馬方彬，杜楊松，李大鵬，涂 偉，王開虎，白 玉

(1. 中國地質(zhì)大學(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，北京 100083；2. 中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州 072754；3. 山東省地質(zhì)科學實驗研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點實驗室，山東濟南 250013；4. 西南科技大學，四川綿陽 621010； 5. 中化地質(zhì)礦山總局新疆地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯不齊 830000；6. 上海申豐地質(zhì)新技術(shù)應(yīng)用研究所有限公司，上海 201702)

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金屬礦產(chǎn)

西天山智博鐵礦地球化學特征及地質(zhì)意義

馬方彬1，2，杜楊松1，李大鵬3，涂 偉4，王開虎5，白 玉6

(1. 中國地質(zhì)大學(北京)地質(zhì)過程與礦產(chǎn)資源國家重點實驗室，北京 100083；2. 中化地質(zhì)礦山總局地質(zhì)研究院，河北涿州 072754；3. 山東省地質(zhì)科學實驗研究院，山東省金屬礦產(chǎn)成礦地質(zhì)過程與資源利用重點實驗室，山東濟南 250013；4. 西南科技大學，四川綿陽 621010； 5. 中化地質(zhì)礦山總局新疆地質(zhì)調(diào)查院，新疆烏魯不齊 830000；6. 上海申豐地質(zhì)新技術(shù)應(yīng)用研究所有限公司，上海 201702)

新疆和靜縣智博鐵礦床位于西天山阿吾拉勒鐵礦帶東段，礦體呈層狀、似層狀、透鏡狀，賦存于下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組火山巖系中。礦床的成礦過程分為巖漿期和熱液期兩個成礦期，其中熱液成礦期分為硅酸鹽-氧化物階段、硫化物階段和石英-碳酸鹽階段。磁鐵礦石和火山巖圍巖稀土元素配分模式均為輕稀土相對富集的平緩右傾型，輕、重稀土元素之間分餾程度強，輕稀土元素及重稀土元素內(nèi)部分餾程度均較弱，Eu負異常或異常不明顯，無Ce異常。礦石和火山巖圍巖微量元素配分曲線特征總體上基本一致，相對富集Rb、U等元素，虧損Ba、Ta、Nd、Ti等元素。磁鐵礦δ18O值(3.7%～3.9%)與巖漿成因磁鐵礦的δ18O值一致，δ32S值整體表現(xiàn)為幔源硫或巖漿硫特征。這些稀土、微量元素及同位素地球化學特征說明本區(qū)礦石和火山巖圍巖具有同源性，成礦物質(zhì)來源于大陸島弧環(huán)境下的深源巖漿；該巖漿形成于準噶爾洋洋殼向南中天山-伊犁地塊之下俯沖的島弧環(huán)境中，巖漿在上侵過程中發(fā)生一定程度的地殼混染。結(jié)合礦床地質(zhì)特征，認為智博鐵礦的形成與巖漿活動有關(guān)，受礦漿貫入影響，后期熱液作用對成礦有一定的貢獻。

火山巖 地球化學 礦床成因 智博鐵礦 西天山

Ma Fang-bin, Du Yang-song, Li Da-peng, Tu Wei, Wang Kai-hu, Bai Yu. Geochemical characteristics of the Zhibo iron deposit in West Tianshan of China and geological implications[J]. Geology and Exploration, 2016, 52(1):0001-0013

