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    甘肅省肅北縣塔兒溝鎢礦床成礦地質(zhì)特征及找礦方向研究

    2016-10-17 06:24:53趙建倉賈俊偉李謹善鹿國玉
    華北地質(zhì) 2016年3期
    關(guān)鍵詞:成礦

    趙建倉,賈俊偉,李謹善,鹿國玉

    (1.酒泉鋼鐵(集團)有限責任公司地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院,甘肅嘉峪關(guān)735100;2.酒鋼集團礦產(chǎn)資源開發(fā)中心,甘肅嘉峪關(guān)735100)

    甘肅省肅北縣塔兒溝鎢礦床成礦地質(zhì)特征及找礦方向研究

    趙建倉1,賈俊偉1,李謹善1,鹿國玉2

    (1.酒泉鋼鐵(集團)有限責任公司地質(zhì)礦產(chǎn)勘查研究院,甘肅嘉峪關(guān)735100;2.酒鋼集團礦產(chǎn)資源開發(fā)中心,甘肅嘉峪關(guān)735100)

    塔兒溝鎢礦床處于北祁連造山帶西段、野牛灘花崗質(zhì)巖體西南緣外接觸帶。通過對其成礦地質(zhì)特征及找礦方向研究,認為塔兒溝鎢礦床礦體層限明顯,褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造控制礦體數(shù)量、產(chǎn)狀和規(guī)模,野牛灘花崗質(zhì)巖體提供成礦熱源。野馬南山群B組片巖為賦礦唯一層位,北西向斷層是尋找“矽卡巖型白鎢礦體”有利部位,北西西向斷層是尋找“石英脈型黑鎢礦體”有利部位,W5異常區(qū)是尋找白鎢礦床的最佳地段,W3、W2異常區(qū)是尋找白鎢礦床的最佳靶區(qū),花崗質(zhì)巖體外接觸帶是下一步找礦勘查的重點區(qū)域。

    鎢礦床;地質(zhì)特征;找礦方向;北祁連西段;甘肅省

    塔兒溝鎢礦床是祁連造山帶目前發(fā)現(xiàn)的兩個大型鎢礦之一,探明儲量居甘肅省首位。塔兒溝鎢礦床于1965年由甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二區(qū)域地質(zhì)測量隊發(fā)現(xiàn)。該礦床的發(fā)現(xiàn),是在驗證重砂異常時取得重大找礦突破的典范。1966-1972年開展普查工作,1980-1987年開展詳查工作。經(jīng)過甘肅省第四地質(zhì)調(diào)查隊前后兩個階段14年的地質(zhì)勘查工作,完成地質(zhì)報告3份[1-3],完成專題研究報告1份[4],此后地質(zhì)勘查工作停止。進入2000年,研究工作再度深入,并取得了一系列成果[5-17],厘定了野馬南山群成巖年代、野牛灘巖體成巖年代、鎢礦成礦年代,探討了成礦模式,但對礦區(qū)外圍找礦方向研究欠少、欠深。2013年,根據(jù)酒泉鋼鐵集團公司的部署,筆者團隊針對塔兒溝鎢礦未來開發(fā)進行了研究工作。通過野外地質(zhì)調(diào)查、室內(nèi)綜合研究等手段,對塔兒溝鎢礦的成礦地質(zhì)特征進行分析、討論,并從地層巖性、構(gòu)造、侵入巖控制條件三個方面總結(jié)其成礦規(guī)律,進而提出新的找礦方向。

