新疆西天山忠寶鎢礦床地質(zhì)特征及成因分析

新疆西天山忠寶鎢礦床地質(zhì)特征及成因分析

新疆托克森縣忠寶耀礦是近年來在東疆地區(qū)發(fā)現(xiàn)的小型耀銅礦床。忠寶鎢礦位于托克遜縣城南東80公里處的戈壁灘上,已完成詳查工作。礦床位于庫米什-亦格爾大坂多金屬成礦帶中,區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)多處銅、金、鉛、鋅礦床。1巖漿巖和巖構(gòu)區(qū)礦區(qū)位于塔里木板塊與準噶爾板塊縫合帶南側(cè),處于薩阿爾明—庫米什晚古生代溝弧帶內(nèi)。區(qū)域內(nèi)出露的地層主要有:元古界中天山群星星峽組、志留系阿哈布拉克群、下泥盆統(tǒng)阿爾彼什麥布拉克組、中泥盆統(tǒng)阿拉塔格組、上泥盆統(tǒng)哈孜爾布拉克組、下石炭統(tǒng)馬鞍橋組、中石炭統(tǒng)桑樹園組、侏羅系三工河組等。巖性為各類片巖、大理巖、石英巖、碎屑巖、火山碎屑巖、碳酸鹽巖、變碎屑巖類等。區(qū)域內(nèi)巖漿巖發(fā)育,主要為加里東期侵入的閃長巖、花崗巖。華力西期侵入的超基性-基性-中性-酸性侵入巖。酸性巖體主要為斜長花崗巖、紅色斑狀花崗巖、二云母二長花崗巖。巖體與圍巖發(fā)生混染和交代作用,在局部巖體邊部接觸帶或巖體頂部常有交代作用形成的矽卡巖及石英脈產(chǎn)出,為鎢、錫、鉍等元素的富集提供了條件。區(qū)域構(gòu)造十分發(fā)育,南部為喀拉克孜勒復(fù)向斜,中部為庫米什-彩華溝背斜。區(qū)域斷裂主要為拱拜子大斷裂(F3),斷裂走向北西西向,為區(qū)域逆掩斷裂(圖1)。2礦區(qū)地質(zhì)2.1云母石英片巖帶礦區(qū)出露地層主要為下泥盆統(tǒng)阿爾彼什麥布拉克組下亞組,根據(jù)巖石組合特征分為三個巖性段:第一巖性段下部為黑云母長石片巖、含石榴黑云母石英片巖、十字石蘭晶石片巖、石榴石英巖、大理巖等;中部為二云母長石片巖、鈣質(zhì)片巖;上部為淺黃色條帶狀大理巖、黑云母石英片巖等。第二巖性段下部為白色大理巖、暗灰色黑云母石英片巖、角閃片巖;中部為淺灰色石英片巖、黑灰色鈣質(zhì)片巖、黑色角閃片巖及少量變粒巖;上部為暗灰色黑云母石英片巖、鈣質(zhì)片巖、大理巖成互層產(chǎn)出,中夾有石榴石黑云母石英片巖、矽卡巖化黑云母石英片巖。區(qū)內(nèi)主要含礦矽卡巖即分布于此段地層中。第三巖性段下部為灰白色石英片巖、鈣質(zhì)片巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖,底部見霏細斑巖條帶;中部以鈣質(zhì)片巖為主,次為石英片巖、黑云母石英片巖;上部以黑云母石英片巖為主,中夾大透鏡狀大理巖和少量石英片巖、綠泥石石英片巖。2.2背斜軸向0133主要有褶皺和斷裂兩種構(gòu)造形跡。褶皺構(gòu)造。礦區(qū)處于庫米什-彩華溝背斜的東段傾伏端,該褶皺的兩翼由阿爾彼什麥布拉克下亞組第一、第三巖性段構(gòu)成,背斜軸向106°-296°。由于構(gòu)造及巖漿侵入作用的影響,局部小褶曲發(fā)育,形成相對封閉有利的構(gòu)造空間,有利于巖漿與圍巖的充分交代和熱液礦化作用。