新疆西天山地區(qū)阿吾拉勒鐵礦帶為新疆最重要的鐵礦帶之一，經(jīng)過以往地質(zhì)勘查工作，在該鐵礦帶內(nèi)先后發(fā)現(xiàn)了一系列大中型鐵礦床，包括松湖、式可布臺、尼新塔格-阿克薩依等中型鐵礦床及查崗諾爾、敦德、智博、備戰(zhàn)等大型鐵礦床，探獲并預測鐵礦石資源量達十幾億噸(董連慧等，2012；張作衡等，2012)，找礦前景非常優(yōu)越，得到了國內(nèi)地質(zhì)學者的廣泛研究(莫江平，1997；盧宗柳，2006；汪幫耀；2011；洪為，2012；張作衡等，2012；Zhang Xetal.，2012；李大鵬等，2013；葛松勝等，2014；沈立軍等，2014)。智博鐵礦為近年來該帶內(nèi)發(fā)現(xiàn)的大型鐵礦床之一，現(xiàn)有研究主要涉及礦物學(王志華等，2012；沈立軍等，2014)、礦物化學(蔣宗勝等，2012)、年代學(蔣宗勝等，2012a)等方面，而對地球化學方面的研究雖有報道(蔣宗勝等，2012a)卻不夠全面。本文在詳細的野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)巖石學、礦相學觀察的基礎(chǔ)上，針對礦床稀土、微量元素地球化學和同位素地球化學進行研究，初步探討大地構(gòu)造背景、成礦物質(zhì)來源以及礦床成因。

1 區(qū)域地質(zhì)

智博鐵礦位于新疆和靜縣境內(nèi)，地理上位于博羅科努山系主脊線上，伊犁地塊東北緣(圖1a)，屬石炭紀島弧帶。區(qū)域內(nèi)出露的地層有元古宇、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、侏羅系及第四系等，以石炭系大哈拉軍山組、伊什基里克組分布最為廣泛(圖1b)。區(qū)域內(nèi)巖漿活動強烈，在石炭紀期間形成了大面積的鈣堿性火山巖套和鈣堿性花崗巖，二疊紀期間阿吾拉勒地區(qū)發(fā)生裂谷化，產(chǎn)生數(shù)量較多的雙峰式火山巖和A型花崗巖(姜常義等，1996；馮金星等，2010)。

圖1 西天山大地構(gòu)造綱要圖(a)和智博鐵礦礦區(qū)地質(zhì)圖(b)(據(jù)沈立軍等，2013)

2 礦床地質(zhì)

智博鐵礦區(qū)出露地層為下石炭統(tǒng)大哈拉軍山組第三亞組(C1dc)及一些第四系冰川堆積物。其中大哈拉軍山組第三亞組(C1dc)為賦礦層位，巖性以灰褐色、灰綠色玄武質(zhì)安山巖為主。另出露有玄武巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r、玄武粗面安山巖、粗面安山巖等。礦區(qū)構(gòu)造簡單，出露的大哈拉軍山組中基性火山巖呈單斜產(chǎn)出，走向NW315°左右，傾角中等。受火山機構(gòu)和NW向區(qū)域性大斷裂制約，各種構(gòu)造形跡較為復雜，巖層的節(jié)理、劈理較發(fā)育，層內(nèi)韌性變形多樣，發(fā)育有膝狀褶皺。侵入巖主要有兩種：一種為分布于礦區(qū)北部的灰白色、灰褐色的石英閃長巖，與中部火山巖地層呈侵入接觸關(guān)系；另一種為分布于礦區(qū)西南部的淺肉紅色花崗閃長巖，呈條帶狀沿NW-SE向侵入。

智博鐵礦共分東、中、西和Fe13礦體四個礦段(如圖1b)，礦化帶東西長達5.5km，經(jīng)勘探共圈定24個鐵礦體，礦石資源量至少1.85億噸。其中東礦段的Fe15、Fe8礦體為礦區(qū)主礦體，資源量占礦區(qū)90%以上。Fe15礦體平面總體呈NW-SE向，西部呈厚板狀，向東逐漸變薄，長約1100m，最大厚度達144.82m，平均厚度為47.1m。全鐵(TFe)品位最高為63.8%，平均品位為34.02%。礦體形態(tài)較規(guī)則，呈似層狀、厚板狀、透鏡狀形態(tài)展布，產(chǎn)狀北傾，傾角約25°。礦體頂?shù)装寰鶠榛液稚\灰綠色綠簾石化-鉀長石化的玄武質(zhì)安山巖。

