楊富全，劉 鋒，柴鳳梅，張志欣，耿新霞，呂書君

（1．中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037；

2．新疆大學新疆中亞造山帶大陸動力學與成礦預測實驗室，新疆烏魯木齊 830004；

3．中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所新疆礦產(chǎn)資源研究中心，新疆烏魯木齊 830011；4．中國地質(zhì)大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083）

新疆阿爾泰鐵礦成礦流體及成礦過程

楊富全1，劉 鋒1，柴鳳梅2，張志欣3，耿新霞1，呂書君4

（1．中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室，北京 100037；

2．新疆大學新疆中亞造山帶大陸動力學與成礦預測實驗室，新疆烏魯木齊 830004；

3．中國科學院新疆生態(tài)與地理研究所新疆礦產(chǎn)資源研究中心，新疆烏魯木齊 830011；4．中國地質(zhì)大學（北京）地球科學與資源學院，北京 100083）

以新疆阿爾泰鐵礦為研究對象，綜述鐵礦成礦背景，劃分成因類型和成礦時期，對典型礦床地質(zhì)特征進行描述，研究成礦流體的溫度和鹽度以及成礦流體來源，最后探討構造演化與鐵礦成礦作用。結果表明：鐵礦成因類型可劃分為火山巖型、矽卡巖型、偉晶巖型、與花崗巖有關的熱液型、與基性巖體有關的釩鈦磁鐵礦型和砂礦型；矽卡巖礦床流體包裹體從矽卡巖階段到退化蝕變階段再到石英－硫化物－碳酸鹽階段的均一溫度（從200℃～500℃到200℃～350℃，再到160℃～300℃）以及流體鹽度（NaCleq）峰值（從4．5%～21．5%到3．5%～20．5%，再到1．5%～17．5%）逐漸降低；托莫爾特鐵（錳）礦沉積期成礦流體以中低溫（集中在160℃～300℃）、低鹽度（主要集中在4%～9%和14%～20%）為特征；兩棵樹偉晶巖型鐵礦成礦流體為中溫（173℃～290℃）、低鹽度（0．35%～16．05%）；氫和氧同位素特征表明，火山沉積型鐵礦沉積期成礦流體是海水與巖漿水的混合，矽卡巖階段成礦流體主要為巖漿水，石英－硫化物－碳酸鹽階段成礦流體主要為大氣降水，混合少量巖漿水，同時兩棵樹偉晶巖型鐵礦成礦流體主要來源于巖漿水和大氣降水的混合；碳和氧同位素表明，矽卡巖型鐵礦成礦流體中碳主要來自深部巖漿，少量來自海相碳酸鹽巖。

鐵礦；地質(zhì)特征；成礦流體；成礦過程；構造演化；阿爾泰；新疆

0 引 言

新疆阿爾泰已發(fā)現(xiàn)100余處鐵礦床（點），具有分布廣、規(guī)模小、多期次、多成因和多種礦物組合特征［1］。規(guī)模較大的礦床有蒙庫鐵礦（大型）、托莫爾特鐵（錳）礦（中型）、烏吐布拉克鐵礦（中型）、巴拉巴克布拉克鐵礦（中型）等。除蒙庫鐵礦、烏吐布拉克鐵礦、阿巴宮鐵－磷灰石礦、喬夏哈拉鐵銅金礦、老山口鐵銅金礦、兩棵樹鐵礦、薩爾布拉克鐵礦進行過研究外［2－12］，其他礦床（點）缺乏系統(tǒng)研究。張建中等探討了阿巴宮—蒙庫一帶海相火山作用與鐵礦的成生關系［2］；王登紅等劃分了與海相火山作用有關的銅鉛鋅鐵成礦系列［13］；張振?？偨Y了阿爾泰典型鐵礦床（蒙庫、阿巴宮、加爾巴斯島）特征，對找礦前景進行了分析［14］；牛賀才等探討了晚古生代火山作用與成礦［15］；楊富全等劃分了新疆阿爾泰鐵礦成因類型、總結了時空分布規(guī)律、限定了成礦時代，并探討了成礦物質(zhì)來源及其成礦作用［1］。在前人研究的基礎上，結合筆者對一些鐵礦床的研究，總結了烏吐布拉克、老山口、兩棵樹、庫額爾齊斯等典型礦床的特征，探討成礦流體性質(zhì)、演化和來源，對阿爾泰區(qū)域鐵礦成礦過程進行簡述，為阿爾泰成礦規(guī)律總結和進一步找礦提供依據(jù)。

1 成礦背景

阿爾泰造山帶為中亞造山帶的重要組成部分，在大地構造上，包括西伯利亞板塊的北阿爾泰早古生代陸緣活動帶和南阿爾泰晚古生代活動陸緣，以額爾齊斯—布爾根板塊縫合帶為界，以南屬哈薩克斯坦—準噶爾板塊［16］。

