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成礦條件、主要控礦因素及成礦模式

前人認為該礦成因類型屬於火山沈積型鐵礦,後期巖漿活動和斷裂活動產生的含礦熱液對成礦有壹定的疊加富集作用。鐵礦層下部有銅礦化,成礦前景良好。綜上所述,礦床成因類型屬於海相火山噴發熱液礦床(塊狀硫化物和塊狀氧化物型)。

1.區域地球物理特征

在區域布格重力圖上,克布臺鐵礦位於-230×10-5m/s2的△g等值線所圈定的重力高軸上,重力高由西向東呈弧形降低,從-216×10-5m/s2到-226× 65438。

在航磁△T等值線圖上,鐵礦區處於不同磁場的邊界。北部為負磁場,負背景場夾有北西向磁異常帶。南部有壹條混沌高頻帶,是鞏乃斯河地區高頻帶的壹部分,呈東西向展布,強度壹般為200 ~ 500 nt。垂直導數可以分解成幾個局部磁異常,鐵礦區就位於其中的壹個(圖3-37)。

1:25000航磁場位於高磁場背景和低平緩負磁場背景的過渡區,是疊加在高磁場背景上的局部高磁異常。400nT等值線閉合圓為橢圓形,長軸1km,短軸0.6km,△Tmax為1145 nt,高於背景值。這種異常與鐵礦石中富含磁赤鐵礦和赤鐵礦有關。

地球物理找礦標誌總結:該鐵礦屬於沈積變質鐵礦,以赤鐵礦為主,磁測預測難度較大,弱磁異常和強磁異常與磁鐵礦、火山巖關系密切。

2.控礦因素

克布臺鐵礦要素見表3-14。

表3-14克布臺-查崗諾爾海相火山巖鐵礦床區域成礦元素表

圖3-37柯布臺鐵礦典型礦床地質、礦產及物探分析圖(根據新疆地礦局資料修改)

3.成礦模式

(1)區域地質背景

什克布臺鐵礦床位於晚古生代埃塞克-伊犁地塊的阿吾拉勒裂谷帶中。區內主要構造線呈東西向分布,形成北陡南緩的平緩向斜構造,斷裂構造不發育。礦區出露地層主要為下二疊統和中石炭統。礦區南部出露華力西侵入巖。

(2)成礦地質環境

含礦地層為上石炭統Iski Rick組第壹段,與Iski Rick組第二段呈斷層接觸,南部被晚石炭世侵入巖切割。含礦層的巖石類型組合為:基性巖-中間巖-酸性巖海相火山噴發-沈積建造,局部為碳酸鹽巖-化學沈積建造,出露厚度2043.24米..壹般經歷韌性→脆性變形,形成片巖安山巖、片巖凝灰巖、千片流紋斑巖→絹雲母石英片巖、白雲石石英片巖,片巖(糜棱巖葉理)發育。

用全巖銣鍶法對吐爾貢薩依地區伊斯基裏克組火山巖進行了同位素地質年齡測定,結果為320 11 Ma。這套地層的時代為晚石炭世。

(3)礦床組合、分布及產狀

礦區長約4km,寬約1.3km。礦區由主礦段、西礦段、東礦段、西南礦段、南礦段和蘿北礦段六個礦段組成。其中,主礦段礦體呈中間厚、兩邊薄、多達14層的凸鏡狀,長1200m,總厚度70m,單層厚度1 ~ 15m。其他礦組的礦體比主礦段薄,僅由1 ~ 2層組成,連續性差,長度從幾十米到幾百米不等,厚度為1 ~ 5m。礦體呈層狀、似層狀、凸鏡狀,礦體呈條帶狀、層狀。各煤層產量嚴格受層位限制,產狀與圍巖壹致。煤層與圍巖同步褶皺。煤層及其頂底板和層間巖相變化較大,沿走向再次出現尖滅現象。圍巖蝕變不發育,絹雲母化、綠泥石化、矽化弱。在ZK2101鉆孔150m深處的鐵礦層下觀察到厚12m、銅品位為0.96%的塊狀含銅黃鐵礦。此外,在鐵礦床下盤發現厚度超過100米的含黃鐵礦的絹雲母千枚巖,黃鐵礦呈塊狀或浸染狀分布。

(4)礦石類型和礦物組合

礦石的自然類型是塊狀赤鐵礦和黃銅礦。其礦物組成:金屬礦物有赤鐵礦、鏡鐵礦和褐鐵礦;黃鐵礦、黃銅礦、磁鐵礦、閃鋅礦和方鉛礦;脈石礦物有紅寶石、應時、絹雲母和綠泥石;重晶石、方解石、電氣石。

礦石品位全鐵平均品位56.66%,最高可達66.78%。礦石工業類型:含碧玉赤鐵礦的富礦和含多金屬赤鐵礦的富礦。整個礦區鐵礦資源豐富,占70%。礦石中有害雜質:硫平均含量為0.278%,磷小於0.05%,二氧化矽多為5% ~ 10%。

(5)礦石結構和構造

礦石結構以半自形晶體為主,其次為自形-異形晶體,構成微細晶體結構、纖維狀、針狀集合體和粒狀結構。礦石構造以致密塊狀構造為主,其次為片狀構造、條帶狀構造、浸染狀構造和細脈。