斷裂構(gòu)造。礦區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造以北東向為主,北西向和近南北向次之,斷裂具多期活動和繼承性的特點。礦區(qū)內(nèi)北東向斷裂近于平行出現(xiàn),多為剪切走滑斷層。其走向與區(qū)域構(gòu)造線方向成45°交角,斷裂構(gòu)造對礦區(qū)巖體和矽卡巖分布控制作用明顯的,矽卡巖多沿斷裂帶成群分布,尤其是北東向斷裂。2.3主要巖性礦區(qū)內(nèi)分布華里西期酸性侵入體,巖體侵位于泥盆系下統(tǒng)阿爾彼什麥布拉克下亞組地層中,為一巖株,主要巖性有灰白色二云母二長花崗巖,肉紅色二云母二長花崗巖,肉紅色正長花崗巖等。區(qū)內(nèi)脈巖廣布,從基性-中酸性-堿性脈巖均有分布。2.4干礦卡巖、礦物理特征礦區(qū)內(nèi)與成礦有關(guān)的變質(zhì)作用是接觸交代變質(zhì)作用,酸性巖體與碳酸鹽巖接觸部位形成大理巖、矽卡巖。矽卡巖多為鈣質(zhì)矽卡巖。分為干矽卡巖和濕矽卡巖。干矽卡巖的特征礦物主要為透輝石、鈣鋁榴石、硅灰石、方柱石;濕矽卡巖的特征礦物為符山石、綠簾石、陽起石、透閃石、綠泥石等。2.5礦物理性巖體礦區(qū)圍巖蝕變主要為矽卡巖化、硅化、云英巖化、黃鐵礦化、石英碳酸鹽化、螢石化等。矽卡巖化較礦體范圍大而包裹礦體,多形成鎢礦化體或構(gòu)成礦體,產(chǎn)于接觸帶或地層夾層中。云英巖化產(chǎn)于蝕變帶核部或呈裂隙脈狀產(chǎn)于矽卡巖、巖體內(nèi)接觸帶及部分花崗巖體中,此類蝕變以白云母和石英窄脈為特征。硅化、黃鐵礦化、石英碳酸鹽化產(chǎn)于接觸帶或沿早期裂隙繼承性產(chǎn)出,可見石英脈及深灰色方解石脈共生,并在石英團塊中包裹白鎢礦大晶體之現(xiàn)象,在石英團塊旁側(cè)亦可見白鎢礦連生集合體。石榴石化以鈣鋁榴石的發(fā)育為特征,呈淺褐紅色,半自形-自形粒狀。遠礦鈣鋁榴石結(jié)晶細小,在細粒矽卡巖及二云母二長花崗巖中均可見到;礦體中鈣鋁榴石結(jié)晶較粗,與綠簾石、纖狀粗晶硅灰石共生,構(gòu)成局部的富礦團塊。螢石化發(fā)育于礦體、礦化矽卡巖及云英巖中,尤其在結(jié)晶其在礦化矽卡巖中含量較多時用紫外燈照射與白鎢礦難以區(qū)別。3礦床地質(zhì)3.1礦體地質(zhì)特征據(jù)已施工的探槽及鉆孔控制,忠寶鎢礦區(qū)內(nèi)已圈出礦體集中分布區(qū)(礦脈群)11處、礦體59個,各礦脈群所包含礦體。礦體總體上產(chǎn)于二云母二長花崗巖巖體的東部呈頂蓋殘留體或外接觸帶矽卡巖、云英巖中。礦體具有簇群叢生的特點,呈透鏡狀、似層狀、脈狀及不規(guī)則狀。規(guī)模一般長50-300m,延深150m。主要礦體為L1-1、L4-4、L4-5、L4-6、L4-8、L4-9、L4-10、L5-2、L5-3、L7-2、L7-11、L7-14等。3.1.1礦體地質(zhì)特征位于礦區(qū)西北部,礦體賦存于SK-8透輝符山石矽卡巖、透輝硅灰石矽卡巖、石榴綠簾石矽卡巖及云英巖中,礦體底板為二云母二長花崗巖,礦體上部圍巖為石榴透輝石矽卡巖夾黑云母石英片巖。