阿拉套山矿产及成矿规律

阿拉套山钨锡金铜成矿带~

本成矿带北缘与哈萨克斯坦毗邻。本区中、晚泥盆世为拉张型被动陆缘，属斜坡相半深海环境，沉积了巨厚的陆源碎屑岩夹硅质岩；早石炭世演化为弧前盆地；晚石炭世末，北天山（巴音沟）洋壳板片向北俯冲并碰撞造山，伴有海西中期花岗闪长岩-二长花岗岩侵位，构成岩浆弧；早二叠世为陆相裂谷型断陷火山盆地；海西晚期有二长花岗岩-碱长花岗岩侵位，为造山后花岗岩，产出于张性环境。本矿带以钨、锡矿化为主，与海西中期黑云母花岗岩关系密切，以接触带中的石英脉-云英岩型为主，其中金、铜、铁矿化，与海西晚期花岗岩小侵入体有关。现已发现有喀孜别克锡矿床，库斯台锡（钨）矿床，以及查基尔梯钨矿点、阿克赛金铜矿点等。
从TM图片判读可知，现今阿拉套山为块断抬升山系，山前地带被弧形断层围限，山前洪积扇发育，主山脉水系呈树枝状。在该成矿带东段的艾比湖断裂西侧，分布有海西中、晚期花岗岩，呈椭圆状、球状及不规则状（图1-17），岩体外围的上泥盆统中有明显热扩散晕引起的环状影像，可作为找矿靶区，TM图片显示艾比湖两侧被明显的北西-南东向断裂所围限，表明艾比湖隶属山间断陷型湖泊。