新疆阿爾泰劃分為北阿爾泰、中阿爾泰和南阿爾泰（圖1［1］）。北阿爾泰主要由中—晚泥盆世—早石炭世火山－沉積巖組成。中阿爾泰主要為早古生代變質(zhì)巖系，出露地層主要有震旦紀至中奧陶世的淺變質(zhì)巨厚陸源復理石建造與晚奧陶世的火山－磨拉石及陸源碎屑巖建造、中—晚志留世變質(zhì)砂巖。南阿爾泰主要由晚志留世—早泥盆世康布鐵堡組［17］和中—晚泥盆世阿勒泰鎮(zhèn)組變質(zhì)火山－沉積巖系［18］，其次是石炭紀火山－沉積巖系和中上志留統(tǒng)片巖、片麻巖、變粒巖組成。

阿爾泰造山帶花崗巖類廣泛分布，它們具有多類型、多成因、多來源等特征［19－26］，巖漿侵入活動可分為中晚奧陶世（470～440 Ma）、晚志留世—早泥盆世（425～390 Ma）、中—晚泥盆世（380～360 Ma）、早石炭世（355～318 Ma）、早二疊世（290～270 Ma）和中—晚三疊世—早侏羅世（245～190 Ma），其構造環(huán)境為陸緣俯沖、俯沖－弧后盆地伸展、聚合碰撞、后造山和板內(nèi)階段［27－28］。

圖1 阿爾泰造山帶區(qū)域地質(zhì)略圖Fig．1 Simplified Regional Geological Map of Altay Orogenic Belt

2 主要礦床類型和成礦時代

2．1 主要礦床類型

新疆阿爾泰已發(fā)現(xiàn)100余個鐵礦產(chǎn)地（圖2［1］），但多數(shù)為礦點和礦化點。有近20個礦床經(jīng)過普查，并對其中一些礦床進行過研究，但總體上鐵礦研究程度低。從成因類型上劃分為火山巖型、矽卡巖型、偉晶巖型（如兩棵樹鐵礦）、與花崗巖有關的熱液型（如庫額爾齊斯鐵礦）、與基性巖體有關的釩鈦磁鐵礦型（如庫威釩鈦磁鐵礦、哈旦孫釩鈦磁鐵礦）和砂礦（如青河鐵礦）6種類型，其中火山巖型和矽卡巖型是主要成礦類型和勘查對象?；鹕綆r型進一步劃分出火山熱液型（如康布鐵堡鐵礦）、火山沉積型（如托莫爾特鐵（錳）礦）和礦漿型（如阿巴宮鐵－磷灰石礦）3個亞類型。矽卡巖型可劃分為接觸交代矽卡巖型（如加爾巴斯島鐵礦、薩爾布拉克鐵礦）、接觸交代矽卡巖＋類矽卡巖（交代火山巖）型（如蒙庫鐵礦、巴利爾斯鐵礦、烏吐布拉克鐵礦、喬夏哈拉鐵銅金礦、老山口鐵銅金礦）和類矽卡巖型（如喀因布拉克鐵礦）3個亞類型。

2．2 成礦時代

除蒙庫鐵礦、烏吐布拉克鐵礦、喬夏哈拉鐵銅金礦中發(fā)現(xiàn)輝鉬礦并進行了Re－Os年齡測定外［5，29］，在蒙庫、阿巴宮、加爾巴斯島和喬夏哈拉礦床進行了含鉀礦物Ar－Ar年齡測定，受Ar－Ar方法適用條件的限制，這些年齡未能精確限定成礦時代，因此，阿爾泰鐵礦成礦時代主要根據(jù)與成礦有關的花崗巖年齡進行推斷［7，10－12，30－32］，鐵成礦時代主要有4期［1］。

（1）早泥盆世（410～384 Ma），與蒙庫鐵礦矽卡巖形成有關的花崗巖類時代為404～384 Ma，與薩爾布拉克鐵礦形成有關的花崗巖形成時代為410 Ma，鐵木里克鐵礦與成礦有關的花崗巖時代為389 Ma。托莫爾特鐵（錳）礦體賦存于康布鐵堡組上亞組，變質(zhì)流紋巖鋯石SHRIMP U－Pb年齡為（407±4．3）Ma，黑云母花崗斑巖脈切穿鐵礦體，并伴有鐵和銅礦化，黑云母花崗斑巖鋯石La－ICP－MS U－Pb年齡為401 Ma，限定托莫爾特鐵（錳）礦成礦時代為407～401 Ma。根據(jù)地層和礦床特征推斷，恰夏鐵銅礦、阿巴宮鐵－磷灰石礦、康布鐵堡鐵礦也形成于早泥盆世。

圖2 阿爾泰造山帶鐵礦分布Fig．2 Distribution of Iron Deposits in Altay Orogenic Belt

（2）中泥盆世（380～377 Ma），喬夏哈拉鐵銅金礦黃銅礦磁鐵礦礦石中輝鉬礦Re－Os等時線年齡為377 Ma。老山口鐵銅金礦與成礦有關閃長（玢）巖年齡為380～379 Ma，兩棵樹鐵礦與成礦有關花崗巖年齡為377 Ma。