根據(jù)探礦工程已圈定礦體4個,產(chǎn)狀100°∠30-60°,L1-1為主要礦體。L1-1:礦體位于礦帶的下部,由8個探槽及7個鉆孔控制,礦體形態(tài)為脈狀、透鏡狀,長200m,厚1.15-16.42m,平均厚4.69m。礦體平均品位0.679%。控制最大斜深120m。礦體向深部變薄,品位變貧?？傮w上礦體具有上富下貧,北富南貧,產(chǎn)狀南緩北陡的特點。3.1.2地表礦體的結(jié)構(gòu)位于礦區(qū)東南,賦礦SK-27矽卡巖一小褶曲構(gòu)造為,呈近東西向展布。西部走向近東西向,東端傾向160°,傾角30°-50°。鎢礦化主要產(chǎn)于透輝符山石矽卡巖、陽起透輝符山石矽卡巖內(nèi),矽卡巖中充填的云英巖脈帶及石英脈亦含礦,礦體圍巖為黑云母石英片巖、石英片巖、鈣質(zhì)片巖及花崗巖。根據(jù)已施工的3條探槽及5個鉆孔已圈出了礦體12個。主要礦體為L4-4、L4-5、L4-6、L4-8、L4-9、L4-10。L4-4:礦體產(chǎn)于礦帶中下部,由3條探槽和5個鉆孔控制。呈東大西小不規(guī)則的脈狀,產(chǎn)狀150°-189°∠35-56°,礦體長125m,厚2.55-19.04m,平均厚10.94m,礦體平均品位0.35%,地表礦體東端膨大且品位富。L4-5:礦體產(chǎn)于礦帶中部,走向近東西,長200m,形態(tài)呈脈狀,產(chǎn)狀160-180°∠35-61°,西段傾向160°,而傾角在60°左右,東段近東西向,傾角緩。礦體中部被花崗巖脈穿切。由4個探槽和3個鉆孔控制。礦體平均厚8.19m,礦體平均品位0.224%。控制斜深85m。L4-6:礦體呈脈狀,由3條探槽和5個鉆孔控制。長220m,中部為花崗巖脈切穿而不連續(xù),礦體延深亦被花崗巖脈穿切,產(chǎn)狀180°∠50°,礦體平均厚3.41m。平均品位0.164%。L4-8:礦體呈東大西小的似層狀,沿傾斜方向延深較大,產(chǎn)狀175-187°∠47-53°,由3條探槽和6個鉆孔控制,長125m,平均厚11.05m。礦體平均品位0.209%。L4-9:礦體呈脈狀,局部膨大,由4條探槽和2個鉆孔控制。礦體產(chǎn)狀175-186°∠53-63°,深部礦體變緩。礦體長170m,平均厚7.65m。平均品位0.249%。已控制斜深25m。L4-10:礦體呈似層狀,由2條探槽和3個鉆孔控制。礦體長110m,平均厚11.09m。礦體平均品位0.264%。3.1.3礦體的形態(tài)特征產(chǎn)于六號礦脈群東SK-20矽卡巖塊中,用施工的探槽及鉆孔圈出18個體,其中L7-2、L7-10、L7-11和L7-14為主要礦體。L7-2:產(chǎn)于礦帶東下部,由3條探槽和2個鉆孔控制,形態(tài)呈脈狀,產(chǎn)狀110°∠30°,礦體長81m。礦體平均厚5.36m,礦體平均品位0.312%。控制斜深60m。L7-10:產(chǎn)于礦帶中上部,由2條探槽和1個鉆孔控制,形態(tài)呈脈狀,產(chǎn)狀110°∠30°。