火山－次火山热液交代型铁矿

火山－次火山热液交代型铁矿_大数据时代的成矿

西天山北部火山－次火山热液交代型铁矿床主要分布在铁木里克 查岗诺尔 备战铁矿一带 （图4－25），目前已查明的大中型铁矿有式可布台铁矿、查岗诺尔铁矿、松湖铁矿、智博铁矿、备战铁矿等。这些铁矿床主要形成于石炭系弧后盆地中，赋矿层位包括大哈拉军山组和伊什基里克组。矿石类型以铁矿为主，局部含有铜矿化，铜矿主要作为伴生元素存在于铁矿石中，很少呈独立铜矿形式存在。矿床可以分为火山喷流沉积型铁矿 （如式可布台铁矿）、火山岩型和火山热液型铁矿 （如查岗诺尔铁矿）、矽卡岩型及热液型铁矿 （如备战铁矿）几种类型。

图4－25 西天山石炭－二叠系火山沉积岩及铁矿床分布略图（据杨武斌，2011修改）

1．莫托萨拉铁锰矿；2．阔拉萨依铁矿；3．铁木里克铁矿；4．式可布台铁矿；5．松湖铁矿；6．尼新塔格－阿克萨依铁矿；7．查岗诺尔铁矿；8．智博铁矿；9．敦德铁矿；10．备战铁矿

一、查岗诺尔铁矿矿床特征及成因

查岗诺尔铁矿位于和静县西北的于查岗诺尔河上游班禅沟，区域上位于博罗科努岩浆弧带后的伊犁微板块阿吾拉勒－伊什基里克晚古生代弧后盆地中。矿区处于早石炭世一个火山断陷盆地内，该盆地由区内四条边界断裂围陷而成，南以哈尔嘎嘎林恩－古勒札艾肯断裂为界，北以脑勒陶萨拉断裂为界，东以乌吐艾肯断裂为界，西部边缘为铜盆沟断裂。和静县查岗诺尔铁矿已探明资源量21 060．5万t，远景资源量在4亿t以上[1]。

1．矿区地质特征

矿区出露地层有下石炭统大哈拉军山组、中石炭统伊什基里克组及第四系。区内构造十分复杂，总体上是由一个NE SW走向的查汗乌苏背斜构造组成，该背斜走向呈NE20°，两翼基本对称，外翼向核部地层产状从15°～45°变化。矿区内东西两个矿带分别形成在两翼的位置。

矿区内断裂构造发育，其主断层为查汗乌苏断裂，该断裂分布在矿区中部的大沟内，走向NE SW，沿背斜轴部分布，将矿区切割成东西两个矿带。除查汗乌苏断层外，其他断层主要有NWW向、近EW向和NNE向三组，都是与火山机构有关的小断层。这些断裂有的发育在火山口附近呈辐射状分布，有的发育在火山口壁，与火山活动密切相关。矿区东部为一个近于环状的火山穹隆构造，穹隆中心由大哈拉军山组海相中酸性火山碎屑岩夹碳酸盐岩建造组成，边缘为伊什基里克组海陆交互相的中酸性火山碎屑岩和碳酸盐岩建造，两侧断裂破碎带有强烈的蚀变及矿化 （图4－26）。

图4－26 西天山查岗诺尔 备战一带地质与铁矿分布略图

（据田敬全等，2009）

2．矿床特征

（1）矿体形态与产状。矿区分为东西两个矿带，分别位于擦汗乌苏沟的东西两侧。目前矿区圈定的工业矿体13个，其中东区11个 （包括Fe1、Fe4、Fe5等矿体），西区2个（Fe2、Fe3）。矿区内的主矿体为Fe1矿体，占全矿储量的95％以上。

