新疆托克遜縣忠寶鎢礦忠寶巖體巖石化學(xué)特征

景寶盛，嚴(yán)隋強，劉松明

(1．新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局物化探大隊，新疆昌吉 831100;2．安徽省池州泰達(dá)冶金有限公司，安徽池州 247100)

0 引言

忠寶鎢礦床地處新疆托克遜縣境內(nèi)，據(jù)托克遜縣城東約70余千米，礦床產(chǎn)于塔里木板塊與準(zhǔn)噶爾板塊縫合帶南側(cè)，大地構(gòu)造位置處于薩阿爾明—庫米什晚古生代溝弧帶內(nèi)(圖1)。礦體多產(chǎn)于華力西期酸性侵入巖(忠寶巖體)與以鈣質(zhì)碳酸鹽巖為主的下泥盆統(tǒng)阿爾彼什麥布拉克組下亞組地層(D1a)的接觸帶上，屬矽卡巖型鎢礦床，多項資料表明忠寶鎢礦的形成與忠寶巖體關(guān)系密切［1，2］①新疆地礦局物化探大隊，新疆托克遜縣忠寶鎢礦普—詳查報告，2006。，本文通過對忠寶巖體巖石地球化學(xué)特征的分析，揭示出忠寶巖體的成因及其構(gòu)造環(huán)境，對進(jìn)一步研究其成礦機理具有一定的指導(dǎo)意義。

圖1 忠寶一帶區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造略圖Fig．1 Sketch map of regional geology in Zhongbao area1．喜瑪拉雅期構(gòu)造層;2．華力西期構(gòu)造層;3．加里東期構(gòu)造層;4．元古代構(gòu)造層;5．花崗巖;6．區(qū)域主干斷裂;7．背斜構(gòu)造;8．向斜構(gòu)造;9．哈爾克—巴侖臺古生代溝弧帶;10．薩阿爾明—庫米什古生代溝弧帶。

1 忠寶鎢礦成礦地質(zhì)背景

忠寶鎢礦位于古亞洲成礦域——塔里木成礦省—塔里木板塊北緣(復(fù)合溝弧帶)Fe—Ti—Mn—Cu—Ni—Mo—Pb—Zn—Sn—Au—Sb—RM—REE—白云母—菱鎂礦—鋁土礦—石墨—硅灰石—紅柱石—白云母—石油—天然氣—煤—鹽類—玉石成礦帶—艾爾賓山(殘余海盆)Fe—Mn—Cu—Au—W—Pb—Zn—菱鎂礦—石墨—硅灰石—紅柱石礦帶中［3］。主要出露地層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)阿爾皮什麥布拉克組(為賦礦地層)、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、侏羅系三工河組、第四系等。侵入巖主要為華力西期，其次為加里東期。加里東期侵入巖分布于哈爾克—巴侖臺古生代溝弧帶內(nèi)(圖1，Ⅲ1－8)，巖性主要為片麻狀變質(zhì)閃長巖、片麻狀花崗巖、似文象片麻狀花崗巖等;華力西期侵入巖主要發(fā)育于薩阿爾明—庫米什古生代溝弧帶內(nèi)(圖1，Ⅲ1－9)，在哈爾克—巴侖臺古生代溝弧帶內(nèi)亦較發(fā)育，巖性從超基性—基性—中性—酸性侵入巖均有產(chǎn)出，其中酸性侵入巖與忠寶鎢礦成礦關(guān)系密切。礦產(chǎn)以鐵、錳、銅、鉛、鋅、金、鎢、錫礦為主，并有鈾、硫鐵礦、菱鎂礦、紅柱石、石棉、滑石等，是新疆鐵礦和金礦、紅柱石、菱鎂礦重要礦帶。該區(qū)鎢錫鉬礦主要以矽卡巖型和花崗巖型為主［3，4］，忠寶鎢礦便是其中矽卡巖型鎢礦的典型代表。

