西天山智博鐵礦床礦體特征對比及深部資源預測

謝日實，石福品，華克強

摘? 要：智博鐵礦是2006年通過綜合研究、對比西天山鐵礦成礦規律，在阿吾拉勒成礦帶新發現的大型鐵礦山之一。通過對礦區成礦地質背景、礦床成因等特征分析，結合區內礦床特征對比研究，對深部資源進行了預測。推斷礦區總體有兩層呈階梯式磁鐵礦體存在，即淺層貧磁鐵礦體和深層富磁鐵礦體。

關鍵詞：智博;鐵礦;階梯式;深部;找礦預測

1? 區域成礦地質背景

西天山造山帶屬晚古生代碰撞造山帶，是一個經歷了復雜變形改造、多期次俯沖、碰撞和陸-陸疊覆造山而形成的復合造山帶，北以依連哈比爾尕斷裂帶為界，南以長阿吾子-烏瓦門縫合帶為界，東起托克遜-庫米什北東，向西延入哈薩克斯坦，整體呈楔形夾持于準噶爾板塊和塔里木板塊之間。西天山也是中亞成礦域的一個重要組成部分，阿吾拉勒成礦帶自西向東發育松湖鐵礦、查崗諾爾鐵礦、智博鐵礦、敦德鐵礦、備戰鐵礦等數個大中型鐵礦床，是國家十大重要金屬礦產資源接替基地之一[1]。礦區位于伊犁地塊東北緣（圖1），博羅科努山系主脊線上，屬石炭紀島弧帶，構造活動強烈，火山機構十分發育，尤其是華力西期火山活動為區內主要控礦因素[2]。石炭紀裂谷環境中大量火山-潛火山巖是形成礦床的重要地質因素，在火山巖靠近巖體附近尤其是次火山巖附近尋找熱液礦床具明顯的優勢[3]。

2? 礦區地質特征

區內出露地層為石炭系大哈拉軍山組第二亞組的一套火山巖（圖2），地層總體呈單斜產出，構造形跡較復雜，斷裂裂隙較發育。礦區內磁鐵礦主要產在該套地層中，礦體傾向NE向。礦區出露主要巖石為安山巖、磁鐵礦化安山巖、蝕變安山巖、粗面安山巖。礦區石炭紀火山巖和中酸性巖體非常發育，北部和西部出露石英閃長巖體，與中部的火山巖地層為侵入接觸關系。

3? 礦床礦體特征

目前礦區劃分了3個礦段：東礦段、中礦段和西礦段（圖2）。3個礦段內共圈定76條礦體，礦體特征見表1。通過對比礦體特征發現，礦區內主要存在2種類型的礦石：①以貧磁鐵礦為主，TFe品位一般在20%～40%，礦石類型主要為：稀疏浸染狀、星點狀、海綿隕鐵狀、隱爆角礫狀、條帶狀、斑雜狀等，礦石類型復雜，礦石中黃鐵礦細脈發育（圖3-d，e）。主要分布在礦區的東礦段和西礦段的Fe6和Fe2號礦體（表1），在28線地表也見到該類型的礦體。礦石類型為稠密浸染狀、稀疏浸染狀、隱爆角礫狀、海綿隕鐵狀、斑雜狀、條帶狀等，TFe品位在20%～63.80%，平均品位為35%～41%，總體品位較貧;②以富磁鐵礦為主，TFe品位基本在45%以上，礦石類型單一，主要為稠密浸染狀和致密塊狀，很少見到隱爆角礫及條帶，黃鐵礦呈星點及細脈狀發育，含量較少（圖3-a-c）。主要分布在東礦段和西礦段，礦體主要為Fe7、Fe8、Fe9和Fe1礦體，礦石類型主要為稠密浸染狀、致密塊狀，TFe品位為40%～68%，平均45%～50%以上，總體屬富磁鐵礦石。

從智博鐵礦區縱剖面圖中可看出（圖4），礦體存在明顯的分層現象，即3個礦段的主要礦體明顯不是同一成礦期次的產物。通過綜合研究，判斷礦區總體有兩層磁鐵礦體，即淺層貧磁鐵礦體和深層富磁鐵礦體，呈階梯式分布特征。

淺層礦體? 以Fe2、Fe6為代表，主要分布于中礦段和東礦段，東礦段主要在15～08線之間分布，東部的28線地表也有露頭出現。礦體賦存于3 400～3 700 m標高之間，埋藏深度為0～230 m，地表有露頭，埋藏較淺。該層礦體構造多為稀疏浸染狀，常見斑雜狀、隱爆角礫狀、海綿隕鐵狀及條帶狀，礦石類型復雜，成因總體屬巖漿期產物，但成礦時多伴隨隱爆作用，因此，判斷該層礦體在成礦早期火山活動劇烈時形成。Fe6礦體在局部勘探線上（00線等）呈漏斗狀（圖5），為破火山口標志之一。

