Question

成矿条件、主要控矿因素及成矿模式

Answer 1

（一）物理场特征

区域布格重力图上，铁矿位于阿吾拉勒NWW向重力高值带东侧，高值带两侧重力梯级带北为尼勒克断裂，南为那拉提大断裂，阿吾拉勒重力高值带对应裂谷带。剩余重力异常走向NW，形态为椭圆，异常值大于13×10^-5m/s²，为中基性火山岩引起，铁矿位于剩余重力异常高、低重力值的过渡带上。

区域航磁显示松湖铁矿处于高磁向低磁的梯级过渡带上的负磁异常区中，磁异常值约-200nT，其东北角为NW向宽缓低磁带，负磁场值-263.4nT；南西角为NWW向展布磁力高值带，高磁、高密度体反映中基性火山岩（图3-18）。

矿床所在地区1：5万航磁场特征，松湖铁矿在1：5万航磁场上处于负磁背景场中南正北负的磁异常上，主体为低缓的负磁场背景，南部正磁异常明显，异常编号C-2007-9。经化极处理矿体位于垂向一阶导数异常区内（图3-19）。异常长1.4km、宽1.2km，强度450nT。

图3-19 松湖铁矿1：5万航磁异常、地质剖析图（据新疆地矿局资料修编）

矿床所在位置物探异常特征：矿区1：1万磁测成果显示背景磁场在-150～500nT之间变化，规律性不强。磁异常呈串珠状分布，沿同一层位近东西向延展，整体反映了松湖铁矿的分布。以1500nT为异常下限共圈出四处磁异常，编号为C-1、C-2、C-3、C-5（图3-20）。

C-1号异常呈椭圆形异常，东西向展布，长约50m，宽20m，极大值6900nT，具有正负伴生特点，属向南倾斜的板状磁性体引起；C-2号东西向展布，长约500m、宽60～150m，△T＝2000nT的等值线连为一体，极大值大于8000nT。该异常的西段北侧有明显的负值出现，中段和东段为单纯的正磁异常，两翼基本对称。在异常区出露铁矿体；C-3号异常东西向展布，长约180m、宽40m，极值大于3000nT，异常中心的北侧出露铁矿体，围岩均为凝灰岩；C-5号异常长约250m、宽30～50m，极值大于3000nT，南北两侧均有负值。异常区对应有铁矿体出露，围岩为弱磁性凝灰岩。

（二）成矿模式

1.区域地质背景

松湖铁矿床位于哈萨克斯坦板块伊犁微地块阿吾拉勒—伊什基里克晚古生代裂谷系。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，总体演化特征是：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。

2.成矿地质环境

该矿床赋矿地层为下石炭统阿吾拉勒组第四亚组（C₁a₄），该组为一套火山岩—火山碎屑岩建造，其下部岩性由酸性火山岩、火山碎屑岩组成，主要岩性为紫红色岩屑凝灰岩、浅红褐色流纹斑岩、霏细斑岩夹凝灰角砾岩；上部岩性层分布范围较广，并据其岩性组合特征可分为上下岩性段，下岩性段下部由正常沉积的灰岩及粉砂质泥岩组成；上部为钠长斑岩、霏细岩、石英钠长斑岩及其碎屑岩组成；上岩性段下部为一套正常沉积岩，上部为中性凝灰岩及碎屑岩，主要岩性为紫红—灰紫色杏仁状安山玢岩、安山岩、中性凝灰岩、灰白色生物碎屑灰岩、砂质灰岩、灰黑色钙质粉砂岩夹沉凝灰岩及凝灰砾岩，为本矿床主要赋矿层位。

矿床赋存于巩乃斯复向斜阿吾拉勒复式背斜中，由下石炭统大哈拉军山组及中石炭统吐尔拱河组构成，主要沿阿吾拉勒山分布，其南、北两侧分别由北西西走向的断裂所限制。

区域断裂十分发育，主要分布区间沿阿吾拉勒山一带，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。一部分断裂面向南倾，一部分向北陡倾，其中后者控制了区内海西晚期岩浆分布，矿（床）点也多沿其分布，是本区最主要的控岩、控矿构造。其次为北东向及北东东向发育的断裂或分布于其间的羽状分枝断裂，断裂对区域成矿的意义极大，主要表现为对已有矿藏赋存环境的破坏，为热液型、喷流（喷气）沉积型铜、铁、金、铅锌等矿产成矿提供热源、通道和成矿物质的来源。

