甘肅岷—禮成礦帶鎢礦地質(zhì)特征及找礦方向

王建中,趙玉梅,錢(qián)壯志,徐 剛

(1. 中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第五支隊(duì),西安 710100; 2. 長(zhǎng)安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安 710054; 3. 新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第七地質(zhì)隊(duì),烏蘇 833000)

甘肅岷—禮成礦帶鎢礦地質(zhì)特征及找礦方向

王建中1,2,趙玉梅3,錢(qián)壯志2,徐 剛2

(1. 中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)黃金第五支隊(duì),西安 710100; 2. 長(zhǎng)安大學(xué)西部礦產(chǎn)資源與
地質(zhì)工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安 710054; 3. 新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第七地質(zhì)隊(duì),烏蘇 833000)

通過(guò)對(duì)岷—禮成礦帶寨上鎢礦床和雪坪溝鎢礦床地質(zhì)特征及其與成礦有關(guān)的巖(脈)體進(jìn)行對(duì)比研究,分析巖(脈)體的成礦專屬性,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景,探討該成礦帶鎢礦床的找礦方向。寨上鎢礦床和雪坪溝鎢礦床分別為破碎蝕變巖型和隱爆角礫巖型鎢礦床,其成礦物質(zhì)來(lái)源于巖漿期后熱液,時(shí)空和成因與同時(shí)代的巖(脈)體密切相關(guān),是晚三疊世(220～210 Ma)巖漿作用及其過(guò)程的產(chǎn)物。“五朵金花”巖體群屬富鎢的“S”型花崗巖類,具有相似的地球化學(xué)特征和同源性,其分布范圍與W、Sn、Mo、Bi、Be組合異常吻合,是岷—禮成礦帶找鎢的首選找礦靶區(qū)。建議圍繞(隱伏)巖(脈)體,重點(diǎn)開(kāi)展常家山、梅川W異常查證,尋找新礦床(體)。

地質(zhì)特征;找礦方向;鎢礦床;岷—禮成礦帶;甘肅

東亞巨大的W-Sn-F-U-Nb-Ta-REE和賤金屬M(fèi)o成礦帶具有巨量的鎢(錫)儲(chǔ)量,大多數(shù)鎢(錫)礦床形成于燕山期(190～150 Ma),時(shí)空、成因與以S型花崗巖為主、兼有A型和I型花崗巖密切相關(guān)[1]。我國(guó)北方新發(fā)現(xiàn)一批鎢成礦區(qū)帶,東秦嶺竹園溝鉬礦床深部發(fā)現(xiàn)鎢礦[2];南方鎢錫成礦區(qū)發(fā)現(xiàn)鎢礦新類型、新礦床[2-3];南嶺成礦帶贛南段發(fā)現(xiàn)八仙腦、牛角窩“破碎帶+石英脈”復(fù)合型鎢、錫礦床,贛北九嶺段發(fā)現(xiàn)大湖塘和朱溪鎢、銅礦床[3-4];在皖浙贛相鄰區(qū)發(fā)現(xiàn)了西鎢口、東源和大金山鎢礦床[4-5]。

甘肅西秦嶺是我國(guó)重要的金屬成礦區(qū)帶,構(gòu)造、巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。金、鎢、汞、銻、鉛、鋅、鉬礦廣泛分布,主要有阿姨山鎢銅礦床、寨上鎢金多金屬礦床,雪坪溝鎢礦床[6-13],雪花山和扎格那礦點(diǎn),礦床多圍繞“五朵金花”巖體群分布(圖1),與花崗質(zhì)巖(脈)體具有密切的時(shí)空、成因聯(lián)系[9-12]。前人對(duì)西秦嶺鎢礦床對(duì)比研究相對(duì)薄弱,制約了該區(qū)鎢礦床的評(píng)價(jià)和勘探。為此,本文對(duì)岷—禮成礦帶鎢礦床進(jìn)行對(duì)比研究,總結(jié)控礦因素,分析成礦潛力,提出找礦方向,為該地區(qū)鎢礦勘探和找礦提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

圖1 甘肅岷—禮地區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖(據(jù)文獻(xiàn)[13-14]修編)Fig. 1 Geological sketch map of the Min-Li area in Gansu Province