图1-16 西天山西北区段遥感综合解译图

不同的地质时期，在类似的地质条件下，可以形成同类型的铁矿床；但在不同的地质时期和构造运动期，占主导地位的铁矿床类型则是不同的，显示了铁矿床形成与地壳演化密切有关的特点。由老到新，各地质时期的主要铁矿床类型及其成矿规律如下： 这类铁矿床又称受变质沉积型铁矿床，主要产于前寒武纪(太古宙、元古宙)古老的区域变质岩系中，是中国十分重要的铁矿类型，其储量占全国总储量的57.8%。并具有“大、贫、浅、易(选)”的特点，即矿床规模大，含铁量低，矿体出露地表或浅部，易于选别。主要分布于吉林东南部、辽宁—本溪、冀东、北京密云、晋北、内蒙古南部、豫中、鲁中、皖西北、江西新余、陕西汉中、湘中等地。根据矿床中的矿石类型和含矿变质岩系的岩石矿物组合以及其他地质特征，又分为下列两大类。1.受变质铁硅质建造型铁矿床典型铁矿床分布于辽宁鞍山—本溪一带，因此，一般称为“鞍山式”铁矿。这类铁矿是受不同程度区域变质作用并与火山-铁硅质沉积建造有关的铁矿床。大致与国外阿尔戈马型铁矿相当。主要形成于前寒武纪(多集中于2000～3000Ma)老变质岩区。铁矿床主要产于辽宁、河北、山东、河南、安徽等地太古宇鞍山群、迁西群、泰山群、登封群、霍邱群及其相当的变质岩系中的不同层位；山西、内蒙古古元古界五台群、吕梁群及其相当的变质岩地层中，变质作用大多数属于绿片岩至角闪岩相，个别产于麻粒岩相中。湖南、江西等省产于板溪群或震旦系松山群。多数地区含铁变质岩系受到不同程度的混合岩化、花岗岩化作用。受变质铁硅建造中铁矿层是多层的，也有1～2层的，呈层状、似层状、透镜状产出。矿层厚度一般几十至百米，最厚可达350m左右。延长较稳定，个别矿层长可达几十公里以上。矿床规模大多数为大型或特大型。矿石中铁矿物与石英组成具有黑白相间的条带状、条纹状构造，变质程度高时，向片麻状过渡。矿石为磁铁石英岩、赤铁石英岩、绿泥磁铁石英岩、角闪磁铁石英岩。以贫矿为主，含铁品位一般为25%～40%。在贫矿中也有含铁品位达50%～60%不同规模不同成因的富铁矿石。2.受变质碳酸盐建造型铁矿床典型矿床分布于吉林大栗子，因此，称为“大栗子式”铁矿。这种类型铁矿是受到轻微区域变质作用的碳酸盐型沉积铁矿床。主要产于元古宇地层中。含矿岩系主要由碎屑-碳酸盐岩组成，如砂岩、泥岩、灰岩等。已知矿产地不多，主要产于吉林东南部古元古界辽河群千枚岩与碳酸盐类岩层中；云南易门、峨山铁矿产于新元古界下部的昆阳群碳酸盐类岩层中。矿体呈层状、似层状、扁豆状、地瓜状、不规则形态，矿体一般沿走向长100～300m，倾斜延深200～500m，倾斜长大于走向长，厚度变化大。矿石矿物有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿、褐铁矿等。矿石以块状、条带状构造为主，鲕状构造次之。矿石类型有赤铁矿型、磁铁矿型、菱铁矿型、次生褐铁矿型。磁铁矿型、赤铁矿型矿石围岩多为千枚岩，而菱铁矿型矿石围岩多为大理岩。富铁矿占较大比例为特点，如云南化念铁矿，其储量一半为含碱性炼铁用矿石。 这是一类与基性、基性-超基性岩浆作用有关的矿床，以其铁矿物中富含钒和钛，通常称为钒钛磁铁矿矿床，储量占11.6%。按照成矿方式可以分为两类：1.岩浆晚期分异型铁矿床由岩浆结晶晚期分异作用形成的富含铁、钒、钛等残余岩浆冷凝而成的矿床。中国首先发现于四川省攀枝花地区，故国内常称之为“攀枝花式”铁矿床。矿床产于辉长岩-橄榄岩等基性-超基性岩体中。而岩体多分布于古陆隆起带的边缘，受深大断裂的控制。含矿岩体延长可达数至数十公里，宽一至数公里。岩体分异良好，相带明显，韵律清楚。按岩石组合可以分为辉长岩型、辉长-苏长岩型、辉长-橄长岩型、辉长-斜长岩型、辉长-辉岩-橄辉岩型和辉绿岩型等岩相组合类型。铁矿体多呈似层状，分布于岩体的中部或下部韵律层底部的暗色相带内，与岩体的韵律层呈平行的互层。矿床常由数至数十层平行的矿体组成，累计厚度由数十至两三百米，延深可达千米以上。主要矿石矿物有粒状钛铁矿、磁铁矿、钛铁晶石、镁铝尖晶石等，含少量磁黄铁矿、黄铁矿及钴、镍、铜的硫化物。矿石具陨铁结构、镶嵌结构。矿石呈致密块状、条带状和浸染状构造，矿石含TFe20%～45%、TiO23%～16%、V2O50.15%～0.5%，Cr2O30.1%～0.38%，伴生微量的Cu、Co、Ni、Ga、Mn、P、Se、Te、Sc和Pt族元素，可综合利用，这类矿床的规模多属大型，是铁、钒、钛金属的重要来源，在中国主要分布于四川省的攀(枝花)西(昌)地区。2.岩浆晚期贯入型铁矿床为岩浆晚期分异的含铁矿液沿岩体内断裂或接触带贯入而成。中国首先发现于河北省大庙，故常称之为“大庙式”铁矿床。铁矿床产于斜长岩、辉长岩岩体中。基性岩体沿东西向断裂带呈带状分布。矿体是沿岩体裂隙或上述两种岩浆岩接触带贯入而形成的。矿体形态不规则，多呈扁豆状或脉状，成群出现，作雁行式排列。矿体与围岩界线清楚，产状陡立。从地表到深部，矿体常见分支复合现象，多为盲矿体。单个矿体长数至数百米，厚数至数十米，延深数十至数百米。主要矿物有磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、金红石和黄铁矿等。脉石矿物有斜长石、辉石、绿泥石、阳起石、纤闪石和磷灰石。矿石结构均匀，常见陨铁结构。具浸染状和块状构造。贫富矿石均有，含钒、钛以及镍、钴、铂等硫化物。近矿围岩常见纤闪石化、绿泥石化和黝帘石化等蚀变。有用矿物颗粒大，矿石易选。矿床规模一般为中—小型，主要分布于河北省承德地区大庙、黑山一带。 接触交代型矿床，常称为夕卡岩型矿床。主要赋存于中酸性-中基性侵入岩类与碳酸盐类岩石(含钙镁质岩石)的接触带或其附近。这类矿床一般都具有典型的夕卡岩矿物组合(钙铝-钙铁榴石系列、透辉石-钙铁辉石系列)，而在成因和空间分布上，都与夕卡岩有一定的关系。岩浆岩侵入体的形成时代，从加里东期、海西期、印支期，到燕山期都有。在中国以燕山期最为重要。碳酸盐类岩石生成时代，从前震旦纪到侏罗纪都有，岩性也很不相同。就已知国内夕卡岩型铁矿围岩而言，包括灰岩、大理岩、白云质灰岩、泥灰岩、各种不纯质的灰岩、白云岩；部分围岩可为角岩、片岩、板岩、砂岩或凝灰岩等。从岩性的时代来看，元古宙(包括震旦纪)多为硅质灰岩；寒武纪—奥陶纪多为纯质灰岩或含镁质灰岩；石炭纪-二叠纪多为含泥质及有机质灰岩。中国北方最有利形成接触交代型铁矿的是寒武纪-奥陶纪灰岩，南方主要是三叠纪大冶灰岩和早二叠世栖霞灰岩。接触交代型铁矿大部分形成于接触带，有的矿体可延伸到非夕卡岩的围岩之中，矿体常成群出现，形态复杂，多呈透镜状、囊状、不规则状和脉状等，矿石矿物成分较复杂。铁矿石以块状构造为主，次为浸染状、斑点状、团块状和角砾状构造。该类铁矿常伴生有可综合利用的铜、钴、金、银、钨、铅、锌等；甚至构成铁铜、铁铜钼、铁硼、铁锡、铁金等共(伴)生矿床。