图3-20 松湖铁矿区l:1万磁测异常化极等值线、地质综合平面图（据新疆地矿局七大队资料修编）

本矿床赋存于下石炭统阿吾拉勒组中，其主成岩成矿时代亦应为早石炭世，后期的热液活动叠加成矿则主要反映了区域性的铜矿化，时代应为晚石炭—早二叠世。

3.矿床组合、分布及产状

矿层（体）赋存于灰绿色凝灰岩（局部为晶屑玻屑凝灰岩）中，呈近东西至北西西向展布，局部发生小的扭动，总体产状为180°～212° ∠75°～84°，局部北倾或近直立。

主矿层（体）L1空间上呈不甚规则的似层状，走向长约735m，倾向上控制斜深最深约480m。

控制主矿层（体）的各工程矿体的真厚度为0.82～67.22m，平均22.24m，沿矿层（体）走向，中西部较厚，向两端逐渐变薄，尤其是东端。

平面上，主矿层（体）在0-0′勘探线（主勘探线）附近向东西两端开始出现分支。倾向上来看，夹层上部矿层（体）厚度表现为变薄，而下部矿层（体）在厚度总体表现为增厚，局部减薄。

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。直接顶板之上，发育有安山质角砾岩屑凝灰岩、岩屑晶屑凝灰岩等，局部可见灰白色生物碎屑微晶灰岩。底板岩性主要为灰绿色凝灰质砂岩，局部可见含砂微晶粉晶生物碎屑灰岩。

4.矿石类型及矿物组合

本矿区铁矿石的自然类型按组成矿石的主要铁矿物可归为复合矿石，按结构构造可归为浸染状矿石。

矿石主要矿物有磁铁矿，其次有（磁）赤铁矿、赤铁矿、褐铁矿、黄铁矿、黄铜矿、铜蓝等。脉石矿物主要有透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石、石榴子石、石英、方解石等。其中磁铁矿、（磁）赤铁矿含量51.4％，黄铁矿含量6.3％，黄铜矿、铜蓝总含量约0.4％，方解石等碳酸盐矿物含量约13.9％，石英、透闪石等硅酸盐矿物含量约28.0％。

磁铁矿呈黑色，半金属光泽，镜下呈灰带棕色。在矿石中以等轴粒状晶体，或粒状集合体产出，集合体形态比较复杂，最常见以他形粒状、不规则粒状、浸染在脉石中，粒度大小不均匀，一般以中细粒多沿脉石矿物粒间，裂隙充填胶结，甚至还包裹细粒脉石、硫化物。磁铁矿以中细粒为主。矿石中磁铁矿与脉石矿物嵌布关系非常密切，同时金属硫化物与磁铁矿相互包裹，嵌布关系十分紧密。

矿石全铁品位22.23％～52.16％，平均45.03％，含磁性铁10.00％～45.62％，平均35.86％。MFe/TFe为0.329～0.879，平均0.726。倾向上，矿石品位的变化不大，但沿走向，磁性铁平均品位变化相对较大，尤其是东段。总的来看，沿倾向向深部，矿石中全铁及磁性铁含量均有一定幅度的提高，且MFe/TFe也呈不断上升的趋势。

5.矿石结构、构造

矿石总体表现为交代假象结构，以自形—半自形晶结构、他形晶粒状结构为主，其次有交代残余结构、反应边结构、不等粒压碎结构、内部环带结构等。

构造以块状构造、浸染状构造为主，其次有脉状构造、网脉状构造、角砾状构造、胶状构造、皮壳状构造等。

6.矿化阶段及分布

本矿床成矿主要经历了一个阶段，即成矿是某一期次或某一周期火山活动中，在特定的水物理化学环境条件下，富铁氧化物的安山质火山喷发或喷溢物质流在海底斜坡发生各种物理化学反应，在综合地质作用下赋存于安山质凝灰岩中成层堆积，并固结成矿。