西秦嶺為商丹和勉略兩縫合帶之間及其西延部分,位于武都—天水NNE向基底斷裂以西。該區(qū)自太古宙以來(lái)經(jīng)歷了多種構(gòu)造體制轉(zhuǎn)化,發(fā)生多期構(gòu)造巖漿—熱事件和大規(guī)模成礦作用,成礦條件優(yōu)越,找礦潛力巨大。岷—禮成礦帶東起甘肅禮縣,西至岷縣,南接禮縣—高橋斷裂,北鄰祁連褶皺系;其中岷縣上洮鄉(xiāng)—禮縣是重要的鎢、金成礦集中區(qū),具有良好的成礦地質(zhì)條件。該區(qū)出露地層主要為中泥盆世李壩群,是由深水濁流沉積而成的一套以細(xì)碎屑巖為主的類復(fù)理石建造,主要巖性為變質(zhì)石英砂巖、薄層板巖及斑點(diǎn)斑巖。巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,具有多旋回、多期次特征,其中印支期和燕山期中酸性侵入巖最為發(fā)育,中川、柏家莊、閭井、教場(chǎng)壩、碌礎(chǔ)壩“五朵金花”最顯著[12](圖1),煌斑巖、閃長(zhǎng)玢巖脈也十分發(fā)育。該區(qū)構(gòu)造由褶皺與斷裂組成,高橋—禮縣大斷裂橫貫全區(qū),是主要導(dǎo)礦斷裂。平行排列的次級(jí)斷裂為主要賦礦斷裂,已知鎢礦空間分布與斷裂關(guān)系十分密切[6-13]。

西秦嶺水系沉積物W、Sn、Mo、Bi、Be元素的變異系數(shù)折線在不同侵入巖中變化趨勢(shì)基本一致,并以晚三疊世花崗巖最高為特征,對(duì)其成礦最為有利[15]。在各類中酸性巖(脈)體發(fā)育地段均出現(xiàn)W、Sn、Mo、Bi、Be組合異常,并與區(qū)內(nèi)中酸性侵入巖的分布具有吻合性好、濃集程度高、濃集中心明顯、濃度梯度高、異常分布受控于巖體與斷裂的特征[15]。岷—禮地區(qū)“五朵金花”巖體群、武山縣溫泉巖體一帶組合異常尤為突出,且異常與雪花山、雪坪溝鎢礦、溫泉鉬礦較吻合(圖2)。因子分析結(jié)果表明,F5為Pb、Ag、W、Au、As等元素組合,F5得分異常主要在巖體的內(nèi)外接觸帶上(圖1),鎢礦與巖漿巖關(guān)系密切[13]。

圖2 西秦嶺鎢錫鉬鉍鈹?shù)厍蚧瘜W(xué)綜合異常圖[15]Fig. 2 Integrated geochemical map showing the W, Sn, Mo, Bi and B anomalies in the Western Qinling areaⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ 分別為一類靶區(qū)、二類靶區(qū)、三類靶區(qū)、四類靶區(qū)

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 寨上白鎢礦床

寨上鎢、金多金屬礦床位于西秦嶺岷—禮成礦帶西部,東鄰著名的“五朵金花”巖體群(圖1)。該礦床賦存于中泥盆統(tǒng)e組(南礦帶)、下二疊統(tǒng)b組(北礦帶)濁積巖建造中,巖性為石英砂巖、粉砂巖、板巖和灰?guī)r(圖3)。鎢、金礦體明顯受NWW—NW向斷裂控制，已發(fā)現(xiàn)的鎢、金礦體均賦存于構(gòu)造破碎帶內(nèi)。礦區(qū)斷裂十分發(fā)育,根據(jù)斷裂的控制因素和產(chǎn)出特征不同,進(jìn)一步劃分為區(qū)域性斷裂(F1、F8、F9、F10)、主干斷裂(F0、F3、F5、F11、F12、FZ)和容礦斷裂。斷裂總體展布方向?yàn)镹WW、NW向,與區(qū)域構(gòu)造及背斜走向一致(圖3),傾向NNE—NE,傾角為40°～90°。斷裂一般沿不同巖性界面發(fā)育,往往是巖性組/段之間的分界線,呈負(fù)地形,斷層泉、構(gòu)造角礫巖、斷層泥發(fā)育[13]。

圖3 寨上礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖[7]Fig. 3 Geological sketch map of the Zhaishang mining area

鎢礦體呈多個(gè)平行礦體組成的礦脈群,主要為北礦帶的19、21號(hào)礦脈以及9、20、22號(hào)礦脈，其次為南礦帶的31、41號(hào)礦脈[7]。鎢礦體與金礦體在空間上既有重合(但鎢礦體或鎢礦化厚度明顯小于金礦體或金礦化),又有分離,多數(shù)鎢礦體位于巖脈上盤(pán)(圖4)。鎢礦體與金礦體均順層充填于構(gòu)造破碎帶,嚴(yán)格受NWW向破碎帶控制,其中鎢礦體呈透鏡狀或似板狀,產(chǎn)狀相對(duì)穩(wěn)定[7]。圍巖為碳質(zhì)板巖和灰?guī)r,主要蝕變?yōu)辄S鐵礦、硅化等。鎢礦石礦物以白鎢礦為主,黑鎢礦極少;白鎢礦多呈黃褐色、灰白色,紫外線下顯示淺藍(lán)色熒光效應(yīng),呈脈狀、細(xì)脈狀分布在石英細(xì)脈或團(tuán)塊中;顯微鏡下多呈他形粒狀、自形四方雙錐狀(切面形態(tài)為菱形),個(gè)別顆粒呈港灣狀[6-8]和環(huán)帶結(jié)構(gòu)[8-9]。共生礦物有石英、方解石和少量黃鐵礦、輝銻礦、重晶石、鐵白云石等,熱液充填和交代特征顯著[6]。礦石結(jié)構(gòu)主要有半自形粒狀、自形晶結(jié)構(gòu)、不等粒結(jié)構(gòu)等,塊狀和細(xì)脈狀構(gòu)造等[7]。

