甘肅省肅北縣躍進(jìn)山南銅鎢多金屬礦地質(zhì)特征分析

張躍珂，陶迎冬

(甘肅省有色地質(zhì)調(diào)查院，蘭州730000)

研究區(qū)位于甘肅省馬鬃山鎮(zhèn)北，直距約30 km，行政區(qū)劃隸屬甘肅省酒泉市肅北蒙古族自治縣馬鬃山鎮(zhèn)管轄。測區(qū)內(nèi)自有便道通行，交通條件便利。區(qū)內(nèi)無居民定居，無農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，有少數(shù)游牧民，居民集中居住在馬鬃山鎮(zhèn)。周圍礦山企業(yè)有公婆泉銅礦、霍勒扎德蓋金礦、白山泉鐵礦區(qū)、狼娃山鐵礦區(qū)等，還有許多縣辦、民辦采金小礦山。前期不同學(xué)者、單位對北山地區(qū)大地構(gòu)造背景、成礦條件、礦床成因等方面均有不同程度研究。本文根據(jù)甘肅省有色地質(zhì)調(diào)查院在躍進(jìn)山地區(qū)實(shí)施1:50000礦調(diào)工作成果撰寫，為在北山北帶探尋矽卡巖型銅鎢礦床提供了基礎(chǔ)資料。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

躍進(jìn)山南銅鎢多金屬礦位于北山北帶，處于塔里木板塊與哈薩克斯坦板塊的交匯部位南側(cè)的塔里木板塊北緣，地層區(qū)劃歸塔里木—南疆地層大區(qū)之中、南天山—北天山地層區(qū)[1-5]。

研究區(qū)區(qū)域上出露地層主要有古元古代敦煌巖群(ArPtD)、石炭系下統(tǒng)白山組(C1bs)、侏羅系中下統(tǒng)水西溝群(J1-2S)、白堊系下統(tǒng)赤金堡組(K1c)、新近系上新統(tǒng)苦泉組(N2k)、第四系上更新統(tǒng)沖洪積砂礫石(Qp3apl)和全新統(tǒng)松散沖洪積砂礫石(Qhapl)。區(qū)域上與礦產(chǎn)關(guān)系密切的地層主要為白山組和敦煌巖群[6-7]。

火山巖僅在白山組地層中可以見到，其多被晚古生代巖漿侵入分割，呈形態(tài)各異、大小不等的殘留體、捕虜體狀產(chǎn)出，總體空間形態(tài)呈東西向帶狀分布，主要見于狼娃山—躍進(jìn)山一帶。巖石類型復(fù)雜多樣，以噴溢相的酸、中性火山巖(英安巖、安山巖)，中、酸性火山碎屑巖為主。區(qū)域巖漿作用強(qiáng)烈，中、酸性侵入巖極為發(fā)育，巖石類型復(fù)雜，常見有閃長巖、石英閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、正長花崗巖等，一般均呈較大規(guī)模的復(fù)式巖基產(chǎn)出。

圖1 北山地區(qū)構(gòu)造單元?jiǎng)澐趾唸DFig.1 Division of tectonic units in beishan areaⅠ—康古爾塔格—紅石山板塊縫合帶；Ⅱ—哈薩克斯坦板塊：Ⅱ1—哈薩克斯坦板塊南緣加里東—華力西早期島弧帶；Ⅱ2—哈薩克斯坦板塊南緣早二疊世裂陷槽；Ⅲ—塔里木板塊：Ⅲ1—塔里木板塊北緣基底單元；Ⅲ2—塔里木板塊晚古生代活動(dòng)陸緣

