西天山阿吾拉勒成矿带备战富铁矿综合找矿模型初步探讨

李季荣，白权金，陈学龙

（1.新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830091；2.新疆地矿局第十一地质大队，新疆 昌吉 831100）

铁矿石是钢铁工业的粮食，对国民经济的发展具有基础性和支撑性作用。2003年以来中国已连续十余年成为全球第一大铁矿石进口国，对外依存度最高达90%左右，严重威胁着国家资源安全。备战铁矿为阿吾拉勒成矿带内发现的大型富铁矿床之一，许多地质科学针对成矿地质条件、矿床成因、成矿规律、找矿标志等开展了大量的基础研究，本次通过对备战铁矿开展地质-地球物理-地球化学-遥感系统的研究工作，以期为阿吾拉勒成矿带中寻找同类型的富铁矿矿产提供一定的参考。

1 区域地质背景

1.1 区域成矿地质条件

本区大地构造位置处于天山兴蒙造山系（Ⅰ），伊宁-中天山地块(Ⅰ-15)，伊犁裂谷(Ⅰ-15-3)之阿吾拉勒晚古生代裂谷(Ⅰ-15-31)，受天山北缘断裂与尼古拉耶夫线-那拉提北坡断裂控制。

区域上出露地层主要有：上泥盆统艾尔肯组(D3a)、下石炭统大哈拉军山组第三段(C1d3)、下石炭统阿克沙克组第二段(C1a2)、下石炭统艾肯达坂组(C1ak)、下—中侏罗统水西沟群(J1-2S)及第四系（Qh）等。备战铁矿赋存于下石炭统大哈拉军山组地层内，该组为一套滨海相火山碎屑-沉积建造，主要为中基性火山熔岩为主，酸性火山熔岩次之，少量火山碎屑岩、正常沉积岩岩石组合。区域侵入岩较发育，有元古代侵入岩、石炭纪侵入岩、二叠纪侵入岩，泥盆、石炭系地层内均有分布，多呈小型岩株、岩枝状，延伸方向与区域构造线方向基本一致。区域构造处于阿吾拉勒晚古生代裂谷带东部，地质构造复杂，构造形迹主要为脆性断裂构造，多呈环状，放射状[1-3]。

1.2 区域地球物理特征

工作区位于西天山重力异常区，重力异常总体上与地形呈镜像关系，符合一般性的均衡理论，从莫霍面等深图上可看出本区是一个上地幔坳陷区，是北疆地区地壳厚度最大的地区。另外，本区康拉德面不仅纵向深度变化大，而且横向深度变化亦大。研究区1∶5万航空磁法测量圈定正、负磁异常各一个，正、负异常呈对出现，正磁异常极值可达1100nT，负磁异常极值可达-326nT，异常梯度陡，强度大，表明备战铁矿具有较大的磁铁矿找矿潜力

1.3 区域地球化学特征

研究区1∶5万化探测量圈出甲类综合异常1处，异常呈椭圆状，面积3.8km2,异常元素以Cu、Mo、Sb、Bi、As、Sn、W、Zn、Pb为主，异常面积大，元素组合多样，表明该裂谷在石炭系火山活动较为频繁，为元素的活化、迁移提供了足够的热能。

1.4 区域遥感特征

研究区位于环形构造内东南边缘处，环形构造呈椭圆形，面积约106 km2，矿床的形成被限定在北西向断裂与环状断裂相交的三角形地段东南部，反映了成矿热液在该区域受区域应力场收敛造成矿质富集沉淀形成矿床，矿床规模受火山机构的控制。

2 矿床地质特征

备战铁矿出露地层为下石炭统大哈拉军山组第三段(C1d3)、下石炭统阿克沙克组二段(C1a2)及少量的第四系全新统(Qh)。下石炭统大哈拉军山组三段为一套滨海相的火山碎屑岩、火山熔岩、沉积岩组成，岩性为深灰色凝灰岩、黑色玄武岩、灰色(玄武)安山岩、灰白色英安岩、大理岩、砾岩、砂岩等。划分为四个层：a岩层以火山碎屑岩为主，b岩层以玄武岩、(玄武)安山岩为主，c岩层以英安岩为主，d岩层以碎屑岩为主。区内磁铁矿体主要赋存于b层，在a层深部见磁铁矿盲矿体。

