新疆西天山铁矿带铁矿特征及成因分析

新疆西天山铁矿带铁矿特征及成因分析

随着地质活动的深入，西部海域已成为新疆的重要铜铁成分矿区。松湖铁矿床和智博铁矿床位于阿吾拉勒石炭纪裂谷带东段。自早古生代以来,研究区先后经历了拉张→俯冲→碰撞等多期次的强烈构造运动,每一次构造作用都在区内产生相应的岩浆活动,并有张性断裂和裂隙产出,导致火山喷发,形成大量的火山岩以及较厚大的原始矿源层,为成矿提供丰富的物质条件。因此,研究区成矿条件十分优越。1缺陷槽区地质构造及地质特征研究区大地构造位于天山山脉横亘于中亚腹地,与昆仑山、喜马拉雅山被称为亚洲3大山系,是中亚造山带的一个重要组成部分,根据各个构造层的发育程度及其结构特点,我们将新疆西天山地区的大地构造单元划分为:赛里木湖前寒武纪中间地块、哈拉军山前寒武纪中间地块、博罗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陆内裂谷,而阿吾拉勒裂谷则正好处于上述2个“中间地块”之间的接合部位,总体呈近东西向延伸。在大地构造位置上处于哈萨克斯坦板块伊犁—中天山陆壳板段伊犁晚古生代裂谷,该裂谷北部以伊克夏格孜郭勒-古仍郭勒断裂为界与博罗科努早古生代岛弧-弧后带相接,南部以敦德郭勒达坂南缘断裂为界与哈尔力克-巴仑台早古生代沟弧带相接,总体呈西宽东窄的喇叭状延伸(图1),经历了复杂的火山活动演化过程,地质构造非常复杂。西天山阿吾拉勒成矿带出露地层自下而上主要有志留系、泥盆系、石炭系、二叠系以及侏罗系以来的山间河湖相建造覆盖于其上。岩石类型复杂,海陆相兼备,以高碱富钠为特征,是主要的铜、铁(铜)矿含矿层位。松湖铁矿附近出露的地层主要为阿吾拉勒组第四亚组(C1ad)。大面积分布于矿区范围内,其与下伏的第三亚组(C1ac)呈整合接触。第四亚组(C1ad)下部为一套正常沉积岩;上部为安山(玢)岩及碎屑岩。其与下伏的第三亚组(C1ac)呈整合接触(据区域资料)。而智博矿区赋矿地层为下石炭统大哈拉军山组第二段,灰绿色玄武岩和玄武质粗面安山岩。2盆地形成等构造演化研究区大地构造上位于哈萨克斯坦板块的伊犁微地块,三级构造单元分属于阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系上。本区主要经历了石炭纪-二叠纪裂谷拉张和晚二叠世陆内造山和前陆盆地形成等构造演化过程,演化历史漫长、过程复杂,具体演化特征是:早石炭世开始急剧拉张,形成沉积巨厚的火山岩;至早石炭世后期,拉张渐缓,形成为碳酸盐岩-碎屑岩建造;晚石炭世转入汇聚,中酸性火山岩发育,并伴随花岗岩类岩基生成;早二叠世再度拉张,发育有碱性火山岩及中酸性侵入体;晚二叠世以后转入稳定。区内褶皱、断裂发育,花岗岩类侵入岩、火山岩活动十分强烈,特别是华力西中晚期岩浆岩的侵入,形成了区内主要的热液型铜铁矿床,同时对早期形成的铁矿起到了加富作用,成矿地质条件十分有利。2.1大拉军山组符合“4d1”的特点矿区及附近出露的地层(图2)主要为大哈拉军山组一段(C1d1)和大哈拉军山组二段(C1d2)。大哈拉军山组二段(C1d2)大面积分布于工作区范围内,其与下伏的大哈拉军山组一段(C1d1)呈火山喷发沉积接触关系。2.2火山喷发岩的岩石学特征矿区内没有明显的侵入岩活动,只在近矿断裂破碎带内沿裂隙见呈网脉状、被膜状分布的碳酸盐,局部于地表偶见石英细脉。喷发岩有一定程度的发育,主要为安山质火山岩,地表岩石一般均呈浅紫色、紫灰色,近断层部位及含矿层位附近,岩石均呈浅色系,以浅灰色、浅灰绿色为主,局部为灰绿色,绿泥石化较为发育,矿物成分主要为晶屑、岩屑、火山尘、火山灰,火山尘、火山灰多已脱玻化蚀变隐晶质长英质和绿泥石集合体,主要矿物成分磁铁矿、黄铁矿等均含量较低。2.3次级单元联合结构矿区构造主要为巩乃斯复向斜,由喀什河山间凹陷、阿吾拉勒复式背斜、则克台-坎苏断隆、巩乃斯山间凹陷次级单元联合构成。