新疆托克遜縣忠寶鎢礦地質(zhì)特征及成因分析

新疆托克遜縣忠寶鎢礦地質(zhì)特征及成因分析

1下泥盆統(tǒng)阿爾加強拉克地區(qū)的巖石建造和成礦新疆寶銻礦床位于塔里木板塊北緣活動帶伊普勞、薩阿姆-庫米什-索溝弧帶內(nèi)。該區(qū)在晚志留世-中泥盆世南天山洋收縮俯沖階段,形成了下泥盆統(tǒng)阿爾彼什麥布拉克組一套淺海相碎屑巖+碳酸鹽巖建造,其中夾有火山巖和火山碎屑巖。在泥盆紀(jì)晚期大洋閉合并發(fā)生褶皺和造山運動,形成庫米什-彩華溝背斜和區(qū)域變質(zhì)巖系。晚石炭世-二疊紀(jì)后碰撞階段花崗巖大量侵入,形成了后碰撞階段偏堿性的鈣堿性花崗巖組合:二長花崗巖-鉀長花崗巖,其與阿爾彼什麥布拉克組地層中鈣質(zhì)巖石發(fā)生交代作用形成矽卡巖和鎢的礦化富集。2庫米什-彩華溝背斜緣斷裂帶礦區(qū)地層為下泥盆統(tǒng)阿爾彼什麥布拉克組下亞組,其下部(D1aa1)為黑云母石英片巖、二云母長石片巖、十字石蘭晶石片巖、石榴石英巖、磁鐵石英巖、大理巖、鈣質(zhì)片巖、條帶狀大理巖;中部(D1aa2)為白色大理巖、鈣質(zhì)片巖、黑云母石英片巖、石英片巖、角閃片巖,主要含礦矽卡巖即分布于此段地層中;上部(D1aa3)為石英片巖、鈣質(zhì)片巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖、綠泥石石英片巖夾透鏡狀大理巖和霏細(xì)斑巖條帶。礦床產(chǎn)于庫米什-彩華溝背斜東段的傾伏端,背斜軸向NWW-SEE向,兩翼巖層傾角在30°～60°之間。由于構(gòu)造及巖體侵入作用的影響,小褶曲發(fā)育,形成局部構(gòu)造圈閉,此部位的矽卡巖及鎢的礦化最為發(fā)育。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。北東向斷裂近于平行產(chǎn)出,多為剪切走滑斷層,該組斷裂和背斜構(gòu)造控制著巖體的邊界和巖漿的活動。礦區(qū)內(nèi)侵入巖為華里西中期酸性巖體,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,呈一馬蹄形,面積16.15km2,呈巖株產(chǎn)出,巖石序列組成為二長花崗巖-鉀長花崗巖-正長巖,屬于殼源巖漿產(chǎn)物,為偏堿性的過鋁鈣堿系列花崗巖,構(gòu)造環(huán)境為造山帶后碰撞環(huán)境。接觸交代矽卡巖化發(fā)育于花崗巖體與阿爾彼什麥布拉克下亞組地層接觸帶上。形成的矽卡巖多為鈣質(zhì)矽卡巖,可分為早矽卡巖(簡單矽卡巖或干矽卡巖)和晚矽卡巖(復(fù)雜矽卡巖或濕矽卡巖)。早期干矽卡巖的特征礦物主要為透輝石、透閃石、鈣鋁榴石;晚期濕矽卡巖的特征礦物主要為透輝石、符山石、硅灰石、方柱石、綠簾石、陽起石等。有意義的礦化多產(chǎn)于復(fù)雜矽卡巖中,其規(guī)模一般為(0.05～0.2)km×(0.15～0.6)km,最大長度可達1.5km。矽卡巖成層狀、條帶狀、透鏡狀或不規(guī)則形態(tài)產(chǎn)于巖體的外接觸帶上或頂部,其產(chǎn)狀和形態(tài)決定了鎢礦體產(chǎn)于上述二部位中。3巖體地質(zhì)特征礦區(qū)圈出礦體集中分布區(qū)(礦脈群)12個,鎢礦體64個。礦體主要分布于花崗巖體外接觸帶的矽卡巖、云英巖中,具有簇群叢生的特點。形態(tài)呈透鏡狀、似層狀、脈狀及不規(guī)則狀。規(guī)模一般長50～300m,厚1～10m,斜深多小于100m。個別礦體長達650m,最厚30.05m,斜深在180m以上。主要礦體為L1-1、L4-4、L4-8、L10-3、L10-17等。L1-1礦體:位于SK-8矽卡巖體的下部,產(chǎn)于外接觸帶上,產(chǎn)狀100°∠30°,形態(tài)為脈狀。頂板為綠簾石符山石石榴石矽卡巖,底板為二長花崗巖。礦體長170m,厚1.15～13.31m,品位在0.15%～2.04%之間。L4-4礦體:位于SK-27矽卡巖體中部,產(chǎn)于外接觸帶上,呈東大西小不規(guī)則的脈狀,產(chǎn)狀150°～189°∠32°～56°,礦體長115m,厚2.55～19.71m。品位0.14%～2.55%。礦體圍巖為黑云母石英片巖、石英片巖、鈣質(zhì)片巖、矽卡巖及花崗巖。L4-8礦體:位于SK-27矽卡巖體中上部,產(chǎn)于外接觸帶上,呈東厚西薄的似層狀,產(chǎn)狀165°～187°∠45°～46°,長120m,厚2.92～30.89m。品位0.13%～0.38%,平均品位0.21%。礦體圍巖為黑云母石英片巖、石英片巖、矽卡巖及花崗巖。L10-3礦體:位于SK-37矽卡巖體的底部與巖體接觸帶上,礦體產(chǎn)狀140°～145°∠25°～50°,形態(tài)為脈狀。礦體在南西端厚大品位富,產(chǎn)狀緩;向北東分枝變薄,產(chǎn)狀變陡,品位變貧。頂板為黑云母石英片巖、符山石矽卡巖,底板為二長花崗巖。礦體長550m,厚0.90～30.05m。品位0.090%～0.44%。該礦體埋深不大,最大見礦斜深57m。