Fe1矿体主要分布于大哈拉军山组第二亚组上段灰岩与第三亚组下段钠质英安斑岩及英安质凝灰岩的接触带 （图4－27），靠第三亚组下段一侧发育一构造破碎带，并在破碎带内充填有铁矿石，形成角砾状矿石。在矿体东西两侧不远处分别为F10和F8断层，但目前还不清楚矿体是否完全受这两条断层的控制。矿体在地表出露于17线～16线之间，经钻探发现Fe1矿体在矿区东北部还有延伸，目前已控制到28勘探线。矿体平面形态呈向西北凸出的弧形复脉状，16线以南多呈较厚大的似层状、脉状 （图4－28），16线以北东分支较多，各分支矿体多呈不规则的脉状、透镜状，个别呈极不规则的囊状。矿体长约2130m，单工程见矿厚度3．65～218．04m，平均厚度为64．21m，Fe平均品位为35．6％。矿体顶板几乎全为石榴石岩，底板由绿帘石－阳起石岩、大理岩组成。

东矿区除Fe1外的其他几个矿体规模都较小，平面呈不规则的透镜状、脉状及不规则状分布在Fe1东西两侧的围岩中。

图4－27 查岗诺尔铁矿Fe1矿体地质图

（据罗勇，2011）

在东矿区内见一角砾状矿化带，角砾为灰黑色凝灰岩，大小在10～50cm之间。角砾边缘具绿帘石化，角砾有磨圆现象 （图4－29），可能为交代作用所致。初步分析认为角砾胶结物为热液矿物，主要有紫红色石榴子石，还见有重晶石。同时在岩块中还见有部分重晶石呈角砾状分布，大小3～10cm不等，在有的重晶石外还包围一圈呈梳状排列的石榴子石 ［图4－30（a）］，说明重晶石形成于前，后被破碎再被热液矿物胶结。在角砾中还存在磁铁矿矿石，说明铁矿至少形成于两个时期，早期沉积成因的矿石和后期热液矿石。

另外，在坑道内也见到磁铁矿形成于构造破碎带，磁铁矿矿体的围岩为凝灰岩。磁铁矿发育的地方常有石榴石化，但石榴石化明显比磁铁矿形成晚，见到石榴石包围磁铁矿角砾，说明磁铁矿形成更早。

西矿区矿体赋存于矽卡岩中，矿石呈致密块状及浸染状，矿石矿物为磁铁矿、黄铁矿和黄铜矿，脉石矿物为石榴子石、透辉石、阳起石、绿帘石及石英。矿体平均品位TFe38．65％，最高54．9％。围岩蚀变以矽卡岩化、绿帘石化和绿泥石化为主。其中Fe2矿体位于查岗诺尔矿区的西部山腰上，平面上呈不规则的囊状，长约140m，宽约100m，产状不清。矿体大部分为贫矿体，与围岩界线不明显，局部矿体与围岩呈逐渐过渡关系。矿体形成于石炭纪次火山岩体石英闪长玢岩上部及其外接触带，直接围岩为阳起石化、绿帘石化石英闪长玢岩。在矿体上盘局部可见透辉石－石榴石岩，石榴石化不及东部矿区强烈，底板更有磁铁矿化，并常以磁铁矿化蚀变石英闪长岩向矿体过渡。矿石构造包括块状构造、浸染状构造和角砾状构造。矿石主要具自形－半自形粒状结构。矿石中金属矿物主要为磁铁矿，次为赤铁矿、镜铁矿、褐铁矿及黄铁矿等。脉石矿物有绿帘石、阳起石、石榴石、石英、钠长石等。

图4－28 查岗诺尔铁矿01 01′勘探线剖面图

图4－29 角砾状矿石

图4－30 野外油矿体照片

（a）石榴石呈脉状产出；（b）西区脉状矿体

Fe3矿体出露在查岗诺尔西矿区Fe2矿体西南，呈似层状或脉状 ［图4－30（b）］，长约250m，宽10～20m，走向NEE，倾向340°～350°，顶面倾角50°～70°，底面倾角30°～40°，与围岩产状大体一致。赋矿围岩为大哈拉军山组第二段第三层火山凝灰岩，但在靠近矿体一侧已普遍发生绿帘石－阳起石化。矿体与围岩界线清楚，蚀变围岩中不仅常有蚀变轻的凝灰岩残块，而且沿走向和倾向常过渡为钠长斑岩质晶屑凝灰岩及火山灰凝灰岩，这在一定程度上反映出原岩为凝灰岩。

