盆地形成等構(gòu)造演化過(guò)程,演化歷史漫長(zhǎng)、過(guò)程復(fù)雜,具體演化特征是:早石炭世開(kāi)始急劇拉張,形成沉積巨厚的火山巖;至早石炭世后期,拉張漸緩,形成為碳酸鹽巖-碎屑巖建造;晚石炭世轉(zhuǎn)入?yún)R聚,中酸性火山巖發(fā)育,并伴隨花崗巖類(lèi)巖基生成;早二疊世再度拉張,發(fā)育有堿性火山巖及中酸性侵入體;晚二疊世以后轉(zhuǎn)入穩(wěn)定。區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂發(fā)育,花崗巖類(lèi)侵入巖、火山巖活動(dòng)十分強(qiáng)烈,特別是華力西中晚期巖漿巖的侵入,形成了區(qū)內(nèi)主要的熱液型銅鐵礦床,同時(shí)對(duì)早期形成的鐵礦起到了加富作用,成礦地質(zhì)條件十分有利。2.1大拉軍山組符合“4d1”的特點(diǎn)礦區(qū)及附近出露的地層(圖2)主要為大哈拉軍山組一段(C1d1)和大哈拉軍山組二段(C1d2)。大哈拉軍山組二段(C1d2)大面積分布于工作區(qū)范圍內(nèi),其與下伏的大哈拉軍山組一段(C1d1)呈火山噴發(fā)沉積接觸關(guān)系。2.2火山噴發(fā)巖的巖石學(xué)特征礦區(qū)內(nèi)沒(méi)有明顯的侵入巖活動(dòng),只在近礦斷裂破碎帶內(nèi)沿裂隙見(jiàn)呈網(wǎng)脈狀、被膜狀分布的碳酸鹽,局部于地表偶見(jiàn)石英細(xì)脈。噴發(fā)巖有一定程度的發(fā)育,主要為安山質(zhì)火山巖,地表巖石一般均呈淺紫色、紫灰色,近斷層部位及含礦層位附近,巖石均呈淺色系,以淺灰色、淺灰綠色為主,局部為灰綠色,綠泥石化較為發(fā)育,礦物成分主要為晶屑、巖屑、火山塵、火山灰,火山塵、火山灰多已脫?；g變隱晶質(zhì)長(zhǎng)英質(zhì)和綠泥石集合體,主要礦物成分磁鐵礦、黃鐵礦等均含量較低。2.3次級(jí)單元聯(lián)合結(jié)構(gòu)礦區(qū)構(gòu)造主要為鞏乃斯復(fù)向斜,由喀什河山間凹陷、阿吾拉勒復(fù)式背斜、則克臺(tái)-坎蘇斷隆、鞏乃斯山間凹陷次級(jí)單元聯(lián)合構(gòu)成。礦區(qū)內(nèi)斷裂十分發(fā)育,主要發(fā)育于礦體附近及南北兩側(cè),呈北西西向、近東西向展布,它與鞏乃斯復(fù)向斜伴生,與地層走向大體相同。2.4蝕變安山質(zhì)凝灰?guī)r松湖鐵礦主礦層(體)直接頂板為灰紫色凝灰質(zhì)粉砂碎裂安山質(zhì)火山角礫巖及中-細(xì)粒蝕變安山質(zhì)凝灰?guī)r。圍巖的蝕變種類(lèi)和強(qiáng)度總體與主礦層(體)的相當(dāng),主要以碳酸鹽化(方解石化)、綠泥石化為主,地表可見(jiàn)較弱的褐鐵礦化,局部偶可見(jiàn)硅化。巖石裂隙中一般均發(fā)育細(xì)網(wǎng)脈狀或被膜狀的碳酸鹽,并可見(jiàn)鱗片狀鏡鐵礦。3博羅科努山系的主脊線(xiàn)智博礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于伊犁地塊東北緣,在博羅科努山系主脊線(xiàn)上。區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,火山機(jī)構(gòu)十分發(fā)育,尤其是石炭系火山巖和華力西晚期中酸性巖體非常發(fā)育,成礦地質(zhì)條件十分有利。3.1下石炭統(tǒng)大拉亞組第二亞組cbb礦區(qū)出露地層主要(圖3)為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二亞組(C1db)及大面積的冰川堆積物和冰水堆積物。主要為灰綠色玄武巖和玄武質(zhì)粗面安山巖。下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二亞組(C1db):礦區(qū)主要容礦地層,分布于礦區(qū)中部及南部?？傮w產(chǎn)狀呈南傾,走向?yàn)槲鞅睎|南向。巖性主要由玄武巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r、玄武粗面安山巖、粗面安山巖、安山巖和粗面巖組成。