新疆哈密库姆塔格铁矿特征及其成矿模式初探

曲风英 殷长江 张涛 郭阳 李杉杉（新疆地矿局第六地质大队，新疆哈密 839000）



新疆哈密库姆塔格铁矿特征及其成矿模式初探

曲风英 殷长江 张涛 郭阳 李杉杉
（新疆地矿局第六地质大队，新疆哈密 839000）

【摘要】库姆塔格铁矿位于雅满苏Au-Cu-Fe-Mn成矿亚带的西部，是中天山地块内铁矿的重要成矿带，本文通过对新疆哈密库姆塔格铁矿的大地构造背景、赋矿围岩、矿体特征、矿石物质组份、蚀变特征等方面进行综合分析，初步认为本矿床是经过两次作用形成的，即海底火山喷流沉积作用和后期的热液改造富集作用形成，并初步建立了该矿床的成矿模式，对在该地区寻找类似的铁矿床起到了初步指导性的作用。

【关键词】库姆塔格铁矿 矿体特征 火山喷流沉积作用 热液改造富集作用 成矿模式

1 区域地质背景

库姆塔格铁矿位于塔里木板块前缘活动带觉罗塔格石炭纪岛弧带的南缘，阿奇克库都克-沙泉子深断裂北侧与中天山地块晚元古代坳陷区的交接部位，处于雅满苏Au Cu Fe Mn成矿亚带的西部，出露地层主要为中石炭统碎屑岩-火山碎屑岩建造。岩浆岩为华力西中期的花岗岩和闪长岩，在区域内的中-酸性火山岩中已发现多处铜铁矿矿床。

2 成矿地质环境

库姆塔格铁矿区东西长6千米，南北宽1千米，呈近东西向分布。区内出露地层主有中-上石炭统吐古吐布拉克组和下二叠统哲斯组。吐古吐布拉克组为库姆塔格铁矿床的赋矿地层，该组下段为海相喷发熔岩建造、上段为碳酸盐岩—沙泥质岩建造。

下段海相喷发熔岩建造：该段地层呈东西向长条状分布于矿区北部，主要为安山玢岩夹凝灰岩、火山角砾岩、集块岩，在层位的中上部尚存有薄层状灰岩，在安山玢岩中含有红色碧玉条带和透镜体。

上段碳酸岩盐—沙泥质岩建造：该段地层主要为一套凝灰岩、碳酸盐岩、砂砾岩、泥质岩所组成。

矿区处于两个大地构造单元的交界部位，褶皱断裂十分发育，以东向西的压性构造为主矿区主要由一系列大致平行分布的东西向同向歪斜褶曲和冲断层所组成，为矿区主要构造骨架。褶曲轴面倾向南，倾角在80°以上。冲断层结构面倾向南北，一般倾角60-70°，。在冲断层两侧常派生出分支断裂和牵引褶曲。沿断层交叉部位的断裂带上有细晶花岗岩脉侵入。

矿区岩浆岩主要为华力西期侵入体，其侵入严格受深大断裂所控制，深大断裂以南侵入岩多为大的岩株和岩基大规模侵入的闪长岩体、正长花岗岩体和花岗岩体；深大断裂以北岩浆侵入活动大为减弱，主要表现为岩脉侵入，见有闪长岩脉、钠长斑岩脉等。

3 矿床特征

3.1 矿体规模、形态及产状

铁矿床东西长4千米，南北宽0.8千米，分为南北两个矿带，两矿带相距0.3千米，皆呈东西向延伸，TFe品位多在30-35%，主要矿体有Ⅱ9、Ⅰ2、Ⅰ4、Ⅰ5等，分述如下：

Ⅱ9号矿体：矿体长570米，最大厚度12米，矿体产于向斜构造的轴部，矿体顶、底板为含铁灰岩，部分地段为含铁生物碎屑灰岩、砂岩及白云质灰岩，矿体与围岩呈渐变过渡关系。

Ⅰ2号矿体：呈似层状，产于向斜构造南翼，倾向北，倾角53°，矿体长430米，最大厚度9.5米，平均厚度4.6米。底板为铁质灰岩，顶板为含铁灰岩，部分地段为石灰岩和绢云母片岩。

Ⅰ4号矿体：由多个透镜状和层状矿体组成，向下深处连为一体，呈层状产出，长2千余米，矿层厚度5-10米，最大厚度25米，矿体底板主要为含铁灰岩，局部地段为钙质凝灰砂岩及白云质灰岩。顶板为含铁灰岩及铁白云岩，个别地段为凝灰砂岩和铁质灰岩。

Ⅰ5号矿体：矿体呈层状，走向为东西向，断续延伸约2千米，矿体中部厚度25米，向东西两端逐渐变薄。该矿体位于Ⅰ4号矿体之上，与之平行分布。矿体顶皆为铁质灰岩和含铁灰岩，局部为钙质凝灰砂岩及泥质岩。

3.2 矿石矿物分布

矿石矿物主要为菱铁矿和褐铁矿，褐铁矿为菱铁矿的氧化矿物，褐铁矿中含有少量的水赤铁矿、赤铁矿、镜铁矿、软锰矿和硬锰矿；脉石矿物主要为方解石，少量的石英、铁白云母，微量的绢云母、榍石、电气石、白钛石、磷灰石、金红石等。