当然，后期多期次的构造变动更带来了含铜、钴等岩浆热液，对原矿床进行了构造方面和含矿物质方面的改造，但与本铁矿床成矿并无直接关系。

7.矿化蚀变带划分及分布

本矿床主要矿化有：磁铁矿化、磁赤铁矿化、赤铁矿化、黄铁矿化、褐铁矿化、黄铜矿化、孔雀石化、镜铁矿化、硅化、碳酸盐化、绿泥石化等。矿化蚀变的分布无明显的分带指示（或是不具实际意义的分带指示），原生矿床以磁铁矿化、磁赤铁矿化、黄铁矿化为主，其余则主要为后期构造、热液条件下发生的矿化、蚀变。矿石中局部可见少量的铁碧玉，并有弱的钾化显示。

后期蚀变、矿化的强弱受压性逆（冲）断裂及所伴生的热液活动控制。黄铜矿化主要分布于铁矿床的中上部及顶板附近，在矿床底板以下凝灰角砾岩中亦发现弱的黄铜矿化，黄铜矿呈细小的星点状分布于角砾中。镜铁矿化则分布广泛，在各类岩石中均有发育，主要沿近东西向展布的裂隙呈面状分布为主，表现为大小不一的鳞片状。

褐铁矿化、孔雀石化则主要分布于地表及浅部，深部仅局部偶见，且强度弱。

硅化、碳酸盐化、绿泥石化等均与热液活动密切相关，沿裂隙发育于矿床及其围岩内。

8.成矿物理化学条件

成矿主要发生于温度相对较高，且供氧较为充沛的弱氧化-氧化的半深海水环境中，盐浓度相对较高，属正常海水范畴，细菌活动较为活跃，海水环境总体较为平静。矿床赋存于半深海斜坡之上，推测水温为50～60℃，压力为5×10⁵Pa（相当于水深500m）。

9.矿床成因机制

本矿床为内生矿床，成矿物质来源于深部下地壳或上地幔，受控于海底火山活动。在某一次或某一周期安山质火山喷发时，将铁质与其他火山物质一同带出地面，并在短时间内连续于海底斜坡发生碎屑物的较稳定沉积（堆积），受火山爆发时引起的水环境物理化学条件的变化，形成铁氧化物富集沉积，并在后期固结压实等综合地质作用下于安山质凝灰岩中形成铁氧化物原生矿床。

后期的多期次的断裂及区域性岩浆活动为本矿床带来了含矿物质（铜、钴等），并将其空间赋存状态进行了改造。岩浆型磁铁矿的沿通道上升，并沿构造裂隙分布，亦为本矿床在局部的加富提供了物质来源和保障（图3-21）。

图3-21 松湖海相火山-沉积型铁矿成矿模式

10.找矿标志

（1）区域地质方面

区域上，本区位于阿吾拉勒复背斜的北翼，褶皱、断裂均较发育，沿构造一般均有较发育的不同期次强度不同的岩浆活动（包括火山活动），为成矿物质提供了较充分的物质来源、成矿物质运移通道、储矿场所等。其次，区内多发育火山岩、火山碎屑岩的沉积，相对较稳定的海相环境沉积形成的灰岩（或其类质同相岩石）较为发育。

（2）地球化学方面

矿化发育地区，一般存在着强度较高的铜、钴综合异常，推测原因可能是此类矿床成矿期后的含铜、铁热液活动的断裂构造均较为发育，从而使地球化学异常次生晕十分明显。

（3）地球物理方面

区域上，位于地磁陡变带附近，具有100～280nT的航磁异常，矿化发育地区，一般存在强度较高的地面磁异常，地面异常强度在1000nT以上（因本区为火山岩、火山碎屑岩分布区，其本身的磁背景场较高）。

（4）其他

露头具明显的褐铁矿化蚀变，颜色多呈褐黄色。矿层（体）附近的地形多表现为负地形。

（三）找矿模型

松湖火山岩型铁矿床物探找矿模型，见表3-4。

表3-4 尼勒克县松湖火山岩型铁矿物探找矿模型