在西区见一小的铁矿呈脉状穿插到闪长岩 （中粒结构，斑晶为钾长石、钠长石及角闪石）中，铁矿脉宽1～3m，中间膨大，明显受断裂构造控制，矿脉夹持在一断裂构造间，但矿体与围岩在局部有过渡关系，这说明矿液除充填作用外，还有交代作用，如在断裂的尾端矿化变贫并逐渐过渡到围岩 （图4－31）。从上述情况看，闪长岩体应该是晚于矿区内的下石炭统第四亚组的一套灰绿色安山质晶屑凝灰岩，而铁矿形成又晚于闪长岩，这可能是第二成矿期形成的矿体。

（2）矿区矿石特征。区内矿石呈块状、条带状、脉状、网脉状、浸染状和角砾状构造，结构类型较简单，以他形－半自形微粒结构和自形－半自形粒状结构为主，交代假象结构，粒状－纤维状变晶结构、碎裂结构次之，并常在磁铁矿矿石中见有呈浸染状的黄铁矿和黄铜矿，后两者约占2％左右。品位较稳定，经15个样品分析测定，全铁平均含量为42．6％。

矿区内的金属矿物主要为磁铁矿，其次为黄铁矿、黄铜矿、毒砂、磁赤铁矿、穆磁铁矿、赤铁矿、假象赤铁矿、镜铁矿与磁黄铁矿。另外还有微量的铜蓝、闪锌矿、硫盐类等矿物，氧化矿物为褐铁矿、孔雀石、蓝铜矿，自然铜仅见于个别地段，铁矾、铜矾少见。脉石矿物最常见的有石榴石、阳起石、绿帘石、透闪石，其次为绿钠闪石、透辉石、绿泥石、钠长石、斜长石、石英、碳酸盐等。方柱石、绢云母、白钛石、榍石、锆石、磷灰石、电气石少见。

图4－31 查岗诺尔铁矿西区矿脉特征

磁铁矿晶形一般较好，特别是在非金属矿物发育地段磁铁矿晶体大、晶形好。矿物与矿物之间紧密相靠，主要形成块状构造矿石，但亦有的磁铁矿呈网脉状 “胶结”脉石矿物 ［图4－32（a）］，表明铁矿形成后还发生了改造作用。黄铜矿呈微脉状充填于矿石的裂隙中 ［图4－32（b）］和以他形分布于磁铁矿矿物颗粒之间，并交代黄铁矿和磁铁矿。矿床中见有毒砂，晶形好，常为针状、亮灰白色，磨光面较好，反射率大于30％，强非均质性分散分布于长柱状透明矿物之间 ［图4－32（c）］。磁黄铁矿 ［图4－32（d）］呈淡黄白色，磨光面好，具反射多色性，有三角形、五边形、菱形和他形，反射率略大于30％，强非均质性，呈不规则脉状分布于黄铁矿集合体与透明矿物中，并交代黄铁矿，显示其形成比黄铁矿晚。

图4－32 矿石特征图

a．网脉状磁铁矿 （亮白色，Mt）“胶结”脉石矿物 （暗灰色，晶形像石榴石，Gr）（10×4）；b．充填于黄铁矿（亮白色，表面麻点多，Py）中的黄铜矿微脉 （淡黄色，Cp），片中暗灰色矿物为磁铁矿 （Mt）（反光10×20）；c．具针状外形和菱形截面的毒砂 （亮灰白色，Ars），片中的长柱状矿物为非金属矿物 （阳起石，Act）（反光1020）；d．磁黄铁矿 （淡黄白色，Po）交代黄铁矿 （Py）（反光10×20）

（3）查岗诺尔铁矿成矿期划分。该矿床可划分为矽卡岩－磁铁矿矿化期、硫化物矿化期和构造热液矿化期三个成矿期。矿区内最先形成矽卡岩－磁铁矿化，该期由于火山－次火山热液交代作用，依次形成透辉石、石榴子石、阳起石、透闪石、绿帘石、磁铁矿。硫化物矿化期分两个成矿阶段，即石英硫化物阶段和方解石硫化物阶段。构造热液矿化期矿化可能较弱，对早期成矿起叠加富化作用。矿床总体上是火山－次火山热液矿床。