礦石構(gòu)造有致密塊狀、塊狀、浸染狀、網(wǎng)脈狀、斑雜狀、隱爆角礫狀等，其中致密塊狀、塊狀、浸染狀及網(wǎng)脈狀構(gòu)造較為常見。礦石結(jié)構(gòu)主要有粒狀、半自形-它形粒狀、板條狀、海綿隕鐵結(jié)構(gòu)等。礦石中主要金屬礦物為磁鐵礦，伴生黃鐵礦及少量磁黃鐵礦，偶見黃銅礦、赤鐵礦。脈石礦物主要有綠簾石、綠泥石，次為陽起石和鉀長石，偶見斜長石。

3 圍巖蝕變及成礦期次

礦區(qū)圍巖蝕變較普遍，主要發(fā)育鉀長石化、綠簾石化、陽起石化、綠泥石化、透輝石化、碳酸鹽化、硅化等。蝕變多出現(xiàn)于礦體附近，越靠近礦體蝕變越強烈，與磁鐵礦的形成關(guān)系越密切。

根據(jù)野外及室內(nèi)鏡下礦物的組合與穿插關(guān)系，可將智博鐵礦成礦過程劃分為巖漿成礦期和熱液成礦期2個主要的成礦期次(表1)：

(1) 巖漿成礦期。此階段早期的礦物共生組合為磁鐵礦和透輝石；該階段磁鐵礦主要呈致密塊狀(圖2A)、塊狀(圖2B)兩種形態(tài)，顆粒細微；鏡下磁鐵礦晶形較好(圖2C)，局部呈板條狀(圖2D)或流動狀(圖2E)。后期礦物共生組合主要為鉀長石+綠簾石(陽起石+綠泥石)+黃鐵礦；此階段蝕變礦物規(guī)模較小，呈斑點狀、浮渣狀生長于早期磁鐵礦的間隙中(圖2C)或者充填于板條狀磁鐵礦骨架中(圖2D)，鏡下可見鉀長石、綠簾石穿插流動狀磁鐵礦的現(xiàn)象(圖2F)；此階段還形成少量黃鐵礦及方解石。

(2) 熱液成礦期。該成礦期可分為硅酸鹽-氧化物階段、硫化物階段和石英-碳酸鹽階段3個成礦階段。

1)硅酸鹽-氧化物階段：此階段為礦區(qū)蝕變礦物的主要形成階段，蝕變礦物共生組合為透輝石(少量)+綠簾石+鉀長石+陽起石+綠泥石，其中鉀長石、綠簾石、陽起石比較普遍；鏡下觀察可見， 綠泥石包圍交代鉀長石，綠簾石穿插鉀長石、綠泥石(圖2G)；陽起石呈板條狀穿插綠簾石，綠簾石、陽起石被晚期方解石脈穿插(圖2L)等現(xiàn)象，指示此階段礦物的生成順序為鉀長石→綠泥石→綠簾石→陽起石。此階段磁鐵礦主要呈浸染狀、網(wǎng)脈狀、斑雜狀等幾種形態(tài)；鏡下觀察可見，磁鐵礦主要呈半自形-它形粒狀分布于早期鉀長石、陽起石、綠簾石(圖2H、2I)等硅酸鹽礦物中；此外，該階段還生成少量的赤鐵礦。

表1 智博鐵礦成礦期次劃分及礦物生成順序

Table 1 Mineral-formation sequence and ore-formation stages of Zhibo iron deposit

圖2 智博鐵礦礦石及鏡下顯微照片(A-F巖漿期；G-L熱液期)

2) 硫化物階段：此階段的共生礦物組合為黃鐵礦+黃銅礦(較少)；黃銅礦主要呈島弧狀、星點狀產(chǎn)出，含量較少；黃鐵礦晶形較好，晶粒較粗，常呈粒狀充填于熱液期磁鐵礦的間隙中或充填于氧化物階段綠簾石、陽起石等蝕變礦物中(圖2K)。