矿床规模以中小型为主，也有大型。这类铁矿在中国分布十分广泛，主要集中在河北省邯(郸)—邢(台)地区、鄂东、晋南、豫西、鲁中、苏北、闽南、粤北以及川西南、滇西等地，是中国富铁矿石的重要来源。按岩浆岩和围岩条件，在工业上常分为邯邢式、大冶式和黄岗式铁矿。邯邢式铁矿围岩主要是中奥陶统马家沟组灰岩，矿体常呈似层状。大冶式铁矿围岩主要为三叠系大冶灰岩，矿体形态不规则。黄岗式铁矿成矿岩体为花岗岩及白岗岩，围岩为古生界碳酸盐岩夹火山岩系。热液型铁矿床明显受构造控制，有的是断裂控矿，有的是褶皱控矿，还有断裂与褶皱复合控矿。热液型铁矿床与岩浆岩的关系常因地而异，多数矿体与岩体有一定距离。高温热液磁铁矿、赤铁矿矿床常与偏碱性花岗岩、花岗闪长岩、闪长岩类有关，中低温热液赤铁矿矿床常与较小的中酸性侵入体有关，两者多保持一定的距离。中低温热液菱铁矿矿床与侵入体无明显关系。围岩条件对热液型铁矿的控制作用不甚明显。围岩蚀变是热液型铁矿的显著特征，高温矿床常见透辉石化、透闪石化、黑云母化、绿帘石化等；中低温矿床多见绿泥石化、绢云母化、硅化、碳酸盐化等。大多数热液型铁矿体较小，常成群出现。矿体呈脉状、透镜状、扁豆状，多见分支复合，膨胀收缩，尖灭再现现象。矿石组合简单，矿石品位一般较高。矿床规模以中小型为主。分布于内蒙古、吉林、山东、湖北、广东、贵州和云南等省、自治区。但也有大型矿床，如山东淄河一带，产于上寒武统—中奥陶统碳酸盐类岩石中的文登铁矿床，该矿床为浅成-低温热液充填交代矿床。矿床由22个矿体组成，呈似层状和透镜状，重叠平行分布。主矿体长7000m，厚12～36m，延深100～470m。矿石矿物以褐铁矿、菱铁矿为主。矿石品位TFe平均41%(褐铁矿)、30%(菱铁矿)，探明铁矿石储量1.16亿t，其中炼铁用矿石储量5400万t。 这类矿床是指与火山岩、次火山岩有成因联系的铁矿床。成矿作用与富钠质的中性(偏基性或偏酸性)、基性火山岩侵入活动有关。以成矿地质背景为基础，按火山喷发环境，可分为陆相火山-侵入型铁矿床和海相火山-侵入型铁矿床。1.陆相火山-侵入型铁矿床在中国东部陆相安山质火山岩分布区，发育着一套与辉石闪长玢岩-次火山或火山侵入岩有空间、时间和成因联系的铁矿床。典型矿床产于宁(南京)芜(湖)地区的中生代陆相火山岩断陷盆地中，同偏碱性玄武安山质火山侵入活动有密切的成因关系。国内有人称之为“玢岩铁矿”。它实际包括由岩浆晚期-高温、中温，直至中低温一系列成因类型。按矿床在火山机构中的产出特点，大致可分为3类：①产于玢岩体内部、顶部及其周围火山岩接触带中的铁矿床，如“陶村式”、“凹山式”、“梅山式”等。②产于玢岩体与周围接触带中的铁矿床。如“姑山式”等。③产于火山碎屑岩中的火山沉积矿床，如“龙旗山式”等。其中以第①类矿床规模最大，矿石含铁较高。陆相火山-侵入型铁矿床，矿体常呈似层状、透镜状、囊状、柱状、脉状等。矿体规模大小不一，大型矿体长可达千米以上，厚数十至二三百米，宽数十至近千米。矿石矿物以磁铁矿为主，假象赤铁矿、赤铁矿次之，可见少量菱铁矿。矿石构造有块状、浸染状、角砾状、斑杂状、条纹条带状等。这类矿床的磁铁矿以含Ti、V为特征。2.海相火山-侵入型铁矿床多产于地槽褶皱带海底火山喷发中心附近，铁矿床的形成与火山作用有直接的关系。典型矿床以云南大红山铁矿为代表。铁矿体赋存于由火山碎屑岩-碳酸盐岩-熔岩(细碧岩和角斑岩)组成的一套含矿建造中。下部为石英砂岩、钙质或硬砂质粉砂岩，夹泥灰岩、白云质灰岩和粉砂岩薄层；富钠质的浅色岩是主矿体的容矿岩层。上部为厚层大理岩。矿体常呈层状、似层状、透镜状，少数呈脉状或囊状，常成群成带出现。矿石构造主要有块状、浸染状、角砾状、条带状、杏仁状和定向排列构造等。矿石矿物主要为磁铁矿、赤铁矿，次有假象赤铁矿、菱铁矿和硫化矿物。脉石矿物有石英、钠长石、绢云母、铁绿泥石等。 它是出露地表的含铁岩石、矿物或铁矿体，在风化作用下，被破碎、分解，搬运到低洼盆地中，有的经过机械沉积，有的经过沉积分异作用(包括化学分异作用)沉积下来。铁矿物或铁质富集达到工业要求时，即形成沉积矿床。这种类型铁矿床储量占全国储量的8.7%。其矿床具有“广、薄、难”的特点，即矿层分布面积广，厚度薄，矿石多为赤铁矿、菱铁矿，含磷高，难选。根据铁矿床形成的沉积环境，可分为海相和湖相两类沉积矿床。1.海相沉积型铁矿床该类铁矿产于新元古代以后各个地质时期。时代最老的是早震旦世沉积铁矿床，以河北宣化庞家堡铁矿为代表。矿体产于长城系串岭沟组底部，矿体底板是细砂岩或砂质灰岩，顶板为黑色页岩夹薄层砂岩。矿体一般有3～7层，与砂岩互层，构成厚10m的含矿带。矿体顶板之上为大红峪组灰岩和钙质砂岩，底板之下为长城系石英砂岩夹层，常见波痕及交错层。矿体呈层状、扁豆状或透镜体状。矿石主要由赤铁矿组成，还有镜铁矿、石英、方解石和黄铁矿、绿泥石、磷灰石等。矿石具有鲕状、豆状、肾状构造。矿床规模一般为中、小型。主要分布于河北宣化、龙关一带。俗称“宣龙式”铁矿。分布最广的是泥盆纪“宁乡式”铁矿，主要分布于湘赣边界、鄂西、湘、川东、黔西、滇北、甘南、桂中等地。铁矿产于中、上泥盆统砂页岩中，矿体呈层状，主要含矿层有1～4层，层间夹绿泥石页岩或细砂岩。矿体厚0.5～2m，厚度比较稳定。矿体延长数百米至数千米，最长达十几公里。矿石由赤铁矿、菱铁矿、方解石、白云石、绿泥石、胶磷矿、黄铁矿、粘土矿物和石英等组成。具有鲕状和粒状结构，豆状、块状、砾状构造。矿床规模以中型为主。因首先发现于湖南省宁乡县，故称之为“宁乡式”铁矿。最新的是晚三叠世沉积铁矿床。该类矿床主要分布于滇西、川西一带，如滇西维西-德钦的楚格铁矿、勐腊新山铁矿和川西盐源—木里一带的褐铁矿、菱铁矿矿点。2.湖相沉积铁矿床矿床形成的时代以二叠纪、侏罗纪最为重要，主要分布于四川省。铁矿层往往与煤系地层有密切关系，产于煤系砂页岩中，矿体呈透镜状和似层状，沿走向变化大。长数十米至数百米，厚一般小于2m。矿石矿物为赤铁矿、菱铁矿，有时为褐铁矿。矿石构造主要为鲕状、块状。矿石含铁量多在35%～40%之间。具有代表性矿床是赋存早、中侏罗世自流井群底部的“綦江式”铁矿。是湖相沉积赤铁矿、菱铁矿矿床，伴有磁铁矿、铁绿泥石等，矿床规模一般多为中、小型矿床，如綦江、白石潭铁矿。另外，还有在山西省寿阳一带产于二叠纪页岩中湖相沉积“寿阳式”铁矿床和甘肃省六盘山以东的华亭一带赋存于白垩纪粘土岩或砂页岩中的湖相沉积“华亭式”铁矿床及广西右江流域赋存在第三纪渐新统煤系中的湖相沉积“右江式”铁矿床。矿床规模均为小型。 本类矿床包括原生铁矿体、玄武岩和含铁质岩石或硫化矿体，经风化淋滤、残坡积堆积形成的铁矿床。矿床多产于铁矿或硫化矿顶部及其附近的低凹处或山坡上。矿体形态多不规则。矿石矿物有褐铁矿、假象赤铁矿等。