3．流体包裹体特征及成矿温度

据王庆明等 （2001）的资料，查干诺尔矿区硫化物δ34S为－5．1‰～12．0‰，主要集中在3．2‰～8．4‰范围内，平均5．5‰，介于陨石硫与海水硫之间，并接近陨石硫一端。因此推断查干诺尔铁矿硫源主要为深源硫，但受到过地层中海水硫的混合。

本次工作重点针对硫化物成矿期进行了流体包裹体研究。查干诺尔石榴子石中的流体包裹体一般体积较小，大多在3μm以下，但也有体积较大的，最大达12μm，后者为液体包裹体，气液比为20％～30％。包裹体形态大多都不规则，部分为长条状、椭圆形 ［图4－33 （d）］。未能测温。在石英－硫化物阶段，石英中的包裹体通常较石榴石中的包裹体大，为4．6～9．0μm。包裹体形态以不规则状、条状、方形及椭圆形为主，多为液体包裹体，气液比为5％～15％ ［图4－33（a）］。测得该成矿阶段的均一温度为310．8℃～346．7℃ （图4－34），盐度为1．05％～2．09％Na Cl，属于高温热液阶段。方解石－硫化物阶段方解石中的流体包裹体体积较大，变化也大，为4．0～29．2μm。包裹体界面清楚，形态以不规则的椭圆形为主，多为液体包裹体，气液比为5％～15％。均一温度为161．8℃～202．8℃，盐度为 0．71％ ～23．0％Na Cl。

图4－33 查干诺尔铁矿流体包裹体特征

图4－34 查干诺尔铁矿流体包裹体均一温度直方图

4．成因分析

（1）矿床形成于特定的地层层位中，在构造上又与火山穹隆构造具有密切的关联，矿体主要产于火山穹隆一侧的构造破碎带中，矿化作用与火山活动关系密切，而有利的构造空间对矿体的就位十分重要。

（2）从矿区脉状矿体及构造破碎带内的矿化以及西矿带内磁铁矿脉穿插到后期闪长岩中来看，在火山活动后还存在矿化作用。同时在东区的构造角砾中发现存在早期重晶石矿物被后期磁铁矿交代，以及在钻孔中见到早期磁铁矿角砾被后期铁矿化交代的现象表明，成矿可能不止一期。镜下矿相显示，磁铁矿可以呈脉状胶结早期矿化，也说明铁矿化不止一期。

（3）矿体与围岩蚀变的关系表现为矿体上盘为石榴子石化，底板为阳起石、绿帘石化，再过渡到大理岩、灰岩，说明矿化与矽卡岩化有关，但我们也看到这种蚀变关系不仅仅存在于岩体与围岩的接触带，而更多的是远离岩体的地方。从Fe1号矿体的产状看，矿体形成于大哈拉军山组第二亚组三段灰白色透闪石、透辉石大理岩夹层状钠质斑岩、钠质火山灰凝灰岩与大哈拉军山组第三亚组灰绿色安山质晶屑、岩屑凝灰岩之间，并且在第三亚段的火山岩下形成了石榴石蚀变，说明成矿作用发生在该期火山活动之后，因此笔者认为矽卡岩化是通过火山－次火山热液交代形成的，鉴于部分矽卡岩常形成于碳酸岩附近，很可能成矿溶液在上升过程中也溶解了围岩中的钙质，然后在适当的环境下交代其他围岩形成矽卡岩化，并成矿。

（4）硫同位素资料显示，成矿主要物质硫来源于地球深部，可能与火山－次火山热液有关。因此，笔者认为查干诺尔铁矿为石炭纪火山－次火山热液充填交代型铁矿。

二、备战铁矿矿床特征及成因

备战铁矿位于和静县巴仑台镇以西的古轮廓勒村，在板块构造上处于伊犁微板块，矿产十分丰富。经新疆地矿局第十一地质大队勘探，共求得矿石资源量5122．81万t，总平均品位41．25％，达到中型铁矿规模。

