小山林鎢礦床成礦地質條件分析

小山林鎢礦床成礦地質條件分析

小獨山采購礦位于甘肅省北山，規(guī)模大。該礦的發(fā)現(xiàn)打破了以往研究者對北山地區(qū)鎢礦不成大礦的認識。該礦床為具石英脈型礦化特征,加強礦床成礦系統(tǒng)的綜合分析對成礦理論以及在北山地區(qū)及礦區(qū)外圍找礦都有重要意義。1礦區(qū)地質特征小獨山鎢礦位于塔里木板塊的東端,北山陸緣活動帶古生代柳園—俞井子裂谷帶西段。區(qū)域內出露的地層為天山—興安地層區(qū)北山分區(qū)。主要有震旦系上統(tǒng)、寒武系、奧陶—志留系下、中、上組、泥盆系中統(tǒng)、石炭系和二疊系、上第三系上新統(tǒng)及第四系地層。礦區(qū)主要出露地層為中石炭統(tǒng)、下二疊統(tǒng)及第四系。礦區(qū)構造以斷裂、褶皺和節(jié)理為主。礦區(qū)斷裂構造非常發(fā)育,主要有近東西向、北西向和北東向三組。其中最為發(fā)育的是近東西向平行展布的一組斷裂,其次是北西向和北東向的局部平移斷層。近東西向斷裂在區(qū)內出露共有9條,由礦區(qū)西部兩條區(qū)域斷裂派生而來,形成由西向東逐級散開帚狀斷裂帶。成礦熱液也沿各斷裂破碎帶活動,造成黃鐵絹英巖化、硅化、云英巖化,并形成三條規(guī)模巨大的東西展布的白鎢礦化蝕變帶。礦區(qū)內沒有大型侵入巖體,但小巖體、巖枝、巖脈仍較發(fā)育。主要巖性有:花崗閃長巖、花崗巖、花崗斑巖、鈉長石英斑巖、閃長玢巖、輝綠巖和石英脈。與成礦關系密切的為礦區(qū)南側3km處二長花崗巖,根據(陳玉峰等,2009)2礦體及號礦化帶小獨山鎢礦主要以白鎢礦為主,受近東西向構造控制,礦體主要以各類石英脈含礦為主,根據地理位置及成礦條件將礦區(qū)劃分為西礦段、中礦段和東礦段(如圖1所示)。目前圈定了礦體62條,其中東礦段7條,以中—大脈為主;中礦段5條,以細-中脈為主;西礦段50條,以線-細脈為主中、東礦區(qū)礦體均呈脈狀,其中3號礦體和8號礦體具有分支復合現(xiàn)象。礦體長度110~450m不等,厚度0.3~1.13m。WO3品位介于0.5%~2.8%之間。礦化主要由含礦石英脈引起,白鎢礦化呈浸染狀、條帶狀和細脈狀。含礦石英脈純度不高,脈內含大量方解石,同時脈壁伴生方解石脈,方解石結晶程度較高,多呈自形巨晶產出。西礦段根據礦化蝕變特征、含礦石英脈特征及其與構造的關系又將其劃分為Ⅰ號礦化帶和Ⅱ號礦化帶,而將處于北帶中的西礦段劃分為Ⅲ號礦化帶(如圖1所示)。該礦段礦體均由一定密度的含礦石英細脈構成,由于單脈構不成礦體,礦體均按脈帶評價圈定。Ⅰ號礦化帶位于西礦段中南部,東受F10斷層控制,西受F小獨山鎢礦礦石自然類型為黑鎢礦-白鎢礦-螢石-石英細脈帶型。主要礦石結構為粒狀結晶結構、包裹———包含結構、交代溶蝕結構和反應邊結構。主要礦石構造為浸染狀構造、細脈狀構造、斑雜狀構造和假象條帶狀構造。主要金屬礦物有磁鐵礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、黑鎢礦、白鎢礦、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦、褐鐵礦、輝銅礦、斑銅礦、銅蘭、鎢華、鉛礬、黃鉀鐵礬及白鈦礦等。主要非金屬礦物有石英、斜長石、白云母、絹云母、黑云母、螢石、方解石、白云石、文石、石膏等,副礦物有黑電氣石、金紅石等3成礦要素3.1原生暈測試分析成礦物質來源問題是認識小獨山鎢礦床成因的重要因素,下面從鎢的分布特點及穩(wěn)定同位素特征等方面對礦質來源加以分析。