    1 區(qū)域地質(zhì)背景

    塔兒溝鎢礦床區(qū)域大地構(gòu)造位置處于北祁連造山帶西段、野牛灘花崗質(zhì)巖體西南緣外接觸帶,其南側(cè)緊鄰中祁連地塊,構(gòu)造線方向305~320°。區(qū)內(nèi)地層以古元古界野馬南山群和中元古界長城系為主,其次為薊縣系、青白口系、奧陶系、白堊系、古近系、第四系等。野牛灘巖體形似梭狀,長33 km,寬2 km~10 km,面積約280 km2,呈巖基產(chǎn)出,總體走向NW,與區(qū)域構(gòu)造方向一致,巖體南、北兩側(cè)分別侵入野馬南山群及奧陶系陰溝群,東段被石炭系和古近系覆蓋,西段被中生代活動斷層所切。圍繞野牛灘巖體,目前已發(fā)現(xiàn)大型鎢礦1處,大型銀多金屬礦1處,小型鐵礦2處。塔兒溝大型鎢礦床和石硐溝大型鉛鋅銀礦床產(chǎn)于巖體南部,后者由甘肅有色地質(zhì)勘查局106隊于2009年發(fā)現(xiàn)。清河鐵礦、刃崗溝鐵礦產(chǎn)于巖體北部,均為小型鐵礦床,由甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局第二區(qū)域地質(zhì)測量隊于1965年發(fā)現(xiàn)(圖1)。

    2 礦區(qū)地質(zhì)特征

    2.1地層

    塔兒溝鎢礦區(qū)賦礦地層為野馬南山群變質(zhì)巖,變質(zhì)巖系由片巖、板巖和結(jié)晶灰?guī)r組成,走向310°左右,傾向SW,傾角70°~80°。片巖段出露總厚1 164 m~1 467 m。野馬南山群變質(zhì)巖系自下而上劃分為A、B、C、D四個組,塔兒溝鎢礦床就產(chǎn)于野馬南山群B組片巖中。野馬南山群B組片巖段按巖石組合分為六個巖性層。第一層為紅柱石二云石英片巖夾石英巖、斜長角閃巖;第二層為二云石英片巖夾石英巖、斜長角閃巖;第三層為絹云石英片巖夾二云石英片巖;第四層為角閃石英片巖、斜長角閃片巖夾灰?guī)r、大理巖、斜長角閃巖、二云石英片巖、絹云石英片巖、石英巖;第五層為絹云石英片巖夾斜長角閃巖、石英巖;第六層為絹云石英片巖、千枚巖夾灰?guī)r、板巖。

    圖1 塔兒溝鎢礦區(qū)域地質(zhì)略圖(據(jù)王懷諶等,1988,簡化;據(jù)周振環(huán)等,1989,修改)Fig.1 Regional geological sketch map of the Taergou tungsten deposit1.第四系;2.古近系;3.白堊系;4.石炭系;5.奧陶系陰溝群;6.寒武系;7.青白口系;8.薊縣系;9.長城系;10.古元古界野馬南山群;11.花崗閃長巖;12.石英正長巖;13.中祁連北緣深大斷裂;14.塔兒溝大型鎢礦;15.石硐溝大型銀多金屬礦;16.清河+刃崗溝小型鐵礦

    2.2構(gòu)造

    礦區(qū)位于北西向背斜褶皺構(gòu)造的南翼,背斜褶皺軸線方向310~330°,北翼為高山區(qū),海拔4 500 m以上,人跡罕至,屬地質(zhì)工作薄弱區(qū)。塔兒溝鎢礦區(qū)為一向南西陡傾的單斜構(gòu)造,局部存在發(fā)育不完整的層間小褶曲。主要斷層F1從南部縱貫全區(qū),走向310~315°,傾向SW,傾角75°±。F1斷層破碎帶寬16 m,主要為泥質(zhì)及千板巖片狀破碎物。野外觀察F1為成礦前斷層,成礦后仍有活動。已發(fā)現(xiàn)礦體均處于該斷層的北面。區(qū)內(nèi)小斷層發(fā)育,NW向斷層控制矽卡巖型白鎢礦體,NWW向斷層控制石英脈型黑鎢礦礦體。航磁遙感解譯窯洞溝、塔兒溝為較大斷層,性質(zhì)不詳。塔兒溝鎢礦94%的鎢礦體就挾持在這兩條斷層與主要斷層F1之間。

    2.3侵入巖

    塔兒溝鎢礦區(qū)內(nèi)侵入巖主要有花崗閃長巖、花崗偉晶巖、煌斑巖、石英脈、輝長巖等,分布較廣,脈狀、大脈狀產(chǎn)出者居多,自西至東均有出露?;◢忛W長巖主要侵位于第三、第四、第五巖性層中,花崗偉晶巖主要侵位于第二至第五巖性層中。花崗閃長巖、花崗偉晶巖、煌斑巖走向與白鎢礦脈走向一致;礦區(qū)內(nèi)石英脈最發(fā)育,侵位于第三、第四、第五巖性層中。