1．矿区地质特征

区域出露地层有古元古界那拉提群 （Pt N）、泥盆系上统艾尔肯组 （D3a）、下石炭统大哈拉军山组 （C1d）、上石炭统 （C3）及第四系沉积，近东西向构造较发育，岩浆岩分布较广。下石炭统大哈拉军山组为凝灰岩。上石炭统下部为一套凝灰岩夹砂岩、紫红色凝灰质砾岩、凝灰质粉砂岩及少量灰绿色千枚岩，中部为灰色条带状灰岩、薄层状灰岩、白云质灰岩、白云岩，局部夹大理岩化灰岩，上部为泥质千枚岩、白云质灰岩、白云岩、大理岩化灰岩。第四系主要为冰积砾石及冲洪积物、残坡积物。矿区断裂构造较发育，大哈拉军山组和上石炭统之间以断裂为界，多为压性断层，岩层受挤压应力影响较明显，岩石不同程度地受到动力影响而破碎，形成控岩、控矿构造。矿区岩浆岩发育，主要为花岗斑岩、钾长花岗斑岩和辉绿岩。花岗斑岩和钾长花岗斑岩均分布在矿区的南侧。过去将钾长斑岩定名为石英二长斑岩，本书通过化学分析和镜下鉴定定名为钾长花岗斑岩。辉绿岩和闪长玢岩在矿区内呈脉状广泛分布。区域内岩浆活动发育，主要以海西中晚期为主，包括安山玢岩、钠长斑岩、闪长岩及辉绿岩脉。

2．钾长花岗斑岩的岩石地球化学特征及年龄

钾长花岗斑岩为矿区内的次火山岩体，大面积分布在矿区南部，沿100°～280°方向延伸，南北宽大于1．5km，东西长大于3km，岩体向北侵入到上石炭统灰岩及凝灰质砾岩中，其南侧被肉红色花岗斑岩侵入。其在矿区呈岩体和岩脉两种形式出现，在深部该岩体填充于火山通道中，在0号勘探线附近，可以见到钾长花岗斑岩呈脉状穿插到英安岩中，在岩脉的上盘发育有石榴石化和磁铁矿。该岩体出露岩石为灰白色，斑状构造，斑晶主要为石英、斜长石和钾长石，岩石中暗色矿物较少，见斑点状的角闪石及绿泥石。

备战铁矿钾长花岗斑岩的化学成分如表4－4所示。样品普遍具有高Si（Si O2为68．6％～75．7％）、Al（Al2O3为12．9％～13．7％）、K（K2O为1．59％～8．00％），低Fe（Fe2O3为1．31％～3．75％）、Na（Na2O为1．75％～4．64％），且大部分样品K2O＞Na2O含量。在QAP分类图上，样品落在钾长花岗岩区 （图4－36），为过铝质花岗岩。但部分样品过于高的钾含量可能是后期蚀变作用形成的，而不是岩石本身的含量特征。岩石的稀土元素含量很高，稀土总量从190×10－6～230×10－6，明显表现出轻稀土富集的右倾型 （图4－35），且具有明显的Eu负异常。其微量元素表现为高场强元素 （Nb、Ta、Zr）轻微亏损 （图4－35）， Sr、P、Ti明显亏损，后者的亏损可能与斜长石、磷灰石和磁铁矿、钛铁矿的分异有关。另外岩石明显富集U、Th、Pb等放射性元素。

表4－4 备战铁矿区钾长花岗斑岩主量元素 （wt％）、微量元素 （×10－6）分析结果

续表4－4

注：样品BZTK、78－B－2、78Ⅲ－4H－23据陕西有色地质研究所等，1980。

本次研究对矿区钾长花岗斑岩进行了锆石U－Pb测年，定年工作在中科院广州地球化学研究所同位素重点实验室进行，其分析结果见附表6。

样品的分析点共有19个，这些点的Th含量为50．4×10－6～223．3×10－6，U含量为104．8×10－6～446．5×10－6，Th／U比值为0．38～1．15。所有分析点给出的206Pb／238U的表观年龄为305．9±4．3Ma，样品谐和度较好，所有分析点均落在谐和线上或谐和线附近，其加权平均年龄为307．5±2．3Ma（MSWD＝0．17），代表了该岩体的形成年龄 （图4－37）。