（3）早二疊世（287～274 Ma），加爾巴斯島鐵礦賦存于花崗巖體與灰?guī)r接觸帶的矽卡巖中，花崗巖年齡為287 Ma。庫額爾齊斯鐵礦花崗巖年齡為274 Ma和279 Ma，限定成礦時代略晚于278～274 Ma。

（4）早三疊世（244 Ma），烏吐布拉克鐵礦含輝鉬礦石榴石磁鐵礦石中輝鉬礦Re－Os年齡為（244± 4．1）Ma和（244±4．2）Ma，限定成礦時代為早三疊世。

3 主要礦床特征

3．1 蒙庫鐵礦

富蘊縣蒙庫鐵礦（大型）位于麥茲盆地中，距富蘊縣城直線距離67 km，礦床賦存于上志留統(tǒng)—下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組下亞組第三巖性段，巖石組合為變粒巖、角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖、黑云母片巖、大理巖、變質(zhì)砂巖、淺粒巖（圖3［33］）。礦區(qū)侵入巖發(fā)育，片麻狀花崗巖時代為400、404、378 Ma。

蒙庫鐵礦區(qū)發(fā)現(xiàn)了40余處礦體。礦區(qū)西段①～⑥號礦體的賦礦圍巖以角閃斜長變粒巖、淺粒巖為主，多數(shù)礦體內(nèi)及邊部見石榴石和綠簾石等矽卡巖殘留體和大理巖團塊。礦區(qū)東段⑦－號礦體圍巖主要為石榴石矽卡巖，其次是角閃斜長變粒巖、淺粒巖、大理巖。①號礦體（包括原6、7、Fe－11號）規(guī)模最大，長2 322 m，但厚度變化較大，為1．9～103．2 m，平均厚度13～44 m，控制垂深達580 m。其他礦體長50～763 m，厚1．3～110．8 m。該礦體形態(tài)復雜，呈似層狀、透鏡狀、囊狀、不規(guī)則狀。礦石主要為塊狀、浸染狀，其次為條帶狀、角礫狀、斑雜狀、脈狀構造。礦石結構主要有粒狀變晶結構、交代殘余結構、變余結構和碎裂結構。礦石全鐵平均含量（質(zhì)量分數(shù)，后文同）為24%～58%，多數(shù)為35%～48%。圍巖蝕變主要為矽卡巖化、硅化、碳酸鹽化、絹云母化、鈉長石化，矽卡巖化與鐵礦關系密切。成礦過程可劃分為火山噴發(fā)－沉積期、矽卡巖期（可分為早期矽卡巖階段、退化矽卡巖階段和石英硫化物階段）、區(qū)域變質(zhì)期、構造－巖漿（？）熱液期和氧化期。其中，退化矽卡巖階段是鐵的主要形成階段。

3．2 烏吐布拉克鐵礦

圖3 蒙庫鐵礦礦區(qū)地質(zhì)圖Fig．3 Geological Map of Mengku Iron Deposit District

烏吐布拉克鐵礦（中型）位于麥茲盆地中，距阿勒泰市南東約75 km處。該礦于2003年由中國冶金地質(zhì)勘查工程總局西北地質(zhì)勘查院在航磁異常查證中發(fā)現(xiàn)，目前由金山礦冶公司進行開采。該礦床賦存于上志留統(tǒng)—下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組下亞組第三段（圖4［34］），巖石組合為（含斑）角閃變粒巖、條帶狀角閃斜長變粒巖、黑云母變粒巖、角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖、黑云母片巖、大理巖、變砂巖、淺粒巖。礦區(qū)侵入巖發(fā)育，礦區(qū)南部英云閃長巖年齡為386 Ma，北部黑云母英云閃長巖體年齡為388 Ma［35］。

圖4 烏吐布拉克鐵礦礦區(qū)地質(zhì)圖Fig．4 Geological Map of Wutubulake Iron Deposit District

目前已圈定Fe1、Fe2、Fe3、Fe4等4個主要鐵礦體及多個盲礦體。賦礦圍巖以變粒巖、石榴石矽卡巖為主，其次為淺粒巖、黑云母角閃片巖、斜長角閃巖及透鏡狀大理巖。礦體長60～570 m，平均厚度4．82～14．86 m，控制垂深580 m。礦體呈似層狀、透鏡狀及不規(guī)則狀順層產(chǎn)出，常見膨大收縮、分枝復合、尖滅等現(xiàn)象（圖5［34］）。礦石構造主要為塊狀、浸染狀，其次為條帶狀、角礫狀、斑雜狀、脈狀構造。礦石結構主要有粒狀變晶結構、交代殘余結構，少量變余結構和碎裂結構。礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦，其次為磁赤鐵礦，少量黃鐵礦、磁黃鐵礦、黃銅礦、輝鉬礦等。脈石礦物主要為石榴石、鈣鐵輝石、透輝石、角閃石、長石，其次為黑云母、石英、方解石、綠泥石、綠簾石、透閃石、絹云母，少量方柱石、磷灰石、螢石、褐簾石等。礦石全鐵平均含量為23．3%～32．1%。