    2.4礦體特征

    塔兒溝鎢礦含礦帶可分黑鎢礦礦化帶和白鎢礦礦化帶兩種,以黑鎢礦礦化規(guī)模最大。黑鎢礦礦化帶東西長2 900 m,南北寬600 m~800 m。礦體呈“脈群”狀產(chǎn)出,在2 km2范圍內(nèi)共有含礦石英脈434條,其中工業(yè)礦體282條,礦體長100 m~500 m,礦體厚0.1 m~0.3 m,延深200 m~880 m。黑鎢礦石具粒狀結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu),浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造,可分黑鎢礦石和毒砂黑鎢礦石兩種自然類型,主要圍巖為絹云石英片巖,其次為斜長角閃片巖、角閃石英片巖、二長石英巖、花崗閃長巖和花崗偉晶巖,普遍具

    Oy白云母化、電氣石化;白鎢礦礦化帶東西長2 400 m,南北寬160 m~200 m。礦體呈層狀產(chǎn)出,圈定工業(yè)礦體27條,礦體長200 m~800 m,平均厚度3.16 m~10.19 m,延深200 m~680 m。白鎢礦石具粒狀變晶結(jié)構(gòu)、纖維變晶結(jié)構(gòu),浸染狀構(gòu)造、條帶狀構(gòu)造,可分透輝石矽卡巖白鎢礦石和符山石矽卡巖白鎢礦石兩種自然類型,主要圍巖為斜長角閃片巖、角閃石英片巖、大理巖、矽卡巖、花崗閃長巖和花崗偉晶巖,普遍具矽卡巖化、螢石化、碳酸鹽化(表1,圖2)。

    3 成礦規(guī)律

    3.1地層巖性控礦特征

    野馬南山群B組片巖層W含量8.51×10-6~677.53×10-6,是地殼中W平均含量7.6×10-6(據(jù)黎彤等,1990)的0.91倍~89.15倍。在B組片巖六個巖性層中,W含量最高的是第六巖性層,平均為677.53×10-6,其次為第四巖性層,平均為141.24×10-6。石英脈型黑鎢礦產(chǎn)于第三、四、五巖性層,矽卡巖型白鎢礦順層產(chǎn)于第四巖性層斜長角閃片巖中。盡管第六巖性層W含量最高,但僅見含毒砂、黑鎢礦石英脈,目前未發(fā)現(xiàn)黑鎢礦礦體。深部鉆孔在第二巖性層中發(fā)現(xiàn)含鎢石英脈,但不夠邊界品位。光譜分析發(fā)現(xiàn)斜長角閃片巖在礦區(qū)和外圍的W含量分別可達138×10-6和115×10-6。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)白鎢礦化強度與矽卡巖化程度關(guān)系密切,矽卡巖化越強,硫化物越發(fā)育,白鎢礦越富集。硅化、云英巖化越強,黑鎢礦越富集。對于W含量最高之第六巖性層,未發(fā)現(xiàn)工業(yè)礦體,除顯示該層所見酸性巖脈侵入較少外,其原因不明,有待以后工作關(guān)注。B組片巖六個巖性層中唯獨第一巖性層未見礦化。

    3.2構(gòu)造控礦特征

    表1 塔兒溝黑鎢礦礦體產(chǎn)狀、規(guī)模表Tab.1 Occurrence and scale for thetaergou wolframite ore

    圖2 塔兒溝鎢礦礦區(qū)地質(zhì)略圖(據(jù)王懷諶等,1988,簡化)Fig.2 Geological sketch map of the taergou tungsten deposit1.古元古界野馬南山群變質(zhì)巖;2.中新元古代輝長巖;3.加里東中晚期花崗閃長巖;4.花崗偉晶巖;5.煌斑巖;6.斷層;7.航磁遙感解譯斷層;8.石英黑鎢礦體;9.白鎢礦體