图4－35 钾长花岗斑岩稀土配分图及微量元素蛛网图

图4－36 钾长花岗斑岩的QAP分类图及A／CNK－A／NK图解

图QAP中11为钾长花岗岩，13为二长花岗岩

图4－37 钾长花岗斑岩U－Pb年龄图

3．矿床特征

（1）矿体形态、产状。据新疆地矿局第十一队的资料，矿区内主要圈出三个规模较大的矿体，分别是L1、L2、L3号矿体 （图4－38）。矿体呈脉状、透镜状或囊状形成于矽卡岩中，在剖面上形态很复杂，分支复合现象非常普遍，形成指状交叉状矿体。

图4－38 备战铁矿矿区地质简图

L1矿体位于矿区中部偏北，仅在0线出露，长21m，宽6．6m，倾向北，倾角75°，顶底板围岩均为矽卡岩，赋矿岩石为黄铁矿化－磁铁矿化矽卡岩，矿石类型主要为浸染状磁铁矿及少量块状磁铁矿，TFe含量为20．4％～30．8％，平均品位21．31％，为表外矿。

L2矿体位于矿区中部，仅在0线出露，宽33m，倾向北，倾角70°，地表填图证实矿体向西被钠长斑岩岩体截断，向东被第四系覆盖，长度不明，顶底板围岩均为矽卡岩，赋矿岩石为黄铁矿化－磁铁矿化矽卡岩，矿石类型主要为浸染状磁铁矿及块状磁铁矿，矿石品位20．4％～59．20％，平均品位34．72％。

L3矿体位于矿区中部，形态为脉状－似层状，总体走向EW向，地表工程控制长度290m，0线分为两个分支 （图4－39），分别为L3－1、L3－2，累计厚度49．74m，4线地表为两个分支，出露宽度分别为5．2m和3．5m，向东到4～6线间合并为一条矿脉，至TC605东尖灭，0～4线间地表被第四系坡积物覆盖。经ZK001钻孔控制0线矿体产状较缓，倾角68°左右。4线矿体由ZK401孔控制，倾角变陡到79°（图4－40）。该矿体品位变化较大，0线品位20％～55％，平均品位37．06％。其产出矿石主要为块状磁铁矿，少量为角砾状及浸染状矿石。岩性为块状磁铁矿、透辉石磁铁矿、磁铁矿化透辉石矽卡岩、磁铁矿化绿帘石矽卡岩等。顶底板围岩多为绿帘石矽卡岩，矿体中有少量夹石，岩性为透辉石矽卡岩、绿帘石矽卡岩等。

图4－39 备战铁矿0和2号勘探线剖面图

（据新疆地矿局第十一地质队，2004）

整个矿区除磁铁矿化发育外，黄铁矿化、磁黄铁矿化也较发育。其中黄铁矿化普遍发育，在矿体附近更为强烈，黄铁矿呈星点浸染状或细脉状产出，其生成时间晚于磁铁矿，可分为两期，早期为星点状，半自形－自形，分布于磁铁矿颗粒间，晚期黄铁矿呈细脉状或不规则团块状，晶形完整，充填于矽卡岩裂隙之中，可形成一定规模的黄铁矿体。磁黄铁矿化较发育，其生成时间晚于磁铁矿，早于黄铁矿，常与磁铁矿、黄铁矿呈条带状共生。磁黄铁矿呈半自形－他形晶，呈星点浸染状或细脉状集合体产出。

（2）矿石地质特征。矿区矿石主要构造类型为块状、浸染状、脉状及角砾状构造。致密块状磁铁矿石中磁铁矿含量占50％～70％，个别可达80％以上，矽卡岩矿物颗粒少量，一般均匀分布于磁铁矿之间 （图4－41）。

图4－40 备战铁矿3和4号勘探线剖面图

（据新疆地矿局第十一地质队，2004）

图4－41 备战铁矿矿石特征图

（a）矿石中的矽卡岩矿物；（b）磁铁矿浆胶结矽卡岩角砾（据郭新成等，2009）

浸染状磁铁矿石特征与块状磁铁矿石相似，但磁铁矿含量较低，一般20％～40％，根据磁铁矿分布均匀程度，又可分为稠密浸染状 （接近块状磁铁矿石）、稀疏浸染状、条带浸染状等。