矿床规模以中、小型为主，但埋藏浅，矿石含铁量较高，易于开采，是地方和群众开采的主要对象。在中国两广、福建、贵州、江西等省区都有分布。 中国是世界上利用铁最早的国家之一。早在19000年前，周口店“山顶洞人”就开始使用赤铁矿粉作为赭红色颜料，涂于装饰品上或者随葬撒在尸体周围。这是人类利用天然矿物颜料的开始。到新石器时代（距今10000～4000年），兴起了制陶业，并发明绘制各种风格的彩陶。绘制赭红色彩陶的原料就是赭石（赤铁矿）。人类使用铁器制品至少有5000多年历史，开始是用铁陨石中的天然铁制成铁器。最早的陨铁器是在尼罗河流域的格泽(Gerzeh)和幼发拉底河流域乌尔（Ur)出土于公元前4000多年前的铁珠和匕首。目前中国最早的陨铁文物是1972年在河北藁城台西村商代中期（公元前13世纪中期）遗址中发现的铁刃青铜钺。这件古兵器，经全面的科学考查，确定刃部是陨铁加热锻造成的。它表明我国商代人们已掌握一定水平的锻造技术和对铁的认识，熟悉铁加工性能，并认识铁与青铜在性质上的差别。但那时人们还不会利用铁矿石炼铁，而铁陨石又很少，所以当时的铁制品是十分珍贵的物品。我国用铁矿石直接炼铁，早期的方法是块炼铁，后来用竖炉炼铁。在春秋时代晚期（公元前6世纪）已炼出可供浇铸的液态生铁，铸成铁器，应用于生产，并发明了铸铁柔化术。这一发明加快了铁器取代铜器等生产工具的历史进程。战国冶铁业兴盛，生产的铁器制品以农具、手工工具为主，兵器则青铜、钢、铁兼而有之。据记载，今山东临淄和河北邯郸铁矿等，春秋战国时期都已进行开采。 随着冶铁业的兴盛与发展，发现和开采的铁矿产地，一代比一代多。春秋战国时代（公元前770年～前221年），据《山海经·五藏山经》记载产铁之山有37处。汉武帝（公元前119年）在49个产铁地区设置铁官。唐代，按《新唐书·地理志》记载，当时全国产铁之山104处。明代，有铁矿产地130处。到清代前期（公元1644～1840年）铁矿产地发展到134处之多。古代开采的大部为地表风化残积、堆积矿和江河岸边的铁矿，以及露出地表的浅部铁矿体。采掘方法主要有：(1)露天垦土法翻耕有铁矿的土地，矿石随之露出地面。《天工开物》记载：土锭铁（即褐铁矿结核）“浅浮土面，不生深穴”，“若起冶煎炼，浮者拾之。又乘雨湿之后，牛耕起土，拾其数寸土内者”。这是古代记载的一种特殊采矿方法。(2)露天掘取法用于采掘地表露头铁矿体。1974年在鞍山东北的太平沟发掘的汉代古采坑，坑形上宽10m，下窄2m，深10m，呈漏斗状。显然是古代露采遗址。清代开采的庙儿沟（南芬）铁矿，是人们在地表露头处先用棒撬开石缝，再用火烧（火爆法），经过冷缩热胀，使其破碎，采取矿石。(3)地下凿坑法即沿着矿体往地下凿坑采掘矿石。在河南、江苏、黑龙江等地一些古铁矿遗址，都发现有竖井、斜井和巷道直接采掘矿石的古洞。说明当时人们已能根据矿体的不同产状，采用不同的采掘方法，河南发掘的汉代巩县铁生沟的巷道是沿矿体平行掘进，并沿矿体倾斜分别有上山和下山小斜井，直接采矿。竖井有方形和圆形两种，一般在矿体中间或一侧往下采掘矿石。对缓倾斜矿体再采用斜井。江苏利国东汉冶铁遗址附近的峒山古竖井，井口径1.5m，深约10m。由于采掘技术的提高，矿井愈来愈深。黑龙江阿城五道岭地区，发掘金代中期的铁矿井深达40m，矿井呈阶梯式，井内有采矿和选矿（手选）的不同作业区，还有灯洞和采掘工具。(4)古代采掘工具有铁斧、铁锤、铁锥、铁镐和铁砧等。如在河南发现的汉代、宋代一些铁矿，采掘工具是铁斧、铁锤、铁锥、铁镐等，在古采洞的围岩壁上还遗留有铁斧、铁锥的凿痕。到近代(1840～1949年)，开采的铁矿山大部是在古矿硐（采场）的基础上建立起来的。据已查阅的40多处矿山资料记载，这些都曾先后经过不同程度的地表调查和矿石质量化验。有些矿山开始逐步采用新的采掘、运输方法和设备以及贫矿选别。开采规模比较大。如辽宁鞍山弓长岭铁矿1933～1945年年均产矿石约60万t，最高年产达100万t；湖北大冶铁矿1942年最高年产矿石达144万t；安徽马鞍山铁矿南山区1941年最高产矿石90万t。这3个矿山是我国近代时期铁矿主要产区，也是古代著名的铁矿产地。 人类对地质现象的观察和描述以及对岩石、矿物的认识，可追溯到远古时期。在我国春秋战国成书的《山海经》、《管子》中的某些篇章，是人类对岩石矿物的最早总结，并从发现的矿产地中总结一些矿产分布规律和找矿标志。《管子·地数》中记载：“天下名山五千二百七十，出铜之山四百六十七，出铁之山三千六百有九”。而后《史记·货殖列传》：“铜、铁则千里往往出棋置”。概括了铁铜矿产的分布。《管子·地数》对矿产分布规律的论述有：“山上有赭，其下有铁”；“上有慈石（磁铁矿）者，下有金也”，明确地总结了铁和铜、金矿产的垂直（上、下）分布规律，除垂直分布规律外，《山海经·五藏山经》记载许多地区（山）不同矿产分布的“阴阳”分布关系。西山经：“符禺之山（今陕西华县西南）其阳多铜，其阴多铁”，盂山（今陕西靖边县）“其阳多铜，其阴多铁”；泰冒之山（今陕西肤施）“其阳多金，其阴多铁”；龙首之山(今陕西陇县)“其阳多黄金，其阴多铁”；西皇之山“其阳多金，其阴多铁”。《中山经》：”荆山（今湖北南漳县）“其阴多铁，其阳多赤金”；密山（今河南新安县）“其阴多铁”；求山“其阳多金，其阴多铁”；《北山经》：白马之山（在今山西孟县北）“其阴多铁，多赤铜”等等。这是古人通过开采实践总结出来的“规律”。但如何加以科学解释，是一个有待探讨的问题。找矿线索（标志），古代称之为“苗”、“引”或“荣”。除前边叙述的一些铁矿与其他金属矿产分布规律作为找矿标志外，还总结有，《丹房镜源》：“阴平（今甘肃文县西北）铅出剑州（今川北龙山东南）是铁之苗”。“宝藏论”：“上铙乐平铅……铁苗也”。郭璞《流赭赞》：“沙则潜流，亦有运赭；于以求铁，趁在其下”。可见“赭”有在高山上的，也有在流水中，都见有找铁矿的线索。《管子·地数》记：“山上有赭，其下有铁……此山之见荣者也”。古代对金属矿物的生成，也有比较明确的认识。如《博物志》记：“石者，金之根甲”。这是说金属矿物以岩石为“根”，而又被岩石所包围（“甲”），很形象地说明了原生金属矿物的成因。从上述来看，我国古代人们对地质的认识具有一定水平，许多经验总结至今仍具有一定的地质找矿价值。但许多经验与认识，没有发展到现代地质科学的高度。从18世纪以后无论在地质学的认识上还是在应用上，较诸欧洲都显得落后。19世纪后期，中国官办和民用工业进一步发展与扩大，使钢铁消耗量增加，近代矿冶工业的发展，需要进行地质调查和找矿工作。但当时我们还没有自己的专业地质人员，因此不得不聘请外国矿师进行找矿。直到辛亥革命以后，1916年由中国自己培养的首批地质人员在国内开始了地质矿产调查工作。最先进行地质调查的铁矿区有河北龙烟、井陉和湖北鄂城等铁矿山。这可能是中国自己的地质人员最早调查的铁矿床。

