查崗諾爾式鐵礦床成礦模式

一、礦床概況查崗諾爾鐵礦位于新疆和靜縣，屬石炭紀(jì)海相火山巖型鐵礦床，查明資源儲量為5318.7萬噸，平均品位TFe47.00％、Cu0.055％、Co0.02％，屬中型礦床。二、礦床地質(zhì)特征（一）礦區(qū)地質(zhì)查崗諾爾鐵礦區(qū)地質(zhì)圖如圖5－15所示。礦區(qū)地層為中石炭統(tǒng)伊什基里克組和下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組。賦礦地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組，出露第二和第三亞組，其中第二亞組自下而上分為3個巖性段，第一巖性段由灰綠色暗綠色安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)含細角礫晶屑凝灰?guī)r等組成；第二巖性段由淺灰色層狀安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、安山質(zhì)火山灰凝灰?guī)r組成，以層狀特征區(qū)別于第一巖性段；第三巖性段由灰白色淺灰色透閃石透輝石大理巖、石榴子石大理巖夾層狀鈉長斑巖質(zhì)火山灰凝灰?guī)r組成，以矽卡巖化為特征，磁鐵礦體產(chǎn)于矽卡巖化大理巖與鈉長斑巖質(zhì)火山凝灰?guī)r的界面中，該界面是主要的含礦層位。上部出露的上石炭統(tǒng)伊什基里克組第一亞組第二段安山質(zhì)凝灰?guī)r等與下石炭統(tǒng)大多為斷裂接觸。圖5－15 查崗諾爾鐵礦區(qū)地質(zhì)圖礦區(qū)整體構(gòu)造格架為一軸向SN的短軸背斜構(gòu)造，受火山機構(gòu)的影響北側(cè)向東彎曲，環(huán)形及放射狀斷裂發(fā)育，代表性斷裂為F2和F8，對礦床的形成有一定的控制作用。礦區(qū)巖漿活動主要為火山噴發(fā)形成的中－酸性火山巖系，為一套沉積－火山碎屑巖建造，為兩次噴發(fā)旋回的產(chǎn)物，每個噴發(fā)沉積旋回均以爆發(fā)－溢流－沉積的一次或多次交替出現(xiàn)為特征；其次是華力西中期的次火山巖相輝石閃長玢巖、閃長玢巖、石英閃長玢巖和華力西晚期的中深成侵入體斜長花崗巖、花崗斑巖等，對成礦有疊加和富集改造作用。（二）礦體特征查崗諾爾鐵礦，以察汗烏蘇河為界，分為東、西兩個礦帶，隔河遙相對應(yīng)，兩者相距約1.5 km。目前勘查顯示東側(cè)礦帶規(guī)模大，呈SN－EN向環(huán)狀展布，在長約3 km、寬100～200 m的石榴子石矽卡巖、透閃石矽卡巖帶中，共發(fā)現(xiàn)大小礦體11個，其中Fe Ⅰ礦體規(guī)模最大，長約2130 m，產(chǎn)在大理巖與鈉長斑巖質(zhì)火山凝灰?guī)r的界面或石榴子石矽卡巖帶中，頂板為石榴子石矽卡巖，底板為磁鐵礦化陽起石巖、大理巖等，在18勘探線以南出露地表，向北大部被第四系坡積、冰磧物所覆蓋（通過工程施工M3高磁異常中鐵礦體與Fe Ⅰ礦體相連，是Fe Ⅰ礦體向北東向的繼續(xù)延伸）。Fe Ⅰ A4：礦體長約600 m，在18、22線呈枝狀，向北東又復(fù)合成厚板狀，分布在18—28勘探線之間。FeA3礦體出露在中部，呈一板狀產(chǎn)出，長380 m，東高西低，剖面上呈錐形狀。其他礦體長300～40 m，厚2～10 m不等。礦體總體形態(tài)呈厚板狀、板狀、似層狀、透鏡狀，礦體產(chǎn)狀與頂、底板圍巖產(chǎn)狀基本一致，走向SN－NE向，傾向105°～153°，傾角15°～36°（圖5－16）。圖5－16 查崗諾爾鐵礦勘探線剖面圖（三）礦石特征礦石自然類型按構(gòu)造分為浸染狀礦石、角礫狀礦石、網(wǎng)脈狀礦石、塊狀礦石；按礦物成分主要為石榴子石磁鐵礦石、黃鐵礦－陽起石磁鐵礦石，次為陽起石磁鐵礦石；礦石工業(yè)類型為磁鐵富礦、磁鐵貧礦、赤磁鐵富礦和赤磁鐵貧礦。