小獨山鎢礦產于下二疊統(tǒng)紅柳河組,原生暈測試分析結果表明(表1),鎢元素在下二疊統(tǒng)紅柳河組各巖性層中其豐度值均高于地殼克拉克值。可見,紅柳河組各巖性層已構成了含鎢建造,它既是鎢礦化的有利圍巖,也是鎢成礦的重要物質場。上述表明,紅柳河組各巖性層為鎢的高背景區(qū),是小獨山鎢礦床成礦物質的重要提供者之一。3.2節(jié)理與礦化關系及節(jié)理發(fā)育的關系礦區(qū)內有三組斷層,其中最為發(fā)育的是近東西向平行展布的一組斷層,其次是北西向和北東向的平移斷層。近東西向斷層在區(qū)內出露共有9條,其中有4條斷層規(guī)模較大,由礦區(qū)西部兩條區(qū)域斷裂F2和F4派生而來的,形成由西向東逐級散開帚狀斷裂帶。而這兩條區(qū)域斷裂及其次級斷裂不同程度的控制了區(qū)域上巖體的產狀,在礦區(qū)內礦體也主要集中在9條斷裂之間,也說明了斷裂對礦體有一定的控制作用。從本次勘查工程所揭露到的兩條規(guī)模較大的斷層F從目前所獲資料分析,巖石節(jié)理與礦化關系十分密切,含礦石英脈,特別石英細脈主要充填在北西走向的節(jié)理中。節(jié)理是成礦熱液活動的有利場所,節(jié)理密度越大,越有利成礦,凡礦化較好的地段,節(jié)理發(fā)育密度大多在6-10條/m,礦區(qū)節(jié)理密度頻率最大的達16條/m左右。對形成礦床最直接而密切的裂隙是次生的剪性和張性的劈理和節(jié)理。他們不但可以重疊在原生裂隙上加深和擴大原生裂隙,而且可以超越巖體延伸到上覆巖層中。前者往往形成規(guī)模宏大而整齊的脈狀礦床,后者則形成礦脈數(shù)量龐大平行密集的大礦區(qū),而在兩組原生裂隙交叉且上覆為不透水層或張力裂隙特別發(fā)育時,則為形成網狀礦體和細脈狀礦體的良好條件。區(qū)內極為發(fā)育的劈理和節(jié)理構造,為成礦熱液的運移和沉淀提供了有利的條件,使區(qū)內含礦石英脈賦存于其中,是區(qū)內最主要的容礦構造。3.3石英脈成巖成分測定為查明區(qū)內成礦熱液的來源、組分及成礦溫度,本次工作采集了3件有代表性的石英脈樣品,同時測定了氫氧同位素、包體測溫及包體成分測定。結果見表2、3。三組石英脈δ顯然,成礦流體中有大氣水的加入,表明礦質既有深源物質3.4成礦能量場為研究礦床成礦溫度,本次工作采集了區(qū)內有代表性的三件礦化石英脈樣品3.5疊統(tǒng)紅柳河組沉積聚合酶系統(tǒng)的物質交換不同期次的構造運動,使得本區(qū)的斷裂裂隙系統(tǒng)極其發(fā)育,為后期成礦熱液的運移、成礦熱液與下二疊統(tǒng)紅柳河組各巖性層的物質交換、成礦元素的沉淀富集提供了通道及儲存空間。燕山早期的巖漿活動,在為成礦提供熱源、物源的同時,使得早期的斷裂裂隙系統(tǒng)再次活動,為成礦熱液的運移、成礦熱液與下二疊統(tǒng)紅柳河組各巖性層的物質交換、成礦元素的沉淀富集開辟了更為廣闊的通道及儲存空間。3.6成巖年齡及成礦年齡為便于研究該礦成礦時代,本次直接采集礦床中白鎢礦礦石,挑選單礦物后送國土資源部中南礦產資源監(jiān)督檢測中心,用衫—釹法作同位素地質年齡測試,測試結果見表4。采用美國地質調查局KennethR.Ludwig教授編寫的Isoplot同位素數(shù)據處理程序進行數(shù)據處理后,黑鎢礦Sm—Nd模式年齡為150±2Ma,系燕山中期產物。白鎢礦Sm—Nd模式年齡為136±4Ma,系燕山中期產物。前已述及,稀土元素研究表明,礦區(qū)南北兩側6~13km處大面積出露的花崗巖巖基,與成礦關系密切,本次采集礦區(qū)南側3km處二長花崗巖用全巖Rb—Sr法,測定其成巖年齡,結果見表5。