3) 石英-碳酸鹽階段：此階段出現(xiàn)大量的石英脈(圖2K)及方解石脈(圖2L)，脈寬0.1mm～0.7mm不等，通常穿插并疊加在早期的蝕變礦物之上。

4 礦床地球化學

4.1 樣品及分析方法

本次研究分析的巖石及礦石樣品采自礦區(qū)ZK3601鉆孔、ZK3205鉆孔、ZK2003鉆孔及Fe15附近采坑中。其中，火山巖均為新鮮無明顯蝕變，3件浸染狀礦石作為熱液期礦石，3件致密塊狀礦石作為巖漿期礦石(圖2A)。將樣品粉碎后，清洗，晾干后，對40～60目樣品進行淘洗和烘干，在雙目鏡下挑選純度可達99%以上的磁鐵礦及黃鐵礦單礦物，用作穩(wěn)定同位素分析。

全巖主微量、稀土元素分析測試工作在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院分析測試研究中心完成，儀器采用Finnigan MAT Element I 型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)，執(zhí)行標準參照DZ/T0223-2001，分析精度≤3%，濕度30%，溫度20℃?；鹕綆r及礦石稀土及微量分析結(jié)果如表2所示。

氧同位素和硫同位素測試工作在核工業(yè)北京地質(zhì)研究院完成，測試所用儀器為MAT251氣體同位素質(zhì)譜儀，測試結(jié)果見表2。

4.2 稀土元素地球化學

由稀土元素球粒隕石標準化配分圖(圖3a、3b)可知，6件火山巖圍巖樣品REE分配模式基本相同，均為輕稀土相對富集的平緩右傾型；其中LaN/SmN=0.69～2.51，GdN/YbN=0.87～1.21，LaN/YbN=0.87～4.00，即輕稀土元素內(nèi)部分餾程度及重稀土元素內(nèi)部分餾程度均較弱，輕、重稀土元素之間分餾程度強；異常系數(shù)δEu=0.74～1.21，具弱負Eu異?；駿u異常不明顯，δCe=0.95～1.12，Ce異常不明顯。

由圖3b可知，6件礦石樣品稀土元素配分模式基本一致，即輕稀土相對富集的平緩右傾型，負Eu異常(δEu=0.30～0.64)，弱負Ce異常(δCe=0.82～0.96)，輕稀土元素內(nèi)部分餾程度及重稀土元素內(nèi)部分餾程度均較弱(LaN/SmN= 1.78～13.5，GdN/YbN=0.55～2.66)，輕重稀土元素之間分餾程度強(LaN/YbN=1.31～37.73)。

圖3 火山巖和礦石稀土和微量元素配分曲線圖(a、c火山巖樣品；b、d礦石樣品)(標準化數(shù)據(jù)引自Sun et al.,1989)

表2 智博鐵礦床火山巖、磁鐵礦石稀土及微量元素組成

4.3 微量元素地球化學

火山巖微量元素(圖3c)明顯富集Rb、Th、U、K、Zr、Hf等元素，虧損Nb、Ta、Ti、P、Ba等元素，與島弧或活動大陸邊緣形成的火山巖特征(車自成等，1996)相符；相容元素V、Cr、Co、Ni的含量大體與維氏值接近，Zr的含量相對較高(171×10-6～344×10-6)，這些均說明巖漿上侵過程中可能發(fā)生了一定程度的地殼混染作用。

礦石微量元素原始地幔標準化分布模式(圖3d)總體相似，Rb、U、P明顯富集，La、Sm、Ce元素略顯富集，Ba、Ta、Nd、Ti虧損較明顯，Zr和Hf元素稍顯虧損。

4.4 同位素地球化學

智博鐵礦礦石磁鐵礦的δ18O值為3.7‰～3.9‰(見表3)，變化范圍較小，表明成礦物質(zhì)為同一來源(劉崇民等，2000)，其δ18O值與典型的巖漿鐵礦床中磁鐵礦的 δ18O值一致(圖4)，屬巖漿成因的磁鐵礦(δ18O=1‰～4‰；Taylor，1967)，即鐵元素來自于巖漿。