角砾状构造在本矿床较常见，角砾成分多为绿帘石或透辉石矽卡岩，角砾粒径一般为5～20mm，含量10％～40％，从个别岩芯中观察，小角砾碎块可镶嵌拼接为一个大角砾，因此认为该角砾为自碎角砾；胶结物为磁铁矿，局部磁铁矿中夹条带状磁黄铁矿及黄铁矿。

磁铁矿矿物颗粒较细，含量10％～80％，粒径0．02～2．2mm，一般均匀分布，少量呈压扁定向排列，常具块状构造，局部破碎呈角砾状构造 （图4－42）。黄铁矿呈粒状，含量1％～20％，粒径0．06～0．8mm，他形－半自形，以立方体为主 （图4－42），呈浸染状或斑块状－细脉状分布于磁铁矿及矽卡岩矿物颗粒间，其形成有多期，大多晚于磁铁矿，亦有和磁铁矿同期或被晚期再次活动形成的磁铁矿所交代。个别样品中磁黄铁矿含量达到1％～5％，粒径0．03～1．2mm，他形－半自形，反射色为微带红的灰白色，磨光面光滑，非均质性明显，常呈 （网）脉状出现，往往和黄铜矿一起呈脉状产出，但又被黄铜矿交代。他形黄铜矿反射色为金黄色或淡黄色，磨光面好并因其硬度低而常见有擦痕细条纹，由于其形成较晚，因此在矿石中既有单一的黄铜矿细脉，又有磁黄铁矿－黄铜矿脉、黄铁矿－黄铜矿脉，此矿床中的黄铜矿是较多的。主要脉石矿物为矽卡岩矿物，如绿帘石、透辉石、硅灰石、方解石、纤闪石、阳起石、白云母等，多呈他形细粒，少量鳞片状、纤维状产出。

图4－42 备战铁矿镜下矿物特征图

a．破碎的块状黄铁矿 （角砾状，暗灰白色，表面多麻点，Py）中的磁黄铁矿 （灰白色，图片上部，Po），黄铜矿 （淡黄色，图片下部，Cp）网脉 （反光10×4）；b．黄铁矿立方体 （Py），被磁铁矿 （Mt）交代并在构造作用下发生了扭曲（反光10×4）；c．穿插在块状黄铁矿 （黄白色，半自形、表面布满麻点，Py）中的磁黄铁矿（脉中微带红色，表面光滑，Po）与黄铜矿 （淡黄色，Cp）细脉 （反光10×20）；d．黄铜矿 （Cp）交代磁黄铁矿 （Po），磁铁矿 （Mt）又被这两种矿物交代 （反光10×4）

从钻孔岩芯情况观察，磁铁矿、磁黄铁矿和黄铁矿大多混杂共生，少量呈细脉状具分带现象，细脉一般充填于岩石裂隙中，脉宽2～10mm之间，细脉的中心为黄铁矿，向外为磁黄铁矿，最外部为磁铁矿，三者之间界线清晰。

（3）围岩蚀变及其与矿化的关系。矿区最突出的围岩蚀变是矽卡岩化，此外，还有蛇纹石化、硅化和碳酸盐化。矽卡岩化可分为透辉石－石榴子石矽卡岩、透辉石－绿帘石矽卡岩及绿帘石－阳起石矽卡岩。在剖面上矿化和蚀变岩分布具有一定的规律性。往往从岩体向围岩方向依次为块状磁铁矿、透辉石、石榴子石、绿帘石和阳起石变化，有时可在外围见绿泥石化。而硅化、碳酸盐化往往呈脉状穿插到前面的蚀变岩中。磁铁矿往往形成于花岗闪长岩的内接触带，而黄铁矿及黄铜矿等硫化物与石英一起主要呈浸染状和脉状穿插到花岗闪长岩和矽卡岩中，为后期热液充填交代形成。