(6)礦化階段和分布

什克布臺鐵礦床形成於火山沈積成因,在相同的成礦環境下,不同的火山階段形成不同的礦體。火山噴發後期成礦階段:火山噴發後期,經過大規模的猛烈噴發,相對噴發較弱,以火山氣體和液體為主,含有大量成礦物質和揮發分,漂流到熱海水中。分解後,新的礦物質形成。在海水的還原環境中,Cu2++、Pb2++、Zn2 ++和Fe2 ++的等離子體是嗜硫的、活潑的,與海水中的S2離子結合形成新的礦物,如黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等。在穩定條件下,形成塊狀含銅黃鐵礦體。火山溢流成礦階段:在火山活動間歇期,由赤鐵礦和矽質膠體組成的礦漿從火山中湧出,順著火山的斜坡向下流,流向盆地中心。由於沈積環境不穩定,形成了赤鐵礦、碧玉、重晶石三合壹礦層,分布在塊狀含銅黃鐵礦上。

(7)礦化蝕變帶的劃分和分布

礦區熱液蝕變類型較多,包括矽化、絹雲母化、黃鐵礦化、碳酸鹽化、菱鐵礦化、高嶺土化和鏡鐵礦化。但分布有限,多在巖體外接觸帶、間隔帶附近、區域變質產物、原巖礦物重結晶等。而與礦化有關的圍巖蝕變現象很弱,僅有局部矽化、絹雲母化和綠泥石化現象。礦山附近圍巖無明顯蝕變現象,礦體的形成或富集與礦化蝕變無直接或間接關系,含礦底部與非含礦底部巖石蝕變無差異。

(8)成礦的物理和化學條件

根據氧同位素分析數據,得出碧玉和赤鐵礦的成礦溫度為295℃。該值可能代表成巖成礦溫度,赤鐵礦-碧玉沈積時海水溫度應小於該值。

根據包裹體測溫數據,什克布臺鐵礦成礦溫度為295℃,鏡鐵礦-重晶石成礦溫度為190 ~ 250℃。

重晶石的均壹溫度為158 ~ 252℃,應時(碧玉)的均壹溫度為130 ~ 152℃,平均為186℃,鹽度ω (NaCl) = 3.1% ~ 12.5。

氧同位素:計算結果表明,克布臺鐵礦成礦水的δ18O值接近6,即接近巖漿水的值。即可能與海底火山噴發有關。

根據桂林地質礦產研究所(1996)的研究,結果如下:

4個具有硫同位素特征的黃鐵礦樣品的δ34S為-3.7 ‰ ~ 6.1 ‰,平均值為-5.03‰,層狀重晶石的δ34S為+12.9%,表明該區金屬硫化物的硫源主要是火山深噴發帶來的幔源硫和海水硫的混合物。

氫氧同位素特征赤鐵礦和紅寶石樣品的氫氧同位素組成落在巖漿水範圍內,其他樣品落在巖漿水範圍附近,表明礦床成礦流體來自巖漿,海水混合。

鉛同位素特征反映本區成礦物質來自上地幔或地殼深部源區。

鍶同位素特征赤鐵礦中鍶的初始比值為0.7037和0.7062,表明成礦物質來自地殼深部或上地幔,與海底火山噴發有關。

(9)礦床成因機制

什克布臺鐵礦床屬於火山-沈積型鐵礦床。鐵礦層及其下的含銅塊狀硫化物是同壹成礦環境下不同階段海底火山噴發的產物。成礦機制是:在火山噴發後期或間歇期,大規模巖漿噴發已經停止,但火山噴發仍在繼續。這些富含成礦物質的酸性熱氣液體沿斷層或火山通道湧出,不斷向海盆遷移與海水相互作用,因物理化學條件的變化而沈澱。其中,Cu(Pb、Zn)等親硫性強的元素在相對還原的環境中溶解於海水中。隨著礦漿從火山口噴湧而出,成礦過程繼續向盆地中心流動,鐵、矽、鋇、錳等元素在礦漿中富集。在弱酸性氧化條件下,形成大量赤鐵礦、透鏡狀紅寶石和層狀重晶石赤鐵礦,構成重晶石-紅寶石-赤鐵礦建造。鋇矽鐵三位壹體是海底火山噴發產生的含礦熱流體,與盆地內海水相互作用。這說明該區鐵(銅)礦床的成因是在同壹成礦環境下不同階段形成的火山噴發和溢流沈積鐵(銅)礦床。成礦模式見圖3-38。

圖3-38克布臺鐵礦成礦模式

(10)找礦標誌

伊斯基上石炭統裏克組壹段是什克布臺鐵礦的主要含礦層位。

含礦地層為壹套淺海火山碎屑沈積巖。

礦山附近圍巖為細凝灰巖、火山灰凝灰巖、凝灰巖砂巖、粉砂巖,常富含鐵,呈灰紫色、紫灰色。紫色層通常是可能的近礦標誌。

紅寶石夾層和透鏡體常見於鐵礦床中,它們是同壹環境的產物,關系密切。紅寶石具有抗風化能力,可作為找礦標誌。

赤鐵礦的活化率與圍巖的活化率明顯不同,因此用電法找赤鐵礦是可能的。

含礦地層含少量磁鐵礦和錳磁鐵礦,用磁法可大致圈定含礦地層。

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