新疆哈密東戈壁鉬礦床物化探異常特征及找礦模型

王斌

(洛陽(yáng)欒川鉬業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南欒川471500)

0 前言

東戈壁鉬礦位于哈密市雅滿(mǎn)蘇鎮(zhèn)，東經(jīng)93°18' 30″～93°22'00″；北緯41°54'00″～41°56'00″，處于東天山覺(jué)羅塔格多金屬成礦帶上。該鉬礦是新疆發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)大型斑巖型礦床，研究該礦床，可以進(jìn)一步豐富覺(jué)羅塔格多金屬成礦帶鉬礦床的成礦類(lèi)型研究，對(duì)該地區(qū)尋找同類(lèi)型鉬礦床以及與其相關(guān)系列的銅、鉛、鋅、金、銀等多金屬礦床具有重要指導(dǎo)意義。

1 區(qū)域成礦背景

1.1 區(qū)域地質(zhì)

礦區(qū)位于天山造山帶東段，北天山華力西褶皺帶內(nèi)。礦區(qū)南15 km即為北天山與中天山的分界斷裂帶——阿奇克庫(kù)都克深大斷裂帶，該斷裂帶寬達(dá)幾十至幾百米，區(qū)域地球物理資料顯示該斷裂切割深度達(dá)50 km以上，且有多次開(kāi)合的構(gòu)造演化歷史。區(qū)域構(gòu)造單元上，礦區(qū)位于該深大斷裂帶以北的覺(jué)羅塔格晚古生代島弧增生帶內(nèi)，中石炭世后覺(jué)羅塔格地區(qū)強(qiáng)烈褶皺隆起，形成以阿奇山－雅滿(mǎn)蘇為中心的復(fù)背斜和以中酸性為主的同期同源多次侵入的巖體，在強(qiáng)烈褶皺隆起的同時(shí)伴有近東西向、北東向斷裂構(gòu)造的發(fā)育，這種多期次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加不僅產(chǎn)生復(fù)雜的構(gòu)造裂隙系統(tǒng)利于礦液運(yùn)移和礦質(zhì)沉淀充填，且多期次的巖漿侵入也為成礦熱液的運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散提供了熱動(dòng)力。

區(qū)域出露地層由老至新為石炭系、二疊系、新近系和第四系，巖性主要為變質(zhì)含礫砂巖、砂巖、泥質(zhì)砂巖－砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰?guī)r、凝灰?guī)r、玄武巖及安山巖等；巖漿巖主要為華力西晚期中性、酸性侵入巖。

1.2 區(qū)域地球物理及地球化學(xué)特征

1.2.1 區(qū)域地球物理

礦區(qū)在布格重力異常圖上位于東西向的梯級(jí)帶上，在航磁異常圖上位于東西向負(fù)異常南部。布格重力異常梯級(jí)帶與康古爾塔格斷裂和雅滿(mǎn)蘇斷裂所處位置基本相對(duì)應(yīng)；航磁異常對(duì)應(yīng)于兩斷裂所控制的區(qū)域。區(qū)域重力及航磁異常特征顯示出了東戈壁鉬礦位于區(qū)域構(gòu)造分區(qū)的邊緣，受區(qū)域性斷裂構(gòu)造控制。

1.2.2 區(qū)域地球化學(xué)

區(qū)域內(nèi)做過(guò)1∶20萬(wàn)化探工作，圈出了一個(gè)以Mo、Bi、W為主的元素組合異常，元素組合為Bi、W、Mo、B、F、Li、Sb、Zn等，異?？偯娣e達(dá)321.40 km2，其中Mo異常面積22 km2，W異常面積39 km2，Bi異常面積39 km2。由內(nèi)向外Mo－Bi－W－B－F有清楚的組份分帶。Bi、W、Mo、B元素有濃集中心，濃集分帶和組份分帶比較清楚。

該異常位于華力西晚期第一次侵入的黑云母花崗巖外接觸帶，有北東向斷裂通過(guò)。區(qū)內(nèi)石英脈分布廣泛，并與Mo異常區(qū)相對(duì)應(yīng)。東戈壁鉬礦床位于該異常區(qū)內(nèi)。

1.3 區(qū)域礦產(chǎn)

