新疆雅滿蘇磁鐵礦床成因探討

曾紅 李明

（①新疆地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊 烏魯木齊830046②新疆地礦局第二區域地質調查大隊 昌吉 831100）

1 區域地質背景

新疆東天山地區位于中亞造山帶南緣，大地構造位置處于哈薩克斯坦—準噶爾板塊與塔里木板塊的結合部位，從北向南依次劃分為如下幾個構造單元：博格達-哈爾里克造山帶，吐哈盆地、頭蘇泉-大南湖構造帶、覺羅塔格島弧帶、中天山早古生代島弧帶、北山裂谷帶，總體呈近東西向展布。經歷了一系列長期而且復雜的構造演化歷史，包括大陸裂解、俯沖造山(增生造山)、碰撞造山—造山后和陸內多個演化階段，其特殊的區域地質構造環境控制了區內雅滿蘇—沙泉子銅、金、鐵、錳、鉛鋅成礦帶的成礦特征，其成礦條件十分優越，具有廣闊的找礦前景。

2 礦區地質特征

雅滿蘇鐵礦床位于哈密市南東110km 處，于1957 年由新疆地礦局第六地質大隊發現，1965 年正式投入開采，是一座大型露天鐵礦床。雅滿蘇鐵礦共發現大小礦體23個，本文主要對較大規模的Fe1、Fe2+3號礦體進行探討。

礦區出露地層主要為下石炭統雅滿蘇組上亞組一套淺海相火山巖夾碎屑沉積建造。可分為5 個巖性段：第一巖性段為灰白—青灰色灰巖、結晶灰巖，夾安山巖及英安質含礫晶屑凝灰巖。第二巖性段下部為堿性玄武質凝灰巖夾結晶灰巖、安山質玻屑凝灰巖；上部為灰色結晶灰巖、大理巖、玄武質火山集塊角礫巖、堿性玄武質火山集塊巖、堿性玄武質火山集塊凝灰巖，局部見小的磁鐵礦體。第三巖性段下部為矽卡巖化玄武巖，堿性玄武質火山角礫巖、集塊角礫巖，局部有交代-充填型磁鐵礦產出；中部為玄武巖、玄武質晶屑凝灰巖；上部為流紋質、英安質凝灰巖，安山質晶屑凝灰巖（常蝕變為石榴石矽卡巖或復雜矽卡巖，有磁鐵礦化或鐵礦體）。第四巖性段上部為灰綠色安山質晶屑凝灰巖及火山角礫巖；下部安山質晶屑凝灰巖夾凝灰質灰巖薄層，局部夾輝石閃長玢巖和輝石安山玢巖。第五巖性段為青灰色石灰巖、結晶灰巖或大理巖夾安山質晶屑凝灰巖。

礦區脈巖主要發育閃長玢巖，規模較小，總體呈近東西向展布，與區域構造線方向基本一致。礦床產于雅滿蘇背斜南翼近軸部，總體為一向南傾的單斜構造，區內斷裂構造發育，可分為成礦前、成礦期和成礦后斷裂。成礦期斷裂為近EW 向壓扭性逆斷層，具多期次活動特征，對鐵礦成礦起著導礦、容礦的作用；成礦期后斷裂，主要是一些逆沖斷層、脆性橫向平移正斷層及斜向平移逆斷層，對礦體有一定的破壞作用。

雅滿蘇地區，早、中石炭世火山活動強烈頻繁，堆積了一套巨厚的鈣堿性火山巖，由火山活動而形成了鐵礦及多金屬硫化物礦產。區內火山巖包括熔巖、碎屑巖和次火山巖三大類，其中以火山碎屑巖為主，次為熔巖和次火山巖。

3 礦體及礦石特征

雅滿蘇鐵礦床賦存于雅滿蘇背斜南翼的火山巖建造中，整個賦礦構造和賦礦巖層呈近東西向帶狀展布，雅滿蘇鐵礦共發現大小礦體23 個，分賦于上、中、下三個賦礦部（層）位，以Fe1、Fe2+3號礦體規模較大，次為零星小礦體。其圍巖為富含碳酸鹽的細粒中性火山碎屑巖，近礦圍巖矽卡巖，鐵礦層與上、下圍巖產狀完全或基本一致。鐵礦體的空間分布受成礦期斷裂構造的控制，層狀、似層狀或透鏡體產出，各礦體之間在平面上相互側列，剖面上呈斜列狀排布，其長寬之比一般為l:5 到1:20，礦體視厚0.4-20.17m 不等，平均8.6m，TFe 品位26.26-51.64%。出露地表的礦體，至西向東為石榴石矽卡巖，磁鐵礦礦體、復雜矽卡巖及大理巖蝕變帶。礦體在垂直方向的分布上大致為結晶灰巖、安山質凝灰巖、石榴石矽卡巖、透鏡狀磁鐵礦礦體、復雜矽卡巖、似層狀磁鐵礦礦體、石榴石矽卡巖。

礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦，伴有少量黃鐵礦、赤鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦等；非金屬礦物主要有石榴石、透輝石、透閃石、綠簾石、斜長石、陽起石、方解石、石英等。礦石結構主要為半自形-他形粒狀結構、交代結構，構造以塊狀構造和浸染狀構造（圖1-A）為主，局部為條帶狀構造（圖1-B）。

