新疆巴里坤小加山東鎢鉬礦特征及成因分析

劉朝陽(yáng)，劉 曉，陳培偉，張秀云

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第二地質(zhì)勘查院，河南 鄭州 450000)

1 概 況

新疆巴里坤小加山東鎢鉬礦,是在前人(1∶20萬(wàn)K-46-Ⅲ巴里坤湖幅)區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查、地球化學(xué)測(cè)量等成果的基礎(chǔ)上優(yōu)選出地球化學(xué)異常區(qū)，通過(guò)開(kāi)展詳細(xì)的礦產(chǎn)勘查工作發(fā)現(xiàn)的。共圈定49個(gè)鎢礦體，5個(gè)鉬礦體。估算WO3(332)+(333)金屬量18 317 t，礦床平均品位0.305%；Mo(332)+(333)金屬量4 346 t，礦床平均品位0.063%。鎢鉬礦分布不均勻，主要賦存在石英中，兩者在空間上不完全重疊；鎢礦體已經(jīng)受到一定程度的剝蝕，出露地表，鉬礦體則完全隱伏；地表鎢礦體厚度大、品位高，垂向變化逐漸變薄，品位變低，逐漸尖滅；鉬礦體在地表300 m以下開(kāi)始出現(xiàn)，石英脈的密集發(fā)育及巖石隱閉裂隙發(fā)育段鉬礦體厚度較大、品位較高，兩者在空間上局部重疊，但埋深300～350 m段多數(shù)為貧礦或無(wú)礦段。礦體主要賦存在泥盆系中統(tǒng)大南湖組下亞組(D2db)中—基性火山碎屑巖(灰色凝灰?guī)r)類中；斷裂構(gòu)造為脆性斷裂控礦構(gòu)造，構(gòu)造特征控制了礦體的特征；成礦母巖為華力西中期的斑狀鈉長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖等，為鎢鉬礦的形成提供了熱源和成礦物質(zhì)來(lái)源。根據(jù)以上特征的分析，綜合對(duì)比，認(rèn)為該礦床類型為熱液石英脈型鎢鉬礦床[1]。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

礦區(qū)出露的地層為泥盆系中統(tǒng)大南湖組，分為第一亞組和第二亞組，總體北東傾，傾角約20°～50°[2]。第一亞組巖性組合為灰綠色凝灰砂巖、輝綠巖、礫巖；第二亞組巖性組合為灰色凝灰?guī)r、流紋質(zhì)復(fù)屑凝灰?guī)r及玄武巖、流紋巖、安山巖等(圖1)。侵入接觸帶附近的巖石多發(fā)生綠簾石化、硅化等現(xiàn)象。

圖1 礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖

凝灰?guī)r：深灰色，變余火山灰碎屑結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。細(xì)粉砂狀斜長(zhǎng)石晶屑<10%；板狀金屬礦物1%～2%；石英2%±；變質(zhì)的火山灰(含黑云母-絹云母的隱晶質(zhì)硅質(zhì)狀物)85%±；綠泥石：10%±。巖屑：量微；褐鐵礦：量微。巖石中存在少量細(xì)粉砂狀斜長(zhǎng)石。板狀金屬礦物及粒狀石英；含少許0.01～0.1 mm的巖屑?；鹕交颐摬２⒂休p度變質(zhì)。但仍保留有火山灰形態(tài)的痕跡。大量的細(xì)鱗片絹云母及黑云母(5%±)、<0.1～0.5 mm云片狀綠泥石使脫玻物中的隱晶硅質(zhì)狀長(zhǎng)英礦物幾乎被掩蓋。

礦區(qū)構(gòu)造以斷裂構(gòu)造為主，斷裂構(gòu)造呈北東向，傾角較陡，一般在60°～85°之間，長(zhǎng)200～4 000 m，寬5～20 m，構(gòu)造帶內(nèi)巖石多為碎裂巖及硅質(zhì)石英脈，后期被石英脈、輝綠巖脈、花崗巖脈等充填，可見(jiàn)褐鐵礦化，硅化、黃鐵礦化等。礦區(qū)內(nèi)北東向斷裂構(gòu)造為主要的控礦構(gòu)造[3]，斷裂帶及受構(gòu)造形成脆性張節(jié)理為主要的容礦空間，其分布和產(chǎn)出狀態(tài)控制了鎢鉬含礦熱液的空間展布特征。

