新疆伊通縣金東鐵礦礦床地質(zhì)特征及成因分析

新疆伊通縣金東鐵礦礦床地質(zhì)特征及成因分析

2005年，新疆地礦局第七地質(zhì)大隊(duì)在新疆新源區(qū)開展了大規(guī)模的勘探工作。在此基礎(chǔ)上，我們測(cè)量了該礦點(diǎn)的非系統(tǒng)磁法，并發(fā)現(xiàn)了一定規(guī)模的異常磁體的存在。前人在松湖鐵礦區(qū)地質(zhì)特征、地球化學(xué)特征、礦床成因以及粗安巖年代測(cè)定等方面做了大量研究,但圍巖蝕變與成礦方面研究較少,本文通過對(duì)礦化蝕變特征的分析總結(jié),進(jìn)一步研究圍巖礦化蝕變與原礦床構(gòu)造、含礦物質(zhì)的改造作用以及礦床成礦等方面之間關(guān)系。1構(gòu)造單元?jiǎng)澐衷摰貐^(qū)位于哈薩克斯坦板塊伊犁微地塊,三級(jí)構(gòu)造單元分屬阿吾拉勒—伊什基里克晚古生代裂谷系。礦床位于伊犁成礦區(qū)的阿吾拉勒—伊什基里克Cu、Ag、Pb、Zn、Fe成礦帶。1.1上、下沉積型成礦巖礦區(qū)及附近出露的地層主要為阿吾拉勒組第四亞組(C1ad),大面積分布于礦區(qū)范圍內(nèi),其與下伏的第三亞組(C1ac)呈整合接觸。第四亞組(C1ad)下部為一套凝灰質(zhì)碎屑巖與碳酸鹽巖,上部為安山(玢)巖及碎屑巖(圖1)。礦區(qū)范圍較小,所見的多為第四亞組的上部,但因褶皺(復(fù)向斜)的發(fā)育,局部也有下部巖性的出露,主要巖性為紫紅—灰紫色晶屑玻屑凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、砂巖、灰白色—灰黑色微晶粉晶生物碎屑灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r夾沉凝灰?guī)r及巖屑凝灰質(zhì)砂巖。凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)粉砂巖、砂巖夾灰?guī)r為鐵礦成礦的主要層位。地層(巖性層)總體表現(xiàn)為南南西、南西西傾,傾角58°~84°,局部為北東傾和北北東傾,傾角62°~78°。1.2分層斷裂fps礦區(qū)處于鞏乃斯復(fù)向斜的北翼,總體表現(xiàn)為單斜構(gòu)造。有3條主要的構(gòu)造斷裂(用符號(hào)F1、F2、F3表示),斷裂規(guī)模均不甚大,其特征、性質(zhì)等分述如下:F1:為推測(cè)斷層,位于礦區(qū)西北部,沿溝谷發(fā)育,走向北東,斷層特征、性質(zhì)不明顯,鑒于該斷層通過的巖石地層單元中灰?guī)r發(fā)生明顯的褶曲、扭動(dòng),推測(cè)其具左行走滑性質(zhì),滑距近100m。斷裂形成時(shí)間晚于主成礦期。F2:位于礦體北側(cè)約50~100m,斷裂帶寬近10m,走向近東西,總體向南傾,傾角近直立。帶內(nèi)巖石較為破碎,未見礦化蝕變。F3:在礦體附近,斷裂帶寬30~50m,其范圍已將礦層(體)包括在內(nèi),產(chǎn)狀為200°∠60°~80°,具韌性剪切性質(zhì),韌性剪切的特征在礦體南側(cè)的部分地段表現(xiàn)的較為清晰,可見明顯的眼球狀構(gòu)造,巖石破碎呈碎粒狀、粉沫狀。斷層對(duì)礦體從地表至中深部均有較大影響,主要作用表現(xiàn)為:(1)變質(zhì)改造作用;(2)破壞礦石原有的完整性;(3)破壞礦體的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件,是導(dǎo)致礦床充水的主因;(4)其活動(dòng)是引起礦床內(nèi)鏡鐵礦、黃銅礦、碳酸鹽局部發(fā)育,礦床內(nèi)巖、礦石發(fā)生褐鐵礦化、孔雀石化、碳酸鹽化、綠泥石化等礦化蝕變普遍發(fā)育的主因。1.3地表巖石及礦物學(xué)特征區(qū)內(nèi)未見大規(guī)模侵入巖活動(dòng)(如脈巖等),僅在近礦斷裂破碎帶內(nèi)沿裂隙見呈網(wǎng)脈狀、被膜狀分布的碳酸鹽,地表局部偶見石英細(xì)脈。