礦體圍巖為黑云母石英片巖、矽卡巖及花崗巖。89勘探線綜合剖面如圖1所示。L10-17礦體分布于SK-38矽卡巖體的中下部,形態(tài)呈脈狀,產(chǎn)狀145°～175°∠46°～62°。礦體厚1.10～29.98m,品位0.12%～0.77%。宏觀上礦體在兩端膨大變厚,品位變富,向深部品位也變富。礦體圍巖為黑云母石英片巖、矽卡巖。4含白汽車的黑云母石英片巖型礦石自然類型有含白鎢礦矽卡巖型鎢礦石、含白鎢礦云英巖型鎢礦石、含白鎢礦石英脈型鎢礦石、含白鎢礦矽卡巖化大理巖型鎢礦石、含白鎢礦矽卡巖化黑云母石英片巖型鎢礦石等五種類型。礦石的工業(yè)類型為白鎢礦貧礦石和白鎢礦富礦石。有用礦物主要為白鎢礦,鎢華、黑鎢礦、錫石、黃鐵礦、赤鐵礦等極少量;脈石礦物有石英、透輝石、符山石、綠簾石、硅灰石、石榴石、方解石、陽起石、斜長石、螢石、白云母、方柱石、透閃石、黑云母、絹云母、綠泥石、金紅石、鋯石、磷灰石、榍石、黝簾石、角閃石、電氣石等。5充填結(jié)構(gòu)非自形結(jié)構(gòu)礦石中白鎢礦主要有自形粒狀結(jié)構(gòu)、半自形-他形粒狀結(jié)構(gòu)、他形粒狀結(jié)構(gòu)、交代充填結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造主要為浸染狀,其次為條帶狀及斑雜狀。6云英巖-紅柳園-南大別晚古生代礦化階段礦床鎢的礦化受巖體與鈣質(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:(1)干矽卡巖階段: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(xì)小的單一矽卡巖及其組合。主要矽卡巖為透輝石矽卡巖、石榴透輝石矽卡巖、透閃石矽卡巖,礦物多以不含水的矽卡巖礦物組合為特征,局部地段形成鎢的小而貧的稀疏浸染狀礦體。(2)白鎢礦-濕矽卡巖階段: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(dǎo)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,是礦床的主成礦階段,常形成厚大或疊層產(chǎn)出的稀疏浸染狀、稠密浸染狀礦體。(3)白鎢礦-云英巖化階段:該階段礦化分布于濕矽卡巖的核心或沿裂隙展布,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。云英巖化階段是礦床繼濕矽卡巖礦化階段后的主要疊加礦化階段,礦化規(guī)模一般較小,常發(fā)育于接觸帶上的云英巖脈中,礦石品位明顯加富。(4)白鎢礦-石英碳酸鹽階段: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)出含白鎢礦石英碳酸鹽脈或團塊,脈體厚數(shù)厘米-幾十厘米,長數(shù)米-幾十余米,脈體常與云英巖化條帶伴生,其中產(chǎn)有窄富礦脈,可見黑灰色自形晶方解石。7礦化侵蝕類型及分布礦區(qū)圍巖蝕變主要為矽卡巖化、硅化、云英巖化、石英碳酸鹽化、螢石化及黃鐵礦化等。(1)巖化較礦體范圍大而包裹礦體,產(chǎn)于接觸帶或地層夾層中。結(jié)晶粗大的復(fù)雜濕矽卡巖礦化強,結(jié)晶細(xì)小致密塊狀或條帶狀矽卡巖中一般僅有鎢的礦化。(2)含礦礦質(zhì)產(chǎn)于蝕變帶核部或呈裂隙脈狀產(chǎn)于矽卡巖或花崗巖體內(nèi)接觸帶中,結(jié)晶粗,常形成富礦體或疊加在含礦矽卡巖上,此類蝕變以白云母和石英組合為特征。礦化脈體窄小。(3)石英及深灰色方解石共生產(chǎn)于接觸帶或沿早期裂隙繼承性產(chǎn)出,可見石英及深灰色方解石共生,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。(4)螢火蟲發(fā)育于礦體、礦化矽卡巖中。8成礦模式及成礦機制據(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℃。綜合礦區(qū)地質(zhì)資料,忠寶鎢礦的成礦溫度在300℃～500℃之間。形成深度在1.5～3km,為中等深度。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,鎢礦液來源于巖漿期后熱液。(1)脈石礦物為地層巖性與侵入體雙交代作用形成,主要反應(yīng)為:①CaCO3+SiO2→CaSiO3(硅灰石)+CO2↑②3CaCO3+Al2O3+3SiO2→Ca3Al2Si3O12(鈣鋁榴石)+3CO2↑③CaMg[CO3]2+SiO2→CaMg[Si2O6](透輝石)+2CO2↑④CaCO3+FeO+2SiO2+H2O→Ca2FeAl2[Si2O7][SiO4]O(OH)(綠簾石)+2CO2(2)熱液中的WO2?442-與鈣離子結(jié)合生成白鎢礦Ca2++WO2?442-→CaWO4(白鎢礦)該礦床為接觸交代矽卡巖型鎢礦床。礦床的成礦模式如圖2所示。礦化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。其成礦