本礦主要有益元素為鐵，有害元素為硫，系高硫低磷的酸性礦石。富礦中全鐵含量在51%以上，一般鐵礦石全鐵含量25-35%，貧鐵礦石全鐵含量20-25%，值得指出的是該礦硫含量普遍很高，多為高硫磁鐵礦或高硫赤鐵礦，達到了硫礦邊界品位和工業品位。

圖1 雅滿蘇鐵礦礦石特征

礦石中磁鐵礦大致可分為早晚兩期。早期磁鐵礦大多為他形-半自形粒狀，顆粒總體較細且大部分磁鐵礦發白（圖1-C），一般呈稀疏浸染狀、紋層條帶狀、部分呈致密塊狀等產出，常與石榴石、輝石、綠簾石等硅酸鹽礦物共生。磁鐵礦晶隙中常見少量細粒他形黃鐵礦（圖1-D）及蝕變的鈉長石；晚期磁鐵礦粒度較粗、晶形完好（圖1-E），其中部分磁鐵礦以集合體形式產出，呈稠密浸染狀、致密塊狀。這類礦石一般位于礦體的邊緣部位，或者沿斷裂裂隙分布，常與綠簾石、綠泥石、鉀長石、陽起石等礦物共生。這個時期的磁鐵礦常交代石榴石、透輝石等早期礦物(圖1-J），為典型的熱液交代作用的產物。晚期形成的磁鐵礦也有較細粒者，呈浸染狀或條帶狀分布于綠簾石矽卡巖(圖1-G)或復雜矽卡巖中。鐵礦石中黃鐵礦形成較晚，大多呈他形-半自形粒狀，一般呈脈狀（圖1-H）、浸染狀、條帶狀(圖1-B)或團塊狀(圖1-F)分布于礦石內部或者與圍巖的接觸帶上，常常交代早期形成的礦物。黃銅礦一般呈細粒他形粒狀，呈不規則細脈狀分布（圖1-I），常伴黃鐵礦一起出現。

4 圍巖蝕變

礦區巖石普遍蝕變且強烈，離礦體越近，蝕變越強烈，大致為矽卡巖化、黃鐵礦化、碳酸鹽化；主要的圍巖蝕變是矽卡巖化，其蝕變礦物特征如下：

石榴石為該區磁鐵礦礦石中較為常見的脈石礦物之一，主要有兩期：第一期是致密塊狀細粒石榴石，呈淺褐色-紅褐色，半自形-自形晶粒，粒徑0.14～1.16 mm。部分具環帶結構和雙晶，個別呈篩狀變晶結構，可見其受后期構造應力作用而發生碎裂和錯位的現象。這類石榴石大多與磁鐵礦共生（圖1-J）；第二期是粗粒石榴石，深棕-黑紅色，粒徑0.15～2.15 mm，半自形-自形粒狀，呈五角十二面體、四角八面體，大部分具同心環帶構造和雙晶，部分石榴石邊部被后期熱液交代呈亮邊（圖1-K）。

透輝石為磁鐵礦礦石中主要脈石礦物，常呈放射狀集合體產出，具有弱的多色性，多為它形-半自形粒狀、短柱狀（圖1-L），粒徑0.13～0.5 mm，多與細粒石榴石密切共生。綠簾石呈粒狀、柱狀、板狀，粒徑0.06～0.57 mm，見其以粒狀集合體分布，或沿著石榴石、輝石的邊部或內部交代，形成交代殘余結構或交代反應邊結構（圖1-L）。

綠泥石大部分產于石榴石矽卡巖中，充填在石榴石的間隙，無交代現象；另有部分綠泥石廣泛分布于所謂復雜矽卡巖中，一般與透輝石、綠簾石、鉀長石、鈉長石及石榴石共生，對上述各種礦物有明顯的交代現象。

鉀長石化在礦區較發育，在礦石和圍巖中均有發現。鉀長石一般呈團塊狀、浸染狀、星點狀及條帶狀不均勻的分布于礦體、圍巖以及接觸帶中，局部可見鉀長石與磁鐵礦互呈條帶。

陽起石多呈放射狀和短柱狀，常交代石榴石、磁鐵礦。

在鐵礦石及矽卡巖中常見碳酸鹽礦物呈脈狀產出，充填在石榴石、輝石、綠簾石的空隙中，或者切穿矽卡巖，是礦化晚期的產物。

5 礦床成因

⑴雅滿蘇鐵礦床賦存于下石炭統雅滿蘇組上亞組的海相火山-沉積巖中，礦體呈似層狀、層狀沿斷裂構造產出，礦體空間上與矽卡巖密切相關。

⑵近礦圍巖矽卡巖化強烈，形成石榴石矽卡巖及復雜矽卡巖，根據礦石特征及礦石與矽卡巖的穿插關系，礦床的形成經歷了磁鐵礦-石榴石-綠簾石階段、磁鐵礦-鉀長石-綠簾石變階段和碳酸鹽-硫化物階段，鐵礦主要形成于磁鐵礦-鉀長石-綠簾石變階段。

綜上所述，雅滿蘇鐵礦中大部分的磁鐵礦具交代成因特征，表明雅滿蘇鐵礦的形成與巖漿熱液交代作用有關。