礦區(qū)內(nèi)發(fā)育有一定程度的噴出巖,主要為安山質(zhì)火山(碎屑)巖(晶屑凝灰?guī)r、凝灰角礫巖),地表巖石一般均呈淺紫色、紫灰色,近斷層部位及含礦層位附近,巖石均呈淺色系,以淺灰色、淺灰綠色為主,局部為灰綠色,綠泥石化較為發(fā)育,礦物成分主要為晶屑、巖屑、火山塵、火山灰,火山塵、火山灰多已脫?；g變隱晶質(zhì)長(zhǎng)英質(zhì)和綠泥石集合體,主要礦物成分磁鐵礦、黃鐵礦等均含量較低,約1%~5%。此外,在深部見疑似石英二長(zhǎng)閃長(zhǎng)(玢)巖角礫,角礫呈棱角狀,呈肉紅色,具一定程度的鉀化,相對(duì)較為富集的黃銅礦化賦存于角礫中。1.4地球化學(xué)特征礦區(qū)主要位于阿吾拉勒—伊什基里克Au、Cu、Fe、Pb異常帶,1/50萬區(qū)域化探在工作區(qū)內(nèi)圈定6處Au、Ag、Sb、Bi、Cu、Mo、Pb、Zn、W、Sn等元素綜合異常,異常排序較為靠前,異常元素組合復(fù)雜,各單元素異常套合較好,濃集中心明顯,顯示了較強(qiáng)的富集和成礦特征,具有形成較好的熱液型金、銅、多金屬礦產(chǎn)的地球化學(xué)背景。2巖體巖體及微量元素特征礦體賦存于灰綠色凝灰?guī)r(局部為晶屑玻屑凝灰?guī)r)中,呈近東西至北西西向展布,局部發(fā)生小的扭動(dòng),總體產(chǎn)狀為180°~212°∠75°~84°,局部北傾或近直立。主礦體L1空間上呈不甚規(guī)則的似層狀,走向長(zhǎng)約735m,傾向上控制斜深最深約480m。平面上,主礦體在0-0′勘探線(主勘探線)附近向東西兩端開始出現(xiàn)分支。傾向上來看,夾層上部礦體厚度表現(xiàn)為變薄,而下部礦體在厚度總體表現(xiàn)為增厚,局部減薄。主礦體直接頂板為灰紫色凝灰質(zhì)粉砂碎裂安山質(zhì)火山角礫巖及中—細(xì)粒蝕變安山質(zhì)凝灰?guī)r。直接頂板之上,發(fā)育有安山質(zhì)角礫巖屑凝灰?guī)r、巖屑晶屑凝灰?guī)r等,局部可見灰白色生物碎屑微晶灰?guī)r。底板巖性主要為灰綠色凝灰質(zhì)砂巖,局部可見含砂微晶粉晶生物碎屑灰?guī)r。其中L2、L3、L4、L5各礦體特征如表1所示。礦石主要礦物有磁鐵礦,其次有磁赤鐵礦、褐鐵礦、赤鐵礦、黃銅礦、黃鐵礦、銅蘭等。脈石礦物主要有透閃石、陽起石、綠簾石、綠泥石、石英、方解石等。其中磁鐵礦、(磁)赤鐵礦含量51.4%,黃鐵礦含量6.3%,黃銅礦、銅蘭總的含量約0.4%,方解石等碳酸鹽礦物含量約13.9%,石英、透閃石等硅酸鹽礦物含量約28.0%。總體表現(xiàn)為交代假象結(jié)構(gòu),以自形—半自形晶結(jié)構(gòu)、他形晶粒狀結(jié)構(gòu)為主。構(gòu)造以塊狀構(gòu)造、浸染狀構(gòu)造為主。2.1礦化層序圖矢量本礦床主要礦化有:磁鐵礦化、磁赤鐵礦化、赤鐵礦化、黃鐵礦化、褐鐵礦化(如圖3-B)、黃銅礦化、鏡鐵礦化等。磁鐵礦化主要分布于礦體的中心及頂板附近,在底板及礦體中下部也有分布(如圖矢量);黃銅礦化主要分布于鐵礦床的中上部及頂板附近,在礦床底板以下凝灰角礫巖中亦發(fā)現(xiàn)弱的黃銅礦化,黃銅礦呈細(xì)小的星點(diǎn)狀分布于角礫中;鏡鐵礦化則分布廣泛,在各類巖石中均有發(fā)育,主要沿近東西向展布的裂隙呈面狀分布為主,表現(xiàn)為大小不一的鱗片狀,從其面性分布來看。2.2磁鐵礦的生產(chǎn)結(jié)合野外與室內(nèi)鏡下資料,以及礦物共生組合、礦物相互穿插等關(guān)系研究,本礦床成礦主要經(jīng)歷了以下五個(gè)階段:(1)鉀長(zhǎng)石—綠泥石—磁鐵礦階段;(2)綠簾石—磁鐵礦階段;(3)黃鐵礦及黃銅礦—磁鐵礦階段;(4)石英—方解石—硫化物階段;(5)方解石—赤鐵礦階段。其中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段為磁鐵礦的主要成礦階段。