圖4 寨上礦區(qū)16線勘探線剖面圖Fig. 4 Cross section of exploration line 16 in the Zhaishang deposit district

流體包裹體多呈不規(guī)則狀產(chǎn)在石英、方解石和白鎢礦中。白鎢礦流體包裹體中氣相和液相共存,氣相和液相成分為H2O;均一溫度為252℃～132℃,平均溫度202℃;鹽度(ωNaCl%)為3.55%～11.22%,平均鹽度為7.84%[8];成礦環(huán)境偏堿性,沒(méi)有明顯的沸騰和系統(tǒng)的降溫過(guò)程[9]。初步研究認(rèn)為鎢礦為破碎蝕變巖型礦床,鎢來(lái)源于巖漿熱液,形成于中溫、弱堿性、氧化條件[9],其成礦年齡為222 Ma,與同時(shí)代(221 Ma)的閃長(zhǎng)玢巖脈活動(dòng)[13]具有同時(shí)性。閃長(zhǎng)玢巖脈相對(duì)富集SiO2、K2O和虧損Na2O;樣品A/CNK比值為1.03,屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖類范疇;富集Cs、Rb等大離子親石元素、相對(duì)虧損Th、U、Pb等高場(chǎng)強(qiáng)元素;具有弱的Eu虧損,具有重熔型花崗巖的特征。其中,分異程度稍高(Rb/Sr≈0.14)、氧化性中等(Fe2O3/FeO≈0.49)的花崗質(zhì)侵入體與鎢礦床關(guān)系密切,有利于鎢礦化,可能為鎢的礦化提供了物質(zhì)來(lái)源和成礦流體[9]。

2.2 雪坪溝白鎢礦床

雪坪溝鎢礦床位于甘肅禮縣上坪鄉(xiāng)碌礎(chǔ)壩巖體北西側(cè)外接觸帶,距碌礎(chǔ)壩巖體2 km,北距柏家莊巖體約5 km,礦區(qū)無(wú)巖體出露(圖1)。發(fā)現(xiàn)多處鎢礦(化)露頭,礦(化)體長(zhǎng)>1 000 m,寬>100 m,局部地段可達(dá)200 m,WO3品位0.1%～0.4%,最高達(dá)2.56%。該礦床賦存于石炭紀(jì)東扎口組第一巖性段淺變質(zhì)角礫巖帶中,礦體主要為角礫巖型脈狀礦體,嚴(yán)格受NE向斷裂控制。角礫巖帶呈NE向展布,受NE向斷裂控制,長(zhǎng)>1 000 m,寬>200 m,角礫成分以灰?guī)r為主,次為砂巖、砂板巖,少量的云英巖脈;角礫多呈不規(guī)則棱角狀,分布無(wú)規(guī)律,大小不均勻。含礦巖性為硅化角礫巖、大理巖等,膠結(jié)物以鈣質(zhì)、泥質(zhì)和云英巖為主。礦體產(chǎn)于中細(xì)粒黑云二長(zhǎng)花崗巖體附近圍巖的斷裂破碎帶中,局部受成礦后構(gòu)造破壞。鎢礦化呈星點(diǎn)狀、團(tuán)塊狀發(fā)育于角礫巖、裂隙和石英脈中,云英巖以膠結(jié)物的形式膠結(jié)角礫巖，還以脈狀、網(wǎng)脈狀的形式充填于角礫巖的裂隙中。圍巖蝕變主要為云英巖化、硅化和碳酸鹽化,礦化與云英巖化、硅化關(guān)系密切,同礦化發(fā)育的脈狀石英或云英巖均呈角礫存在于NE向斷裂帶中[10-11]。圍巖中云英巖化主要沿裂隙發(fā)育,白鎢礦化都發(fā)育在云英巖中或其附近,云英巖化發(fā)育的地方鎢礦化較好。