本區(qū)位于覺(jué)羅塔格多金屬成礦帶上，覺(jué)羅塔格多金屬成礦帶與覺(jué)羅塔格晚古生代島弧增生帶相扣合，該島弧增生帶具有良好的成礦條件。在該成礦帶上，有與基性－超基性雜巖帶有關(guān)的土墩－黃山－鏡兒泉銅、鎳礦，與次火山巖有關(guān)的土屋－白山斑巖銅鉬礦，與火山和火山－沉積巖有關(guān)的紅云灘－庫(kù)姆塔格－雅滿(mǎn)蘇鐵、銅、金礦。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 礦區(qū)地質(zhì)

東戈壁鉬礦位于雅滿(mǎn)蘇大斷裂北盤(pán)東戈壁復(fù)向斜內(nèi)(見(jiàn)圖1)，出露的石炭系下統(tǒng)干墩組地層為一套厚度巨大的陸源碎屑－碳酸鹽沉積建造，巖性主要為褐黃色－灰黑色變質(zhì)含礫砂巖、砂巖、泥質(zhì)砂巖－砂質(zhì)泥巖、泥巖、凝灰?guī)r及安山巖。區(qū)內(nèi)斷裂、褶皺發(fā)育，主要呈近東西向展布，與區(qū)域構(gòu)造線(xiàn)方向一致。區(qū)內(nèi)巖漿巖較發(fā)育，以花崗巖類(lèi)為主，閃長(zhǎng)巖類(lèi)次之，礦區(qū)中部有華力西晚期侵入的隱伏斑狀花崗巖體。

圖1 東戈壁鉬礦地質(zhì)簡(jiǎn)圖(綜合整理)

2.2 地球物理及地球化學(xué)

2.2.1 地球物理特征

2.2.1.1 磁異常特征

通過(guò)在礦區(qū)南部開(kāi)展地面高磁測(cè)量，圈出兩個(gè)相對(duì)高值的磁異常區(qū)，即1號(hào)和2號(hào)地磁異常，極大值分別為△Tmax=677.69nT，△Tmax=840.42nT。1號(hào)地磁異常大致呈北東－南西向展布于測(cè)區(qū)的西南角，2號(hào)異常北東東－南西西向呈條帶狀展布于測(cè)區(qū)中南部，兩異常中間有負(fù)異常場(chǎng)阻斷。兩異常與地質(zhì)測(cè)量成果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，異常所處部位均為呈帶狀分布的安山巖位置，兩側(cè)圍巖為沉積巖，故推測(cè)磁異常與安山巖關(guān)系密切。

由于區(qū)內(nèi)含礦巖石和圍巖及酸性侵入巖之間沒(méi)有明顯的磁性差異，故高磁僅能確定區(qū)內(nèi)磁異常存在原因及異常位置、形態(tài)，對(duì)區(qū)內(nèi)指導(dǎo)找礦及勘查意義不大。

2.2.1.2 電法異常特征

該區(qū)激電特征表現(xiàn)為：視極化率普遍偏高，且相對(duì)高極化率的區(qū)段范圍較大，與相鄰剖面無(wú)條帶關(guān)系，也無(wú)明顯規(guī)律，與地層及含礦地質(zhì)體無(wú)對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.2.2 地球化學(xué)特征

在區(qū)域1∶20萬(wàn)化探所圈出的22 km2的Mo異常范圍內(nèi)，通過(guò)進(jìn)一步做1∶2.5萬(wàn)巖屑測(cè)量工作，在礦區(qū)內(nèi)圈出了1－甲1綜合異常，該綜合異常包含東、西兩個(gè)異常區(qū)，其中東異常區(qū)的規(guī)模及異常強(qiáng)度均好過(guò)西異常區(qū)。異常區(qū)元素組合為Bi、Pb、W、Mo、Sn、Cu、Au、Zn、Ag，以Bi、Pb、W、Mo為主。綜合異常面積4.64 km2，向南未封閉。

異常區(qū)地表有大量石英脈分布，深部有隱伏的斑狀花崗巖體，通過(guò)工作在異常內(nèi)發(fā)現(xiàn)了該斑巖型鉬礦床。

異常與礦床特征相比表現(xiàn)為：(1)整個(gè)綜合異常總體控制了鉬礦化范圍；(2)東西兩異常區(qū)范圍與地表石英脈分布基本一致，表明兩個(gè)異常區(qū)為主成礦區(qū)；(3)東異常區(qū)元素組合及異常強(qiáng)度均比西異常區(qū)好，反映出東異常區(qū)礦化比西異常區(qū)好的特征；(4)兩異常區(qū)中間存在的弱異常段說(shuō)明該段為礦化較弱或無(wú)礦段。經(jīng)鉆孔控制，礦體特征與異常特征相吻合，很好地指導(dǎo)了區(qū)內(nèi)找礦工作。