图4.8 温泉县推木尔特矿区铜矿地形地质草图

1—下二叠统乌郎组流纹岩、英安岩段；2—下石炭统阿克沙克组第三段砂岩；3—下石炭统阿克沙克组第四段灰岩；4—下石炭统阿克沙克组第四段大理岩；5—阿尔夏特岩体第三侵入次体；6—阿尔夏特岩体第六侵入次体；

7—阿尔夏特岩体第七侵入次体；8—玄武岩脉；9—辉长岩脉；10—辉绿岩脉；11—闪长岩脉；12—花岗闪长岩脉；13—花岗岩脉；14—花岗斑岩脉；15—石英斑岩脉；16—煌斑岩脉；17—矽卡岩；18—铜矿（化）体及编号；

19—地质界线；20—不整合地质界线；21—断层及产状；22—岩脉产状

推木尔特矽卡岩型铜铁矿位于阿尔夏特花岗岩体与碳酸盐岩外接触带及残留体内（图4.8）。区内出露地层主要有上古生界下石炭统阿克沙克组，岩性为砂岩、灰岩等，阿尔善断层的北盘灰岩大都变质为大理岩。下二叠统乌郎组分布于矿区东部，为一套陆相喷发的中性、酸性火山岩，区内出露的岩石岩性为流纹岩、英安岩，夹少量的石英霏细岩，岩性、岩相变化不大，其中阿克沙克组是主要控矿层。

中细粒角闪石黑云母花岗闪长岩、环斑黑云母二长花岗岩、斑状黑云母二长花岗岩侵入阿克沙克组。在与阿克沙克组大理岩接触带附近见规模不等的矽卡岩带，铜矿化沿接触带分布，为矽卡岩型铜矿。其次本区广泛分布有闪长岩脉、辉绿岩脉和辉长岩脉，闪长岩脉长80～1000m，岩脉局部见矿化。矿区构造简单，断裂构造见于矿区的南部，NWW向断层较发育，规模较大。阿尔善NWW向断层主要由5～15m宽的片理化带、构造角砾岩及断层泥组成，为逆断层。另一条NWW向断层位于阿尔善断层的北部，见0.5～0.8m的构造角砾岩，沿断裂有辉长岩脉侵入，控制了阿尔夏提含铜磁铁矿的展布。NWW向断层切割了下石炭统阿克沙克组、下二叠统乌郎组及华力西晚期侵入岩体。

在推木尔特发现了5个含铜矽卡岩带（包括阿尔夏提含铜磁铁矿矿点）：一号矿带分布于推木尔特矿区东南部，围绕阿克沙克组大理岩与花岗闪长岩的接触带分布，呈半圆弧形展布，长约450m，宽10～15m，窄处为5m，往南西方向尖灭。接触带产状倾向于大理岩，主要为孔雀石化透辉石石榴子石矽卡岩。矿石矿物为黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿、毒砂等，次生矿物有孔雀石、铜蓝、褐铁矿。脉石矿物有石榴子石、透辉石、方解石等。矿石结构（图4.9）为半自形—他形粒状结构、填隙结构、交代残余结构。构造为浸染状构造、块状构造、网脉状构造。围岩蚀变有矽卡岩化、大理岩化、绿泥石化、绿帘石化、孔雀石化、褐铁矿化等。二号矿带分布于推木尔特矿区中部，围绕花岗闪长岩与阿克沙克组大理岩的接触带呈近圆弧状分布，长约900m，宽4～10m，南宽北窄、东宽西窄。接触带产状倾向于大理岩，主要为孔雀石化透辉石石榴子石矽卡岩。矿体长600m，平均水平厚度4.0m，Cu品位0.25%，品位低，矿化较差且不均匀。矿石矿物为黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂等，次生矿物为孔雀石、褐铁矿。矿石结构为半自形—他形粒状结构、填隙结构、交代残余结构。构造为浸染状构造、块状构造。脉石矿物有石榴子石、透辉石、方解石等。围岩蚀变有矽卡岩化、大理岩化、绿泥石化及孔雀石化等。