矿区内断裂十分发育,主要发育于矿体附近及南北两侧,呈北西西向、近东西向展布,它与巩乃斯复向斜伴生,与地层走向大体相同。2.4蚀变安山质凝灰岩松湖铁矿主矿层(体)直接顶板为灰紫色凝灰质粉砂碎裂安山质火山角砾岩及中-细粒蚀变安山质凝灰岩。围岩的蚀变种类和强度总体与主矿层(体)的相当,主要以碳酸盐化(方解石化)、绿泥石化为主,地表可见较弱的褐铁矿化,局部偶可见硅化。岩石裂隙中一般均发育细网脉状或被膜状的碳酸盐,并可见鳞片状镜铁矿。3博罗科努山系的主脊线智博矿区大地构造位置处于伊犁地块东北缘,在博罗科努山系主脊线上。区内构造活动强烈,火山机构十分发育,尤其是石炭系火山岩和华力西晚期中酸性岩体非常发育,成矿地质条件十分有利。3.1下石炭统大拉亚组第二亚组cbb矿区出露地层主要(图3)为下石炭统大哈拉军山组第二亚组(C1db)及大面积的冰川堆积物和冰水堆积物。主要为灰绿色玄武岩和玄武质粗面安山岩。下石炭统大哈拉军山组第二亚组(C1db):矿区主要容矿地层,分布于矿区中部及南部。总体产状呈南倾,走向为西北东南向。岩性主要由玄武岩、玄武质凝灰岩、玄武粗面安山岩、粗面安山岩、安山岩和粗面岩组成。3.2控制矿山结构矿区在板块构造上处于伊犁微板块东北缘、博罗科努石炭纪岛弧带,经历了多阶段构造活动的历史,造成极为复杂的构造格局。3.3火山碎屑岩形成的原因矿区侵入岩以浅肉红色的花岗闪长岩和灰白色的石英闪长岩为主。火山岩主要为石炭系大哈拉军山组的浅海相中、酸性火山碎屑岩,少量熔岩及生物、化学灰岩沉积。火山碎屑物由离火山口较远的物质,即较细的及极细的火山灰沉积等组成,由于喷发沉积岩性及物源远近的不同,形成了岩性或粒度不同的层状韵律,有时火山碎屑岩和火山熔岩交替成层出现,因为喷发的间歇性则与灰岩互层。矿区岩浆活动以酸性岩和碱性岩为主,中性岩为次,由石炭纪的3个阶段和二叠纪的2个阶段组成。3.4围岩侵蚀矿体及围岩均产于火山碎屑岩中,自矿体向两侧蚀变分别为绿帘石化、绿泥石化、阳起石化、钾长石化、蛇纹岩化、碳酸盐化-硅化。4智博矿区火山特征通过以上对两矿区地质特征的分析,对松湖和智博矿区地质特征进行对比:(1)地层:松湖矿区赋矿地层为大哈拉军山组一段(C1d1)和大哈拉军山组二段(C1d2),主要为厚层和似层状产出的中细粒凝灰岩,凝灰粉砂岩,砂岩夹灰岩为铁矿成矿的主要层位,矿体赋存于灰绿色凝灰岩中。智博矿区赋矿地层为下石炭统大哈拉军山组第二段,灰绿色玄武岩和玄武质粗面安山岩。通过对比认为,两矿区地层岩性,存在这种差异是因为火山岩的展布受北西向区域性大断裂的夹持,伴随着断裂分布,反映火山活动受古断裂控制,造就裂隙式火山机构。从早到晚,火山活动总体表现出强-弱-停息的演化过程,构成一个完整的火山喷发旋回。(2)岩浆岩:通过对比发现,松湖矿区未见大规模的侵入岩活动,但喷出岩较发育。智博矿区侵入岩以花岗闪长岩和石英闪长岩为主,主要是早石炭世晚期敦德郭勒超单元的第一侵入次闪长岩单元和第二侵入次花岗闪长岩单元。松湖矿区火山岩主要为主要为安山质火山(碎屑)岩(晶屑凝灰岩、凝灰角砾岩),地表岩石一般均呈浅紫色、紫灰色,近断层部位及含矿层位附近,岩石均呈浅色系,以浅灰色、浅灰绿色为主,局部为灰绿色,绿泥石化较为发育,智博矿区火山岩主要为石炭系大哈拉军山组的的浅海相中、酸性火山碎屑岩和少量的熔岩,其中火山碎屑物由较细的火山灰沉积组成。(3)构造:松湖矿区的主干构造为巩乃斯复向斜,由喀什河山间凹陷、阿吾拉勒复式背斜、则克台-坎苏断隆、巩乃斯山间凹陷次级单元联合构成,断裂主要呈北西西向、近东西向展布,它与巩乃斯复向斜伴生,与地层走向大体相同。智博矿区主干构造为简单的单斜,矿区内受区域性大断裂的影响,岩层的劈理、节理较发育,层内韧性变形复杂。矿区位于破火山口的中心部位,整体上受火山机构的制约,因而与火山机构有关的环状及辐射状断裂发育。(4)围岩蚀变:松湖矿区的蚀变种类和强度总体与主矿层