礦區(qū)內(nèi)侵入巖發(fā)育，主要分布于礦區(qū)北部及南部，呈巖株和巖枝產(chǎn)出，出露巖性為華力西中期的斑狀鈉長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒黑云母花崗巖等。從出露特征上分析，受斷裂控制特征明顯，侵入界線清晰，圍巖具硅化、角巖化。區(qū)內(nèi)出露脈巖主要為石英脈、花崗巖脈、輝綠巖脈等。其中石英脈最為發(fā)育，根據(jù)分布和特征，可分為兩種，一種受斷裂控制，走向北東，南東傾，傾角80°左右，石英脈充填于斷裂破碎帶中間及邊部，具碎裂巖化、褐鐵礦化、孔雀石化、鉛鋅礦化等。另一種石英脈密集分布，呈細(xì)脈狀產(chǎn)出，出露密集帶多集中在成礦母巖1 000 m左右處的范圍內(nèi)，石英脈密集整體走向北西西，南傾，傾角約65°左右，分布東西長(zhǎng)約800 m，南北最寬約300 m。

石英脈兩側(cè)多見(jiàn)白云母化，內(nèi)部可見(jiàn)螢石化。鎢鉬礦與石英脈成礦關(guān)系密切，含鎢礦石英脈特征見(jiàn)圖2，含輝鉬礦石英脈多為網(wǎng)脈狀石英細(xì)脈，寬度在1 mm左右，受后期應(yīng)力影響，石英脈產(chǎn)生碎裂見(jiàn)圖3。

圖2 含鎢礦石英脈特征Qz—石英 Wf—黑鎢礦 tf—凝灰?guī)r

圖3 石英脈內(nèi)部裂隙及與圍巖接觸帶Mo1—輝鉬礦 Qz—石英 F1—瑩石

礦區(qū)內(nèi)各種巖石極化率值均不高，其中凝灰?guī)r、安山巖與含碳質(zhì)凝灰?guī)r、硅化凝灰?guī)r僅有個(gè)別標(biāo)本極化率值在2%～5%，大多數(shù)在1.0%以下?；◢弾r、安山巖及凝灰?guī)r出露區(qū)，無(wú)激電高值異常，且地電結(jié)構(gòu)變化較大；含礦石英脈在凝灰?guī)r中出露的集中區(qū)域，為高極化率、低視電阻率異常段，極化率異常背景值偏高，極化率3.8%向右逐漸上升到8%附近，有礦致異常意義[5]。

礦區(qū)內(nèi)元素地球化學(xué)特征顯示，鉛、鋅、砷、銻、鉍、鎢、鉬、錫等元素平均值大于克拉克值，濃集克拉克值表明砷、鎢、鉍整體含量較高，呈強(qiáng)富集；錫、鉬、鉛、銀、銻、鋅呈弱富集[4]。鎢、鉛、砷、鉍、銀等元素變異程度較高，說(shuō)明這5種元素易形成局部富集而成礦；其次是銅、鋅、鉬、錫，這4種元素分布相對(duì)分散，不易獨(dú)立成礦；而金、銻變異系數(shù)較小，屬均勻分散型元素，不易富集成礦。各元素地球化學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 礦區(qū)元素地球化學(xué)參數(shù)表

礦區(qū)各元素之間共生組合關(guān)系見(jiàn)R型聚類分析(圖4)，有兩組相關(guān)性較為密切的元素組合，一組為As、Sb、Bi、Au、Cu，另一組為Zn、Sn、Ag、Mo、Pb、W，其中以As、Sb、Bi相關(guān)性最好。各變量在成礦中所起的作用，經(jīng)4個(gè)因子組合的因子分析，表明：第一因子為Pb、Ag、As、Zn，第二因子為Au、W、Sn，第三因子為Mo，第四因子為Sn。分析認(rèn)為第一因子與礦區(qū)中東部的礦化石英脈關(guān)系密切，其它3個(gè)因子應(yīng)為花崗巖體侵入的高溫?zé)嵋簩?dǎo)致。

圖4 小加山鉬礦區(qū)R型聚類分析譜系圖

3 礦體特征

礦區(qū)內(nèi)鎢鉬礦體與石英脈的關(guān)系密切，石英脈的發(fā)育、密集程度直接影響了鎢鉬礦體的規(guī)模、品位，該類型的礦床在空間上表現(xiàn)分布不均，鎢鉬礦體有典型的分帶特征，上部為鎢礦體，并出露地表，下部為鉬礦體，呈完全隱伏狀態(tài)。礦區(qū)內(nèi)垂向上0～300 m的范圍內(nèi)主要為白鎢礦和黑鎢礦分布，300～350 m的范圍內(nèi)出現(xiàn)少量的鎢鉬礦分布，但多為貧礦，在300～600 m的范圍內(nèi)主要為輝鉬礦分布。從分布特征上看，地表鎢礦體已遭受一定程度的剝蝕，表現(xiàn)為露頭礦體，并且地表礦體厚、品位較高，向深部逐漸變薄，品位變低，甚至尖滅，鎢鉬礦體間無(wú)明顯界線，產(chǎn)出狀態(tài)受控于石英脈的產(chǎn)狀，不受圍巖限制，礦體形態(tài)受石英脈帶控制。礦體的厚度及品位與石英脈的發(fā)育程度密切相關(guān)。