    礦區(qū)內(nèi)的褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造均受古河西構(gòu)造體系控制。褶皺構(gòu)造控制區(qū)內(nèi)含W變質(zhì)巖系的展布,塔兒溝鎢礦床產(chǎn)于背斜之南翼,在礦區(qū)表現(xiàn)為一向南西陡傾的單斜構(gòu)造。斷裂構(gòu)造限制礦體數(shù)量、規(guī)模。成礦前的斷層F1在礦區(qū)南部縱貫全區(qū),野外觀察為壓扭性斷層。矽卡巖型白鎢礦體受NW向斷層控制,石英脈型黑鎢礦體受NWW向、NE向斷裂控制,NWW向張扭性裂隙控制著86.5%的石英脈型黑鎢礦體。斷層交匯部位礦體膨大轉(zhuǎn)折,WO3含量高。航磁遙感解譯窯洞溝、塔兒溝為較大斷層,性質(zhì)不明,導礦構(gòu)造的可能性極大。深部施工的鉆探工程發(fā)現(xiàn)含礦構(gòu)造性質(zhì)為張扭性,且礦體無品位變貧、厚度變薄等趨勢?,F(xiàn)有工程對構(gòu)造和礦體控制有限,工程控制白鎢礦體最大延深680 m,控制黑鎢礦體最大延深880 m,深部鎢礦仍有前景。

    3.3侵入巖控礦特征

    塔兒溝鎢礦床距離野牛灘花崗質(zhì)巖體300 m~1 000 m,處于巖體外接觸帶。外接觸帶野外觀察為熱蝕變帶。野牛灘花崗質(zhì)巖體由似斑狀花崗閃長巖-石英二長巖巖基、二長花崗巖巖枝和花崗巖脈、偉晶巖脈等組成。野牛灘巖體中石英脈與礦區(qū)黑鎢礦中石英脈氫同位素非常接近,說明野牛灘巖體同石英脈型黑鎢礦床的關(guān)系密切,推測野牛灘巖體與礦區(qū)出露花崗閃長巖二者為同一巖漿源[10,12]。前者巖基出現(xiàn),后者巖枝出露。李惠萍等[15]利用X光衍射、穩(wěn)定同位素等多種手段研究,認為野牛灘巖體形成溫度不高于600℃,是塔兒溝鎢礦形成的熱引擎和熱動力。白鎢礦體除被含黑鎢礦石英脈穿插外,普遍被花崗閃長巖巖枝穿插。白鎢礦體成礦在前,石英脈型鎢礦體成礦在后,極其分明。

    4 找礦靶區(qū)

    圍繞野牛灘花崗質(zhì)巖體外圍開展水系沉積物測量、巖石和土壤測量,各圈定異常3個,編號分別為AS1-AS3和AR1-AR3。其中AS1、AS2和AR1、AR2以W為主,伴有Ag、As、Cu、Pb、Zn、Mo綜合異常,AS1、AR1與已發(fā)現(xiàn)的塔兒溝鎢礦高度吻合,AS2、AR2與后來發(fā)現(xiàn)的石硐溝大型銀多金屬礦高度吻合,鎢礦和銀礦產(chǎn)于野牛灘花崗質(zhì)巖體外接觸帶古元古界野馬南山群變質(zhì)巖系中;AS3和AR3主要為Fe異常,與已發(fā)現(xiàn)的刃崗溝鐵礦吻合,鐵礦產(chǎn)于野牛灘花崗質(zhì)巖體外接觸帶奧陶系陰溝群巖系中。選定黑鎢礦、白鎢礦、錫石三種礦物,圍繞野牛灘和石油溝腦花崗質(zhì)巖體外圍開展重砂測量工作,按重礦物含量分級表,最終圈定黑鎢礦重砂異常區(qū)1個,編號W4;白鎢礦重砂異常區(qū)4個,編號為W1、W2、W3、W5(表2)。