深層礦體? 以Fe1、Fe7～Fe9為代表，主要分布于東礦段和西礦段。該層礦體在東礦段主要分布于12～40線，為Fe7、Fe8、Fe9號礦體，賦存于3 100～3 350 m標高之間，埋藏深度在300～650 m，地表無露頭，屬隱伏礦體。該層礦體品位較富（TFe平均品位大于45%），礦石類型多為致密塊狀和稠密浸染狀，礦體形態總體呈層狀、厚板狀，產狀平緩，形態穩定，是智博鐵礦主要的富磁鐵礦體。

西礦段Fe1號礦體，出露標高為3 860～3 960 m，埋深0～180 m，產狀較陡，傾角約30°。礦石類型為致密塊狀，稠密浸染狀次之，少見到隱爆角礫，隱爆作用弱。該礦體品位富，TFe平均品位大于50%，圍巖為灰黑色綠簾石-陽起石化玄武質安山巖，礦石中見黃鐵礦細脈。

4? 礦床成因及成礦模式

綜上可知，無論礦石類型，還是礦體形態，深層礦體（Fe1、Fe7～Fe9）與淺層礦體（Fe2、Fe5、Fe6）截然不同。深層礦體總體品位富，形態單一，呈厚板狀、層狀，礦石中少見隱爆角礫、海綿隕鐵狀、斑雜狀等構造，說明該層礦體是在火山活動平靜期富鐵礦漿貫入形成，成礦時期晚于淺層礦體。至于Fe1和Fe6兩礦體標高不同，推測是后期破火山口塌陷作用的影響。

經研究分析，塌陷破火山口主要位于礦區中礦段一帶，具體部位在67～08線之間，證據如下：①中礦段00、03、05、07等勘探線中，礦體均呈漏斗狀，表現為中間產狀平緩，兩側產狀陡立，尤其是在00線，表現最為明顯（圖5）。該現象符合塌陷破火山口“平面上呈圓形，橢圓形，剖面上呈漏斗狀，構成下陷盆地”和“火山巖產狀在中部近水平，邊緣變陡，向內傾斜，在環狀斷裂以外，向圍巖傾斜”的特征，表明礦區分布有塌陷破火山口，中心部位在東礦段00線一帶;②中礦段15～08線之間已進行露天開采，Fe6號礦體深部已被揭露。在露天采坑內，玄武質安山巖及礦體中可見大量放射狀斷裂，符合塌陷破火山口“發育環狀、半環狀、錐狀、放射狀斷裂”的特征[4];③據地質調查成果，15～08線地層中常見火山凝灰巖，主要為灰綠色安山質凝灰巖，含大量晶屑、巖屑，呈薄層狀;在08線地表，見到安山玢巖脈，脈寬1～2 m。該現象符合塌陷破火山口“破火山口中常見各種火山碎屑巖及湖相沉積巖，次火山巖體發育”的特征。

從以上證據中可判斷，智博鐵礦區內分布有塌陷破火山口，中心位于東礦段15～08線一帶。智博鐵礦成礦時代為321～325 Ma，屬早石炭世晚期。礦體賦存于大哈拉軍山組玄武質安山巖、安山巖、粗面安山巖中。礦石的稀土元素和Pb同位素研究都指示礦石與玄武質火山巖有密切關系，在礦床成因上屬以玄武質巖漿為母巖漿的巖漿礦床（主要）和熱液礦床（次要）的復合型礦床。

石炭紀火山活動是區內乃至阿吾拉勒成礦帶規模最大的一次構造-巖漿事件，成因上與晚古生代北天山洋南向俯沖消減過程有關。火山作用既為鐵礦床的形成提供了物質來源，又為成礦物質的就位提供了驅動力。火山通道及火山機構中發育的一系列斷裂構造是礦區重要的導礦構造。斷裂和裂隙連通火山巖地層層間薄弱帶、火山巖富含的孔隙等減壓空間，為鐵質的沉淀、聚集成礦提供了場所。鐵礦體就位于破火山口內，做為火山機構的一部分。

結合后期塌陷作用進行綜合研究，初步總結了礦床成礦模式（圖6）：

（1） 早石炭世晚期北天山洋（準噶爾洋）向伊犁板塊俯沖，使深部地殼發生部分熔融形成富鐵的玄武質巖漿，并沿深大斷裂上侵，圍繞火山口噴溢形成火山巖。

（2） 富鐵玄武質巖漿在持續上侵過程中，壓力逐漸釋放至一定程度時，巖漿演化至氧化物的過飽和狀態，形成礦漿或富含礦漿的巖漿。

（3） 礦漿期成礦。第一期礦漿或富含礦漿的巖漿沿通道上侵到淺部，在破火山口中心構造薄弱部位發生隱爆作用而成礦。該期成礦作用形成了礦區內淺部貧磁鐵礦體，對應礦區內的淺層礦體;第二期富鐵礦漿沿通道上侵到較深部位，貫入到裂隙中，形成第二期礦體—深部富磁鐵礦體，即深層礦體。