3.1 鎢礦體特征

區(qū)內(nèi)共圈出鎢礦體49個(gè)，其中W-5和W-9兩個(gè)礦體為主礦體，其他規(guī)模較小。

3.1.1 W-5礦體

分布于主礦帶的中南部，東西走向長(zhǎng)約410 m，傾向斜深250 m，向東西兩端尖滅，傾向深部方向上未封閉。形態(tài)呈似層狀-透鏡狀，在東端及深部具分枝現(xiàn)象；走向97°，南傾，傾角約65°,屬陡傾斜礦體；平均水平厚度9.51 m，厚度穩(wěn)定程度屬穩(wěn)定類型，平均品位0.392 4%；礦體的品位與厚度關(guān)系不大。

3.1.2 W-9礦體

位于主礦帶的中部，東西走向長(zhǎng)約700 m，向兩端尖滅，傾向斜深380 m，深部延伸未封閉。礦體形態(tài)呈似層狀，向東西兩側(cè)及深部具分枝現(xiàn)象；礦體走向上呈舒緩波狀彎曲，邊界不清晰；東西走向97°，南傾，平均傾角65°，屬于陡傾斜礦體；平均水平厚度6.55 m，平均品位0.452 9%,屬較均勻型。

3.2 鉬礦體特征

區(qū)內(nèi)共圈定鉬礦體5個(gè)，均為隱伏礦體，鉬礦主礦體賦存標(biāo)高在1 370～1 700 m之間。礦體與石英細(xì)脈整體產(chǎn)狀一致，呈似層狀-透鏡狀產(chǎn)出，走向長(zhǎng)約400 m，走向97°，南傾，平均傾角65°,向東西兩側(cè)尖滅，屬于陡傾斜礦體；礦體平均水平厚度26.04 m，厚度變化系數(shù)84.10%，平均品位0.057%，屬較穩(wěn)定類型。

3.3 礦石特征

3.3.1 礦石的礦物成分

鎢礦石主要有黑鎢礦、白鎢礦、黃鐵礦，少量黃銅礦、磁黃鐵礦，極少輝銻礦和輝鉍礦。脈石礦物為石英、葉綠泥石、螢石、白云母，極少方解石[5]。

鉬礦石礦物成分主要為輝鉬礦，少量黃銅礦、黃鐵礦、毒砂、方鉛礦、閃鋅礦、鈦鐵礦、輝鉍礦、金銀礦。脈石礦物為石英、鉀長(zhǎng)石、綠泥石、螢石和極少的方解石。

3.3.1.1 黑鎢礦

褐黑至黑色，半自形板柱狀結(jié)構(gòu)，粒度0.01～7 mm，多數(shù)1～5 mm，呈星散斑雜浸染狀分布于石英脈中，分布不均勻。少量黑鎢礦周邊及其裂縫中有交代狀白鎢礦(見(jiàn)圖5)。

圖5 黑鎢礦礦石特征Sh—白鎢礦 Qz—石英 Wf—黑鎢礦

3.3.1.2 白鎢礦

黃白至淺黃色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度0.01～6 mm，多數(shù)0.5～4 mm，呈團(tuán)塊狀或浸染狀不均勻分布于石英脈中，整體上在石英脈中部粒度較粗，在邊部偏細(xì)，受擠壓常具碎裂、碎?；?見(jiàn)圖6)。

圖6 白鎢礦礦石特征Sh—白鎢礦 Qz—石英

3.3.1.3 輝鉬礦

亮灰色,他形粒狀、葉片狀、彎曲葉片狀結(jié)構(gòu)，粒度0.01～3.2 mm，多大于0.5 mm。分布于石英脈和局部巖石裂隙中，在石英細(xì)脈(寬度小于5 cm)和巖石裂隙中呈星散浸染狀分布，在石英寬脈中呈葉片狀集合體分布于寬脈邊部和脈內(nèi)裂隙中，常有受揉彎曲現(xiàn)象(見(jiàn)圖7)。

圖7 輝鉬礦礦石特征Mo1—輝鉬礦 Qz—石英 F1—瑩石

3.3.1.4 黃鐵礦

分布廣泛，主要呈星散狀分布于賦礦巖石和石英脈中，少量為以黃鐵礦為主的黃綠色硫化物集合體呈脈狀充填于巖石裂隙中，在巖石節(jié)理中也常見(jiàn)有被壓平的圓環(huán)狀黃鐵礦分布。主要呈半自形、他形粒狀，粒度0.05～0.7 mm；圓環(huán)狀黃鐵礦大小0.5～1 cm。有交代磁黃鐵礦的現(xiàn)象(見(jiàn)圖8)。

