買(mǎi)買(mǎi)提明·米日阿布都拉

西昆侖塔什庫(kù)爾干陸塊近年來(lái)發(fā)現(xiàn)一批重要的沉積變質(zhì)型鐵礦，如贊坎、莫喀爾、葉里克、吉爾鐵克溝、老并等，達(dá)中-大型礦床規(guī)模，所發(fā)現(xiàn)的鐵礦類(lèi)型各具特色。贊坎、葉里克鐵礦認(rèn)為是前寒武紀(jì)廣泛發(fā)育的條帶狀硅鐵建造（BIF型），統(tǒng)稱(chēng)為“鞍山式”鐵礦；而老并鐵礦認(rèn)為是一種較為獨(dú)特的膏鐵建造組合，定為“帕米爾式”鐵礦；航磁查證中還發(fā)現(xiàn)有角閃石、石榴石以及白云石大理巖與磁鐵礦組合等；2012年在莫拉赫鐵礦區(qū)Ⅱ號(hào)鐵礦帶又新發(fā)現(xiàn)重晶石鐵礦組合，顯示其意義不同尋常。因此，正確認(rèn)識(shí)塔什庫(kù)爾干陸塊成礦地質(zhì)環(huán)境，為建立切合實(shí)際的成礦模式，對(duì)促進(jìn)沉積變質(zhì)型鐵礦成礦理論研究和找礦勘探工作都具有重要意義。

1.區(qū)域鐵成礦背景

1.1主要控礦構(gòu)造

塔什庫(kù)爾干陸塊受控于康西瓦與塔哈希深大斷裂，成礦構(gòu)造環(huán)境（早元古代）為一個(gè)裂陷盆地。其早期多處于張性環(huán)境，有一定規(guī)模的基性火山巖噴發(fā)；晚期趨于穩(wěn)定，有一定的海相沉積，并伴有相應(yīng)的成礦作用。成礦作用受古陸塊之間古火山-沉積盆地控制，盆地中發(fā)育具有小型古板塊邊界性質(zhì)深斷裂。此斷裂控制了海底火山活動(dòng)，是火山活動(dòng)的中心地帶。

1.2區(qū)域鐵礦分布特征

依據(jù)區(qū)域鐵礦分布特征大致可分為3個(gè)含礦建造：①以斜長(zhǎng)角閃巖、輝石角閃巖為主的變質(zhì)基性火山巖建造，如：希爾布力、卡拉本鐵礦等；②以云母石英片巖為主的中基性火山巖-沉積巖建造，如老并、莫拉赫等，根據(jù)沉積巖相類(lèi)型又可細(xì)分為碳酸鹽巖相、硫酸鹽巖相、氧化物相等沉積；③以黑云石英片巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖為主的變質(zhì)中酸性火山巖-沉積巖建造，如：贊坎。

1.3成巖成礦時(shí)代

綜合研究認(rèn)為該區(qū)成巖成礦時(shí)代主要為古元古代。但近年來(lái)獲得老并鐵礦區(qū)M6礦體夾石及底板鋯石U-Pb年齡為526Ma，莫拉赫鐵礦區(qū)M2-2鐵礦體底板角閃斜長(zhǎng)變粒巖U-Pb年齡為517Ma，葉里克鐵礦區(qū)主礦體下盤(pán)黑云母石英片巖鋯石U-Pb年齡集中在565～517Ma之間，初步認(rèn)為該階段可能代表一期重要的變質(zhì)成礦期。

2.重晶石鐵礦基本特征

（1）賦礦巖石是一套基性火山巖、中酸性火山巖、砂泥質(zhì)沉積巖及硅鐵質(zhì)膠體化學(xué)沉積巖，經(jīng)歷了低綠片巖相至角閃巖相為主的多期區(qū)域變質(zhì)。重晶石鐵礦化層內(nèi)礦體與巖層產(chǎn)狀一致，礦體與圍巖整合接觸并與圍巖漸變過(guò)渡，變形變質(zhì)特征相同，說(shuō)明礦體主要受地層控制。

（2）礦體中礦物成分簡(jiǎn)單、穩(wěn)定，礦物組合以重晶石、磁鐵礦、石英、粘土礦物為主，圍巖原巖以細(xì)碎屑巖為主，這表明沉積環(huán)境為較深的、停滯的靜水還原性盆地。

（3）重晶石鐵礦帶呈北西-南東向展布，長(zhǎng)約2.0km，寬50～200m。其中已發(fā)現(xiàn)6條重晶石鐵礦體、1條重晶石礦體、1條重晶石化鐵礦體、1條重晶石鐵礦化體、1條鐵礦化體，多呈層狀，似層狀，亦有小透鏡體狀礦體；長(zhǎng)30m～1.65km不等，寬0.6～14.2m之間，底部規(guī)模一般較大，上部層數(shù)變多，規(guī)模變??；為重晶石型、石英-重晶石型磁鐵礦礦石，分析TFe品位13.30～48.20%，mFe品位10.77～45.70%，BaSO4品位11.80～61.58%，磁鐵礦與重晶石含量具消長(zhǎng)關(guān)系；礦石結(jié)構(gòu)以細(xì)粒、中細(xì)粒為主，礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主。