該礦床流體包裹體均一溫度為200℃～359℃,鹽度(ωNaCl%)為0%～14%,具有中高溫、中低鹽度的特點(diǎn)[11]。與鎢礦有關(guān)的碌礎(chǔ)壩巖體總體上為S型花崗巖,屬于鈣堿性花崗巖類;δEu均<1,屬輕稀土富集型,由上地殼不同程度的部分熔融形成;W含量為9.8×10-6,高于維氏值(1.5×10-6)約5倍,具鎢異常,對(duì)鎢的富集具有重要作用[11,16]。碌礎(chǔ)壩巖體鋯石U-Pb年齡為215.2±2.9 Ma,云母40Ar/39Ar年齡指示礦化發(fā)生于208.4±2.0 Ma,兩者年齡相近,在誤差范圍內(nèi)一致,說(shuō)明礦化與巖體冷凝結(jié)晶之后的熱液有關(guān)。雪坪溝鎢礦床可能為隱爆角礫巖型礦床,成礦與巖漿熱液作用有關(guān)[10-11]。

2.3 對(duì)比研究

對(duì)比寨上和雪坪溝鎢礦床,發(fā)現(xiàn)二者的礦物組合、成巖成礦時(shí)代、成礦母巖等十分相似,成礦流體均來(lái)源于巖漿期后熱液,礦床成因存在一定的聯(lián)系。寨上鎢礦和江西八仙垴、牛角窩鎢礦具有一定的可比性[2],為破碎蝕變巖型鎢礦床,雪坪溝鎢礦可能為隱爆角礫巖型礦床[11],分別對(duì)應(yīng)于鎢礦成礦結(jié)構(gòu)體系的“群樓”和“地基”部分[17],二者都為巖漿熱液礦床,是晚三疊世(220～210 Ma)巖漿作用的產(chǎn)物。

表1 寨上礦區(qū)及鄰區(qū)巖石微量元素平均含量表

Table 1 Trace element contents of rocks in the Zhaishang area and its neighboring areas

名稱HgAsSbCuPbZnWSnMoBiBeNbTaAu資料來(lái)源區(qū)域巖石5010234399323759271060804144圍巖水系沉積物985160410271326102023320040723文獻(xiàn)[13]寨上閃長(zhǎng)玢巖脈174215717654234321124461586048303272413905722010660864233五朵金花巖體中川巖體670588558634971819157柏家莊巖體1750293891133661258200碌礎(chǔ)壩巖體123336675276982991360150較場(chǎng)壩巖體820288558554602006193閭井巖體1446321176234201360149文獻(xiàn)[15，16]地殼08922066312941117130004131916文獻(xiàn)[20]

注：Au的單位為10-9，其余元素的單位為10-6。

碌礎(chǔ)壩巖體和寨上閃長(zhǎng)玢巖脈均為高鉀鈣堿性系列—鈣堿性系列,屬于準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖類范疇,來(lái)自成熟中上地殼砂巖/變砂巖的部分熔融,同屬后碰撞擠壓向伸展轉(zhuǎn)換構(gòu)造環(huán)境下巖漿活動(dòng)的產(chǎn)物[9,11,16]。兩者整體上以S型花崗巖類為主,兼有少量I型花崗巖類。它們的鎢含量分別為(8.15～11.25)×10-6(平均含量為9.8×10-6)和(16.25～390)×10-6(平均含量為83.03×10-6)(表1),與北秦嶺上地殼的鎢含量(88.02×10-6)[18]相當(dāng),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于區(qū)域和礦區(qū)圍巖的鎢含量(2.7×10-6和2.3×10-6)[13],為地殼(1.1×10-6)鎢含量[20]的2倍,也高于世界花崗巖的鎢含量(2×10-6)(表1),同時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于廣西含鎢巖體鎢含量(5×10-6)的判別標(biāo)準(zhǔn)[19],屬于較富鎢的巖(脈)體。

3 控礦因素

3.1 巖漿巖控礦

秦嶺造山帶中—晚三疊世(235～200 Ma)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,受構(gòu)造控制[14]。沿西秦嶺走向斷續(xù)分布有糜署嶺、黨川、溫泉、“五朵金花”、達(dá)爾藏等中酸性巖(脈)體,這些巖(脈)體時(shí)代以晚三疊世(220～210 Ma)為主。其中,“五朵金花”屬二長(zhǎng)花崗巖體群,早期為閃長(zhǎng)質(zhì)巖漿侵入,中期和晚期為二長(zhǎng)花崗質(zhì)巖漿侵入,它們具相似的巖石地球化學(xué)特征[15],顯示從早至晚、從偏基性-偏酸性正向演化和同源巖漿特征[21]。