三号矿带（即原阿尔夏提含铜磁铁矿点），矿体呈透镜状或扁豆状产出。长约79m，最宽14m，沿走向140°延伸，向两端尖灭。圈定一个矿体，Cu平均品位为0.78%，矿体平均水平厚度为9m；TFe平均品位为28.37%，矿体平均水平厚度为12m。矿石矿物主要有黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、铜砷铁矿及毒砂等，次生矿物有孔雀石、褐铁矿。脉石矿物有钙铁榴石、透辉石、绿帘石、方解石、石英等，围岩蚀变有矽卡岩化、孔雀石化、褐铁矿化、大理岩化及绿泥石化等。四号矿带分布于推木尔特矿区南西部，沿阿克沙克组大理岩与花岗闪长岩的接触带呈近EW向展布，长约100m，宽20～30m，向两头尖灭。主要为透辉石透闪石石榴子石矽卡岩，地表见孔雀石化，矿化宽度为3m。五号矿带分布于推木尔特矿区东部，围绕花岗闪长岩与下石炭统阿克沙克组第四段大理岩的接触带呈近不规则弧状分布，为透辉石石榴子石矽卡岩带，呈NNE向展布，长约2500m，宽1～15m不等，接触带产状随接触面变化而变化。矽卡岩带中见0.5～6.0m厚的铜矿化带，为孔雀石化透辉石石榴子石矽卡岩。矿石矿物为黄铜矿、磁黄铁矿、毒砂、磁铁矿等，次生矿物为孔雀石、褐铁矿。脉石矿物包括石榴子石、透辉石、方解石、绿帘石等，矿石结构为半自形—他形粒状结构、填隙结构、交代残余结构，构造为浸染状构造、块状构造、细脉状构造。

其木库尔特铅锌矿位于博乐市哈拉吐鲁克东北其木库尔特（图4.10），矿区主要出露下石炭统阿克沙克组，下部以深灰黑色块状条带状粉砂质板岩为主，夹浅变质泥质粉砂岩，往上渐夹少量凝灰质板岩、浅变质细粒长石岩屑杂砂岩，发育条带状构造、变形层理；上部以浅灰色、深灰色晶屑玻屑沉凝灰岩为主，夹浅变质泥质粉砂岩、粉砂质板岩、条带状凝灰质板岩，局部夹透镜状、似层状沉火山角砾岩或凝灰质砾岩，发育水平层理、变形层理。

图4.9 矿石结构构造显微照片

a—黄铁矿的同心层状结构；b—黄铜矿呈他形充填石榴子石矿物间隙中；c—矽卡岩中大量发育的绿帘石；

d—结晶晶型完好的石榴子石。Cp—黄铜矿；Grt—石榴子石；Py—黄铁矿；Ep—绿帘石；Cal—方解石

下二叠统乌郎组为一套陆相喷发的中性火山岩，由下往上可分为：乌郎组安山岩、安山玄武岩段和乌郎组火山角砾岩段。下二叠统乌郎组与下伏下石炭统阿克沙克组呈不整合或断层接触关系。在矿点西南部约5km处出露的细粒角闪石黑云母花岗闪长岩为成矿母岩。另在矿点东部见一条长700m、宽约90m，呈NEE-SWW向展布的花岗斑岩脉。断裂构造表现为：①NW向断层主要表现为23m宽的硅化构造角砾岩带，具压性断层性质，被EW向断层错断；②EW向断层主要表现为3～5m宽的硅化破碎带，断层切割了下石炭统阿克沙克组、下二叠统乌郎组。但由于矿区内地表残坡积物掩盖，断裂构造产状、性质不明；③NNE向断层规模较小，断层主要表现为宽＞7m的构造角砾岩带，断层上下盘岩石具较强的绿泥石化、绢云母化现象。

矿化带受断裂构造控制，断裂构造为长约500m、宽＞7m的构造角砾岩带或硅化破碎带，呈 NNE-SSW向，由于残坡积物掩盖，产状不清。矿带长约 200m，水平厚度为6.80m，铅矿体水平厚度为5m，锌矿体水平厚度为6m，银矿体水平厚度为2m。矿化带由绿泥石化绢云母化硅化方铅矿化构造角砾岩和石英脉组成，金属矿物主要为方铅矿、黄铁矿、闪锌矿、白铅矿等，方铅矿分布于后期石英脉中，主要呈星点状、细脉浸染状分布，次呈小团状分布。脉石矿物主要为石英、绿泥石、绢云母。矿石结构为他形粒状结构、裂隙充填交代结构。构造为浸染状构造、块状构造、细脉状构造。铅锌矿化与硅化关系密切，次为绿泥石化、绢云母化、褐铁矿化。

图4.10 其木库尔特东铅锌矿点地质图

1—下二叠统乌郎组安山岩、安山玄武岩段；2—下二叠统乌郎组火山角砾岩段；3—下石炭统阿克沙克组第四段；

4—下石炭统阿克沙克组第三段；5—花岗斑岩脉；6—断层及产状；7—地质界线及地层产状；

8—角度不整合地质界线；9—探槽及编号；10—地质点及编号；11—Pb、Zn矿体

祖鲁洪矿床钨矿区出露的地层主要为下石炭统阿克沙克组浅变质砂岩和板岩。矿区以北约500m处出露祖鲁洪岩体。祖鲁洪岩体为黑云母二长花岗岩，呈岩株产出。黑云母二长花岗岩与阿克沙克组呈明显的侵入接触关系，岩体分带不明显。在矿区内见到两条规模较小的闪长玢岩脉和一条辉绿岩脉。矿体赋存于背斜轴部偏西侧紧密褶皱发育的位置。褶皱轴向近SN，轴部近直立，为对称紧密尖棱褶皱。褶皱受后期南北向挤压力的影响，向E倾伏，地层在轴部弧型圈闭。倾伏端在矿区北侧形成EW向向斜轴，矿区南侧为EW向背斜轴。米尔其克断裂及其平行断裂等为矿区内规模较大的断层，前者多为第四纪坡积物覆盖。该断层控制了矿区的南部边界，沿断层断续出露有泉水。破碎带宽为50～200m。断层角砾岩主要为板岩角砾、脉石英角砾等。石英脉及矿化石英脉密集，多沿地层走向呈SN向展布，与矿区内部矿脉走向明显不同。该断层是成矿前断层，它是岩浆热液的通道，是祖鲁洪矿床的导矿构造；同时它在成矿后又继续活动，是祖鲁洪矿区的成矿后构造，它把祖鲁洪矿床分割为南段和北段。在该断层南侧，可能隐伏着更大规模的钨、铜矿床。米尔其克断裂的平行断裂走向NNW。断层两侧出现拖曳现象，地层不连续，缺失部分地层。断层带两侧出现黑云母千枚岩，显示出较深的动力变质作用。黑云母及泥质团块呈定向排列，长轴方向近SN，与地层走向平行，表明该断层具压性特征，为同褶皱期断裂，说明该断裂在成矿前即已经产生。另外，断层两侧的两条矿脉组被断层切断，断层在成矿后仍然继续活动。由于断裂本身具有压性特征，对矿液流通起屏蔽作用，因此该断层下盘形成了矿液流通、富集的封闭场所。该断层与米尔其克断裂的交叉复合处是成矿的有利场所。