（4）由同一條成礦帶獲得測(cè)試數(shù)據(jù)可知：①礦石主、微量元素總體特征與火山沉積型鐵礦相似；②稀土元素特征表明鐵質(zhì)主要來(lái)源與海底火山活動(dòng)，但成礦過(guò)程中有相當(dāng)數(shù)量的陸源碎屑物質(zhì)加入；③從穩(wěn)定同位素特征膏鐵建造中硬石膏、黃鐵礦δ34S值均為正值，以富集重硫?yàn)樘卣?，表明具有海水沉積硫酸鹽的特征，成礦物質(zhì)主要來(lái)自深部，成礦過(guò)程中與海水硫酸鹽發(fā)生了強(qiáng)烈的混染作用，造成硫化物中富集重硫的特征；④磁鐵礦δ18O均為正值，且與原生沉積磁鐵礦和海相火山沉積型鐵礦相似，并與中基性火山巖δ18O相似。說(shuō)明磁鐵礦主要為原生沉積形成，鐵質(zhì)主要來(lái)源于海底火山活動(dòng)，經(jīng)化學(xué)沉積作用形成磁鐵礦。

3.重晶石鐵礦成礦模式

根據(jù)前人BIF鐵礦的研究，筆者依據(jù)區(qū)域鐵礦特征總結(jié)重晶石鐵礦成礦模式如下：

（1）早元古代，古陸殼很薄，容易拉長(zhǎng)形成海盆，富含鐵質(zhì)的幔源基性-超基性巖漿大量噴發(fā)到海底，形成以基性-超基性巖為主體的新生洋殼。這時(shí)由于大氣缺氧，因此海洋僅上部水體含氧，其下巨大體積的水體缺氧。在海底同生斷裂地震泵的作用下，海水（熱鹵水）發(fā)生對(duì)流循環(huán)，從新生洋殼中萃取了大量的鐵質(zhì)及部分鋇礦物質(zhì)，溶解于水體中。

（2）溶解了巨量Fe2+、Ba2+海水在上升洋流等的作用下，運(yùn)移到潮線以下靜水環(huán)境的氧化-還原界面附近，由于Fe2+被氧化為Fe3+，鐵質(zhì)大量沉淀成礦；同時(shí)，隨著Eh及pH值的升高和壓力降低，海水中SO42-和CO32-質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加，它們與上升洋流中的Ba（主要在生物富集沉淀區(qū)）結(jié)合形成BaSO4和BaCO3的沉淀， 其成礦作用可用下式表示：Ba（HCO3）2+SO42-=BaSO4↓+2HCO3-，由于上升洋流的活動(dòng)是周期性的，因此形成了條帶狀構(gòu)造或數(shù)條礦化層（見(jiàn)圖1）。需要說(shuō)明的是：由于BaSO4的溶度積（Ksp=1.08×10-10）比BaCO3的溶度積（Ksp=5.1×10-9）小一個(gè)數(shù)量級(jí)而海水中的SO42-濃度一般大于CO32-的濃度，因此首先沉淀的總是BaSO4，只有更淺的富CO32-的特殊條件下才能有少量BaCO3的沉淀。這就是自然界中重晶石礦床遠(yuǎn)多于毒重石礦床的原因，因此礦區(qū)發(fā)現(xiàn)的均為重晶石鐵礦（化）體。

（3）隨后發(fā)生了大面積區(qū)域變質(zhì)變形作用，重晶石鐵化層變?yōu)榈途G片巖相-高綠片巖相變質(zhì)巖，并發(fā)生了多期褶皺變形。在變質(zhì)變形過(guò)程中，礦化層中物質(zhì)組分發(fā)生分異，鐵質(zhì)形成具有磁性的磁鐵礦，硅質(zhì)重結(jié)晶為石英，礦物顆粒發(fā)生重結(jié)果而變粗，形成可以工業(yè)利用的沉積變質(zhì)型重晶石鐵礦（化）體。

（4）在區(qū)域變質(zhì)作用發(fā)展到早古生代，發(fā)生了花崗質(zhì)巖漿侵位。該期區(qū)域變質(zhì)變形和巖漿活動(dòng)即可以使沉積變質(zhì)型鐵礦中的重晶石、磁鐵礦進(jìn)一步重組富集，形成礦體，也可以破壞原已形成的礦體。

4.結(jié)論

綜上所述，塔什庫(kù)爾干陸塊重晶石鐵礦中的Fe、Ba經(jīng)歷了分解出溶—遷移—沉積—變質(zhì)的成礦過(guò)程，屬沉積變質(zhì)礦床。該類(lèi)型礦床的發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步指導(dǎo)塔什庫(kù)爾干陸塊尋找沉積變質(zhì)型鐵礦及其它礦產(chǎn)提供了新的思路，具有重要的研究意義。評(píng)價(jià)此類(lèi)礦床應(yīng)注重含礦建造和相分析，除尋找重晶石、磁鐵礦外，還具尋找磷、釩、硫鐵礦的巖相條件，巖相呈橫向相變的代表還原條件較弱的硅質(zhì)巖相段，尤其是硅質(zhì)巖上部向粉砂巖和碳酸鹽巖過(guò)渡的巖性段較具找礦潛力。 [科]

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