圖5 烏吐布拉克鐵礦礦區(qū)4號勘探線剖面Fig．5 Section of No．4 Exploration Line in Wutubulake Iron Deposit District

熱液蝕變主要為矽卡巖化，其次為硅化、方解石化、絹云母化和鈉長石化等，其中矽卡巖化與鐵礦化關系密切。矽卡巖礦物組合以石榴石（以鈣鐵榴石為主，少量鐵鋁榴石和鈣鋁榴石）為主，其次是輝石（以透輝石為主，含少量普通輝石和鈣鐵榴石）、角閃石（以鐵鎂鈣閃石為主）、綠簾石、綠泥石、透閃石。成礦過程可劃分為矽卡巖階段、退化蝕變階段和石英－硫化物－碳酸鹽階段，鐵礦形成于退化蝕變階段。

3．3 老山口鐵銅金礦

老山口鐵銅金礦包括托斯巴斯套鐵銅金礦段和托斯巴斯套南金銅礦段（又稱老山口金銅礦），位于準噶爾北緣，距青河縣城41 km。該礦于1986年由新疆有色地質(zhì)勘查局物探大隊發(fā)現(xiàn)，為小型鐵多金屬礦床，目前正在開采。礦床容礦巖系為中泥盆統(tǒng)北塔山組第一巖性段（圖6［36］），巖石組合為（輝斑）玄武巖、玄武質(zhì)安山巖、玄武質(zhì)火山角礫巖、安山巖、安山質(zhì)火山角礫巖、灰?guī)r、粉砂巖。礦區(qū)侵入巖發(fā)育，閃長巖、正長巖、黑云母閃長巖和閃長玢巖的年齡分別為（354±1．9）、（366±1．9）、（379±2．3）、（380±3）Ma，是中—晚泥盆世巖漿活動產(chǎn)物［12］。

圖6 老山口礦區(qū)托斯巴斯套礦段地質(zhì)圖Fig．6 Geological Map of Tuosibasitao Ore Block in Laoshankou Deposit District

該礦體分布于安山質(zhì)火山角礫巖、含集塊玄武質(zhì)火山角礫巖與閃長（玢）巖接觸帶的矽卡巖中。托斯巴斯套鐵銅金礦段由含金銅磁鐵礦體（Ⅰ1）和含金銅礦體（Ⅰ2）組成（圖7［36］）。礦體長110～200 m，平均厚度4．60～8．34 m，礦體呈透鏡狀和不規(guī)則狀。礦石類型包括石榴石－透輝石－磁鐵礦礦石、綠簾石－陽起石－透閃石－磁鐵礦礦石、磁鐵礦－黃鐵礦－黃銅礦礦石、石英－磁鐵礦－赤鐵礦礦石、石英－黃銅礦礦石和方解石－黃鐵礦－自然金礦石。礦石構造有條帶狀、脈狀、角礫巖狀、浸染狀、網(wǎng)脈狀、塊狀構造等。礦石結構主要為半自形－它形粒狀結構、自組織結構、交代殘余結構。礦石中主

圖7 托斯巴斯套礦段Ⅳ勘探線剖面Fig．7 Section of Exployation LineⅣat Tuosibasitao Ore Block

要金屬礦物為磁鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦、赤鐵礦和自然金，次為斑銅礦、磁黃鐵礦、方鉛礦、閃鋅礦等。脈石礦物主要有綠簾石、綠泥石、陽起石、石榴石、角閃石、方解石、石英、鉀長石、鈉長石、黑云母、絹云母等。全鐵平均含量為36．42%，最高為53．35%，銅平均為0．28%～0．41%，最高1．67%，金平均（0．49～1．31）×10－6，最高9．11×10－6。托斯巴斯套南金銅礦段圈出5個金礦體和金銅礦體，礦體長100～450 m，平均厚度1～7．73 m，金平均含量為（1．32～2．21）× 10－6，最高5．98×10－6，銅平均0．15%～0．48%。

該礦區(qū)熱液蝕變較發(fā)育，主要有綠簾石化、鉀長石化、鈉長石化、絹云母化、綠泥石化、方解石化、石榴石化、陽起石化等。其中，鉀長石化、綠泥石化和綠簾石化與鐵銅礦化關系密切。成礦過程可劃分為矽卡巖階段、退化蝕變階段和石英－硫化物－碳酸鹽階段，其中鐵礦形成于退化蝕變階段，銅和金形成于石英－硫化物－碳酸鹽階段。

3．4 兩棵樹鐵礦

兩棵樹鐵礦位于克蘭盆地東南端，為小型鐵礦床，曾進行過開采。礦區(qū)出露地層為中—上泥盆統(tǒng)阿勒泰鎮(zhèn)組上亞組（圖8［37］），巖性主要為黑云母石英片巖、變質(zhì)砂巖、變粒巖夾大理巖透鏡體。礦區(qū)發(fā)育二長花崗巖，鋯石LA－ICP－MS的U－Pb年齡為（377±1．3）Ma［11］。