2 忠寶鎢礦區(qū)地質(zhì)概述

鎢礦床賦礦地層為下泥盆統(tǒng)阿爾皮什麥布拉克組下亞組(D1a)，為一套碎屑巖—碳酸鹽巖建造。其下部為黑云母石英片巖、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)造圈閉環(huán)境，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)造控制著忠寶巖體的邊界及其巖漿活動(圖2)，同時也為鎢礦(化)體的形成提供了含礦熱液運移通道和儲礦空間，并控制著鎢礦體的分布范圍。

圖2 忠寶鎢礦區(qū)地質(zhì)簡圖Fig．2 Generalized geologic map of Zhongbao tungsten ore district1．黑云母石英片巖夾大理巖透鏡體;2．石英片巖、鈣質(zhì)片巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖;3．黑云母石英片巖夾石英片巖、鈣質(zhì)片巖、角閃片巖;4．二云母長石片巖、石榴石石英巖、磁鐵石英巖、大理巖夾十字蘭晶白云母片巖;5．灰白色中粒鉀長花崗巖(ξγ4 1－b);6．?dāng)鄬?7．矽卡巖體;8．鈣質(zhì)片巖、石英片巖;9．黑云母石英片巖夾大理巖條帶和角閃片巖;10．大理巖、角閃片巖、黑云母石英片巖、鈣質(zhì)片巖夾黑云母長石片巖;11．紅色正長巖(ξ4 3);12．肉紅色細(xì)中粒二云母二長花崗巖(ηγ4 1－a);13．地質(zhì)界線及巖相界線;14．鎢礦體。

3 忠寶巖體巖相學(xué)特征

忠寶巖體侵位于泥盆系下統(tǒng)阿爾皮什麥布拉克下亞組地層(D1a)中，其平面呈馬蹄形(圖2)，面積約16．15 km2，呈巖株狀產(chǎn)出，根據(jù)巖石的顏色、組構(gòu)和成分特征，分為灰白色鉀長花崗巖(ηγ41－b)、肉紅色二云母二長花崗巖()、肉紅色正長巖()等(圖2)。

肉紅色二云母二長花崗巖呈環(huán)狀分布于灰白色二云母二長花崗巖之頂部和外圍，巖石多為肉紅色，以中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)為主，部分為中細(xì)粒、局部為中粗粒和細(xì)粒，塊狀構(gòu)造。主要成分:斜長石(35% ～40%)呈板條狀，粒徑在0．2～3 mm，多有輕微絹云母化和泥化，屬更鈉長石;微斜長石(20% ～25%)，他形、不規(guī)則狀，具明顯格子雙晶，經(jīng)常包裹斜長石、石英，粒徑0．15～3 mm;石英(30%)，他形粒狀，粒徑在 0．1 ～2．5 mm多為填隙狀分布;黑云母(1% ～10%)，片狀，粒徑在1 mm以下，少部分被綠泥石替代，含量很不均勻，多呈團斑狀、窩狀密集分布;白云母(＜10%)，片狀，粒徑大小變化大，0．1～2 mm，少量在5mm左右。在接觸帶巖體內(nèi)的裂隙中，巖石多有云英巖化。巖石中副礦物及次要礦物有磷灰石、白鈦石、鋯石、金紅石、黃鐵礦、榍石、石榴石、綠簾石等。巖體與灰白色鉀長花崗巖呈漸變涌動式接觸，與泥盆系地層呈侵入接觸，在二長花崗巖中普遍見有石榴子石，含量最高在5%左右，一般為少量或1%左右。