祖鲁洪钨矿床黑钨矿石英脉属脉带型，矿脉在平面上密集平行排列组成脉带，若干脉带又组成脉组。按脉组的空间分布和产状特点，自南向北可分成南脉组、中脉组和北脉组。矿脉走向以NWW向为主，其次为NE向。祖鲁洪钨矿床矿脉形态变化规律性较好，尤其是垂向上形态分带较为明显。总的特点是，垂向上自矿脉上部至深部，水平方向上从矿脉两端至中央，脉带宽度由宽变窄，含脉率由低到高，脉幅由小变大，脉带类型由线脉带→细脉稀疏带→细脉密集带→宽脉带，矿化程度由弱至强。例如，北脉组所处位置较高，剥蚀较浅，地表仅见到线脉带和细脉带及部分＞5cm的宽脉，未见大脉出露，而在中脉组，由于所处位置较低，剥蚀较深，因此在地表可见到宽脉带和大脉带。从脉带宽度变化趋势看，脉带向深部逐渐变窄，各条矿脉逐渐合并，矿脉脉幅增大，逐渐合并成单一大脉。进入花岗岩以后大脉变窄变小，并渐趋尖灭。上述现象表明，本矿床沉淀分带明显，具有“五层楼”特征。矿脉形态与成矿裂隙的性质和矿化强度密切相关，黑钨矿常沉淀在矿脉的弯曲、分支、复合、膨大或缩小等地段，呈厚板状或薄板状平行或垂直脉壁产出，局部呈“砂包”产出。矿床围岩蚀变类型主要有白云母化、黑云母化、电气石化、硅化、绢云母化、黄铜矿化和黄铁矿化等。祖鲁洪矿床与花岗岩体之间具密切成因关系。时间上，岩体与矿床形成于同一岩浆旋回，成矿时代明显晚于花岗岩，而与脉岩形成年龄相近，表明矿床是由岩浆演化末期的矿化热液充填于裂隙中形成的；在空间上，矿床位于花岗岩与板岩的外接触带。微量元素、稀土元素和稳定同位素研究结果表明，祖鲁洪矿床的成矿物质来源于花岗岩。

喀孜别克锡矿床位于阿拉套山西北部，为云英岩-石英脉型及绿泥石型锡矿床。矿床赋存于上泥盆统砂岩、泥岩与喀孜别克似斑状花岗岩的接触带，接触带附近云英岩化、绿泥石化发育。岩体顶部凸起的凹陷部位原生层节理是主要控矿构造。矿区内由于花岗岩体大面积分布，地层呈残留顶盖，为上泥盆统砾岩、砂岩、泥岩等，可分为3个岩性段：下段为深灰色砾岩-含砾砂岩-砂岩，交互成层，砾岩中砾石成分复杂，有石英岩、条带状硅质岩、硅质泥岩、花岗岩等，砾石呈棱角状、次棱角状，胶结物为砂泥质，由砾渐变为含砾砂岩，具粒序层特点；砂岩主要为石英，次为长石，胶结物为泥质，厚70～200m。中段为灰白、灰绿色砂岩、含砂质条带泥岩，其中砂质条带形态复杂，如揉褶状、透镜状、串球状、团块状和豆状等，风化后凸出于岩石表面，厚约200m。该段与花岗岩体的接触带为主要赋矿部位。上段为黑色中薄层泥岩、生物碎屑灰岩、灰白色灰岩、含燧石结核灰岩和灰黑色厚层泥岩，含海百合茎，由于褪色而呈不均匀白色或黄色斑点，厚60～70m。地层由于热接触变质，已部分角岩化，砂泥质岩石板理发育，灰岩变为大理岩化灰岩或大理岩。灰白色花岗岩具较强的钠长石化和云英岩化，肉红色似斑状花岗岩具弱的钠化和云英岩化，矿脉产于灰白色似斑状花岗岩顶部凸起的凹陷部位。喀孜别克花岗岩体的成岩年龄为290Ma（兰天佑，1994）。

矿区内断裂构造发育，为成矿后的断层，据走向可分为3 组：①NEE 向组延伸较好，有两条断层，其一位于矿区中部，破碎带宽3～15m，其中的构造岩有两种，一种呈棱角状，大小不一，大者可达1m以上，排列无定向；另一种为糜梭岩、断层泥，其成分均为花岗岩、云英岩及电英岩脉，胶结程度差，胶结物中无矿化迹象。在2号平硐中，明显切断矿体。②NWW向断裂穿过矿区（左旋走滑）。③NW向断裂最晚，岩体顶部的层节理随接触面变化，控制着矿脉的分布。矿体呈脉状、透镜状，总体走向NE，较大的矿体沿走向延伸可达200m，具分支复合现象，早阶段含锡石云英岩分带明显，从中央到两侧依次为电英岩→含硫化物云英岩→黄玉、萤石云英岩→云英岩化花岗岩；晚阶段锡石、硫化物、绿泥石矿化呈浸染状产于云英岩中或构造破碎带中。矿石矿物主要为锡石、黑钨矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和毒砂；脉石矿物为白云母、石英、黄玉、萤石、电气石和绿泥石等。据矿物组合将矿石类型分为锡石-电气石-石英型、锡石-白云母-石英型、锡石-硫化物-白云母-石英型和锡石-硫化物-绿泥石型。矿石结构为交代或交代残余结构及自形、半自形粒状结构，稀疏浸染状构造。围岩蚀变类型主要为云英岩化、绿泥石化，次为绿帘石化、黑云母化、碳酸岩化，其中云英岩化、绿泥石化与锡矿化关系密切。蚀变在空间上显示明显的分带性，云英岩化分布于矿床中央，绿泥石化、绿帘石化分布于矿床边部及外围。