3 礦床特征

3.1 礦床規(guī)模

礦床分為東西兩個(gè)礦段，分別賦存于區(qū)內(nèi)隱伏斑狀花崗巖體東西兩側(cè)的外接觸帶上，東礦段分布有一個(gè)礦體，編號(hào)為Ⅰ；西礦段分布有4個(gè)礦體，編號(hào)分別為XⅠ、XⅡ、XⅢ和XⅣ。

5個(gè)礦體中，Ⅰ號(hào)礦體為區(qū)內(nèi)最大的礦體，共有42個(gè)鉆孔對(duì)其進(jìn)行控制，估算的資源量占礦區(qū)總資源量的80%以上，該礦體平面形態(tài)為形狀不規(guī)則的近圓形，縱、橫剖面圖上礦體呈近似層狀－透鏡狀，礦體分布面積1.22 km2，平均厚度125.67 m，平均品位0.114%。

另外4個(gè)礦體規(guī)模較小，分布在西礦段上，呈上、下分布，自上到下分別為XⅠ、XⅡ、XⅢ和XⅣ號(hào)礦體，共有6個(gè)鉆孔對(duì)其進(jìn)行了控制。

3.2 礦石礦物及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

礦石礦物主要有輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦、方鉛礦、閃鋅礦、白鎢礦、黑鎢礦等；脈石礦物主要有石英、白云母、黑云母、鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石、方解石等。地表常見(jiàn)褐鐵礦、鉬華、孔雀石等。

礦石結(jié)構(gòu)主要有鱗片狀、它形粒狀、半自形粒狀及自形粒狀結(jié)構(gòu)等；礦石構(gòu)造主要有細(xì)脈浸染狀、細(xì)脈狀、脈狀及薄膜狀構(gòu)造等。

3.3 圍巖蝕變及其分帶

圍巖蝕變是斑巖型礦床的一個(gè)重要特征，蝕變分帶的產(chǎn)生與含礦熱液沿一定通道不斷上升，并向四周擴(kuò)散、滲透、對(duì)流循環(huán)有關(guān)。蝕變范圍越大，反映熱液來(lái)源越充足。

東戈壁鉬礦巖體的蝕變與常見(jiàn)的斑巖型礦床基本相似，從隱伏巖體至外側(cè)圍巖依次可劃分為白云母化帶、鉀化帶、硅化帶、黑云母化帶(圖2)，蝕變分帶及特征分別如下：

圖2 礦化期蝕變分帶及金屬礦物組合示意圖

(1)白云母化帶

該帶發(fā)育于隱伏巖體中，蝕變范圍自隱伏巖體頂面向內(nèi)約30～45 m左右。該蝕變帶主要特征表現(xiàn)為隱伏斑狀花崗巖中的黑云母和長(zhǎng)石的強(qiáng)烈白云母化或?yàn)榘自颇杆妗?/p>

(2)鉀化帶

鉀化是區(qū)內(nèi)普遍存在的一種蝕變類(lèi)型，明顯分成兩期，即成礦早期鉀化和主成礦期鉀化。成礦早期鉀化圍繞隱伏斑狀花崗巖體外圍分布，主成礦期鉀化與硅化伴生，劃入硅化帶中。

(3)硅化帶

硅化帶主要位于成礦早期鉀化帶的外圍或上部，是區(qū)內(nèi)主成礦期最重要、規(guī)模最大的蝕變帶。

帶內(nèi)不僅有較高溫的金屬氧化物如黑鎢礦、白鎢礦等，更重要的是有中溫－中高溫的金屬硫化物如輝鉬礦、黃銅礦、方鉛礦等。因此硅化帶與區(qū)內(nèi)鉬及多金屬礦化關(guān)系最為密切，鉬礦體主要產(chǎn)于硅化帶內(nèi)。