研究表明,與鎢礦床形成有關(guān)的成礦流體主要來(lái)自附近的高鉀鈣堿性至弱堿性花崗巖體[22-23],花崗巖具有成礦專屬性(表2)。徐克勤曾將我國(guó)東南部花崗巖分成2個(gè)系列,即改造型花崗巖和同熔型花崗巖,前者常與W、Sn、Be、Nb、Ta等金屬礦床有成因聯(lián)系;后者對(duì)斑巖型Cu、Mo和其它類型(Fe、Pb、Zn及Ag、Au)礦床有利[26]。從巖漿成因及成礦專屬性分析,該區(qū)富含成礦流體的改造型花崗巖對(duì)鎢(不相容元素)富集比較有利?！拔宥浣鸹ā睅r體群和寨上閃長(zhǎng)玢巖脈同為改造型花崗巖類,屬于鈣堿性系列巖石。它們分異程度稍高、氧化性中等,特別是碌礎(chǔ)壩巖體和柏家莊巖體分異程度達(dá)稍高—高,氧化性中等(表3),更加有利于鎢的富集礦化,與已知寨上、雪坪溝鎢礦床等空間分布十分吻合。在圖5中,寨上閃長(zhǎng)玢巖脈部分樣品落在富鎢花崗巖區(qū)域,“五朵金花”巖體群樣品全部落在富鎢花崗巖區(qū)域。所以,寨上閃長(zhǎng)玢巖脈和“五朵金花”巖體都是與鎢礦床關(guān)系密切的花崗巖類,成礦條件優(yōu)越,有利于形成鎢礦床。

表2 研究區(qū)花崗巖成礦專屬性列表

Table 2 Metallogenic features of the granitoids in the study area

礦種分異程度氧化還原條件巖石類型備注Rb/Sr比值分異程度Fe2O3/FeO比值氧化還原性質(zhì)數(shù)據(jù)來(lái)源銅001～01較低05～5較氧化性I型為主鎢01～10稍高01～20氧化性中等S型為主，次為I型、A型文獻(xiàn)[24，25]錫1～100高001～05相對(duì)還原性A型為主，次為S型、I型

表3 岷—禮成礦帶主要巖(脈)體特征表

圖5 岷—禮地區(qū)巖(脈)體Rb-Ba相關(guān)圖解Fig. 5 Ba vs. Rb diagram of the rock bodies (dyke) in the Min-Li area

3.2 地層巖性控礦

區(qū)域出露的地層主要為泥盆系—二疊系,其成礦元素豐度較高,平均鎢含量為2.7×10-6,錫含量為10.6×10-6,鉛含量為32.3×10-6(表1),可能為成礦提供部分金屬物質(zhì)。

當(dāng)圍巖為(含)化學(xué)性質(zhì)活潑的巖石時(shí),巖漿析出的含礦熱液將與圍巖發(fā)生交代作用,在接觸帶形成矽卡巖型礦體。其中,碳酸鹽類巖石是形成矽卡巖型白鎢礦床的必要條件,其產(chǎn)狀及與侵入體接觸面的關(guān)系決定矽卡巖型白鎢礦床礦體產(chǎn)狀及礦化部位;碎屑巖或泥硅質(zhì)巖類是硅質(zhì)巖型黑鎢礦床形成的有利賦礦圍巖。碌礎(chǔ)壩礦區(qū),鎢礦化充填在角礫巖中,盡管角礫成分以化學(xué)性質(zhì)較活潑的灰?guī)r為主,但由于礦化帶距離巖體較遠(yuǎn),所以在遠(yuǎn)離巖體的構(gòu)造破碎帶中鎢礦化表現(xiàn)為在角礫和裂隙中成礦的特點(diǎn)。根據(jù)該類礦床的成礦特點(diǎn),礦體產(chǎn)于巖體頂部或附近,可以推斷深部存在巖體[11]。寨上礦區(qū)地層為石英砂巖、粉砂巖、板巖和灰?guī)r構(gòu)成的濁積巖建造,有利于破碎蝕變巖型鎢礦床的形成;賦礦巖石均富含鈣質(zhì)、鐵質(zhì)[27],而存在含鈣質(zhì)巖石是白鎢礦成礦的重要條件之一[28]。

3.3 斷裂破碎帶控礦

構(gòu)造在礦床的形成、演化、破壞或保存過(guò)程中具有重要的作用,不僅是礦液運(yùn)移的主導(dǎo)控制因素,也是礦液運(yùn)移的通道和礦質(zhì)沉淀的有利場(chǎng)所。

岷—禮地區(qū)中生代發(fā)生強(qiáng)烈的構(gòu)造—巖漿作用,構(gòu)造活動(dòng)頻繁,斷裂極為發(fā)育,其中NW和NE向斷裂復(fù)合部位控制巖漿巖的侵入,尤其N(xiāo)W向斷裂切割深度較大,為巖漿巖的侵入提供良好通道。巖漿侵入后,多次構(gòu)造巖漿活動(dòng)使該區(qū)NW向和NE向斷裂再次活動(dòng),為成礦熱液提供有利的通道和容礦空間,寨上和雪坪溝礦床分別賦存在NW向和NE向斷裂帶中。