    W4異常長2.9㎞,寬0.6㎞~0.8㎞,面積2.4㎞2,經(jīng)施工槽探、硐探、鉆探等工程后確認W4異常由塔兒溝鎢礦引起;W1異常長3㎞,寬1㎞,面積3㎞2,南北向,北部地層為奧陶系陰溝群,南部為野牛灘花崗質(zhì)巖體。黑鎢礦和白鎢礦含量不高(30粒以下),推測為塔兒溝鎢礦剝蝕造成大量白鎢礦富集所致;W2異常長5㎞,寬2.4㎞,面積12㎞2,與主構(gòu)造方向一致,北部為野牛灘花崗質(zhì)巖體,南部為野馬南山群B組片巖段之片巖、千枚巖夾灰?guī)r、斜長角閃巖和板巖,其中樣品達Ⅲ級4個,Ⅱ級3個,Ⅰ級4個。異常處于褪色蝕變暈內(nèi),地層中W含量高,且已在斜長角閃巖和板巖中發(fā)現(xiàn)鎢礦化,同時發(fā)現(xiàn)毒砂石英脈,可做尋找變火山-沉積型鎢礦的靶區(qū);W3異常長5.3㎞,最寬2㎞,面積10.6㎞2,處于野牛灘花崗質(zhì)巖體東南緣,異常西部出露地層為石炭系上統(tǒng)太原組砂巖、頁巖和野馬南山群B組片巖段之片巖、千枚巖夾灰?guī)r,東部被古近系、第四系覆蓋。其中樣品達Ⅲ級9個,Ⅱ級1個,Ⅰ級15個。重砂異常高值點較多,梯度變化較大,異常向北未封閉,推測異常源在其北,異常由白鎢礦引起;W5異常處于石油河腦花崗巖體南緣與野馬南山群變質(zhì)巖系接觸帶,石油河腦巖體地質(zhì)特征與野牛溝巖體接近[17],地層為石英片巖夾大理巖和斜長角閃巖,透閃石化、陽起石化和矽卡巖化強烈。W5異常長6㎞,寬5㎞,面積30㎞2,似圓形,近南北向展布,為區(qū)內(nèi)最大的白鎢礦異常。異常內(nèi)白鎢礦含量高,出現(xiàn)次數(shù)多,梯度變化大,其中樣品達Ⅲ級15個,Ⅱ級4個,Ⅰ級9個,最高含量28.73 g/t。異常所處位置和成礦條件較好,在該區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)矽卡巖型白鎢礦床的可能性極大,可做尋找變火山-沉積型鎢礦的最佳地段。可見,W5、W3、W2異常所處部位,地層、構(gòu)造、侵入巖對成礦極其有利,對有利地段進行排序,依此為W5、W3、W2(圖3)。

    表2 重礦物含量分級表Tab.2 Heavy mineral content classification

    5 結(jié)論

    (1)鎢礦成礦受地層、構(gòu)造、花崗質(zhì)巖體嚴格控制。賦礦地層為古元古界野馬南山群B組片巖,W含量高,是主要礦源層;褶皺構(gòu)造、斷裂構(gòu)造控制礦體數(shù)量、產(chǎn)狀、規(guī)模;野牛灘花崗質(zhì)巖體為最終成礦提供熱源。

    (2)野馬南山群B組片巖為找礦唯一層位,古河西系不同序列之斷層是容礦、儲礦的主要場所,NW向斷層是尋找矽卡巖型白鎢礦體有利部位,NWW向張扭性裂隙是尋找石英脈型黑鎢礦體有利部位。鎢礦產(chǎn)于花崗質(zhì)巖體外接觸帶?,F(xiàn)有工程對礦體延深控制有限,深部找礦仍有前景。

    圖3 塔兒溝鎢礦外圍地球化探測量綜合異常略圖Fig.3 Sketch map for geochemical measuring comprehensive anomaly of Taergou ditch outside tungsten deposit1.塔兒溝大型鎢礦;2.石硐溝大型銀多金屬礦;3.清河、刃崗溝小型鐵礦;4.水系沉積物異常區(qū);5.巖石和土壤測量異常區(qū);6.鎢礦重砂異常區(qū);7.找礦靶區(qū)

    (3)W5異常面積30㎞2,異常規(guī)模較大,形態(tài)完整,處于成礦有利地段,是尋找白鎢礦床的最佳地段;W3異常面積10.6㎞2,W2異常面積12㎞2,異常區(qū)內(nèi)白鎢礦含量較高,梯度變化較大,是尋找白鎢礦床的最佳靶區(qū);野牛灘花崗質(zhì)巖體和石油河腦花崗質(zhì)巖體外接觸帶,是下一步找礦勘查的重點區(qū)域。

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    [17]全守村,賈群子,郭周平,等.祁連山與鎢礦化有關(guān)的花崗巖類基本特征[J].礦床地質(zhì),2006,25(z):143-146.