礦體長55m,平均厚3.12m,礦體平均品位0.11%。ZK11903孔控制礦體斜深33m。L7-11:產(chǎn)于礦帶中上部,由2條探槽和2個鉆孔控制,形態(tài)呈脈狀,產(chǎn)狀120°∠23°。礦體長65m,礦體在地表薄、品位低,鉆孔中厚度大、變富。礦體平均厚3.26m,礦體平均品位0.30%。礦體向下延深70m。L7-14:產(chǎn)于礦帶中上部,由3條探槽和和1個鉆孔圈定。礦體的中部膨大,兩端尖滅,產(chǎn)狀110-115°∠30°。形態(tài)呈透鏡狀,長80m,最厚9.80m,其厚度向下在ZK11601孔中迅速變薄,只有1.53m。礦體平均品位0.237%。ZK11601孔見礦斜深40m。3.2礦石質(zhì)量3.2.1低金提升礦石中白鎳礦的組成大量光薄片資料和選礦成果資料表明,礦石中有用礦物主要為白鎢礦,少量錫石。(1)白鎢礦:是礦石的主要有用礦物。在高品位礦石中含量較高,可達1.5～4%,粒徑較粗,一般粒徑在0.2～2mm;部分達5～8mm。呈星散浸染狀或稀疏浸染狀分布。低品位礦石中含白鎢礦較少,粒度也細,在0.1～0.5mm±,呈星散浸染狀產(chǎn)出。白鎢礦多呈它形粒狀,賦存于脈石礦物間隙中,與脈石礦物嵌布關(guān)系簡單,接觸界線平直,內(nèi)部純凈,一般不含其它雜質(zhì)礦物。據(jù)窄云英巖型富鎢礦脈中產(chǎn)出的白鎢礦晶體結(jié)晶形態(tài)看,結(jié)晶好的白鎢礦晶體為灰白、黃白、淺黃色,少數(shù)為淺紅色。呈四方雙錐或板狀,所見最大板狀晶體粒徑在8cm,雙錐型晶體粒徑可達3.5-4cm。(2)錫石:是礦石中伴生的有用礦物之一,含量較低,通常<0.5%。其晶體呈它形-半自形粒狀,粒度較細,在0.1～0.6mm±。呈星點狀分布在脈石礦間。(3)黃鐵礦:暗黃色,粒徑0.1-1mm,呈它形粒狀、團塊狀、脈狀,局部賦存于少量礦石中。(4)赤鐵礦:褐紅色,是黃鐵礦氧化形成,呈膠狀或粉末狀,僅在局部礦體中存在。3.2.2石榴石、硅灰石、次石形礦石中的脈石礦物主要為透輝石、符山石、綠簾石、石榴石、硅灰石、次為斜長石、石英、螢石、陽起石、方柱石、透閃石、白云母、黑云母、方解石。礦石中的副礦物常見磷灰石、鋯石、榍石、磁鐵礦、方柱石等。3.2.3礦石微量元素特征(1)礦石常量元素特征對L1-1、L4-8、L5-3三個礦體的石榴綠簾石矽卡巖鎢礦石、石榴透輝硅灰石矽卡巖鎢礦石、透輝符山石矽卡巖鎢礦石及白云英巖型鎢礦石的取樣作常量元素的分析結(jié)果表明(表1):1)石榴綠簾石矽卡巖鎢礦石的SiO2含量在45%以下,其中F作為礦化劑元素參與了礦化。2)矽卡巖型鎢礦石普遍含鈣、鎂成份高,而云英巖、云英巖化花崗巖鎢礦石以Al2O3、Na2O、K2O、P2O5高為特征,說明后者的堿交代作用強,是云英巖化充分作用所致。3)礦石中硫含量均不高,鎢礦化并不伴生較強的硫化物礦化。4)礦區(qū)含鎢矽卡巖是鈣質(zhì)矽卡巖,鈣的含量遠較鎂高,說明其原巖建造以鈣質(zhì)巖石為主,在充分的接觸交代作用后熱液礦化,生成鈣質(zhì)矽卡巖,并形成白鎢礦的富集,無黑鎢礦伴生,礦石中是貧鐵的。