东天山位于新疆东部,西起小热泉子,东至甘新交界,面积约6万km2,是中国重要的铜、镍、金、铁、铅锌等大型矿床集中区。在空间上可分为吐哈盆地南缘铜矿带(北带) 、康古尔金矿带(中带)和阿齐山—雅满苏铁(铜)-银多金属矿带(南带)3个不同的构造-地层(岩浆)-成矿带。雅满苏铁矿床位于塔里木板块北缘,北天山华力西褶皱带东段南缘,阿奇山—雅满苏岛弧带的中部。区域内地层经历了奥陶—泥盆纪、石炭纪和二叠纪三个演化阶段。奥陶—泥盆系火山-沉积岩系的分布限于北带;石炭系在全区发育;全区二叠系以陆相火山—磨拉石建造为主,与下伏石炭系为不整合接触。区内断裂构造发育,主要有近EW向、NE向、NW向等几组,其中近EW向最为发育,其规模较大,控制着区内的整个构造格架。岩浆岩出露主要是以华力西中期花岗岩为主,其次是浅成相的花岗斑岩、花岗闪长岩、闪长岩、闪长玢岩等;火山岩类主要为玄武质、长英质火山岩类及典型的岛弧安山岩。矿区褶皱构造为一个向斜和一个背斜,其中背斜核部为雅满苏组下亚组,两翼为上亚组和下亚组,矿体位于该背斜南翼上亚组。断裂构造发育,据形成时间以及与成矿的关系可分为成矿期断裂和成矿后断裂。矿区出露的地层主要为下石炭统雅满苏组上亚组,为一套浅海相火山岩夹碎屑岩建造,根据岩性可分为5个岩性段。赋矿地层为下石炭统雅满苏组上亚组,上部岩性为碱性玄武质凝灰岩夹结晶灰岩、安山质玻屑凝灰岩,下岩性部为流纹质、英安质凝灰岩、蚀变安山质晶屑凝灰岩。矿体的空间分布受成矿期断裂(-接触带)构造的控制,呈似层状、透镜状,舒缓坡状延伸,分3个层位产出。按矿石的共生组合和结构构造将铁矿石分为五种类型:致密块状磁铁矿矿石、石榴石矽卡岩型矿石、含黄铁矿石榴石矽卡岩型矿石、含黄铁矿条带型矿石和浸染状黄铁矿型矿石。矿石矿物主要为磁铁矿,次有赤铁矿、黄铜矿;脉石矿物主要为黄铁矿、石榴石、辉石、钾长石、角闪石、绿帘石、绿泥石、石英、方解石。 接触带地质体剖面分带显示,靠近岩体的大理岩内发育致密块状磁铁矿矿石,灰岩内发育含黄铁矿条带型矿石和粗粒石榴石矽卡岩,远离接触带的灰岩内发育团块状石榴石矽卡岩型矿石、浸染状黄铁矿型矿石和细粒石榴石矽卡岩。根据野外地质事实的空间展布规律,并结合矿物共生特征及穿插关系、矿相学等研究,将雅满苏铁矿床分为矿浆贯入期和热液成矿期,后者可进一步分为矽卡岩亚期和石英-硫化物亚期。其中矿浆贯入期包括磁铁矿-石榴石阶段和类矽卡岩阶段,热液成矿期包括透辉石-石榴石阶段、磁铁矿阶段、石英-硫化物阶段、碳酸盐阶段。全岩与石榴子石、磁铁矿微量元素研究表明致密块状磁铁矿矿石、团块状石榴石矽卡岩型矿石、含黄铁矿条带型矿石及浸染状黄铁矿型矿石具有早期岩浆作用和受晚期接触交代作用双重制约的特征;早期粗粒石榴石具有岩浆成因的稀土元素配分模式,而晚期细粒石榴石具有交代成因的稀土元素配分特征。黄铁矿中Co/Ni的值主要分布在2.14~9.97之间,其分布范围与岩浆热液成因黄铁矿特征最为类似;Y/Ho的值区间为17.5~49.275,平均31.83(岩浆岩的Y/Ho为25.66~29.08,平均为27.51),主要分布在球粒陨石值附近,表明黄铁矿和岩浆岩具有同源性。 雅满苏铁矿床黄铁矿δ34S值为0.05%~2.90%,平均为1.95%,全部都是正值,接近球粒陨石(+1.3‰~1.2‰),具有幔源硫的特征,表明主要成矿物质来源上地幔。成矿热液δ18OH2O=12.18×10-3,与原始岩浆水(δ18OH2O=7‰~9.5‰)接近,说明成矿流体起源于深部岩浆流体。黄铁矿的208Pb/204Pb为37.760~37.945,207Pb/204Pb为15.497~15.557,206Pb/204Pb为17.978~18.650。铅同位素的分布比较集中并且落入地幔演化线附近,表明雅满苏铁矿床的成矿物质来源具有一致性,均来源于上地幔。根据接触带地质体剖面地质事实的空间展布规律,结合全岩与矿物微量元素研究,并综合区域构造演化与成矿研究成果认为雅满苏铁矿床为矿浆贯入-接触交代复合成因的矽卡岩型矿床。其成矿方式有两种:矿浆方式成矿,富铁闪长质岩浆分离出的铁质相贯入大理岩形成致密块状磁铁矿;接触交代成矿,上述演化晚期的含矿流体和富铁闪长质岩浆分离出的硅酸盐相流体分别对石炭系雅满苏组灰岩交代形成条带状、团块状和块状磁铁矿。