3.2控制礦山結(jié)構(gòu)礦區(qū)在板塊構(gòu)造上處于伊犁微板塊東北緣、博羅科努石炭紀(jì)島弧帶,經(jīng)歷了多階段構(gòu)造活動(dòng)的歷史,造成極為復(fù)雜的構(gòu)造格局。3.3火山碎屑巖形成的原因礦區(qū)侵入巖以淺肉紅色的花崗閃長(zhǎng)巖和灰白色的石英閃長(zhǎng)巖為主?；鹕綆r主要為石炭系大哈拉軍山組的淺海相中、酸性火山碎屑巖,少量熔巖及生物、化學(xué)灰?guī)r沉積?；鹕剿樾嘉镉呻x火山口較遠(yuǎn)的物質(zhì),即較細(xì)的及極細(xì)的火山灰沉積等組成,由于噴發(fā)沉積巖性及物源遠(yuǎn)近的不同,形成了巖性或粒度不同的層狀韻律,有時(shí)火山碎屑巖和火山熔巖交替成層出現(xiàn),因?yàn)閲姲l(fā)的間歇性則與灰?guī)r互層。礦區(qū)巖漿活動(dòng)以酸性巖和堿性巖為主,中性巖為次,由石炭紀(jì)的3個(gè)階段和二疊紀(jì)的2個(gè)階段組成。3.4圍巖侵蝕礦體及圍巖均產(chǎn)于火山碎屑巖中,自礦體向兩側(cè)蝕變分別為綠簾石化、綠泥石化、陽(yáng)起石化、鉀長(zhǎng)石化、蛇紋巖化、碳酸鹽化-硅化。4智博礦區(qū)火山特征通過(guò)以上對(duì)兩礦區(qū)地質(zhì)特征的分析,對(duì)松湖和智博礦區(qū)地質(zhì)特征進(jìn)行對(duì)比:(1)地層:松湖礦區(qū)賦礦地層為大哈拉軍山組一段(C1d1)和大哈拉軍山組二段(C1d2),主要為厚層和似層狀產(chǎn)出的中細(xì)粒凝灰?guī)r,凝灰粉砂巖,砂巖夾灰?guī)r為鐵礦成礦的主要層位,礦體賦存于灰綠色凝灰?guī)r中。智博礦區(qū)賦礦地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第二段,灰綠色玄武巖和玄武質(zhì)粗面安山巖。通過(guò)對(duì)比認(rèn)為,兩礦區(qū)地層巖性,存在這種差異是因?yàn)榛鹕綆r的展布受北西向區(qū)域性大斷裂的夾持,伴隨著斷裂分布,反映火山活動(dòng)受古斷裂控制,造就裂隙式火山機(jī)構(gòu)。從早到晚,火山活動(dòng)總體表現(xiàn)出強(qiáng)-弱-停息的演化過(guò)程,構(gòu)成一個(gè)完整的火山噴發(fā)旋回。(2)巖漿巖:通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),松湖礦區(qū)未見(jiàn)大規(guī)模的侵入巖活動(dòng),但噴出巖較發(fā)育。智博礦區(qū)侵入巖以花崗閃長(zhǎng)巖和石英閃長(zhǎng)巖為主,主要是早石炭世晚期敦德郭勒超單元的第一侵入次閃長(zhǎng)巖單元和第二侵入次花崗閃長(zhǎng)巖單元。松湖礦區(qū)火山巖主要為主要為安山質(zhì)火山(碎屑)巖(晶屑凝灰?guī)r、凝灰角礫巖),地表巖石一般均呈淺紫色、紫灰色,近斷層部位及含礦層位附近,巖石均呈淺色系,以淺灰色、淺灰綠色為主,局部為灰綠色,綠泥石化較為發(fā)育,智博礦區(qū)火山巖主要為石炭系大哈拉軍山組的的淺海相中、酸性火山碎屑巖和少量的熔巖,其中火山碎屑物由較細(xì)的火山灰沉積組成。(3)構(gòu)造:松湖礦區(qū)的主干構(gòu)造為鞏乃斯復(fù)向斜,由喀什河山間凹陷、阿吾拉勒復(fù)式背斜、則克臺(tái)-坎蘇斷隆、鞏乃斯山間凹陷次級(jí)單元聯(lián)合構(gòu)成,斷裂主要呈北西西向、近東西向展布,它與鞏乃斯復(fù)向斜伴生,與地層走向大體相同。智博礦區(qū)主干構(gòu)造為簡(jiǎn)單的單斜,礦區(qū)內(nèi)受區(qū)域性大斷裂的影響,巖層的劈理、節(jié)理較發(fā)育,層內(nèi)韌性變形復(fù)雜。礦區(qū)位于破火山口的中心部位,整體上受火山機(jī)構(gòu)的制約,因而與火山機(jī)構(gòu)有關(guān)的環(huán)狀及輻射狀斷裂發(fā)育。(4)圍巖蝕變:松湖礦區(qū)的蝕變種類(lèi)和強(qiáng)度總體與主礦層