圖8 兩棵樹鐵礦地質(zhì)略圖Fig．8 Simplified Geological Map of Liangkeshu Iron Deposit

該鐵礦體主要產(chǎn)于二長花崗巖與黑云母石英片巖接觸帶的偉晶巖脈中，少量礦化在接觸帶的矽卡巖中。礦體呈脈狀，長70 m，平均寬2．5 m，礦體走向300°，傾向北東，傾角87°。鐵礦化呈條帶狀、浸染狀、脈狀和團塊狀分布于偉晶巖中，在空間和成因上與偉晶巖有密切聯(lián)系。偉晶巖礦物組合主要為鈉長石、石英和黑云母，少量中長石和歪長石。礦石構造主要為條帶狀、團塊狀和稠密浸染狀。礦石結構主要有自形粒狀、半自形粒狀、它形粒狀、偉晶結構、交代結構等。礦石中金屬礦物主要為磁鐵礦，個別為黃鐵礦、黃銅礦。礦石中非金屬礦物主要有鈉長石、石英、黑云母、石榴石、綠簾石。礦體全鐵含量為29．4%～32．1%，平均30．56%。

3．5 庫額爾齊斯鐵礦

庫額爾齊斯鐵礦位于富蘊縣城北西約5 km的額爾齊斯剪切帶中，為小型鐵礦，目前正在開采。礦區(qū)出露上石炭統(tǒng)喀喇額爾齊斯組，由粉砂巖、板巖、千枚巖、絹云母綠泥石片巖、角閃斜長片巖、片麻巖組成。礦區(qū)侵入巖發(fā)育，主要有二長花崗巖、花崗斑巖脈，二長花崗巖鋯石LA－ICP－MS U－Pb年齡為274 Ma和279 Ma。

該礦礦化賦存于二長花崗巖與黑云斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、角閃斜長片巖的外接觸帶中。礦化受接觸帶和斷裂控制，礦體呈脈狀、透鏡狀斜列式分布（圖9［38］）。圈定出1個較大的礦體，礦體編號為I，延伸約290 m，在地表分支為2個礦體（I－1、I－2）。經(jīng)鉆孔和830 m中段開采巷道采樣控制，發(fā)現(xiàn)I－1、I－2號礦體在深部相互連接形成一個礦體，并向南東側伏。該礦體在9號勘探線出現(xiàn)分叉（圖10［38］），平均厚度5～8 m，礦體呈脈狀、透鏡狀。礦體中脈巖發(fā)育，以二長花崗巖脈為主，脈寬0．1～1 m。礦石構造為塊狀、條帶狀、浸染狀、脈狀、斑雜狀構造。礦石中金屬礦物以磁鐵礦為主，偶見磁赤鐵礦、鈦鐵礦、黃鐵礦。脈石礦物有鈣鐵輝石、石英、綠簾石、透閃石、陽起石、方解石，其次還有少量磷灰石、綠泥石、黑云母等。礦石中全鐵平均含量為45．2%～56%。

圖9 庫額爾齊斯鐵礦地質(zhì)略圖Fig．9 Simplified Geological Map of Kuerqis Iron Deposit

圖10 庫額爾齊斯鐵礦9號勘探線剖面Fig．10 Section of No．9 Exploration Line in Kuerqis Iron Deposit

圍巖蝕變主要有綠簾石化、綠泥石化、陽起石化、透閃石、透－鈣鐵輝石化、鉀長石化、黑云母化、硅化，與鐵礦化最為密切的是綠簾石化、透閃石化、綠泥石化、陽起石化。磁鐵礦－含水硅酸鹽階段和石英－硫化物－碳酸鹽階段，前者為主成礦階段。

4 成礦流體性質(zhì)

阿爾泰蒙庫鐵礦、薩爾布拉克鐵礦、加爾巴斯島鐵礦、托莫爾特鐵（錳）礦、兩棵樹鐵礦、烏吐布拉克鐵礦和老山口鐵銅金礦流體包裹體顯微測溫和流體包裹體鹽度結果分別見圖11［39］和圖12［39］。

圖11 阿爾泰鐵礦均一溫度直方圖Fig．11 Histograms of Homogenization Temperatures from Iron Deposits in Altay

蒙庫鐵礦、薩爾布拉克鐵礦、加爾巴斯島鐵礦、烏吐布拉克鐵礦和老山口鐵銅金礦為矽卡巖型鐵礦。矽卡巖階段石榴石和透輝石中流體包裹體均一溫度為200℃～550℃，退化蝕變階段（綠簾石、綠泥石和透閃石）流體包裹體均一溫度為180℃～440℃，石英－硫化物－碳酸鹽階段（石英和方解石）流體包裹體均一溫度為160℃～380℃，主要集中在160℃～260℃。