灰白色中粒鉀長花崗巖為礦區(qū)內(nèi)早期侵入巖體，分布于礦區(qū)中西部，忠寶巖體的西半部，其形態(tài)為舌狀。巖石呈灰白色，中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要成分:微斜長石(25% ～30%)，呈板條狀，粒徑多在0．15～3 mm之間，具環(huán)帶狀構(gòu)造，內(nèi)環(huán)多被絹云母、石英所替代;鉀長石(10%)，呈他形不規(guī)則狀，粒徑在0．15～3．5 mm;黑云母、白云母均呈鱗片狀，含量基本都在5% ～10%左右，粒徑在0．15～3 mm，黑云母少數(shù)被綠泥石化。副礦物有鋯石、磷灰石、榍石、褐鐵礦、綠簾石等。

正長巖主要分布在礦區(qū)西部斷層附近，位于巖體之西部邊緣，呈條帶狀或巖枝狀產(chǎn)出，與前兩種花崗巖呈躍動式侵入接觸。巖石呈紅色、中粒半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分由斜長石(15% ～20%)、正長石(30% ～35%)、條紋長石(10% ±)、石英(30% ～35%)、黑云母(5%)、白云母(1% ～5%)等組成，副礦物有磷灰石、鋯石、白鈦石等。

4 忠寶巖體的巖石化學(xué)特征

通過對忠寶巖體不同巖石類型分別取巖石樣品，并進(jìn)行 SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、S、CO2、FeO、Fe2O3、燒失量等十四項主量元素進(jìn)行測試分析(分析結(jié)果見表1)，且各樣品分析總量誤差＜1%。

表1 忠寶巖體巖石化學(xué)樣品分析結(jié)果統(tǒng)計表(wt/%)Table 1 Statistics of analysis results of chemical samples of Zhongbao rock

表2 忠寶巖體巖石化學(xué)特征值統(tǒng)計表Table 2 Statistics of chemical eigenvalue of Zhongbao rock

圖3 忠寶巖體主要氧化物含量變化曲線圖(A)和A/NK-A/CNK圖解(B)Fig．3 Content change curve of main oxide of Zhongbao rock and A/NK-A/CNK diagram

據(jù)表1中所列各項參數(shù)進(jìn)行里特曼指數(shù)、改良硅堿指數(shù)KA2、多陽離子參數(shù)R1、多陽離子參數(shù)R2、鋁飽和系數(shù)A/NKC等各項巖石化學(xué)參數(shù)的計算和統(tǒng)計，并將計算結(jié)果分列于表2。

從表1中可以看出忠寶巖體各樣品中SiO2含量在65．22% ～73．95%之間，除 GS—1 號樣品為 65．22% ＜66%顯示為中酸性巖外，其余樣品 SiO2平均含量73．32%，均 ＞70%，CIPW 石英含量除 GS—1 為6．14%外，其余均在30．49% ～35．8%之間，顯示出忠寶巖體為酸性巖，且各樣品中 SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5等氧化物含量變化具有較好的相關(guān)性(圖3-A)，表明所有樣品分別代表的巖體具有同源性［5］。

圖4 忠寶巖體R1-R2巖石分類圖(A)和構(gòu)造圖解(B)Fig．4 Rock classification and structural diagram of R1-R2 Zhongbao rock(分別據(jù) R．A．Batchlor＆ P．Bowden 1985 和 Petcher 1979，Harris 1983)(A)巖石分類名稱:1．堿性輝長巖;2．橄欖輝長巖;3．輝長蘇長巖;4．正長輝長巖;5．二長輝長巖;6．輝長巖;7．石英閃長巖;8．二長巖;9．二長閃長巖;10．閃長巖;11．霞石正長巖;12．正長巖;13．石英正長巖;14．石英二長巖;15．英云閃長巖;16．堿性花崗巖;17．正長花崗巖;18．二長花崗巖;19．花崗閃長巖;20．霞輝二長巖;21．橄欖巖;22．霞霓巖;23．企獵巖;24．霓霞巖;25．厄塞巖;26．霞石正長巖;(B)構(gòu)造環(huán)境名稱:Ⅰ．地幔斜長(拉斑玄武質(zhì))—幔源花崗巖;Ⅱ．板塊碰撞前消減地區(qū)花崗巖;Ⅲ．板塊碰撞后隆起期花崗巖;Ⅳ．晚造山期花崗巖;Ⅴ．造山后A型花崗巖;Ⅵ．同碰撞期地殼熔融花崗巖。