(2)礦石微量元素特征通過對L1、L4、L5號礦體礦石作光譜分析及鎢礦選礦精礦分析結(jié)果顯示:礦石中微量及痕量元素Cu、Pb、Zn、Sn、Mo、As、Sb、Bi、Mn、Co、Li、Na、Ta、Be、Au、Ag的含量均較低,達不到伴生有用組分的要求,也不構(gòu)成有害組分。礦石及鎢礦砂的P元素含量較高,降低了礦砂的質(zhì)量。部分礦體礦石中螢石含量高,屬局部富集,一般達不到可綜合利用的指標。3.3石材類型和構(gòu)造3.3.1網(wǎng)狀或條網(wǎng)狀構(gòu)造該類礦石一般為灰綠色,半自形粒柱狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀或條帶狀構(gòu)造。主要礦物為綠簾石、透輝石、石英,次為方解石、螢石等。白鎢礦呈中-細粒稀疏浸染狀賦存于礦石中,當白鎢礦晶體較大時形成富礦。3.3.2結(jié)構(gòu)構(gòu)造及構(gòu)造該類礦石一般為灰綠褐色,半自形粒柱狀、纖狀變晶結(jié)構(gòu),塊狀或條帶狀構(gòu)造。主要礦物為符山石、透輝石、陽起石、石英、綠簾石、方解石,次為斜長石、硅灰石等。白鎢礦呈中細粒稀疏浸染狀賦存于礦石中。3.3.3礦石結(jié)構(gòu)和礦物該類礦石為灰白色,風化后常呈褐黃色,半自形粒狀結(jié)構(gòu)或鱗片粒狀變晶結(jié)構(gòu),片狀或塊狀構(gòu)造。主要礦物為粒狀石英、白云母、斜長石、黑云母,白鎢礦呈稀疏或稠密浸染狀賦存于礦石中。在巖體內(nèi)接觸帶沿裂隙產(chǎn)出的云英巖窄脈中有白鎢礦連生的大晶體產(chǎn)出。3.3.4礦石及白武礦該類礦石為灰白色,它形-半自形粒狀結(jié)構(gòu)。主要礦物為石英、白云母及黑云母少量。白鎢礦常呈大晶體稀疏賦存于礦石中。含礦脈體規(guī)模一般窄而短。3.3.5巖化大理巖的浙礦石該類礦石為灰白-青灰色,半自形粒狀結(jié)構(gòu),主要礦物為粒狀方解石、透輝石、石英及云母,其它礦物少量。白鎢礦呈浸染狀賦存于礦石中。3.3.6巖化黑云母石英片巖的暉石該類型礦石為灰白色、黑灰色,半自形鱗片粒狀結(jié)構(gòu),片狀或條帶狀構(gòu)造,白鎢礦呈稀疏或稠密浸染狀賦存于礦石中。4成礦法4.1礦期和礦化期礦區(qū)鎢的礦化作用受巖體與鈣質(zhì)巖層交代作用及后期熱液礦化作用的控制,成礦具明顯的多階段性(表2):4.1.1單一硅卡巖組合此階段與巖體大規(guī)模侵入期同步,形成范圍廣的矽卡巖,其特點是以結(jié)晶細小的單一矽卡巖及其組合。主要矽卡巖為透輝石矽卡巖、石榴符山透輝石矽卡巖、硅灰石矽卡巖、符山透輝石矽卡巖,礦物多以不含水的矽卡巖礦物組合為特征,局部地段形成小而貧的浸染狀鎢礦體。4.1.2含礦巖石組合此階段是晚期矽卡巖化階段的產(chǎn)物,分布于熱液聚集有意義的成礦部位,以結(jié)晶較粗的含水矽卡巖占主導地位,是第一階段交代作用的繼續(xù),時間空間上具有繼承性特點,主要矽卡巖以透輝符山石矽卡巖、陽起綠簾符山石矽卡巖、石榴綠簾石矽卡巖組合為特點,是礦區(qū)的主成礦階段,常形成厚大或迭層產(chǎn)出的稀疏浸染狀、稠密浸染狀礦體。