表3 智博鐵礦礦石氧、硫同位素數(shù)據(jù)

Table 3 Isotopic compositions of O and S for ores in Zibo iran deposit

樣品編號樣品名稱單礦物檢測結(jié)果(‰)δ34SV-CDTδ18OV-SMOWZK3205-6致密塊狀磁鐵礦黃鐵礦-2.2ZK3205-19致密塊狀磁鐵礦黃鐵礦-1.6ZB011浸染狀磁鐵礦黃鐵礦-1.5ZK3205-20浸染狀磁鐵礦黃鐵礦-2ZK2003-6角礫狀磁鐵礦黃鐵礦-1.2ZK2003-22浸染狀磁鐵礦黃鐵礦-2.2ZK2003-24條帶狀磁鐵礦黃鐵礦-2.2ZB011稀疏浸染狀礦石磁鐵礦3.9ZK3205-19致密塊狀礦石磁鐵礦3.7

黃鐵礦的δ34S值較穩(wěn)定，變化于-1.2‰～-2.2‰范圍內(nèi)(見表3)，表明成礦期硫同位素的均一化程度較高(張建中等，1987)，整體表現(xiàn)出幔源硫(0‰±3‰)或巖漿硫的特征(Chaussidonetal.，1990；Hoefs，2009)，且這些硫可能源于同一硫的儲庫(Ohmotoetal.，1979)。

Pb同位素方面，在206Pb/204Pb-207Pb/204Pb和207Pb/204Pb-208Pb/204Pb圖解(圖5)中，磁鐵礦和火山巖呈較好的線性關(guān)系，也印證了兩者的同源性。

圖4 典型鐵礦床磁鐵礦δ18O值分布圖(A-F據(jù)汪邦耀等，2011)

5 討論

5.1 成礦年代及構(gòu)造背景

大哈拉軍山組火山巖是西天山阿吾拉勒裂谷帶廣泛出露的一套石炭紀火山巖和火山-沉積建造，以流紋巖、粗面安山巖、粗面巖等為主體。前人獲得的礦區(qū)英安巖的LA-ICP-MS鋯石的U-Pb年齡為300.3±1.1Ma(蔣宗勝等，2012)，即智博鐵礦火山巖形成于早石炭紀末期，這與區(qū)域上李大鵬等(2013)獲得的備戰(zhàn)鐵礦流紋巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(316.1±2.2Ma)和汪邦耀等(2011)獲得的查崗諾爾鐵礦流紋巖LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡(321.2±2.3Ma)基本一致，說明阿吾拉勒裂谷帶內(nèi)火山巖的形成時代為古生代早石炭紀末期。

關(guān)于大哈拉軍山組火山巖形成的大地構(gòu)造地質(zhì)背景問題，科學界眾說紛紜，涉及活動大陸邊緣-島弧環(huán)境(Windleyetal.，1990；姜常義等，1996；朱永峰等，2005；李大鵬等，2013；沈立軍等，2013)、大陸裂谷-地幔柱環(huán)境(車自成等，1996；顧連興等，2001a；夏林圻等，2004)及大陸減薄拉張環(huán)境(陳丹玲等，2001)，但近年來的研究普遍認為該火山巖形成于準噶爾洋向南中天山-伊犁地塊之下俯沖形成的大陸邊緣島弧環(huán)境或南天山洋向北俯沖于中天山-伊犁地塊之下的島弧環(huán)境(Gaoetal.，1998；錢青等，2006；龍靈利等，2008)。在智博火山巖微量元素方面，Rb、Th、U等元素明顯富集，Sm元素輕微富集，Nb、Ta、Ti等元素虧損的特征，與島弧或活動大陸邊緣形成的火山巖(車自成等，1996)相符；火山巖在Zr/Al2O3-TiO2/Al2O3圖解(圖6a)和Ce/P2O5-Zr/TiO2圖解(圖6b)中均落入活動陸緣火山弧區(qū)域(PAP+CAP)；在Hf-Th-Ta圖解(圖7a)及Ta/Yb-Th/Yb判別圖解(圖7b)中投入火山島弧玄武巖區(qū)。結(jié)合智博礦區(qū)所處的大地構(gòu)造位置，認為該區(qū)火山巖為島弧成因，即本文支持該區(qū)火山巖形成于準噶爾洋洋殼向南中天山-伊犁地塊之下俯沖的島弧環(huán)境的觀點。