蒙庫、薩爾布拉克、加爾巴斯島、烏吐布拉克和老山口礦矽卡巖階段（石榴石和透輝石）流體鹽度（NaCleq）為1．05%～22．71%。蒙庫鐵礦還出現(xiàn)了高鹽度（30．06%～40．18%），退化蝕變階段（綠簾石、綠泥石和透閃石）流體鹽度為2．07%～21．75%，石英－硫化物－碳酸鹽階段（石英和方解石）為1．05%～18．47%。

總之，矽卡巖型礦床矽卡巖階段流體具有中高溫（主要集中于200℃～500℃）、低鹽度（峰值為4．5%～21．5%）特征；退化蝕變階段成礦流體具有中溫（主要集中在200℃～350℃）、低鹽度（峰值為3．5%～20．5%）特征；石英－硫化物－碳酸鹽階段成礦流體具有中低溫度（主要集中于160℃～300℃）、低鹽度（峰值為1．5%～17．5%）特征。從矽卡巖階段到退化蝕變階段再到石英－硫化物－碳酸鹽階段均一溫度范圍及峰值、流體鹽度峰值逐漸降低。蒙庫鐵礦區(qū)域變質(zhì)期（石榴石、綠簾石、綠泥石、石英和方解石）均一溫度變化較大，為140℃～513℃。流體鹽度變化范圍寬，為1．23%～60．31%。

托莫爾特鐵（錳）礦沉積期石英中流體包裹體均一溫度變化范圍較大，為160℃～360℃，主要集中在160℃～300℃，峰值為190℃；流體鹽度為3．23%～22．71%，主要集中在4%～9%和14%～20%。區(qū)域變質(zhì)期石英中以發(fā)育含液體CO2包裹體為特征，流體包裹體均一溫度為210℃～523℃，峰值為310℃；流體包裹體鹽度為4．8%～11．33%，峰值為11%?？傊?，托莫爾特鐵（錳）礦沉積期成礦流體以中低溫、低鹽度為特征，區(qū)域變質(zhì)期以發(fā)育CO2包裹體、中高溫、低鹽度為特征。

兩棵樹鐵礦石英中主要發(fā)育氣液兩相包裹體，均一溫度為173℃～290℃，峰值為240℃，鹽度為0．35%～16．05%，峰值為9%。成礦流體屬中溫度、低鹽度、中低密度的H2O－NaCl體系。

5 成礦流體來源

5．1 氫和氧同位素示蹤

圖12 阿爾泰鐵礦流體包裹體鹽度直方圖Fig．12 Histograms of Salinity for the Fluid Inclusions from Iron Deposits in Altay

圖13 阿爾泰鐵礦D－18OH2O圖解Fig．13Diagrams of Iron Deposits in Altay

蒙庫鐵礦、加爾巴斯島鐵礦、薩爾布拉克鐵礦、托莫爾特鐵（錳）礦、兩棵樹鐵礦、烏吐布拉克鐵礦、老山口鐵銅金礦和喬夏哈拉鐵銅金礦氫和氧同位素特征見圖13，其中原始巖漿水范圍據(jù)文獻［40］，喬夏哈拉礦據(jù)文獻［41］，其他礦床據(jù)文獻［39］。其中，δ（·）為元素同位素組成；δ（18）為氧元素同位素組成相對于標準水得到的值；δ（18OSMOW）為氧同位素組成相對于標準平均大洋水（SMOW）得到的值；δ（13CPDB）為碳同位素組成相對于國際標準PDB同位素比值得到的。

石英氫和氧同位素特征表明，托莫爾特鐵（錳）礦樣品點落在巖漿水左下方與大氣降水線之間。圖13表明，火山沉積期成礦流體為巖漿水與大氣降水的混合，但實際上成礦作用發(fā)生在海底，大氣降水的貢獻可能不大。陳毓川等在解釋阿舍勒銅鋅礦的氫氧同位素時認為，水－巖反應影響熱流體的氧同位素組成，具有大氣降水的特征實際上是深循環(huán)的海水［42］。因此，推斷火山沉積期成礦流體是海水與巖漿水的混合。石榴石中氫和氧同位素特征顯示，蒙庫和烏吐布拉克矽卡巖型鐵礦中矽卡巖階段成礦流體主要為巖漿水，混合少量大氣降水。加爾巴斯島、薩爾布拉克、烏吐布拉克、老山口和喬夏哈拉矽卡巖型礦床石英－硫化物－碳酸鹽階段成礦流體主要為大氣降水，混合少量巖漿水。兩棵樹偉晶巖型鐵礦成礦流體主要來源于巖漿水和大氣降水的混合。

5．2 碳和氧同位素示蹤

總之，阿爾泰不同鐵礦成礦流體中碳來源不同。蒙庫鐵礦成礦流體中碳來自深部或地幔，薩爾布拉克鐵礦碳來自地幔和花崗巖，老山口、喬夏哈拉鐵銅金礦碳來自與成礦有關的閃長（玢）巖，少量來自海相碳酸鹽巖，烏吐布拉克鐵礦碳主要來源于深部巖漿或地幔。