富鎢地殼重熔形成的中酸性巖漿沿區(qū)域性NW向斷裂上侵,造成“五朵金花”等中酸性侵入巖沿區(qū)域構(gòu)造線分布。隨著巖漿的演化,成礦巖漿及其氣熱液沿有利構(gòu)造運(yùn)移進(jìn)入NW向和NE向破碎帶,雜多酸絡(luò)合物作為W元素的載體進(jìn)入熱液體系遷移[6,29],在巖漿巖、斷裂、有利地層的共同作用下,通過(guò)充填和交代作用,含礦熱液在容礦空間沉淀、富集,形成寨上和雪坪溝鎢礦床。

4 找礦方向

4.1 成礦結(jié)構(gòu)體系

成礦結(jié)構(gòu)體系指在一定大地構(gòu)造環(huán)境中形成的、成礦物質(zhì)來(lái)源相似、成礦時(shí)間相近、成礦環(huán)境條件相同或相異、成礦空間相連、呈一定空間結(jié)構(gòu)形式和具體分布規(guī)律的、具有成因聯(lián)系的不同類型礦床(點(diǎn)、體,種)的總體,不僅具有整體性、級(jí)次性、演化性和物質(zhì)、能量與信息交換性,且具有結(jié)構(gòu)性等特點(diǎn)。成礦結(jié)構(gòu)體系與礦床成因類型有關(guān),不同成礦結(jié)構(gòu)體系類型由不同成礦機(jī)制形成。鎢礦成礦結(jié)構(gòu)體系有巖漿巖型、沉積巖型、變質(zhì)巖型和復(fù)合型四種類型[17]。我國(guó)南嶺地區(qū)鎢礦的成因類型有石英脈型、花崗巖型、斑巖型、云英巖型、矽卡巖型、破碎帶型、碎屑巖型、碳酸鹽巖型。這些礦床類型既可獨(dú)立產(chǎn)出,又可共存一體、相伴而生,成為“多位一體”復(fù)合礦床的花崗巖和花崗閃長(zhǎng)斑巖成礦序列。在一個(gè)礦田(床)范圍內(nèi),礦床類型的空間分布也具有一定的規(guī)律性,總體上為從巖體中心向外,由高溫成礦元素組合向低溫成礦元素組合演化。成礦巖漿及其氣熱液運(yùn)移過(guò)程中,伴隨成礦條件的變化,以巖漿巖體為中心,依次形成巖體型(含斑巖型、隱爆角礫巖型)、接觸帶型(內(nèi)帶為巖體蝕變型—云英巖型、偉晶巖型;外帶為灰?guī)r/矽卡巖型、砂板巖/硅質(zhì)巖型)、石英脈(裂隙,五層樓,巖體內(nèi)外均可有)型和破碎蝕變巖型(巖體內(nèi)、外均可有)等礦床(點(diǎn)、體,種),這些在空間呈一定結(jié)構(gòu)形式和分布規(guī)律的礦床組成鎢礦巖漿巖型成礦結(jié)構(gòu)體系[17]。其中,群樓包括碳酸鹽巖/矽卡巖型、砂頁(yè)巖/砂板巖/硅質(zhì)巖型、破碎蝕變巖型;地下室/地基包含偉晶巖型、巖體蝕變型(云英巖型—蝕變花崗巖型)、巖體型(斑巖型、隱爆角礫巖型)等。巖漿型鎢礦成礦結(jié)構(gòu)體系在已知礦區(qū)探邊摸底中具有最具體、最直接的找礦意義[17]。綜上可知,寨上和雪坪溝鎢礦均為巖漿期后熱液礦床,與同時(shí)代的花崗巖類關(guān)系密切,前者為破碎蝕變巖型鎢礦床,后者可能為隱爆角礫巖型礦床[11],分別對(duì)應(yīng)于巖漿型鎢礦成礦結(jié)構(gòu)體系的“群樓”和“地基”部分[17],暗示深部可能存在隱伏巖體,具有尋找其它成因類型鎢礦的潛力。