5.2 成礦物質(zhì)來源

智博磁鐵礦石與礦區(qū)火山巖稀土元素配分模式相似，磁鐵礦石稀土元素含量低于火山巖，且LREE分異強烈及明顯的負Eu異常，這些與Kiruna型礦床特征相似(Rudyardetal.，1995)；磁鐵礦石和礦區(qū)火山巖樣品在LaN/YbN-LaN/SmN圖解(圖8a)中顯示出一定程度的正相關(guān)性，在∑La-Nd-∑Sm-Ho-∑Er-Lu圖解(圖8b)中整體呈直線分布，呈現(xiàn)出明顯的線性關(guān)系；這些特征說明智博礦區(qū)磁鐵礦與火山巖在稀土元素組成上具有一定程度的相似性和成因聯(lián)系，考慮到火山巖形成于俯沖帶的島弧火山作用，所以這也暗示本區(qū)成礦作用與島弧火山作用有關(guān)，成礦物質(zhì)來自大陸島弧巖漿。

前人研究發(fā)現(xiàn)Y/Ho比值不受環(huán)境的氧化-還原條件控制，可以提供獨立于銪、鈰異常之外的有關(guān)流體的重要信息(丁振舉等，2000；肖成東等，2002)。Bau等(1995)的研究表明，Y/Ho值在不同類型火成巖、硅酸鹽碎屑沉積巖及球粒隕石中沒有明顯的變化。例如由巖漿的部分熔融或結(jié)晶分異形成的火成巖、洋中脊玄武巖以及一個沉積旋回內(nèi)的碎屑巖，Y和Ho均不會發(fā)生明顯分異，其比值基本保持不變，維持在球粒隕石Y/Ho值(26～28)左右(丁振舉等，2000；楊耀民等，2004；丁文君等，2009)，然而在水溶液體系中，由于兩元素的化學行為發(fā)生分異，Y/Ho值也會相應(yīng)的發(fā)生改變。智博鐵礦礦區(qū)火山巖和礦石的Y/Ho值變化不大，其中ZK3601-41礦石樣品Y/Ho值具稍偏高分異值(36)，可能是成礦過程中局部受到熱液作用影響的緣故，其他樣品基本都接近球粒隕石的比值，說明智博火山巖和礦石為巖漿成因(肖成東等，2002)，即成礦物質(zhì)來自巖漿源。

圖5 智博火山巖和礦石207Pb/204Pb-206Pb/204Pb(a)和208Pb/204Pb-207Pb/204Pb圖(b)(數(shù)據(jù)引自沈立軍，2014)

圖6 智博鐵礦床火山巖Zr/Al2O3-TiO2/Al2O3圖(a)和Ce/P2O5-Zr/TiO2圖(b)(底圖據(jù)Muller et al.,1995)

圖7 Ta/Yb-Th/Yb判別圖解(a)和火山巖Hf-Th-Ta判別圖解(b)(底圖據(jù)Pearce，1982)

圖8 智博磁鐵礦和火山巖圍巖(La/Yb)N-(La/Sm)N圖解(a)和∑La-Nd-∑Sm-Ho-∑Er-Lu圖解(b)(a/b底圖據(jù)王春龍，2012)