主要的含鐵礦物為氧化物類，有磁鐵礦、赤鐵礦、假像赤鐵礦，穆磁鐵礦、磁赤鐵礦、纖鐵礦、褐鐵礦、鈦磁鐵礦、鏡鐵礦、鈦磁鐵礦。硫化物、砷化物類：有黃鐵礦、含鈷黃鐵礦、黃銅礦、毒砂。脈石類礦物包括：碳酸鹽類：有白云石。硅酸鹽類：有陽起石、綠簾石、綠泥石、黑云母、輝石、角閃石、綠鈉閃石、鈣鐵鋁榴石、鐵鋁榴石、透閃石、透輝石等。鐵礦石品位：富礦占總資源量的20％，其中FeⅠ礦體礦石TFe平均品位為35.61％，MFe平均品位為25.98％，沿走向和傾向變化不大，礦體品位變化系數(shù)11.02％，屬有用組分分布均勻礦化連續(xù)的礦體。FeⅠA4礦體礦石TFe平均品位為38.14％，MFe平均品位為29.64％，F(xiàn)eA3礦體礦石TFe平均品位為39.4％，MFe平均品位為31.17％，其礦體中的變化規(guī)律和品位變化系數(shù)與Fe礦體大致相似。礦石結(jié)構(gòu)主要為他形－半自形微粒結(jié)構(gòu)、半自形－自形粒狀結(jié)構(gòu)、粒狀－纖維狀變晶結(jié)構(gòu)、交代假像結(jié)構(gòu)；礦石構(gòu)造主要為浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造、角礫狀構(gòu)造、對稱條帶狀構(gòu)造等，自上而下出現(xiàn)角礫為磁鐵礦的磁鐵礦體、角礫是圍巖的磁鐵礦體和浸染狀磁鐵礦體等。（四）礦化蝕變帶劃分及分布礦化蝕變有綠簾－陽起石化、石榴子石化、透輝石－石榴子石化、鈉長石化、鉀長石化、黃鐵礦化、綠泥石化、絹云母化、高嶺土化及碳酸鹽化等，以前3者為主。礦化蝕變存在著明顯的分帶現(xiàn)象，在火山熱液成礦過程中，由礦體中心向外依次為石榴子石－陽起石帶、陽起石－綠簾石帶、青磐巖（綠簾石、綠泥石、石英、黃鐵礦）化帶和粘土（高嶺土、絹云母）化帶，其中下盤發(fā)育較全，影響范圍涉及大哈拉軍山組第二和第三亞組；上盤發(fā)育較弱，僅限于伊什基里克組第一亞組的第一、二巖性段中，但石榴子石帶范圍較大，強度較高，說明交代作用主要發(fā)生在石榴子石帶的底板，在成礦過程中起著一定的屏蔽作用。在巖漿熱液成礦過程中，由巖體向外依次為淺色（K、Na）帶、深色（Fe、Ca、Mg）帶和淺色（Al、Si）帶，礦體主要產(chǎn)在深色（陽起石－綠簾石化）帶內(nèi)。整個蝕變過程實際上是元素的再分配過程，從Fe Ⅰ礦體統(tǒng)計數(shù)據(jù)（表）可看出，與Fe、Ca等元素帶出緊密相伴的是K、Na、Si等元素的帶入，說明整個成礦過程是在交代作用下進行的，在升溫階段，元素被活化轉(zhuǎn)移，降溫階段，元素富集沉淀成礦。三、礦床成因與成礦模式1.成礦物理化學(xué)條件根據(jù)前人在礦區(qū)所采的38個礦物包裹體測溫數(shù)據(jù)：早期噴溢沉積期蝕變作用的溫度應(yīng)高于325℃；火山熱液期礦化蝕變作用的溫度大致在260℃～515℃之間，其中石榴子石、陽起石、綠簾石、磁鐵礦晶出溫域：390℃～515℃，青磐巖化及金屬硫化物晶出溫度：260℃～315℃；而巖漿期疊加蝕變溫度為180℃～345℃。2.成礦物質(zhì)來源根據(jù)巖石化學(xué)有關(guān)參數(shù)計算投影，巖石主要為鈣堿系列，成礦物質(zhì)主要由幔源型巖漿分異而成。3.成礦階段成礦可劃分為3個階段。（1）早期噴溢沉積階段由于巖漿在深部長期的演化分異作用，促使鐵質(zhì)預(yù)先富集，在有利的構(gòu)造環(huán)境中形成了相對富鐵的礦層或礦體。（2）火山熱液交代富集階段成礦從較高溫交代作用開始，以較低溫交代作用結(jié)束，經(jīng)歷了一個溫度遞增和遞減的振蕩變化過程。