分析數(shù)據(jù)顯示該巖體具有較高的Na、K含量，Na2O+K2O總量在7．98% ～11．2%之間，里特曼指數(shù)σ［ω(Na2O+K2O)2/ω(SiO2)－43］除 GS—1樣品 ＞3．3顯示為堿性巖外，其余均＜3．3，屬于鈣堿性系列。表中各樣品Al2O3在14．30% ～17．51%之間，CIPW剛玉1．71% ～3．12%(不含 GS—1)，平均2．25%(＞1)，鋁飽和系數(shù) A/CNK 在 1．11 ～1．22(＞1．05)，表現(xiàn)為過鋁性質(zhì)(圖 3-B)。在忠寶巖體中 ω(K2O)/ω(Na2O)除 GS—1、GS—5＜1外，其他樣品 ω(K2O)/ω(Na2O)＞1，顯示為 S型花崗巖特征［6］。

根據(jù)多陽離子參數(shù)R1［4Si－11(Na+K)－2(Fe+Ti)］和 R2［6Ca+2Mg+Al］作巖石分類(圖 4-A)和構(gòu)造環(huán)境圖(圖4-B)，忠寶巖體的主要巖性應(yīng)為正長花崗巖和二長花崗巖;在構(gòu)造環(huán)境圖中除GS—1落于Ⅴ區(qū)和Ⅳ區(qū)的交界處外，其余樣品均落在皮切爾(1979)的Ⅵ區(qū)及其邊緣;在SiO2—KA2圖上(圖5-A)，2～6號樣均投影于勒梅特世界平均花崗巖演化線前端上方，超出匯聚造山花崗巖范圍;在Maniar＆Picoli(1989)的判別圖上(圖5-B)，所有樣品均投影于后造山花崗巖區(qū)與造山花崗巖區(qū)交界線的后造山區(qū)一側(cè)，基本為后造山花崗巖類，該花崗巖應(yīng)屬殼源重熔“S”型陸緣弧花崗巖。

圖5 忠寶巖體SiO2—KA2(A)和SiO2-Al2O3構(gòu)造環(huán)境判別圖(B)Fig．5 Discrimination diagram of SiO2-KA2(A)and SiO2-Al2 O3 in tectonic environment of Zhongbao rock

5 結(jié)論

通過對忠寶巖體巖石化學(xué)特征的分析研究:

(1)在酸性程度上該巖體既有中酸性的，也有酸性的，但以酸性巖為主，結(jié)合礦化體的分布范圍不難看出與成礦關(guān)系最為密切的是二長花崗巖;

(2)忠寶巖體為過鋁質(zhì)、堿性系列和鈣堿性系列花崗巖，但以鈣堿性系列為主，與成礦關(guān)系密切的應(yīng)以過鋁質(zhì)、鈣堿性系列花崗巖為主;

(3)忠寶巖體為后造山花崗巖類，具“S”型花崗巖的特征。

［1］ 劉智，涂其軍，魏華．新疆托克遜縣忠寶鎢礦礦床地質(zhì)特征及成因探討［J］．資源環(huán)境與工程，2009，23(6):771 －778．

［2］ 李愛民，嚴(yán)隋強，路楓．新疆托克遜縣忠寶鎢礦地質(zhì)特征［J］.西部探礦工程，2011，23(11):170 －172．

［3］ 董蓮慧，馮京，劉德權(quán)，等.新疆成礦單元劃分方案研究［J］．新疆地質(zhì)，2010，28(1):1 －15．

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［5］ HughR．Rollison.巖石地球化學(xué)［M］．楊學(xué)明，楊曉勇，陳雙喜，譯．合肥:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2000．

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