圖14 阿爾泰鐵礦礦床方解石和灰?guī)r的18OSMOW－13CPDB圖解Fig．1418OSMOW－13CPDBDiagrams of Iron Deposits in Altay

6 構造演化與鐵礦成礦作用

415～380 Ma期間，古亞洲洋繼續(xù)向西伯利亞板塊俯沖［27，45］，在麥茲、克蘭和沖乎爾形成一系列陸緣拉張斷陷盆地（圖15）。俯沖作用導致軟流圈上涌，使地殼物質(zhì)熔融形成康布鐵堡組酸性火山巖，底侵的基性巖漿形成康布鐵堡組基性火山巖。415～400 Ma期間，在麥茲盆地伴隨康布鐵堡組下亞組火山沉積作用形成鐵礦源層或鐵礦體（？）。400～384 Ma期間，在蒙庫—鐵木里克一帶，伴隨巖漿侵入活動，形成花崗巖、英云閃長巖、花崗閃長巖等巖（脈）體，巖漿期后熱液交代灰?guī)r和火山巖形成一套矽卡巖礦物，隨著矽卡巖的退化變質(zhì)作用，形成了大量磁鐵礦疊加在礦源層中（如蒙庫鐵礦），這是蒙庫鐵礦、鐵木里克等鐵礦的主要成礦期。在薩爾布拉克一帶伴隨410 Ma花崗巖侵入，形成接觸交代矽卡巖及鐵礦化。在克蘭盆地，伴隨康布鐵堡組上亞組火山活動形成阿巴宮礦漿貫入型鐵－磷灰石礦和康布鐵堡火山熱液型鐵礦；在火山活動間歇期形成火山沉積型托莫爾特鐵（錳）礦、恰夏鐵銅礦等。

380～365 Ma期間，阿爾泰南緣的斷陷盆地仍處于拉張環(huán)境，形成了阿勒泰鎮(zhèn)組枕狀玄武巖、雙峰式火山巖和沉積巖。在兩顆樹一帶花崗巖（376 Ma）侵入到地層中，同時形成偉晶巖脈和矽卡巖，在偉晶巖中及附近形成鐵礦化。

準噶爾北緣的喬夏哈拉—老山口一帶在中泥盆世處于島弧環(huán)境，在北塔山組基性火山巖噴發(fā)不久，礦區(qū)有潛火山巖，即閃長（玢）巖體（脈）侵入（380～378 Ma），巖漿熱液交代基性火山熔巖、火山碎屑巖和灰?guī)r形成矽卡巖礦物，伴隨矽卡巖的演化形成磁鐵礦化和銅金礦化。

早二疊世（287～274 Ma）阿爾泰為后碰撞演化階段，加爾巴斯島花崗巖體（287 Ma）侵入地層中，在灰?guī)r接觸帶形成矽卡巖及鐵礦化。額爾齊斯大型剪切帶的庫額爾齊斯一帶，花崗巖（278～274 Ma）侵入到上石炭統(tǒng)斜長角閃巖、斜長角閃片麻巖中，在外接觸帶形成與巖漿熱液有關的鐵礦。在蒙庫礦區(qū)中二疊世（261 Ma）發(fā)生了構造－巖漿（？）熱液活動，形成了含黃銅礦石英大脈和含黃鐵礦輝鉬礦石英大脈，為銅鉬礦化期，但礦化規(guī)模不大。在250 Ma左右，蒙庫鐵礦礦區(qū)仍有熱液活動，矽卡巖中熱液鋯石SEM U－Pb年齡為（250±2）Ma［46］。

三疊紀阿爾泰屬陸內(nèi)演化階段，區(qū)域上主要形成與花崗巖有關偉晶巖型稀有金屬－白云母－寶石礦床［13］。在烏吐布拉克一帶熱液流體（推測礦區(qū)存在隱伏巖體）與康布鐵堡組基性火山巖（熔巖和火山碎屑巖）及灰?guī)r產(chǎn)生高溫熱液蝕變反應，形成了一套矽卡巖礦物組合及磁鐵礦礦體，礦石中輝鉬礦Re－Os年齡為244 Ma。

7 結 語

（1）阿爾泰鐵礦成因類型包括火山巖型、矽卡巖型、偉晶巖型、與花崗巖有關的熱液型、與基性巖體有關的釩鈦磁鐵礦型和砂礦型等6種類型，其中火山巖型和矽卡巖型是主要類型。

二是企業(yè)內(nèi)部市場開發(fā)工作的學習活動不系統(tǒng)，很多企業(yè)或者部門忙著抓生產(chǎn)而忽視了市場開發(fā)活動，把經(jīng)濟效益放在第一位，而當時效益不那么明顯的市場開發(fā)工作放在后面，造成企業(yè)內(nèi)部人員矛盾重重，市場開發(fā)沒有影響力和號召力，遇到問題的時候一盤散沙，無法真正處理和解決問題，影響了企業(yè)的公信力［1］。