（4） 熱液期成礦。由于大量巖漿、礦漿噴發，巖漿房處于高溫、負壓狀態，雨水、地下水向負壓帶匯聚并與火山熱液混合。升溫后的混合熱液萃取圍巖中的礦質并沿斷裂帶上升，在破火山口中心部位產生隱爆作用，形成熱液疊加礦化，并在其周圍形成強烈的蝕變。

（5） 塌陷期改造。由于大量巖漿、礦漿噴發，巖漿房處于空虛狀態，上覆巖層的壓力使該地帶發生長期塌陷，形成了漏斗狀的塌陷破火山口，對前兩期形成的礦體也進行了改造。在中礦段和東礦段的65～08線，位于火山口中心，塌陷最強烈;東礦段的12～40線和65～103線，位于火山口邊緣，塌陷較強烈;西礦段的103線以西，遠離了火山口，塌陷作用較弱。

（6） 剝蝕期剝蝕。礦體經歷了剝蝕作用，海拔高的礦體被剝蝕掉，僅在65～08線保留了完整的兩層礦體，其余地段淺層礦體均被剝蝕。

5? 深部資源預測及找礦方向建議

目前，智博鐵礦床已求得資源量（111b+122b+333）3.36×108 t，其中東礦段Fe7、Fe8、Fe93個礦體估算資源量（111b+122b+333）2.36×108 t，占總資源量的70.24%;中礦段Fe6礦體估算資源量為（111b+122b+333）5.61×107 t，占總資源量的16.67%。智博鐵礦區的資源量主要集中在Fe7、Fe8、Fe9深層礦體上，具規模大、品位富等特點。

（1） 結合地質構造特征及成礦模式等綜合分析（圖6），推測礦區的東部（40線以東）和西部（103線以西）礦體均處大面積深剝蝕狀態，且Fe1礦體已開采多年，進一步找礦效果較差。

（2） 中礦段和東礦段的65～08線Fe2、Fe6號礦體探獲資源量（111b+122b+333）約8.50×107 t，規模較大。從東礦段東部12～40線Fe7、Fe8、Fe9號礦體特征及礦床規模進行對比（圖7），推斷65～08線Fe2、

Fe6號礦體探獲資源應為淺層礦體，其深部應發育規模較巨大富磁鐵礦體（圖7，8）。因其礦段長度是12～40線的2倍以上，推測其深部遠景資源量在5×108 t以上，可開展進一步找礦工作。

（3） 65～103線之間深層礦體尚未剝蝕，該段未進行工程驗證，深部情況尚不清楚，深部具有存在厚大磁鐵礦的可能。

參考文獻

[1]? ? 王志華. 新疆西天山智博鐵礦床地質特征及成因研究[D]. 北京： 中國地質大學（北京）， 2013.

[2]? ? 張喜，董連慧，高俊，等. 西天山查崗諾爾-智博鐵礦成礦背景與成礦作用研究進展[J]. 礦床地質， 2012， 31（2）： 165-166.

[3]? ? 董連慧. 新疆地質礦產勘查回顧與展望[J]. 新疆地質， 2011， 29（1）： 1-6.

[4]? ? 田敬全，胡敬濤，易習正，等. 西天山查崗諾爾-備戰一帶鐵礦成礦條件及找礦分析[J]. 西部探礦工程， 2009， 44（8）： 88-91.

Comparison of Orebody Characteristics and Prediction of Deep Resources in Zhibo Iron Deposit， Western Tianshan

Xie Rishi，Shi Fupin， Hua Keqiang

（The Third Geological Branch， Xinjiang Geological and Mineral Bureau， Kuerle，Xinjiang，841000，China）

Abstract： Zhibo Iron mine is one of the large iron mines newly discovered in awulale metallogenic belt through comprehensive research and comparison of metallogenic regularity of West Tianshan Iron mine in 2006. Based on the analysis of the characteristics of metallogenic geological background and genesis of the deposit， combined with the comparative study of the characteristics of the ore body in the area， the deep resources in the area are predicted. It is inferred that there are two stepped magnetite orebodies in the mining area， namely shallow magnetite poor orebody and deep magnetite rich orebody. It provides the prospecting direction for further increasing the existing continuous resource reserves and prolonging the service life of the mine.

Key words： Zhibo; Iron ore; Step; Deep; Prospecting prediction