4.2 靶區(qū)優(yōu)選

西秦嶺成礦帶構(gòu)造、巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,大量中酸性巖體沿NW向區(qū)域性斷裂分布,由西至東分布有阿姨山、寨上、雪坪溝鎢礦和溫泉鉬礦(圖2)。這些巖漿熱液礦床屬于銅、鎢、鉬成礦系列[11],與晚三疊世中酸性巖(脈)體具有密切的時(shí)空、成因聯(lián)系,已有的礦床/點(diǎn)是尋找類似礦床的直接標(biāo)志。這些巖(脈)體多為改造型花崗巖類,鎢含量較高,有利于鎢等金屬元素成礦,其發(fā)育地段均出現(xiàn)組合異常或單鎢元素異常,地球化學(xué)異常是尋找鎢、鉬礦床的間接標(biāo)志。碌礎(chǔ)壩地區(qū)W4號(hào)單元素異常,面積大,強(qiáng)度高,分帶性明顯,與Sn、Ag、Zn、As元素異常套合較好[16];R型因子分析結(jié)果表明,雪坪溝鎢礦與碌礎(chǔ)壩巖體期后熱液有關(guān)[11,16]。寨上地區(qū)1∶5萬(wàn)水系沉積物中W單元素異常極明顯,在梅川、理川、溝麻背、蒲麻、旗桿溝和常家山等地段具有較好的W異常分布,是有利的找礦標(biāo)志[7]。該地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,斷裂十分發(fā)育,為成礦提供賦存空間,是有利的找礦部位。

對(duì)花崗巖類含礦性進(jìn)行評(píng)價(jià)是尋找鎢礦的首要工作,花崗巖成礦取決于圍巖、構(gòu)造及成礦物質(zhì)條件等多方面成礦要素。鎢礦成礦構(gòu)造背景以造山運(yùn)動(dòng)后的陸內(nèi)環(huán)境為主,深大斷裂縱橫交錯(cuò),巖漿活動(dòng)頻繁,特別是中生代花崗巖類發(fā)育,為超大型鎢礦的形成創(chuàng)造了有利條件[30]。西秦嶺地區(qū)具備以上的構(gòu)造、巖漿巖、地層等有利條件,同時(shí)發(fā)育中小型鎢礦床和鎢錫鉍鈹?shù)厍蚧瘜W(xué)異常等,形成鎢礦的地質(zhì)條件優(yōu)越。合作—禮縣地區(qū)為C類成鎢帶,已發(fā)現(xiàn)的資源儲(chǔ)量一般(以小型礦床為主),主要礦產(chǎn)預(yù)測(cè)類型也相對(duì)單一,但找礦線索較多,深部具有找礦潛力,值得開(kāi)展進(jìn)一步工作[30]。根據(jù)靶區(qū)劃分原則[31]及其找礦前景差異,“五朵金花”巖體群一帶和達(dá)爾藏、美武地區(qū)(Ⅰ);其次為黨川—溫泉巖體一帶(Ⅱ),借鑒竹園溝鎢、鉬礦“上鉬下鎢”的勘探經(jīng)驗(yàn),溫泉鉬礦的深部可能具有找鎢的潛力;再其次是桑壩一帶(Ⅲ);最后是碧口一帶(Ⅳ)(圖2)。

4.3 礦區(qū)找礦方向

寨上鎢礦體賦存于構(gòu)造破碎帶中,受巖(脈)體、地層和破碎帶控制。成礦物質(zhì)可能來(lái)源于巖漿期后熱液,與閃長(zhǎng)玢巖脈具有緊密的時(shí)空、成因聯(lián)系。航磁資料顯示,在卓洛—國(guó)營(yíng)牛場(chǎng)—申都牧場(chǎng)—申都北—邊布山—閭井北存在1條負(fù)異常帶,該負(fù)異常由隱伏巖體引起,卓洛—國(guó)營(yíng)牛場(chǎng)—申都牧場(chǎng)背斜在垂向一階導(dǎo)數(shù)和垂向二階導(dǎo)數(shù)為NW向呈串珠狀的航磁負(fù)異常區(qū),一個(gè)負(fù)磁異常位于寨上礦區(qū),另一個(gè)負(fù)磁異常位于申都礦區(qū)。一階導(dǎo)數(shù)負(fù)異常區(qū)在二階導(dǎo)數(shù)圖上分解為兩個(gè)小的航磁負(fù)異常區(qū),反映隱伏巖漿巖帶深部沿背斜軸線方向存在起伏[13]。遙感資料進(jìn)一步顯示礦區(qū)可能存在隱伏巖體(圖6),隱伏巖體的分布范圍內(nèi)存在鎢單元素異常,且異常與已知礦體十分吻合。

圖6 岷—禮地區(qū)遙感影像解譯圖[13]Fig. 6 The interpretation map of the remote sensing image in the Min-Li area

