喬普卡鐵礦礦床地質(zhì)特征及成因分析

張小笛，邵明國，郭超

（山東金嶺鐵礦，山東淄博255081）

喬普卡鐵礦礦床地質(zhì)特征及成因分析

張小笛，邵明國，郭超

（山東金嶺鐵礦，山東淄博255081）

新疆塔什庫爾干縣喬普卡鐵礦位于塔什庫爾干陸塊塔阿西-塔吐魯溝鐵礦帶，磁鐵礦呈似層狀或透鏡狀產(chǎn)出，礦體受古元古界布倫闊勒群控制，含礦巖石為含磁鐵礦斜長角閃片巖，兩側(cè)圍巖為黑云母石英片巖。礦區(qū)鐵礦成因類型為海相沉積變質(zhì)鐵礦床，在成礦過程中受到不同程度的火山活動(dòng)影響。

喬普卡鐵礦；地質(zhì)特征；成因

喬普卡鐵礦區(qū)位于新疆塔什庫爾干縣城南東152°方位，直線距離68 km，行政區(qū)劃隸屬塔什庫爾干縣達(dá)布達(dá)爾鄉(xiāng)。通過對(duì)礦區(qū)地質(zhì)特征的闡述、礦石化學(xué)成分的分析和氧同位素的測試，界定了喬普卡鐵礦床的成因類型，提高對(duì)礦區(qū)礦體的認(rèn)識(shí)，為下一步找礦勘查提供依據(jù)。

1　礦區(qū)地質(zhì)概況

喬普卡鐵礦地處西昆侖高山區(qū)，位于塔什庫爾干陸塊塔阿西-塔吐魯溝鐵礦帶。礦區(qū)內(nèi)第四系非常發(fā)育，基巖巖層出露較少。根據(jù)礦區(qū)出露地層及鉆孔資料顯示，區(qū)內(nèi)地層主要為古元古界布倫闊勒群，巖性主要為黑云母石英片巖和斜長角閃片巖。局部地層變形強(qiáng)烈，斷裂、褶皺發(fā)育。構(gòu)造為北東傾斜的單斜構(gòu)造，傾角總體較緩，約35°～45°左右。巖漿巖基本呈巖株?duì)罘植迹饕獛r性為中基性火山巖的斜長角閃片巖、霏細(xì)巖巖體及小型基巖、中酸性侵入沿脈。

2　礦區(qū)磁異常特征

礦區(qū)內(nèi)出現(xiàn)1個(gè)北西—南東走向的磁異常帶，見圖1。磁異常帶△T最低-13 848 nT，最高29 461 nT，磁異常變化范圍達(dá)43 000 nT。磁異常帶內(nèi)總體表現(xiàn)出北西走向的條帶狀磁力高與磁力低相間分布的特征，可劃分出兩條北西向高值正異常帶。

Ⅰ號(hào)高值正異常帶位于測區(qū)北東部，總體呈中高磁異常帶，該帶在測區(qū)內(nèi)的長度達(dá)2 800 m，寬度200～400 m，西部磁異常強(qiáng)度大部分在2 000～5 000 nT，東南部磁異常強(qiáng)度可達(dá)29 461 nT，具強(qiáng)磁性磁鐵礦的異常特征；Ⅱ號(hào)高值正異常帶在測區(qū)內(nèi)的長度2 000 m，北西及東南兩側(cè)均延出測區(qū)。該高值正異常帶東南窄西北寬，呈喇叭狀，最小寬度約150 m，最大寬度達(dá)1 000 m，且分成兩個(gè)分支。Ⅱ號(hào)高值正異常帶的磁異常值普遍超過5 000 nT，中心區(qū)達(dá)10 000～20 000 nT，為典型的強(qiáng)磁性磁鐵礦引起［1］。

圖1　喬普卡鐵礦△T等值線

3　礦體地質(zhì)特征

3.1礦體特征

喬普卡鐵礦區(qū)西段共圈定鐵礦體16個(gè)，其中M1和M2礦體為主礦體，鐵礦石資源量（332+333）6 266.8萬t。礦體均賦存于古元古界布倫闊勒群a段石英片巖、斜長角閃片巖中，含礦巖石為含磁鐵礦斜長角閃片巖，兩側(cè)圍巖為石英片巖。M1礦體主要分布于礦區(qū)西段15～12勘探線之間，賦存標(biāo)高+ 3 800～+4 475 m，礦體走向114°～119°，傾向北東，傾角45°～71°；M2礦體分布于礦區(qū)西段27～2勘探線間，賦存標(biāo)高+3 800～+4 426 m，礦體走向114°～118°，傾向北東，傾角48°～72°。