阿拉套地区金属矿产与岩浆活动关系密切，成矿作用明显受地层岩性、岩浆活动、区域构造、区域地球化学和地球物理多重因素制约。石炭系是主要的赋矿地层。石炭系主要分布于图区中部木如呼斯台-米尔其克-其木库尔特北部和察哈乌苏一带，为一套次深海—滨浅海相碎屑岩-火山碎屑岩和碳酸盐岩沉积，由下而上可分为4个岩性段，称为阿克沙克组第一段至第四段；晚石炭世地层为东图津河组，为一套灰色、深灰色浅海碳酸盐岩夹碎屑岩沉积。岩性主要由浅变质细粒长石岩屑杂砂岩、浅变质泥质粉砂岩、砾岩、粉砂质板岩、含燧石团块灰岩和生物灰岩等组成。赋存的矿产以钨、铜为主，次有金、银、铅、铁等，主要分布于阿克沙克组第四段中，以接触交代矽卡岩型矿床为主，次为裂隙充填型矿床。当围岩为碎屑岩时，由于其物理性质性脆易破碎，容易产生裂隙，化学性质不活泼，有利于矿液运移、充填，形成热液充填型矿床；其粘土质岩属不透水层，渗透性差，可作成矿的屏蔽层，使成矿作用得以长期充分地进行。当围岩为碳酸盐岩时，其化学性质有利于交代作用的发生，当与岩浆岩呈侵入接触时，易于形成矽卡岩型矿床，上述特性都是成矿控制中极为重要的条件，分别起到了成矿盖层和赋矿层的作用。二叠纪地层主要为一套火山岩建造，其岩性为火山角砾岩、安山玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩。在该地层中已发现多处矿点，含矿层位主要为流纹岩、英安岩段，赋存于流纹岩的构造裂隙之中，主要属中低温热液充填型矿床。流纹岩质坚性脆，易破碎，为成矿物质运移和富集提供了空间。

褶皱和断裂构造主要形成于华力西旋回。主应力场为近SN向挤压，形成了一系列构造方向为NEE向的褶皱和叠瓦状逆冲断裂组合，同时形成NNE向、NWW向两组节理或张性小裂隙。在早二叠世，岩浆活动频繁，花岗岩体侵位过程中所提供矿液经节理和张性断裂向上运移并富集储存。该区构造形态复杂，褶皱、断裂构造发育，各类矿床的形成及矿床规模、空间分布、矿体形态、产状多受一定构造控制，经研究查明，本区与成矿有关的构造主要是断裂构造。

阿尔夏特岩体很明显沿一向斜的核部侵入，两翼灰岩与岩体接触部位普遍具有矽卡岩化。祖鲁洪钨矿床脉体总体的延伸方向明显受木如呼斯台背斜轴部控制，单个矿体则受祖鲁洪背斜轴部的横向断裂控制，含矿脉体总体上呈SN向线性展布，单个的含矿石英脉体则充填于NNE向、NWW向张性裂隙中。NWW向米尔其克断裂将研究区分为两个不同的构造与成矿区域，钨锡矿集中分布于米尔其克断裂的西部地区；东部地区虽矿点较多，但不见钨锡矿床。NWW向断裂中的高一级断裂为主要的导矿构造，旁侧次级断裂和节理裂隙为重要的容矿构造。如祖鲁洪钨矿床，含矿石英脉充填于NW走向的张性裂隙中。NE向构造主要分布于图区的南东部，是控制矿床和矿体的主要构造之一，断裂的形态和产状变化较大，规模大，影响强烈。NE向构造的主干断裂多为导矿构造，其低序次，低级别断裂为容矿构造。SN向断裂构造发育于图区的中部米尔其克—阿尔夏特一带，其规模大，控制着区内矿带的分布，以推木尔特-科克塔舒根乌苏一带表现得最为明显。其次一级的小构造则控制矿体的分布，如其木库尔特东，其木库尔特西南铅-锌矿点则明显的产于SN向的构造破碎带中，主要铜矿点多分布于岩体与阿克沙克组灰岩近SN向的接触带上。

早二叠世花岗岩类和少量基性岩、中酸性岩脉侵入石炭系阿克沙克组及二叠系乌郎组中，属于一个较完整的岩浆演化序列。富含W-Sn-Cu-Au，每次岩浆活动都有强弱不同的矿化作用。与成矿有关的主要围岩蚀变包括矽卡岩化、云英岩化、硅化、绢云母化、绿泥石化、钾长石化、黄铁矿化及大理岩化等。矽卡岩化发育于侵入体与碳酸盐岩的内外接触带上，区内所见的矽卡岩主要有两类，一类为以硅灰石、符山石等无水硅酸盐矿物组成的简单矽卡岩，其中未见任何矿化，与成矿关系不大；另一类为以石榴子石、透辉石、阳起石、透闪石、绿帘石、绿泥石等含水硅酸盐矿物组成的复杂矽卡岩，该类矽卡岩中则往往见有磁铁矿化、黄铜矿化、孔雀石化等有色金属矿化，如推木尔特铜矿点即产于该类型的矽卡岩之中。云英岩化发育于岩体顶部及外接触带的挤压破碎带中，组成云英岩的矿物主要有绢云母、白云母、萤石、电气石等，岩体顶部云英岩化与钨矿化关系密切，挤压破碎带中的云英岩化与钨-锡矿化关系密切。硅化主要受挤压破碎带控制，呈带状及面状分布。

内生金属矿床在空间上具一定分布规律：①不同矿种分布的区域不同，钨锡矿都集中分布在测区的最西部，即构造小区米尔其克断裂以西地段。Cu-Fe-Pb-Zn分布于测区的中东部区域（以米尔其克断裂为界）。②矿体宏观上均呈SN向展布，与区域基底构造线方向一致，受构造控制。③钨锡矿的空间分布与黑云母二长花岗岩形影相随，矿体都产在岩体边缘之内外接触带和外围500m以外的范围内。铜、磁铁矿等成矿作用与花岗闪长岩类密切相关，多产于花岗闪长岩与碳酸盐岩接触部位形成的矽卡岩带中。④矿床成因类型随成矿部位而异，岩体顶部主要为云英岩型，近岩体处为矽卡岩型，远离岩体逐渐过渡到裂隙充填交代型。

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