(4)黑云母化帶

該帶位于硅化帶以外，為顏色呈灰－深灰色的變質(zhì)碎屑巖分布區(qū)，再向外為僅受區(qū)域變質(zhì)作用影響的淺灰－灰紅色略具絹云母化的淺變質(zhì)碎屑巖。

4 礦床成因及找礦標(biāo)志

4.1 礦床成因

東戈壁鉬礦床成因與隱伏斑狀花崗巖體的上侵有直接關(guān)系，巖體上侵就位后期演化出以長(zhǎng)英質(zhì)為主、富含氣態(tài)組分的高溫氣化熱液，由于侵入體的熱驅(qū)動(dòng)，以長(zhǎng)英質(zhì)為主的高溫氣化熱液向遠(yuǎn)離侵入體的方向擴(kuò)散并沿裂隙充填，形成鉀長(zhǎng)石脈、石英－鉀長(zhǎng)石脈等，并有高溫成礦元素富集顯示(形成黑鎢礦)，這是成礦作用的開(kāi)始；隨后富含多種成礦(金屬)元素的透巖漿流體借助巖漿上侵產(chǎn)生的通道突然上涌，并與巖漿演化產(chǎn)生的熱液相混合，兩種性質(zhì)的熱液混合的結(jié)果使熱液流體的性質(zhì)(酸堿度、攜帶金屬陽(yáng)離子的介質(zhì))發(fā)生變化，并使熱液流體的溫度、壓力下降，其結(jié)果促使多種金屬礦物依次沉淀、結(jié)晶，形成伴有多種金屬元素的輝鉬礦礦床，礦床類(lèi)型屬斑巖型(圖3)。

圖3 東戈壁鉬礦成礦模式示意圖

4.2 找礦標(biāo)志

4.2.1 地貌標(biāo)志

東戈壁鉬礦產(chǎn)于下石炭統(tǒng)雅滿(mǎn)蘇組一套淺變質(zhì)碎屑巖中。地貌上鉬礦體產(chǎn)出部位因石英脈的大量發(fā)育而呈灰白色，且因硅化作用強(qiáng)而耐風(fēng)化，其地勢(shì)比無(wú)礦地帶高10～30 m左右，特征明顯。

4.2.2 巖石標(biāo)志

東戈壁鉬礦的賦礦巖石為石英脈、鉀長(zhǎng)石－石英脈發(fā)育的變質(zhì)砂巖、變質(zhì)泥質(zhì)砂巖－砂質(zhì)泥巖、變質(zhì)泥巖，并構(gòu)成石英脈密集分布區(qū)。因成礦期伴有黑云母化巖石呈深灰色，無(wú)礦地帶巖石呈淺灰色。

4.2.3 地球化學(xué)標(biāo)志

區(qū)域化探成果顯示東戈壁鉬礦普查區(qū)是一個(gè)以Mo、W、Bi為主的元素異常區(qū)，元素組合為Bi、W、Mo、B、F、Li、Sb、Zn等，由內(nèi)向外Mo－Bi－W－B－F有清楚的組份分帶。Bi、W、Mo、B元素有濃集中心，濃集分帶和組份分帶比較清楚。

5 找礦模型

通過(guò)對(duì)東戈壁鉬礦的成礦機(jī)理、地球物理及化學(xué)特征、圍巖蝕變及分帶、找礦標(biāo)志等進(jìn)行綜合研究，可建立東戈壁鉬礦的綜合信息找礦模型(表1)，為在區(qū)域范圍內(nèi)開(kāi)展同類(lèi)型礦床的找礦工作提供依據(jù)。

表1 東戈壁鉬礦綜合信息找礦模型

［1］河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第二地質(zhì)勘查院［R］.新疆哈密市東戈壁鉬礦詳查報(bào)告，2010.

［2］葉天竺，肖克炎，嚴(yán)光生.礦床模型綜合地質(zhì)信息預(yù)測(cè)技術(shù)研究［J］.地學(xué)前緣，2007，14(5).

［3］肖克炎.試論綜合找礦模型［J］.地質(zhì)與勘探，1994，30 (1).

［4］羅照華，高飛.透巖漿流體成礦作用理論簡(jiǎn)介［J］.自然雜志，2009，31(5).

［5］羅照華，盧欣祥，郭少豐，等.透巖漿流體成礦體系［J］.巖石學(xué)報(bào)，2008，24(12).