3.2礦石質(zhì)量

喬普卡礦區(qū)礦石內(nèi)金屬礦物以磁鐵礦和黃鐵礦為主，含有少量的黃銅礦、磁黃銅礦、褐鐵礦、赤鐵礦等，磁鐵礦為主要工業(yè)利用礦物；非金屬礦物主要以石英、斜長石、黑云母為主，含有少量角閃石、透閃石、方解石、綠泥石、綠簾石等。

3.3礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造及類型

按脈石礦物種類劃分為5個(gè)類型：角閃石磁鐵礦石、輝石磁鐵礦石、角閃石斜長石磁鐵礦石、石英磁鐵礦石、方解石磁鐵礦石，見圖2。根據(jù)礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等宏觀特點(diǎn)將鐵礦石劃分為致密塊狀鐵礦石、條帶狀鐵礦石、浸染狀鐵礦石等3種礦石類型。

圖2　4種類型礦石的結(jié)構(gòu)

礦石的結(jié)構(gòu)主要有自形-半自形結(jié)構(gòu)、他形-半自形結(jié)構(gòu)等。其余還可見粒狀變晶結(jié)構(gòu)、半自形粒狀、他形粒狀變晶結(jié)構(gòu)；礦石的構(gòu)造主要有致密塊狀構(gòu)造和條帶狀構(gòu)造等，局部見浸染狀構(gòu)造［2］。

4　礦床成因簡析

塔什庫爾干地區(qū)含礦地層經(jīng)受了長期、復(fù)雜的巖漿、構(gòu)造活動(dòng)改造，礦體空間分布特征和礦石類型復(fù)雜。不同礦區(qū)含礦地層和層位基本一致，應(yīng)為統(tǒng)一成因類型鐵礦床。據(jù)地質(zhì)資料和前人研究，初步認(rèn)為該地區(qū)磁鐵礦為沉積變質(zhì)型鐵礦，受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造較強(qiáng)［3］。

4.1主量元素分析

對(duì)鐵礦石主要元素而言，一般認(rèn)為沉積變質(zhì)鐵礦床礦石的SiO2/Al2O3的比值應(yīng)＜10，火山沉積變質(zhì)鐵礦床礦石的SiO2/Al2O3應(yīng)＞10。在礦區(qū)采集10件礦石樣品進(jìn)行分析。

對(duì)化學(xué)成分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示SiO2與Al2O3的比值分別為7.40、6.27、12.51、6.44、6.45、5.62、5.86、16.60、5.75、11.58，其中＜10的7件，＞10 的3件，說明該地區(qū)條帶狀磁鐵礦系原生沉積變質(zhì)成因，形成過程中可能有火山活動(dòng)的影響。另外，較低的TiO2含量和相對(duì)較高的Al2O3含量顯示出其與山東韓旺及鞍山地區(qū)典型的條帶狀磁鐵礦存在較大差異，說明在磁鐵礦沉積過程中有大量的陸源碎屑加入。

鎂鋁比值［m=（100×MgO/Al2O3）］是沉積環(huán)境的有效判別標(biāo)志之一。隨著水體鹽度的增大，m值逐漸增加：淡水環(huán)境m＜1，海陸過渡性沉積環(huán)境m值為1～10，海水沉積環(huán)境（水體鹽度＞30.6%）m值為10～500，陸表海環(huán)境（或?yàn)a湖沉積環(huán)境）m＞500。表中樣品m值大部分位于73～104，說明礦床沉積時(shí)為海水沉積環(huán)境。

MnO/TiO2也可用于判斷沉積環(huán)境，在海溝至深海范圍內(nèi)，其比值＞0.5；在陸架和路坡范圍內(nèi)比值＜0.5；在近海淺海范圍內(nèi)，比值＜0.2。該礦區(qū)MnO/ TiO2比值均＞0.5，說明礦床沉積環(huán)境為海相。

