研究区位于塔什库尔干地块之上,东南以麻扎—康西瓦断裂带与西昆仑地块相邻,西北以乔尔天山—岔路口断裂带与明铁盖地块相隔,总体呈北西—南东走向展布。塔什库尔干地区不仅是与特提斯洋的扩张、消减息息相关,也在其演化过程中形成了良好的成矿环境。因此在区域地球动力学和成矿域的研究上,都具有重要的意义。近年来,在塔什库尔干地区发现了一系列规模较大的铁矿床,如赞坎—莫喀尔条带状磁铁矿床和切列克其菱铁矿床等。矿床的沉积和变质,与古特提斯洋的演化关系密切。在特提斯洋扩张时期,海底火山活动发育,携带成矿物质在不同的洋底环境沉淀成矿;在特提斯洋萎缩、消减时期,大洋板片俯冲以及后来的碰撞导致的岩浆作用对原有矿床进行了后期的叠加和改造。因此对塔什库尔干地区典型铁矿床的矿石和围岩进行详尽地球化学研究,可以揭示矿床的成矿物质来源、成矿环境、成矿时代及后期改造事件的性质和时代,更清晰的认识区域内洋—陆转换及陆—陆碰撞历史及与之伴生的岩浆热事件的发生机制,进而有助于总结区域演化历史和成矿规律,并对后期的找矿工作提供更多有用信息。布伦阔勒岩群在塔什库尔干地区广泛分布,其时代归属一直没有定论,两种观点很有代表性:一为新太古代到古元古代(2700Ma~2016Ma)年龄;二为新元古代晚期到早古生代(1845Ma~480Ma)的年龄,印支期为岩群发生变质的时代。本次研究对赞坎—莫喀尔矿床的直接围岩(布伦阔勒岩群)的锆石进行了U-Pb-Hf测试,结果显示该地区布伦阔勒岩群的成岩年龄为492Ma~556Ma,个别样品可见古老年龄的锆石可能为捕获古老地层的碎屑锆石的结果。因此,赞坎—莫喀尔磁铁矿区的布伦阔勒岩群,形成时代为早古生代,应从原划分方案的古元古界地层中剥离出来。在研究区选出两个典型铁矿床,分别为赞坎—莫喀尔磁铁矿床和切列克其菱铁矿床,通过对矿石、矿物及围岩的矿物学、岩石学、、地球化学、流体包裹体、稳定同位素以及锆石U-Pb-Hf同位素等综合研究,揭示了矿床的成矿物质来源、成矿环境、成矿过程与成矿时代,并对后期矿区内岩浆热事件对成矿的影响作出了时代、范围及程度上的限定。赞坎—莫喀尔磁铁矿矿床的矿石主要由Fe2O3T和Si O2组成,代表陆源碎屑成分的Al2O3(平均1.93%)和Ti O2(平均0.35%)含量极低,w(Sr)/w(Ba)与w(Ni)/w(Co)比值特征表明成矿来源与深海高温热液密切相关,具有海相火山沉积的成因特征。稀土元素PAAS配分图解较为平坦,与典型BIF型铁矿有着明显的差异,具有深海高温热液的印迹。使用激光剥蚀探针测试磁铁矿显示,其还有矽卡岩型矿床的特征,可能是印支期变质作用留下的地球化学印迹。氧同位素特征同样表明成矿过程中火山作用参与明显。此外,矿床的直接围岩“布伦阔勒岩群”形成于早古生代(492Ma~556Ma)。因此认为,赞坎—莫喀尔磁铁矿矿床应形成于早古生代的古特提斯洋洋底,成矿物质喷出洋底后在合适的物理化学条件下停止运移并沉积成矿,为沉积变质型铁矿床。切列克其菱铁矿矿石的Ti O2和Al2O3含量很低,表明成矿过程鲜有陆源碎屑物质的加入。Al/(Al+Fe+Mn)等主量元素对比值、微量元素富集系数(EFi)和Fe-Mn-(Cu+Co+Ni)×10等说明成矿物质主要来源于海底火山活动喷出的热液。稀土元素PAAS配分模式具有轻微“左倾”、强烈正Eu及Ce异常的特征也证实其为热水喷流成因。流体包裹体特征则显示出成矿环境为220℃到250℃的温度区间和2.76km到1.66km深度的海底,而矿物C-O同位素说明矿石的成因与海底火山、热液活动关系极为密切。与矿体整合接触的围岩曾被认为是志留系温泉沟组地层,但最新研究表明,穿插地层的侵入体具有早古生代的成岩年龄。结合区域演化历史,认为矿床形成时代为早古生代,与赞坎—莫喀尔磁铁矿床的成矿时代接近,同为古特提斯洋演化过程的产物。对后期侵入矿区的岩体进行锆石U-Pb和Hf同位素分析显示,侵位年龄为晚三叠世(204.63Ma~214.54Ma),浆源区为地壳物质。该年龄被认为是古特提斯洋印支期最后闭合的年龄,侵入岩是造山垮塌阶段的岩浆作用产物。岩浆侵入期间,岩浆热液对部分矿脉的叠加、改造使铁质活化运移形成新的矿脉,同时使原生的菱铁矿石次生长大。综上,切列克其菱铁矿床是在早古生代期间,古特提斯洋洋底火山活动喷出的含铁流体与岩浆房脱气作用形成的二氧化碳流体混合物,被海水搬运迁移,在合适的化学条件下沉积成矿,并在三叠纪被岩浆热液部分改造,为热水喷流沉积矿床。本次研究所选取的典型铁矿床,其成矿作用、成矿环境及后期的热液改造作用,与区域上的古特提斯洋演化历史息息相关,成矿过程反演了部分区域演化历史。综合比对矿体和区域上岩体的研究结果,将区域演化历程分为四个阶段:1)新元古代晚期~556Ma,古特提斯洋裂解,原特提斯洋南向俯冲期,成矿物质形成了最初始的积累。2)556Ma~492Ma,古特提斯洋底火山活动活跃,成矿物质喷出洋底,在合适的化学条件下析出沉淀,原特提斯洋则持续向南俯冲;3)492Ma~408Ma,古特提斯洋北向俯冲,成岩、成矿作用持续进行,原特提斯洋闭合。4)408Ma~204Ma,古特提斯洋闭合,已形成的矿层被印支期造山作用挤压成条带状磁铁矿床,并伴随着岩浆活动和变质作用的改造。