3圍巖侵蝕3.1基性礦化的土壤、礦化本礦床主要蝕變有(如圖2):綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化、孔雀石化、硅化、碳酸鹽化等。蝕變的分布在垂向上和平面上都具有明顯的分帶指示,原生礦床以磁鐵礦化、磁赤鐵礦化、黃鐵礦化為主,其余則主要為后期構(gòu)造、熱液條件下發(fā)生的蝕變。礦石中局部可見少量的鐵碧玉。綠泥石化:在礦區(qū)內(nèi)較發(fā)育,包括與礦體有關(guān)和無關(guān)兩種,第一種是在礦體頂板附近呈條帶狀發(fā)育,大多與礦體相間排列,或者是在底板及其附近呈細(xì)脈狀產(chǎn)出,切割礦石及早期礦物;第二種是與礦體無關(guān)的,遠(yuǎn)離礦體,多呈網(wǎng)狀、脈狀,與方解石相伴產(chǎn)出(如圖3-A)。鉀長(zhǎng)石化:主要分布于礦體中上部及礦區(qū)北側(cè),多呈條帶狀產(chǎn)出,條帶較為連續(xù),與磁鐵礦呈漸變過渡,與早期的鐵礦化有密切關(guān)系(如圖3-C中的鉀化、硅化)?？兹甘?沿礦體裂隙或細(xì)脈廣泛發(fā)育,主要分布于礦體表層,與黃銅礦、黃鐵礦、銅藍(lán)、銅綠等共生,多呈細(xì)脈狀、星點(diǎn)狀、薄膜狀、浸染狀產(chǎn)出,產(chǎn)于硫化物等氧化帶上(如圖3-D)。碳酸鹽化:分布于礦體內(nèi)部及其附近,呈脈狀產(chǎn)出,在脈體內(nèi)部發(fā)育有浸染狀的黃鐵礦化、黃銅礦化及鏡鐵礦化;距離礦體較遠(yuǎn)的多呈網(wǎng)脈狀,少見礦化。后期蝕變、礦化的強(qiáng)弱受壓性逆(沖)斷裂及所伴生的熱液活動(dòng)控制。褐鐵礦化、孔雀石化則主要分布于地表及淺部,深部?jī)H局部偶見,且強(qiáng)度弱。硅化、碳酸鹽化、綠泥石化等均與熱液活動(dòng)密切相關(guān),沿裂隙發(fā)育于礦床及其圍巖內(nèi)。3.2疊加反復(fù)試驗(yàn)礦區(qū)內(nèi)巖漿期后熱液活動(dòng)較多,造成各類蝕變相互疊加反復(fù)。最重要的蝕變?yōu)?鉀長(zhǎng)石化蝕變帶和綠泥石化蝕變帶,其中鉀長(zhǎng)石化帶分布在礦體中心,綠泥石化帶則主要分布在部分礦體中及其周圍巖體中。4磁鐵礦石的形成礦區(qū)巖石蝕變較強(qiáng)烈且多次疊加,斷層是引起礦床內(nèi)巖、礦石發(fā)生褐鐵礦化、孔雀石化、碳酸鹽化、綠泥石化等礦化蝕變的主因。松湖鐵礦圍巖蝕變與礦化在時(shí)間、空間上存在著密切的聯(lián)系,相輔相成。早期熱液階段,主要以鉀長(zhǎng)石化、綠泥石化、綠簾石化為主,形成鉀長(zhǎng)石、綠泥石、綠簾石等礦物,局部可見于早期形成的條帶狀礦石之上,并發(fā)育呈細(xì)脈狀、浸染狀的磁鐵礦化,形成塊狀或團(tuán)塊狀磁鐵礦石,后形成大量的硫化物礦物,伴隨有黃鐵礦化、黃銅礦化;熱液演化中期階段,隨著溫度相對(duì)較高,且供氧較為充沛,早期形成的礦石發(fā)生重結(jié)晶作用,使磁鐵礦礦石顆粒變大、變粗,同時(shí)伴隨有Si、Al、Mg的帶入以及Ti、Cr、V的帶出,主要形成方解石脈、石英脈(如圖3-C)以及黃銅礦、黃鐵礦;熱液演化晚期階段,多期次的斷裂及區(qū)域性巖漿活動(dòng)為本礦床帶來了含礦物質(zhì)(銅、鈷等),并將其空間賦存狀態(tài)進(jìn)行了改造,主要形成碳酸鹽化、硅化等,巖漿型磁鐵礦的沿通道上升,并沿構(gòu)造裂隙分布,亦為本礦床在局部的加富提供了物質(zhì)來源和保障。5成礦蝕變帶與成礦關(guān)系通過對(duì)松湖鐵礦區(qū)域地質(zhì)特征、圍巖蝕變特征的研究,對(duì)礦區(qū)認(rèn)識(shí)如下:(1)含礦地層為下石炭統(tǒng)阿吾拉勒組,斷裂是引起礦區(qū)各礦化蝕變的主因。(2)蝕變類型主要包括綠泥石化、鉀長(zhǎng)石化、孔雀石化、硅化、碳酸鹽化,最重要的蝕變?yōu)?鉀長(zhǎng)石化蝕變帶和綠泥石化蝕變帶,與成礦有密切的關(guān)系。(3)礦區(qū)礦化階段劃分為5個(gè)階段:鉀長(zhǎng)石