3.3 矿石结构构造及矿石类型

矿石的自然类型分为菱铁矿、褐铁矿。

菱铁矿：灰白色，米黄—浅肉红色，自形、半自形、它形粒状结构及花岗变晶结构。矿区中部矿石结晶粗大，向东西两侧结晶变细。致密块状构造。

褐铁矿：褐色，黄褐色，隐晶质结构，胶状构造，局部见菱形结构，成假像褐铁矿，致密状构造及带状构造（由针铁矿和水针铁矿相间环带组成）。

4 围岩蚀变

库姆塔格铁矿床中，矿体附近或矿带上围岩具有较强烈的中—低温热液蚀变现象，如绢云母化、铁白云石化、绿泥石化、硅化、明矾石化—石膏化等。

绢云母化：出现于控矿碳酸岩层以上的凝灰砂岩、凝灰粉砂岩及细晶花岗岩中。绢云母呈细鳞片状交代斜长石和火山碎屑。当其全部被绢云母交代时，岩石显示变余状结构和变余凝灰质结构。

铁白云岩化：是矿区的重要蚀变，主要发生在灰岩层中。主要矿物成分为铁白云石，铁白云石交代方解石，形成交代残留结构，可见灰岩残留体。

绿泥石化：在凝灰砂岩、凝灰粉砂岩及菱铁矿石中都有出现。在凝灰砂岩中，大量的叶绿泥化呈不规则侵染状分布，叶绿泥石呈脉状穿插交代菱铁矿。

明矾石—石膏化：为该菱铁矿区又一重要蚀变，经钻探揭示，石膏层沿走向和倾向变化大，石膏岩层矿物成分主要为硬石膏。石膏岩以呈脉状充填交代凝灰砂岩为主，其次交代铁白云石化灰岩和菱铁矿层。

硅化：硅化呈网络状交代褐铁矿石，使矿石显示角砾状构造特征。在菱铁矿石中也有微细石英脉穿插。

褐铁矿化：在外生条件下，矿床中部分菱铁矿石被氧化转变为褐铁矿石，矿体的近矿围岩白云岩及凝灰砂岩也发生褐铁矿化，形成褐铁矿化灰岩等。

5 矿床成矿模式

综合库姆塔格铁矿特征，该铁矿的形成经历了海底火山喷流热液沉积成矿和后期热液交代叠加改造。

海底火山喷流沉积成矿：中天山地块北缘与觉罗塔格南缘库姆塔格地区，在石炭纪早期强烈的火山喷发，沉积了巨厚的岛弧型火山熔岩和火山碎屑岩。至中—上石炭世库姆塔格地区形成一海湾构成相对封闭的沉积环境，海底火山喷发沉积形成吐古吐布拉克组一套中性火山熔岩—火山碎屑岩建造，含矿控矿的灰岩—菱铁矿层产于该建造的中上部。根据岩相分析，灰岩和菱铁矿体应为火山喷发间歇期形成，在此期间火山在喷流喷气和海水沿火山机构和海底断裂系统下渗，在洋壳深部循环，并演化成中温富含Fe、Mg、Ca、S、CO2和H2S等成矿物质的流体，随着地热梯度升高，含矿流体在热动力推动下，沿着火山机构和海底断裂喷流出海底，在海底汇聚，热液对流系统形成。富含矿质的热液，在海底相对封闭还原和水动力条件较弱的环境中，与海水发生反应沉积形成菱铁矿层。

后期中—低温热液交代对铁矿床的叠加改造：矿区南部华力西中期构造运动和二长花岗岩浆侵入之后，随着岩浆冷凝结晶过程，分异出大量的挥发组分和矿质，如H2O、CO2、SO2及Fe、Mg等，加上与大气降水的混合聚集形成含CO2等矿质的热水溶液。含矿热液在热动力和构造应力的作用下，向围压力含矿带低处运移，在运移过程中又萃取了围岩中的Fe、Mg等矿质，大量的含矿热液进入矿带后，与含矿的碳酸盐岩和矿体发生渗滤交代作用，热液交代使灰岩、铁白云岩化和菱铁矿化，从而改造加富了菱铁矿层。交代残余溶液富含Ca、Mg 、H2O、SO2等矿质，水介质的氧化还原电位逐渐升高，SO2被氧化成［SO4］，与Ca结合形成石膏层。石膏在构造应力的作用下，变形缩水，挤压贯入于层间和构造空间，形成巨厚的石膏矿层。

因此，库姆塔格铁矿成矿模式为：海相火山沉积—后期热液交代加富改造成矿。其成矿模式如图1。

参考文献：

［1］贺飞，弓小平，韩琼等.可布台铁矿地质特征及成矿模式.新疆地质，2013年第3期.

［2］李新光，薛春纪，王晓薇.阿灭里根萨依铁矿地质特征.新疆地质，2012年第3期.

［3］苏桂芬，刘风民，冯俊岭.典型岩石薄片显微图册.地质出版社，2012年第8期.

作者简介：曲风英（1971—），女，新疆哈密人，学士学位，长期从事矿产地质工作。