在微量元素方面，智博磁鐵礦石和火山巖圍巖微量元素配分曲線特征總體上基本一致，相對富集Rb、U，相對虧損Ba、Ta、Nd、Ti元素，暗示了火山巖和礦石的同源性。火山巖P、Zr等元素變化與礦區(qū)礦石不相符，可能是富鐵巖漿與安山質(zhì)巖漿分離后，又經(jīng)歷了熱液蝕變作用的疊加改造而致使礦石中的這些元素受熱擾動的緣故(汪邦耀等，2011)。

5.3 礦床成因

智博鐵礦的成因目前仍有爭議，一種觀點認為礦床形成于火山熱液作用(田敬全等，2009)，而馮金星等(2010)研究認為智博鐵礦床屬于以安山巖巖漿為母巖漿的巖漿礦床(主要)和熱液礦床(次要)的復合型礦床。

目前，有關(guān)巖漿型鐵礦床的研究已漸趨成熟，前人也總結(jié)了一些巖漿型礦床的典型特征：第一，硅飽和的偏堿性的中、基性巖漿(尤為安山質(zhì)巖漿)，既是鐵的良好載體，也是鐵在適宜條件下容易與其脫離的載體，即安山質(zhì)巖漿對成礦極為有利(汪邦耀等，2011)；第二，礦床的形成與火山機構(gòu)關(guān)系密切，如形成于火山機構(gòu)及其派生的裂隙內(nèi)的火山礦漿貫入礦床和沿火山管道以類似于熔巖的形式溢至地面形成的噴溢堆積礦床等(王可南等，1992；Nystroemetal.，1994；汪邦耀等，2011)；第三，礦體受斷裂和接觸帶控制，常呈脈狀、透鏡狀等形態(tài)；第四，礦體與圍巖的界線非常截然；第五，礦石具板條狀、骨架狀等結(jié)構(gòu)特征和致密塊狀、氣孔狀、貫入角礫狀等構(gòu)造特征(吳利仁，1978；翟裕生等，1982；Nystroemetal.，1989；王可南等，1992)。智博鐵礦位于破火山口的中心，發(fā)育大量放射狀斷裂和環(huán)狀斷裂，成礦過程中受古火山機構(gòu)的制約(陳毓川等，2008)；礦床產(chǎn)于石炭紀大哈拉軍山組火山巖中；礦體形態(tài)主要呈層狀、似層狀、透鏡狀，礦體與圍巖火山巖界線清楚；發(fā)育板條狀結(jié)構(gòu)、放射狀結(jié)構(gòu)、隱爆角礫狀構(gòu)造等礦漿成因的典型結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征；顯微鏡下磁鐵礦呈流動狀形態(tài)(圖2E、2F)，可能為早期成礦中巖漿發(fā)生流動所致；板柱狀磁鐵礦相互交叉呈骨架狀(圖2D)，為熔體急驟冷卻時形成的典型結(jié)構(gòu)(王可南等，1992)；智博鐵礦以上地質(zhì)特征及典型現(xiàn)象均可與巖漿型礦床的特征相對比，尤其是其典型的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征，暗示智博鐵礦的形成與礦漿的貫入作用密切相關(guān)。

另外，智博鐵礦區(qū)廣泛發(fā)育鉀長石化、綠簾石化、陽起石化、綠泥石化等蝕變礦物，暗示存在熱液作用使火山巖發(fā)生圍巖蝕變；如前所述，礦區(qū)發(fā)育大量的浸染狀、網(wǎng)脈狀、斑雜狀等形態(tài)的磁鐵礦石，鏡下觀察可見，磁鐵礦以半自形-它形粒狀分布于熱液期鉀長石、陽起石、綠簾石(圖2H、2I)等蝕變礦物(硅酸鹽礦物)中；這些均為熱液期形成的磁鐵礦，即存在熱液期成礦?；谝陨险J識，筆者認為，智博鐵礦的形成主要受巖漿作用的控制，與礦漿貫入作用密切相關(guān)，后期熱液作用對成礦有一定的貢獻。