（2）矽卡巖階段流體具有中高溫（200℃～500℃）、低鹽度（4．5%～21．5%）特征；退化蝕變階段成礦流體具有中溫（200℃～350℃）、中低鹽度（3．5%～20．5%）特征；石英－硫化物－碳酸鹽階段成礦流體具有中低溫度（主要為160℃～300℃）、低鹽度（1．5%～17．5%）特征。托莫爾特鐵（錳）礦沉積期成礦流體以中低溫（160℃～300℃）、低鹽度為特征。兩棵樹偉晶巖型鐵礦成礦流體屬中溫（173℃～290℃）、低鹽度（0．35%～16．05%）體系。

圖15 阿爾泰晚古生代構造演化與鐵成礦作用Fig．15 Late Paleozoic Tectonic Evolution and Iron Metallogenesis in Altay

（3）氫和氧同位素特征表明，火山沉積型鐵礦沉積期成礦流體是海水與巖漿水的混合。矽卡巖階段成礦流體主要為巖漿水，混合少量大氣降水。石英－硫化物－碳酸鹽階段成礦流體主要為大氣降水，混合少量巖漿水。兩棵樹偉晶巖型鐵礦成礦流體主要來源于巖漿水和大氣降水的混合。

（4）碳和氧同位素特征表明，蒙庫鐵礦成礦流體中碳來自深部或地幔，薩爾布拉克鐵礦碳來自地幔和花崗巖，老山口、喬夏哈拉鐵銅金礦碳來自與成礦有關的閃長（玢）巖，少量來自海相碳酸鹽巖，烏吐布拉克鐵礦碳主要來源于深部巖漿或地幔。

野外工作得到新疆有色地質(zhì)勘查局申茂德總工程師以及新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第四地質(zhì)大隊、新疆有色地質(zhì)勘查局706隊的領導和技術人員的大力幫助，國家305項目辦公室給予了大力支持，在此一并謝忱。

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Ore－forming Fluid and Metallogenic Process of Iron Deposit in Altay of Xinjiang

YANG Fu－quan1，LIU Feng1，CHAI Feng－mei2，ZHANG Zhi－xin3，GENG Xin－xia1，LU Shu－jun4
（1．Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment of Ministry of Land and Resources，Institute of Mineral Resources，Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China；2．Xinjiang Key Laboratory for Geodynamic Processes and Metallogenic Prognosis of the Central Asian Orogenic Belt，Xinjiang University，Urumqi 830004，Xinjiang，China；3．Xinjiang Research Center for Mineral Resources，Xinjiang Institute of Ecology and Geography，Chinese Academy of Sciences，Urumqi 830011，Xinjiang，China；4．School of the Earth Sciences and Resources，China University of Geosciences，Beijing 100083，China）

Based on the iron deposits in Altay of Xinjiang，the metallogenic setting of iron deposits were reviewed，the genetic types and mineralization period of iron deposits were divided，geological characteristics of typical deposits were described，the temperature and salinity of oreforming fluid and its source were analyzed，and the tectonic evolution and metallogenesis were discussed．The results showed that the genetic types of iron deposits were dominantly volcanicrock，skarn，pegmatite，hydrothermal related with granite，V－Ti－magnetite related with basic massif and placer；homogenization temperatures of fluid inclusion in skarn type deposit from skarn to retrograde alteration until quartz－sulfide－carbonate stages gradually decreased from 200℃－500℃to 200℃－350℃until 160℃－300℃，and the peak of fluid salinities（NaCleq）also decreased from 4．5%－21．5%to 3．5%－20．5%until 1．5%－17．5%，respectively；ore－forming fluids in the sedimentation period of Tuomoerte iron（manganese）deposit were characterized by low－medium temperature（mainly 160℃－300℃）and low salinity（mainly 4%－9%and 14%－20%）；ore－forming fluids in Liangkeshu iron deposit with pegmatite type were characterized by medium temperature（173℃－290℃）and low salinity（0．35%－16．05%）．Hydrogen and oxygen isotope compositions suggested that the ore－forming fluids in the sedimentation period of iron deposit with volcanic sedimentary type were mainly derived from the mixture of seawater and magmatic fluid；the ore－forming fluids in skarn and quartz－sulfide－carbonate stages were mainly derived from magmatic fluid and atmospheric precipitation mixed with a little of magmatic fluid，respectively；the ore－forming fluids in Liangkeshu iron deposit with pegmatite type were mainly derived from the mixture of magmatic fluid and atmospheric precipitation．Carbon and oxygen isotope compositions suggested that the carbon in the ore－forming fluids of iron deposits with skarn type was mainly derived from deep magmatic，and a little from marine carbonate rocks．

iron deposit；geological characteristic；ore－forming fluid；metallogenic process；tectonic evolution；Altay；Xinjiang

P618．31

A

1672－6561（2012）03－0017－15

2012－06－11

國家科技支撐計劃項目（2006BAB07B02－01，2011BAB06B03－02）；國土資源部公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費項目（201211073）

楊富全（1968－），男，河北蔚縣人，研究員，博士研究生導師，E－mail：fuquanyang＠163．com。