研究区内构造较发育，备战铁矿整体位于一倒转向斜南翼，向斜核部地层为下石炭统阿克沙克组，两翼为大哈拉军山组，向斜轴面向北陡倾，倾角大于80°，向斜轴面走向280°左右，向东西两侧均延出研究区，向斜核部整体呈负地形，岩石具强片理化；区内规模较大断裂为F5断层，断层走向约280°，倾向北东，倾角75°～85°，为左行走滑断裂，断层以北为阿克沙克组第二段，断层以南为大哈拉军山组第三段，断裂在矿体倾向上截备战铁矿体，对矿体有较大破坏作用。

备战铁矿共圈出磁铁矿体14条，主要矿体为L5、L6、L8。L5控制长1120m，控制延深约800m，平均厚度19.97m，TFe平均品位47.12%,mFe平均品位42.83%；L6控制长1120m，控制延深830m，平均厚度23.90m，TFe平均品位45.88%，mFe平均品位41.78%；L8控制长1000m，控制延深550m，平均厚度23.85m，TFe平均品位43.28%,mFe平均品位39.01%。目前矿床规模已达大型富铁矿床规模，远景可达超大型[4]。

矿石金属矿物有磁铁矿、黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等。非金属矿物主要有绿帘石、透辉石、透闪石、次闪石、石膏、方解石、石英、绿泥石、白云母、阳起石、电气石等，矿物共生组合关系见表1。矿石以自形-半自形粒状，致密块状、浸染状构造为主。磁铁矿呈自形-半自形粒状集合体分布，粒度大小0.05mm～1.5mm，致密块状、浸染状构造产出。

表1 备战铁矿矿石类型及矿物共生组合一览表

3 矿床地球物理特征

研究区1:1万地面高精度磁法测量以1000nT为异常下限圈定出一较明显的正磁异常C1，展布方向近东西向，长度约1.5km，宽度约0.7km，呈椭圆状，幅值高达32321nT；以-1000nT为异常上限圈定出一较明显的负磁异常C2，展布方向近东西向，长度约1.3km，宽度约0.6km，呈椭圆状，幅值高达-4802nT。

图1 备战铁矿地面高精度磁法等值线平面图

0勘查线1∶1万瞬变电磁剖面测量TEM反演后按电阻率小于50Ω.m圈定了4个低阻异常带。通过在异常区外施工ZK020孔进行验证，钻孔未见矿；通过对TEM0-1异常区内施工ZK001-ZK009，共9个孔的反复验证，TEM0-1异常与含矿层位对应且倾向一致，异常宽度略大于矿体宽度。低视电阻率特征,符合寻找金属矿化物的物性特征，证实区内按电阻率小于50Ω.m圈定了低阻异常带指导深部地质找矿工作效果较好。

4 综合找矿模型

4.1 找矿流程

通过对区域地质、物、化探、遥感解译成果资料的分析，结合西部已取得突破的查岗诺尔铁矿床特征及构造背景对比研究，优选成矿靶区，建立了本区地质－地球物理－地球化学-遥感综合找矿流程（图2）。

图2 备战铁矿找矿流程图

4.2 找矿要素

备战铁矿是在区域地质调查路线中发现的，然后经大比例尺地质填图、综合物探测量、工程控制确定规模形态，说明大尺度找矿的重要性。因磁铁矿化探工作的有效性相比地质及物探找矿有效性较差，因此地质要素的有效性最大，其次为地球物理要素，地球化学要素最小[5,6]。

4.3 找矿模型

综合上述，根据铁矿找矿经验，对于3个尺度要素的实际应用，可依次对矿床进行选区、定位、定型。这是筛选找矿靶区，寻找成矿有利地段确定矿体(床)位置较为通用的找矿思路。寻找磁铁矿常用综合方法应是：在大地构造环境下选择环形与线形构造交汇部位，确定有利物化异常背景区，寻找物探高背景地层岩石组合，发现矿化并利用物探确定磁铁矿体。