6 結(jié)論

(1) 智博礦床的成礦過程經(jīng)歷了巖漿成礦期和熱液成礦期，分為礦漿成礦階段、氧化物階段、硫化物階段及石英-碳酸鹽階段四個成礦階段。

(2) 稀土、微量元素及同位素地球化學特征說明，智博鐵礦床礦石和火山巖圍巖具有同源性，成礦物質(zhì)來源于大陸島弧環(huán)境下的深源巖漿；該巖漿形成于準噶爾洋洋殼向南中天山-伊犁地塊之下俯沖的島弧環(huán)境中，巖漿在上侵過程中發(fā)生一定程度的地殼混染作用。

(3) 綜合礦床地質(zhì)特征和地球化學特征的研究，認為智博鐵礦的形成主要受巖漿作用的控制，與礦漿貫入作用密切相關(guān)，后期熱液作用對成礦有一定的貢獻。

致謝：野外工作期間得到了新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查院王磊總工程師、新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局屈迅處長及第三地質(zhì)大隊和第十一地質(zhì)大隊的大力支持，在此一并深表感謝！

[注釋]

① 新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊.2010.新疆和靜縣諾爾湖鐵礦詳查地質(zhì)報告[R].

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MA Fang-bin1，2,DU Yang-song1,LI Da-peng3,TU Wei4,WANG Kai-hu5,BAI Yu6

(1.StateKeyLaboratoryofGeologicalProcessandMineralResources,ChinaUniversityofGeoscience,Beijing100083;2.TheGeologicalResearchInstituteofChinaChemicalGeologyandMineBureau,Zhuozhou,Hebei072754;3.ShandongProvinceExperimentalInstituteofGeologicalSciences,ShandongKeyLaboratoryofGeologicalProcessesandResourceUtilizationinMetallicMinerals,Jinan,Shandong250013;4.SouthwestUniversityofScienceandTechnology,Mianyang,Sichuan621010;5.XinjiangInstituteofGeologicalExploration,GeneralBureauofGeologyandMine,Wulumuqi,Xinjiang830000;6.ShanghaiShenfengInstituteofNovelGeologicalTechniquesCo.,Ltd,Shanghai201702)

Located in the eastern Awulale metallogenic belt of the western Tianshan Mountains,the Zhibo iron deposit is hosted in the volcanic rocks of the Lower Carboniferous Dahalajunshan Formation.The mineralization process of this deposit can be divided into magmatic and hydrothermal metallogenic periods.Of them,the hydrothermal metallogenic period includes three metallogenic stages: silicate-oxide,sulfide and quartz-carbonate stages.The volcanic rocks and iron ores have the similar distribution patterns of LREE enrichment as a relatively transitional right-dipping pattern with or no negative Eu anomalies and no Ce anomalies.There are some similarities between the volcanic rocks and iron ores in the trace earth element distribution patterns with Rb and U enrichment and depleted Ba,Ta,Nd,and Ti.The δ18O values (3.7%～3.9%) of magnetite are consistent with the δ18O value of magmatic magnetite; and the δ34S value shows a characteristic of mantle sulfur or magmatic sulfur.The analyses of trace,rare earth elements and isotopes of the volcanic rocks and iron ores show that volcanic rocks and magnetite have the same material source.The metallogenic material of the deposit derives from deep magma formed in an island-arc environment.The magma may formed in an island-arc environment where the Junggar oceanic crust was subducted beneath the Middle Tianshan-Yili crust,and the magma underwent contamination with continental crust during upwelling.Combined with the geological features of the deposit,we infer that the formation of Zhibo iron deposit was associated with the magmatism and related with ore pulp penetration,and the late hydrothermalism has some contribution to the mineralization.

volcanic rocks,geochemistry,genesis,Zhibo iron deposit,Western Tianshan

2015-02-05；

2015-12-24；[責任編輯]陳偉軍。

中國地質(zhì)調(diào)查局天山成礦帶地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評價項目(編號：1212011120497)資助。

馬方彬(1987年-)，男，碩士研究生，礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)。E-mail:mfangbin@126.com。

P595；P618.31

A

0495-5331(2016)01-0001-13