較高溫階段，在堿質(zhì)交代（主要為鈉化、鈣化）作用下，早期礦化蝕變和圍巖中的成礦元素不斷被活化轉(zhuǎn)移，F(xiàn)e、Ca等離子不斷的被帶出進入含礦熱液，產(chǎn)生透輝石化、石榴子石化，并在局部富集成礦；同時相對封閉的成礦環(huán)境促使氣液大量聚集，在無法逸出的情況下局部產(chǎn)生隱爆，并在4、12、24、28等勘探線形成角礫狀礦石。降溫階段，成礦環(huán)境逐漸由封閉轉(zhuǎn)為開放，含礦熱液隨氣液的不斷逸出逐漸濃縮，并在陽起石、綠簾石交代石榴子石、透輝石、凝灰?guī)r和大理巖的過程中，沿石榴子石帶與凝灰?guī)r和大理巖的接觸界面以及角礫巖礦帶等構(gòu)造薄弱地段沉淀形成鐵礦，在陽起石－綠簾石帶與青磐巖化的過渡帶形成銅礦；經(jīng)過火山熱液作用，改變了原礦層的基本面貌，生成的礦體有3類情況：一是呈層狀、似層狀產(chǎn)在陽起石－綠簾石化安山質(zhì)凝灰?guī)r中，即在礦化層中富集，礦石具浸染狀構(gòu)造特征；二是呈透鏡狀、囊狀產(chǎn)在隱爆角礫巖礦帶中，隱爆角礫分布的范圍既為礦體范圍，其基本特征是上部角礫狀構(gòu)造，下部塊狀構(gòu)造；三是礦體在石榴子石帶中沿裂隙交代充填，呈透鏡狀、脈狀產(chǎn)出，礦石具條帶狀構(gòu)造特征。（3）次火山熱液改造成礦階段產(chǎn)于華力西中期的次火山相石英閃長玢巖、閃長玢巖的外接觸帶，前期以堿交代（鉀化、鈉化）為主，巖體及安山質(zhì)凝灰?guī)r中的鐵、鈣等元素不斷的被活化轉(zhuǎn)移到熱液中，形成含礦溶液，并產(chǎn)生石榴子石、透輝石等高溫交代蝕變礦物；后期以陽起石、綠簾石化為主，通過交代石榴子石、透輝石、安山質(zhì)凝灰?guī)r等使含礦溶液濃縮進一步富集沉淀成礦。其主要依據(jù)是：FeⅡ礦體，頂、底板圍巖為陽起石巖、陽起石－綠簾石化石英閃長玢巖及閃長玢巖；礦體地表無夾石，向深部逐漸出現(xiàn)安山質(zhì)火山灰凝灰?guī)r、石英閃長巖等。Fe Ⅰ礦體，形成粗晶狀、偉晶狀矽卡巖型蝕變礦物，由于未剝蝕，常呈脈狀穿插于前期蝕變巖及礦體中。4.成礦機理和成礦模式該礦床為海相火山巖型鐵礦床。早石炭世拉張期間，在查崗諾爾－智博破火口內(nèi)，噴發(fā)沉積了大哈拉軍山組火山巖、碳酸鹽巖及貧鐵礦層（圖5－17A）。圖5－17 查崗諾爾鐵礦成礦模式圖由于海底火山噴發(fā)作用導(dǎo)致內(nèi)能大量消耗而處于負壓狀態(tài)，為了使負壓區(qū)的壓力達到平衡，經(jīng)過巖漿加熱的鹵水?dāng)y帶著礦化劑和圍巖交代后產(chǎn)生的大量鐵等金屬離子，一起被帶入到巖漿房，進一步發(fā)展成礦漿，當(dāng)內(nèi)壓過大時噴出，沿層間斷裂和角礫巖帶溢流成礦，形成部分角礫狀礦石，并逐漸形成了半封閉的成礦環(huán)境；同時，又產(chǎn)生了新的負壓效應(yīng)，促使鐵質(zhì)元素不斷的從圍巖中析出，和交代過程中形成的大量氣狀物質(zhì)一起進入到新的礦漿房，造成內(nèi)壓過大產(chǎn)生隱爆，使早期鐵礦和圍巖破碎形成角礫，經(jīng)高濃度礦液的貫入形成了含磁鐵角礫和圍巖角礫的磁鐵礦石，之后在開放環(huán)境下，隨著交代作用的繼續(xù)進行，圍巖中的鐵以離子狀態(tài)被不斷的轉(zhuǎn)移到角礫礦石的底部沉淀富集成礦，形成了浸染狀礦石；在成礦的同時，火山熱液交代碳酸鹽巖形成矽卡巖（圖5－17B）。在火山活動晚期，轉(zhuǎn)入次火山巖漿侵入階段，來自巖漿的含礦熱液沿斷裂構(gòu)造上升并在局部加富，并交代碳酸鹽巖形成矽卡巖（圖5－17C）。整個成礦過程是在礦漿房不斷上升，成礦環(huán)境由封閉轉(zhuǎn)為開放，成礦元素不斷的交代置換作用下完成的，礦漿的形成有別于巖漿分異作用。
備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。