所采集10個(gè)樣品中Fe2O3與FeO的含量都比較高，且Fe2O3含量明顯高于FeO含量，說明礦區(qū)含鐵巖段經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造活動(dòng)改造和漫長的地質(zhì)歷史，表生氧化作用強(qiáng)烈。磁鐵礦經(jīng)表生氧化作用形成褐鐵礦和赤鐵礦，黃鐵礦經(jīng)表生氧化作用形成黃鉀鐵礬和褐鐵礦［4］。

4.2同位素地球化學(xué)分析

在礦區(qū)采取了4個(gè)樣品進(jìn)行氧同位素（δ18O）分析，測試結(jié)果分別為：Q1（塊狀磁鐵礦石）δ18O值為3.9‰；Q2（石英磁鐵礦石）δ18O值為4.6‰；Q3（含黃鐵礦磁鐵礦石）δ18O值為7.4‰；Q4（含黃鐵礦磁鐵礦變質(zhì)粉砂巖）δ18O值為9.8‰。

從測試結(jié)果可以看出，喬普卡里礦區(qū)磁鐵礦的δ18O值均為正值，介于3.9‰～9.8‰，這說明磁鐵礦的形成均與中基性火山巖有關(guān)。樣品Q3和Q4中磁鐵礦的值略高于原生沉積形成磁鐵礦的值（1.3‰～6.8‰），但均不在由赤鐵礦變?yōu)榇盆F礦的δ18O值（1‰～2.4‰）及菱鐵礦變?yōu)榇盆F礦的δ18O值（10.9‰～11.6‰）范圍內(nèi)，這說明區(qū)內(nèi)磁鐵礦不是由這兩種礦物經(jīng)變質(zhì)作用形成，總體顯示原生沉積成因。

5　結(jié)論

根據(jù)礦體地質(zhì)、礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造等特征可知，喬普卡礦體主要呈似層狀、透鏡狀產(chǎn)出，與圍巖互層產(chǎn)出，與頂、底板圍巖呈漸變過渡關(guān)系；礦體在垂向上受布倫闊勒群控制；磁鐵礦石具有較為明顯的原始沉積構(gòu)造特征，在成礦過程中受到一定區(qū)域變質(zhì)作用的疊加改造和火山活動(dòng)的影響，礦床成因類型為海相沉積變質(zhì)鐵礦床。

［1］王曉剛，陳根，劉兵，等.新疆塔什庫爾干陸塊喬普卡里莫鐵礦磁鐵礦床地質(zhì)特征及其成因淺析［J］.四川地質(zhì)學(xué)報(bào)，2013，33（Z）：59-65.

［2］梁凱，梅貞華，王攀，等.新疆塔縣喬普卡鐵礦和山東萊州土山鐵礦特征對(duì)比［J］.吉林地質(zhì)，2015，34（2）：76-80.

［3］胡成林，孫玉龍，殷國鵬，等.新疆塔什庫爾干縣喬普卡鐵礦地質(zhì)特征及找礦標(biāo)志［J］.西部探礦工程，2011，24（11）：101-105.

［4］陳登輝，伍躍中，李文明，等.西昆侖塔什庫爾干地區(qū)磁鐵礦礦床特征及其成因［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2013，37（4）：671-684.

Abstrraacctt：The Joe Puka iron ore deposit of Xinjiang Taxkorgan county is located in the Taasi tower-tulugou ore belt of Taxkorgan landmass，the magnetite is in the stratoid or lenticular form，the ore body is contolled by the Paleoproterozoic bulunkuole group，the ore bearing rocks are magnetite amphibolite schist，on both sides of surrounding rock is the biotite quartz schist.The genetic type of ore deposits is marine sedimentary metamorphic iron deposit，and was influenced by different degrees of volcanic activity in the process of mineralization.

Key worrddss：Joe Puka iron ore；geological characteristics；genesis

Geological Characteristics and Genesis of Joe Puka Iron Ore Deposit

ZHANG Xiaodi，SHAO Mingguo，GUO Chao
（Shandong Jinling Iron Ore，Zibo 255081，China）

P618.31

A

1004-4620（2016）03-0043-02

2015-11-26

張小笛，男，1989年生，2012年畢業(yè)于山東科技大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)。現(xiàn)為山東金嶺鐵礦助理工程師，從事礦山地質(zhì)工作。