    Abstract:Phapon gold deposit is located in the central of Laungprabang island arc in north of Laos.Ore body occurs in NNW striking faults of thick-huge thick limestone of Carbonic-Lower Permian.It is delineated by 6 ore bodies at present,appears as large pulse.The tectonic intersection parts are in lentoid and cryptomere.The mineral composition is simple,rare metallic minerals,take iron oxide as principal.The gold occurs in calcite and other gangue mineral as intergranular and fractured.On the basis of former investigation,through field geological investigation,I observe and classify on different stages of calcite vein,combine analyze and comparison on mineral microelement,study on the origin of fluid and the activation of metal under shear,investigate on the time and space relationship and ore-controlling mechanism among constructed,fluid and mineralization.The research indicated that Phapon gold metallogenic material is from limestone of Carbonic-Lower Permian,the gold migration is by chloric complex,the mineralization temperature is low,which is epithermal vein-type deposits. Construct power throughout the mineralization process,and play a leading role.Metallogenic evolution is divided into three periods,including seven stages.Four stages of mineralization is progressive deformation under the same dynamic action superimposed mineralization in the same position in the same structural position,and form different carbonation and unique mineralization and alteration mark.With significance indicated on prospecting,it can be the unique mineralization mark of the deposit type and guide for periphery prospecting.

    Key words:Mineralization;metallogenicevolution;Phapon gold deposit;Laos

    Study on geological characteristics and prospecting direction of Taergou Tungsten deposit,in Subei county,Gansu province

    ZHAO Jian-cang1,JIAJun-wei1,LI Jin-shan,LU Guo-yu2
    (1.Institute of Geology and Mineral Resources Exploration,Jiuquan Iiron and Steel(Group)co.,LTD,Jiayuguan Gansu,735100,China;2.Resources Development Center Jisco Group Mineral,Jiayuguan Gansu,735100,Chaina)

    Taergou Tungsten deposit is located in the exocontact zone of southwest edge of Yeniutan granite,the western section of Qilian Mountain.Through the study on the geological characteristics and prospecting direction of the Taergou Tungsten deposit,it is suggested that the quantity,occurrence and scale of the ore body are controlled by fold structure and fault structure,and ore-forming hot source derived from the Yeniutan granites. Group B of Yemananshan Gr.is the only ore bearing horizon.NW fault is favorable place for prospecting of Skarn type scheelite deposit.NWW fault is favorable place for prospecting of quartz vein Tungsten deposit.W5 anomaly area is the best block for prospecting of scheelite deposit.W3 and W2 anomaly area is the best target area for prospecting of scheelite deposit.The exocontact zone of Yeniutan granite and Shiyouhenao granite is the key area of the next step for geological prospecting work.

    tungsten deposit;geological characteristic;prospecting direction;western segment of North Qilian Mountains;Gansu province

    Mineralization and metallogenic evolution of the Phapon gold deposit,Laos

    XUE Lan-hua,SHI Lao-hu
    (Tianjin Huakan Mining Investment,Co,Ltd,Tianjin 300171,China)

    P618.67;P612

    A

    1672-4135(2016)03-0198-06

    2016-05-19

    酒鋼集團科技創(chuàng)新項目“酒鋼所需礦產(chǎn)資源調(diào)查與研究之塔兒溝大型鎢礦開發(fā)研究”

    趙建倉(1966-),男,甘肅省天水人,地質(zhì)高級工程師,主要從事地質(zhì)找礦和礦床成因的研究工作,Email:zhaojiancang@jiugang.com。

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