4.1.3云英巖化階段礦化反應(yīng)特征結(jié)果一個變該階段礦化分布于濕矽卡巖的核心或沿裂隙展布。在巖體內(nèi)可見形態(tài)不規(guī)則的云英巖分布,但一般礦化差,只能反映熱液蝕變作用。而在矽卡巖核部或沿后期裂隙中產(chǎn)出的云英巖常伴隨富礦脈的產(chǎn)出,云英巖化階段是礦區(qū)繼濕矽卡巖礦化階段的主要迭加礦化階段。?？梢姲l(fā)育于接觸帶上含鎢云英巖富脈或在矽卡巖礦體中與前期礦化明顯斜交,乃至反傾向的含白鎢礦云英巖窄脈密集分布,使礦體品位明顯加富。4.1.4含白研礦石英脈該階段晚于濕矽卡巖階段,與云英巖化階段同步或稍晚。在巖體內(nèi)接觸帶裂隙或矽卡巖局部構(gòu)造部位產(chǎn)出含白鎢礦石英脈,脈體厚數(shù)厘米-幾十厘米,長數(shù)米-十余米,脈體常與云英巖化條帶共生,其中產(chǎn)有窄富礦脈。4.1.5階段的碳化合物階段在鎢礦化作用晚期中低溫條件下形成的細脈狀、浸染狀金屬硫化物、碳酸鹽脈,該階段一般見弱礦化,可見黑灰色自形晶方解石。4.2成礦物質(zhì)渣的成礦溫度和成礦地質(zhì)特征忠寶鎢礦主要有用礦物白鎢礦與濕矽卡巖和云英巖有關(guān)。據(jù)查里科夫有關(guān)硅酸鹽巖石熔解某些硅酸鹽的形成反應(yīng),硅酸鹽分解反應(yīng)以及形成硅酸鹽的平衡區(qū)及實驗資料和數(shù)據(jù),確定硅灰石-斜長石-石榴石-透輝石-綠簾石礦物的形成溫度在900-400℃,石英-云母-方解石組合形成溫度在300-400℃。綜合可劃分忠寶鎢礦的成礦溫度在300-500℃之間。形成深度為中等深度(1.5-3km)。從矽卡巖的組成看,成礦物質(zhì)主要來源于侵入巖、地層的鈣質(zhì)片巖、大理巖、石英片巖,成礦物質(zhì)鎢來源于巖漿期后熱液。綜合礦床特征,說明該礦床為典型的接觸交代矽卡巖型鎢礦床。是巖漿期后熱液在接觸帶進行交代充填成礦作用的產(chǎn)物。4.3礦體與巖體間的接觸4.3.1礦化產(chǎn)于華力西早期侵入巖體與阿爾彼什麥布拉克下亞組中上巖性段的地層的接觸帶上,內(nèi)外接觸帶均含礦。外接觸帶以矽卡巖含礦為特征,是主要的礦化巖石;內(nèi)接觸帶以云英巖化花崗巖含礦為特征,常可形成富礦。矽卡巖呈殘留體產(chǎn)于巖體的頂部或呈條帶狀產(chǎn)于外接觸帶上,決定了鎢礦體多產(chǎn)于上述二部位中。4.3.2矽卡巖多產(chǎn)于背斜核部及傾伏端,尤其是背斜局部構(gòu)造變化圈閉處,熱液活動有利,在這些有利部位常形成簇群叢生礦脈及厚大礦脈。4.3.3當巖體與巖層順層侵入加上側(cè)向接觸時,常有群生礦脈及富礦脈產(chǎn)出。4.3.4鎢礦體產(chǎn)于鈣質(zhì)巖石發(fā)育的阿爾彼什麥布拉克下亞組中上巖性段。地層中的鈣質(zhì)片巖及大理巖與黑云母石英片巖、石英片巖、角閃片巖呈互層產(chǎn)出,最有利于熱液交代作用的發(fā)生。4.3.5有意義的礦化產(chǎn)于復(fù)雜的矽卡巖中,以多種組合的含水粗粒濕矽卡巖成礦好,單一致密的干矽卡巖含礦性差,一般只是礦化或僅賦存小貧礦體。4.4巖性對成礦的作用4.4.1礦區(qū)含鈣質(zhì)巖層的阿爾彼什麥布拉克下亞組第二、三巖