圖8 黃鐵礦礦石特征Py—黃鐵礦

3.3.1.5 閃鋅礦

暗紅—褐紅色，金屬—半金屬光澤，條痕褐紅色，自形—半自形粒狀集合體產(chǎn)出，顆粒大小0.02～0.2mm；或呈不規(guī)則脈狀產(chǎn)出，與黃鐵礦共生[8]，但兩者之間有明顯界線，也有相互穿插者(見(jiàn)圖9)。

圖9 閃鋅礦礦石特征Sph—閃鋅礦 Py—黃鐵礦 tf—凝灰石

3.3.2 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造[5]

3.3.2.1 礦石結(jié)構(gòu)

礦石結(jié)構(gòu)以半自形板狀、半自形粒狀、他形粒狀結(jié)構(gòu)為主，次為壓碎結(jié)構(gòu)、揉皺結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)交代結(jié)構(gòu)、乳濁狀結(jié)構(gòu)。

半自形板狀結(jié)構(gòu)：黑鎢礦呈板狀集合體存在于脈石礦物中(見(jiàn)圖10)。

半自形粒狀結(jié)構(gòu)：白鎢礦、黃鐵礦呈半自形粒狀存在于粗大的石英晶粒間(見(jiàn)圖6)。

葉片狀結(jié)構(gòu)：輝鉬礦呈葉片狀集合體與毒砂共生存在于石英脈邊部(見(jiàn)圖7)。

他形粒狀結(jié)構(gòu)：輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦呈他形粒狀存在于石英脈和巖石節(jié)理中(見(jiàn)圖9)。

壓碎結(jié)構(gòu)：早期形成的黑鎢礦和白鎢礦受構(gòu)造擠壓使晶體產(chǎn)生破碎或產(chǎn)生裂紋(見(jiàn)圖11)。

圖11 礦石壓碎結(jié)構(gòu)特征Sh—白鎢礦 Qz—石英 tf—凝灰?guī)r

揉皺結(jié)構(gòu)：葉片狀的輝鉬礦在壓力作用下發(fā)生較復(fù)雜的塑性變形。

交代結(jié)構(gòu)：硫化物集合體中，多數(shù)磁黃鐵礦被黃鐵礦交代，少量呈殘留狀存在。

乳濁狀結(jié)構(gòu)：主要表現(xiàn)為乳濁狀的黃銅礦分布在粗大的閃鋅礦中，這是固溶體分離的結(jié)果，說(shuō)明閃鋅礦結(jié)晶后溫度下降較快。

3.3.2.2 礦石構(gòu)造

鎢礦石常見(jiàn)構(gòu)造為細(xì)脈狀，少量為斑點(diǎn)狀、星散浸染狀構(gòu)造，各種構(gòu)造的礦石均有較明顯的界線。鉬礦石構(gòu)造為細(xì)脈狀、星散浸染狀、團(tuán)塊狀等。

3.4 礦體圍巖及夾石

礦體圍巖主要為凝灰?guī)r，局部有輝綠巖，礦體頂?shù)装宀幻黠@。圍巖主要蝕變有硅化、螢石化、白云母化、碳酸鹽化等，夾石主要為石英。

4 礦床成因分析

巴里坤小加山東鎢鉬礦出露地層為泥盆系中統(tǒng)大南湖組下亞組(D2db)，巖性主要為火山碎屑巖類，巖石硬脆，受后期斷裂構(gòu)造影響，形成次級(jí)斷裂和脆性節(jié)理等容礦構(gòu)造，為含礦熱液(含礦石英脈)的賦存提供了空間，礦體的賦存在嚴(yán)格受控于斷裂構(gòu)造，其產(chǎn)狀基本一致。推測(cè)含鎢鉬礦石英脈帶深部可能有隱伏的巖體，在礦體出露區(qū)南北均有華力西中期第二次侵入的花崗巖(γ42b)。認(rèn)為巖漿侵入帶來(lái)了大量的成礦物質(zhì)，含礦熱液沿裂隙貫入充填，形成了在近地表以含黑鎢礦石英脈為主的鎢鉬礦床，鎢礦體已經(jīng)遭受剝蝕出露地表，鉬礦體為隱伏礦體，綜合分析認(rèn)為該礦屬熱液石英脈-斑巖型鎢鉬礦[6]。

區(qū)內(nèi)找礦標(biāo)志特征明顯，可以把石英脈的發(fā)育程度以及沿石英脈向兩側(cè)有螢石化-白云母化-硅化等蝕變特征作為主要的找礦標(biāo)志[7]。

該礦床的勘查發(fā)現(xiàn)增加了該區(qū)域的礦產(chǎn)勘查研究程度，有利地促進(jìn)了鄰區(qū)的找礦勘查工作。