4．矿床成因

该矿床的成因认识看法不一，早期的观点趋向于矽卡岩型铁矿，近年来随着勘探程度的提高，矿床与火山活动的关系逐渐受到重视，先后提出与火山活动有关的火山沉积型铁矿床和矽卡岩型铁矿，矽卡岩化主要对早期矿进行改造，也有人认为该矿床是与中酸性次火山岩有关的隐爆角砾岩型与矽卡岩型复合成因的铁矿床。上述认识最关键的还是矿区内矽卡岩的形成及其与矿化间的关系。

（1）硫同位素特征与成矿物质来源。备战铁矿硫化物硫同位素分析结果见表4－5，从分析结果看，5件黄铁矿样品的δ34S值在－0．5‰到＋5．9‰之间变化，平均为＋2．7‰，变化较小，与陨石硫特征相近，因此硫化物矿物的硫主要来源于地球深部硫源。

表4－5 备战铁矿硫化物硫同位素组成

分析单位：核工业北京地质研究院，2010。

（2）矿床成因证据。从区域上看，备战铁矿与式可布台铁矿、查岗诺尔铁矿等一起形成于石炭纪弧后盆地内，成矿作用与北侧北天山洋向南俯冲产生的火山喷发及岩浆侵入活动密切相关，由板块俯冲作用带来的大量成矿物质是该区铁矿成矿的关键。

磁铁矿与矽卡岩密切共生，大部分矿体形成于钾长花岗斑岩岩体与碳酸盐岩的接触带部位，矽卡岩带发育，从矿区地质图及剖面图上均反映出矿区的几个矿体的顶底板均由矽卡岩组成。

矿体呈似层状、透镜状和囊状分布，产状与地层产状相近，说明矿体受到一定层位的控制。磁铁矿呈脉状、浸染状、网脉状分布，围岩有矽卡岩、花岗闪长岩及早期的磁铁矿化岩石，在矿区的沟内见到花岗闪长岩被破碎成不规则角砾状，角砾棱角清楚，大小不等，在3～20cm之间，角砾中充填有梳状的阳起石及绿帘石。除此之外，在钻孔中还见到磁铁矿石胶结角砾。这说明矽卡岩是热液形成的，热液在上升过程中与围岩反应形成含矽卡岩组分的流体，这些流体在进入适当的空间后沉积成岩。同时也说明花岗闪长岩形成时间与矿化及矽卡岩化形成时间相近，这种角砾可能是岩浆侵位过程中由于外压降低发生隐爆作用形成。

根据上述矿床特征，笔者认为备战铁矿成因应属与中酸性火山－次火山岩热液充填交代有关的矽卡岩型铁矿床，矽卡岩是成矿过程中形成的一种重要的围岩蚀变。矿床的形成过程可能是这样，当早石炭世火山及次火山岩浆上升过程中，形成大量含铁热液，这些热液与围岩中的碳酸盐反应形成含矽卡岩成分的热液。新形成的热液在岩体与围岩的接触带及外围充填交代，在高温下形成包括透辉石、石榴石及硅灰岩等无水的硅酸盐矿物。随着温度的降低，含水矿物阳起石、绿帘石等开始形成，并伴随磁铁矿、赤铁矿成矿。温度继续降低，陆续有硫化物交代早期的矿物，在磁铁矿石及围岩中形成脉状、网脉状和浸染状的石英－黄铁矿－黄铜矿组合及方解石－黄铁矿组合。必须要提出的是，由于区内岩浆多次活动，可以多次出现上述矿化过程，从而使早期矿化叠加富集。

5．控矿条件分析

（1）地层控制：备战铁矿主要产于上石炭统地层中，在其他地层中矿化较差。该套地层主要由火山岩和碳酸盐岩组成，为矽卡岩成矿创造了非常有利的条件。

（2）断裂构造对成矿的控制：从矿区地质图和勘探线剖面图上可以看出，矿体大部分呈脉状分布，形成于断裂构造中，这些断裂构造在成矿时既起到了导矿作用，也为成矿物质聚集创造了有利空间。

（3）岩体与地层的接触带控矿：几乎所有的矿体都形成在矿区内的侵入岩与地层的接触带附近，而且主要产于靠近内接触带的部位。这与矽卡岩成矿的特点非常相似。

[1] 据 《新疆钢铁》，2010资料