根據(jù)鎢礦巖漿巖型成礦結(jié)構(gòu)體系,寨上鎢礦為破碎蝕變巖型,屬于鎢礦巖漿巖型成礦結(jié)構(gòu)體系的“群樓”部分;閃長(zhǎng)玢巖脈為富鎢花崗巖,礦區(qū)可能存在隱伏巖體(環(huán)形構(gòu)造),所以,“群樓”附近可能存在石英脈型礦體,在其地下室甚至地基可能存在細(xì)脈浸染或巖體型新礦體(床),甚至還有其他類型鎢礦床(體)。建議以(隱伏)巖體/脈為中心,破碎帶為重點(diǎn),物探、化探異常為標(biāo)志,新類型/新礦體為目標(biāo),開(kāi)展新一輪鎢礦找礦工作。在巖體內(nèi)部可以尋找斑巖型、隱爆角礫巖型礦床,在接觸帶尋找矽卡巖型礦床、破碎蝕變巖型等礦床。首先,從已知礦體入手,“就礦找礦”擴(kuò)大遠(yuǎn)景,加強(qiáng)對(duì)已知礦體(溝麻背后一帶19號(hào)和21號(hào)礦體)兩側(cè)的勘查追索,在破碎帶中尋找破碎蝕變巖型礦體,擴(kuò)大礦床規(guī)模。其次,由于目前已控制的礦體在深部、邊部尚有部分未封閉,應(yīng)對(duì)礦體深部進(jìn)行探索,“探邊摸底”;同時(shí)注重對(duì)石英脈型、接觸帶型等鎢礦的尋找[32]。最后,充分利用區(qū)域地球化學(xué)資料,例如常家山W異常位于教場(chǎng)壩巖體西南側(cè)的外接觸帶上,下一步工作應(yīng)重視對(duì)這些異常的查證。

5 結(jié) 論

寨上鎢礦和雪坪溝鎢礦分別為破碎蝕變巖型和隱爆角礫巖型鎢礦,礦質(zhì)來(lái)源于巖漿期后熱液,在時(shí)空和成因上與同時(shí)代(220～210 Ma)的巖(脈)體關(guān)系密切。這些巖(脈)體同屬富鎢的改造型花崗巖類,其分布范圍與W、Sn、Mo、Bi、Be組合異常吻合,有利于鎢的富集礦化。區(qū)域上具有一定的鎢礦找礦潛力,根據(jù)巖漿巖型鎢礦結(jié)構(gòu)體系,建議圍繞(隱伏)巖(脈)體進(jìn)行鎢異常查證,尋找新礦體和新類型鎢礦床。

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GeologicalfeaturesandprospectingdirectionofTungstendepositsintheMin-Limetallogenicbelt,GansuProvince

WANG Jian-zhong1,2, ZHAO Yu-mei3, QIAN Zhuang-zhi2, XU Gang2

(1.No. 5GoldGeologicalPartyofChinesePeople’sArmedPoliceForce,Xi’an710100,China;2.KeyLaboratoryofWesternChina’sMineralResourcesandGeologicalEngineering,MinistryofEducation;Chang’anUniversity,Xi’an710054,China;3.No.7GeologicalPartyoftheXinjiangBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment,Wusu833000,China)

This study carried out a detailed comparative analysis of geological features and mineralization-related intrusion or dykes in the Zhaishang tungsten deposit and the Xuepinggou tungsten deposit, both of which are distributed along the Min-Li metallogenic belt in West Qinling. In conjunction with the regional geological features, metallogenic characteristics of rocks and related dykes were discussed to better understand the prospecting direction of tungsten mineralization in this area. The results show that the two deposits belong to the broken alteration rock type and cryptoexplosive breccia type tungsten deposits respectively, with ore-forming material derived from post-magma hydrothermal fluids. Their genesis was closely related to contemporaneous rocks or dykes in terms of time and space. The two deposits should be the products of magmatic activities during the Late Triassic (220～210 Ma). “Five Golden Flowers” intrusion group belongs to W-rich S-type granite, with similar geochemical characteristics and homology. In addition, its distribution is in agreement with anomalous areas of W, Sn, Mo, Bi and Be element combination, indicating that the intrusion group should be the preferential target for prospecting tungsten deposits in the Min-Li metallogenic belt. Therefore, this study suggests that prospecting should be concentrated on tungsten anomalous fields in the Changjiashan and Meichuan areas containing intrusions (dykes) so as to search new orebodies or deposits.

geological feature;prospecting direction;tungsten deposit;Min-Li metallogenic belt; Gansu Province

10.16788/j.hddz.32-1865/P.2017.04.008

2016-12-04

2017-04-25責(zé)任編輯譚桂麗

國(guó)家自然科學(xué)基金“新疆喀拉通克銅鎳硫化物礦床成礦作用與深部地質(zhì)過(guò)程(編號(hào): 41372101)”資助。

王建中，1978年生，男，博士，主要從事礦產(chǎn)勘查及礦床學(xué)研究工作。

P618.67

A

2096-1871(2017)04-296-10