采用Isoplot同位素數(shù)據處理程序對表5中數(shù)據進行處理后,得到小獨山鎢礦床南側二長花崗巖全巖Rb-Sr模式年齡為207.1±6Ma,系燕山早期產物。從以上分析來看,小獨山鎢礦床南側二長花崗巖與區(qū)內細粒二長花崗巖、黑鎢礦、白鎢礦均形成于燕山早———中期,整體上屬同一時期的產物,也再次印證了該區(qū)花崗巖與鎢成礦的密切關系。存在于一定深度的巖漿房具有成礦潛力。4關系得到拓展的通道與儲存空間小獨山鎢礦床位于塔里木板塊東端,北山陸緣活動帶古生代柳園-俞井子裂谷帶西段。該區(qū)特殊的地層、構造、巖漿巖條件的完美耦合是該礦床形成的根本原因。礦區(qū)下二疊統(tǒng)紅柳河組各巖性層中鎢元素豐度值均高于地殼克拉克值,說明W在該區(qū)各巖性層中均有不同程度的富集,為該礦床的形成創(chuàng)造了物質條件。不同期次的構造運動,使得本區(qū)的斷裂裂隙系統(tǒng)極其發(fā)育,為后期成礦熱液的運移、成礦熱液與下二疊統(tǒng)紅柳河組各巖性層的物質交換、成礦元素的沉淀富集提供了通道及儲存空間。燕山早期的巖漿活動,在為成礦提供熱源、物源的同時,使得早期的斷裂裂隙系統(tǒng)再次活動,為成礦熱液的運移、成礦熱液與下二疊統(tǒng)紅柳河組各巖性層的物質交換、成礦元素的沉淀富集開辟了更為廣闊的通道及儲存空間。燕山早期巖漿期后熱液沿著前期形成的斷裂裂隙充填交代,在高溫階段形成石英脈脈型黑鎢礦,隨著溫度的逐漸降低,形成石英脈脈型白鎢礦。原生礦床形成后,經過長期的表生作用,進一步次生富集形成沿溝谷產出的鎢砂礦。本礦床是與酸性巖漿期后高—中溫熱液有關的充填交代式石英細脈帶型(黑)白鎢礦礦床,成礦時代為燕山早———中期。5早期熱質體系的形成階段我們結合區(qū)域地質背景及其演化、礦化特征及各成礦要素特點,提出小獨山鎢礦床“深源(淺源)—構造控位控型”的成礦系統(tǒng)模型。區(qū)域性拉張作用使得沿裂陷帶發(fā)生了大規(guī)模的中基性和中酸性火山活動,加之二疊系區(qū)域擠壓背景下的巖漿侵入活動形成了含鎢建造;晚二疊世區(qū)域構造運動進入了強烈擠壓過程,在持續(xù)擠壓的構造應力作用下,巖漿活動早期分異出的流體處于相對封閉的系統(tǒng)中,流體沿巖石粒間空隙上升進行融蝕交代,形成了體積式的熱液蝕變及大面積的鈉化,同時使巖石中的成礦物質得以活化。隨著擠壓的進一步發(fā)展,巖層的褶皺已不足以釋放擠壓應力,便形成了一系列韌脆性低角度逆沖斷裂及其上盤中的高角度逆沖斷裂,并在低角度逆沖斷裂上盤形成了壓性疊瓦狀斷裂,在較淺層次則形成了一系列與主逆沖斷層近于垂直的高角度張扭性斷裂,在巖體中形成了張裂和剪切裂隙構造,導致流體系統(tǒng)成為受斷裂控制的半開放體系。此時從熱液活動中心沿斷裂上升的流體由于早期堿質的逸出而演化為含有更多酸性組分的熱流體。半開放體系使流體的酸、堿體適度分異,并在進一步開放的高角度張扭性斷裂中沉淀形成含鎢石英脈;在低角度逆沖斷裂帶中,由于斷裂產狀較為平緩,沿斷裂面具有一定程度的張扭或扭張性,成礦流體得以進入構造帶,但由于總體上屬于壓扭性,所以流體不能大量進入且不具備足夠的存儲空間,在局部張性較大的部位形成了交代充填含鎢石英細脈和網脈。6斷裂裂隙系統(tǒng)的發(fā)育規(guī)律為成礦熱液的運移提供了通道及儲存空間小獨山鎢礦床下二疊統(tǒng)紅柳河組各巖性層中鎢元素豐度值均高于地殼克拉克值,說明W在該區(qū)各巖性層中均有不同程度的富集,為該礦床的形成創(chuàng)造了物質條件。不同期次的構造運動,使得本