新疆西天山晚古生代主要磁铁矿床(点)成因类型与成矿过程探讨
A tentative discussion on the genetic type and ore-forming process of main late Paleozoic magnetite deposits in West Tianshan Mountains, Xinjiang
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摘要: 提要: 新疆西天山晚古生代磁铁矿带是中国重要的铁矿带, 其成矿地质背景与成因类型一直以来存在很大的争论。本文在已有研究成果的基础上, 结合大量野外调查资料和室内研究工作, 对西天山主要磁铁矿床的成因类型、成矿背景、成矿规律进行了详细研究。研究表明, 主要磁铁矿床矿石矿物Sr、Nd、Pb同位素基本落入洋陆俯冲碰撞下的岛弧环境; 矿石形成年龄介于火山岩与中酸性侵入岩之间, 接近于火山岩年龄, 矿石与火山岩具有密切的成因联系。矿床总体归为海相火山岩型铁矿, 可划分出3个亚类: 火山喷溢型、火山-次火山热液型、火山喷溢-热液叠加型, 不同亚类矿床具有不同的矿体、矿石特征。铁矿石的形成与俯冲带流体的交代作用有着密切的关系, 早期为富铁岩浆交代后分异结晶作用的产物, 后期则为火山热液沿断裂、裂隙交代、卸载的产物。Abstract: Absract: The late Paleozoic magnetite ore belt is an important iron metallogenic belt in West Tianshan Mountains, Xinjiang. For a long time, there has been controversy concerning the metallogenic setting and genetic type. Based on previous researches in combination with lots of field investigations and indoor studies conducted by the authors in the past three years, this paper deals tentatively with the geological characteristics, distribution patterns and metallogenic types of iron deposits in West Tianshan Mountains, Xinjiang. The Sr-Nd-Pb isotopic compositions of ore minerals show that the metallogenic setting was the island arc under the subduction-collision of ocean and land. The metallogenic age of iron ores was younger than that of volcanic rocks but older than that of intermediate-acid intrusive rocks in the same ore district. The iron material might have come from the volcanic rocks, where their partition models were very similar in trace elements and REE. These iron deposits all belong to marine volcanic type, which can be further divided into three subtypies: volcanic effusion type, volcanic-subvolcanic hydrothermal type, superimposition type of volcanic effusion and volcanic hydrothermal solution. The geological features of different subtype deposits are not different. The iron ores were relatied to the metasomatism of fluid along the zone of subduction. Early iron ores were probably derived from the fractional crystallization of Fe-rich magma after replacement, and the late ores might have resulted from the metasomatism and precipitation of volcanic hydrothermal solution along faults and fractures.
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Keywords:
- West Tianshan Mountains /
- Late Paleozoic /
- magnetite deposit /
- genetic type /
- metallogenic process
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1. 研究目的（Objective）
研究区地处鄂尔多斯盆地北部伊盟隆起中部的塔然高勒地区，其东侧紧邻纳岭沟铀矿，西侧为大营铀矿，区内地层整体为一向西南缓倾的单斜构造，含铀目的层为中侏罗统直罗组下段。塔然高勒铀矿的发现有望使大营和纳岭沟相连，成为世界级的铀矿田。
2. 研究方法（Methods）
依靠煤田和石油勘查钻孔资料“二次”开发的创新性思路，中国地质调查局天津地质调查中心在鄂尔多斯盆地东北缘塔然高勒地区通过收集分析研究区煤田勘查、开发钻孔资料以及区域地质、矿产、物探、化探、遥感及水文地质等资料，开展铀矿战略选区；编制研究区目的层系列图件，分析铀矿成矿地质条件，圈定找矿靶区；优选放射性异常钻孔和成矿有利地段进行钻探施工，分析放射性异常和含矿目的层的空间位置以及矿体分布、矿石质量等特征，初步评价铀资源潜力。
3. 研究结果（Results）
排查研究区煤田测井资料，发现潜在铀矿孔164个，潜在铀矿化孔65个。自然伽玛强度值较高，放射性异常钻孔形态连片、成带特征明显，规模较大。通过对优选的放射性异常钻孔和成矿有利地段进行钻探施工，共发现铀矿工业孔14个，铀矿化孔26个，矿区达到大型铀矿产地规模；铀矿体平面上总体呈北东—南西向展布，矿体平均埋深526 m，由北东向南西方向埋深逐渐增大。垂向上，铀矿体主要赋存于中侏罗统直罗组下段下亚段的灰色砂体中，矿体形态为板状。矿石岩性为中粗粒砂岩，碎屑物胶结类型以接触式、孔隙式胶结为主，铀的存在形式以吸附态为主，含铀矿物主要为铀石。
研究区目前共圈定6个工业矿体，矿体厚度变化范围为1.30~7.50 m，平均值为4.33 m；矿体平均品位为0.0342%，矿体平米铀量变化范围为1.76~ 11.20 kg/m2，平均值为3.49 kg/ m2。
目前主要对研究区东部矿体进行钻探工程控制，而矿体向西南方向深部的延伸情况及其西部矿体的分布情况均未进行有效控制，矿区仍具有较大的铀矿找矿潜力。
4. 结论（Conclusions）
（1）鄂尔多斯盆地东北缘塔然高勒铀矿的发现拓展了该地区的铀矿找矿空间，扩大了鄂尔多斯盆地东北部铀资源基地规模。
（2）研究区与周边的大营、纳岭沟铀矿具有相似的优越铀矿成矿地质条件，铀源丰富、泥砂泥结构完整、辨状河道砂体发育，炭屑、有机质等找矿标志明显。通过加大该地区的铀矿调查力度，有望使该地区成为世界级铀矿田。
（3）该地区铀矿的发现是利用煤田资料“二次开发”技术思路快速寻找砂岩型铀矿的成功范例之一，该技术方法极大减少了铀矿调查周期，节省了大量勘查成本。
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图 1 塔然高勒研究区钻孔剖面图(a—南北向; b—东西向）Figure 1. Drilling profile of the Tarangaole area (a-in north-south direction; b- in east-west direction)5. 致谢（Acknowledgements）
感谢李建国、李效广及项目组成员的支持。
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