區(qū)域上不同時(shí)期、不同性質(zhì)及規(guī)模的斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，縱橫交錯(cuò)，主期斷裂為近東西向，絕大多數(shù)斷裂形成于華力西期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[5,8]，斷裂復(fù)雜多樣，性質(zhì)各異，控制著區(qū)域的構(gòu)造格局。而后期斷裂為北西或北西西向，往往歸并至東西向斷裂上。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為下石炭統(tǒng)白山組二巖段。巖性主要有晶屑凝灰?guī)r、流紋巖、英安巖、安山巖、石英巖、大理巖/灰?guī)r、矽卡巖、綠泥石片巖。其中，矽卡巖為白鎢礦的含礦地質(zhì)體。矽卡巖整體圍繞晚石炭紀(jì)正長花崗巖分布，單個(gè)矽卡巖體平面上呈不規(guī)則狀、面積多在0.05 km2左右，最大0.12 km2。矽卡巖主要類型有石榴子石矽卡巖、硅化綠簾矽卡巖等。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)近東西向、北西向斷裂構(gòu)造發(fā)育，主斷裂及次生構(gòu)造為該區(qū)巖漿熱液及含礦流體侵位提供運(yùn)移通道及容礦構(gòu)造，其主要表現(xiàn)形式為：沿?cái)嗔亚治坏膸r體與白山組地層接觸交代形成矽卡巖型白鎢礦床，礦體的規(guī)模及產(chǎn)狀嚴(yán)格受巖體與地層接觸形態(tài)控制，晚期含礦熱液沿次級斷裂構(gòu)造侵位、運(yùn)移，在一定的物化條件下富集成礦，如勘查區(qū)銅、鉛鋅礦、綠簾石英脈型(碎裂巖型)白鎢礦。

2.3 巖漿巖

該區(qū)巖漿活動(dòng)較頻繁，巖石類型主要有輝長巖、閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖、正長花崗巖、淺色花崗巖、似斑狀正長花崗巖。其中，晚石炭世正長花崗巖是該區(qū)域含礦熱液的重要載體。與地層接觸帶局部形成矽卡巖。1∶10000土壤測量圈出W、Sn、Bi等異常多分布于該次侵入巖次的外接觸帶，Mo、Cu異常多分布于其內(nèi)接觸帶。經(jīng)查證，在其外接觸帶異常內(nèi)已發(fā)現(xiàn)矽卡巖型鎢礦體、碎裂巖型(熱液充填型)鎢礦體、矽卡巖型銅礦體多條；內(nèi)接觸帶異常區(qū)發(fā)現(xiàn)含鎢石英脈、含鉬石英脈、含銅(孔雀石化)石英脈多處。

礦區(qū)脈巖較發(fā)育，主要有輝綠巖脈與石英脈，局部較發(fā)育閃長巖脈、花崗巖脈和石英二長閃長玢巖脈。脈體均較窄，多沿裂隙發(fā)育，走向不一，無明顯規(guī)律。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)、構(gòu)造、變質(zhì)均較發(fā)育，含礦層主要為白山組二巖段的矽卡巖，在矽卡巖中多見綠簾石化、孔雀石化，局部有褐鐵礦化、硅化等。巖漿沿?cái)嗔褬?gòu)造上涌，攜帶有含礦熱液，從巖漿中分離的礦液沿各次級構(gòu)造貫入，并在一定的地、物化條件下聚集沉淀而成礦。

2.4 礦體特征

礦區(qū)圈出Ⅰ、Ⅱ號兩個(gè)銅、鎢礦帶。Ⅰ號礦帶主要分布在晚石炭世正長花崗巖體北接觸帶，整體走向呈東西向87°～93°，礦帶延伸約2 km，礦帶西段初步圈定1條銅礦化體(Cu-Ⅰ)，10條鎢礦體(W-Ⅰ-1～ W-Ⅰ-10)；東段礦帶初步圈定4條銅礦化體(Cu-Ⅱ、Cu-Ⅲ、Cu-Ⅳ、Cu-Ⅴ)，10條鎢礦體(W-Ⅰ-11～ W-Ⅰ-20)。Ⅱ號礦帶主要分布在晚石炭世正長花崗巖體南接觸帶，整體走向呈北東向49°～53°，礦帶延伸約1.6 km，礦帶西南段初步圈定2條銅礦化體(Cu-Ⅵ、Cu-Ⅶ)，6條鎢礦體(W-Ⅱ-1～W-Ⅱ-6)；礦帶東北段初步圈定6條鎢礦體(W-Ⅱ-7～ W-Ⅱ-12)。各礦體特征統(tǒng)計(jì)見表1。

2.5 礦石特征

在地表采集的銅礦石主要以矽卡巖中孔雀石化為特征，局部為石英脈中見孔雀石化，局部探槽中可見黑銅礦，除個(gè)別石英脈出現(xiàn)少量黃銅礦以外，勘查區(qū)未見原生銅礦石。

鎢礦石在勘查區(qū)主要賦存于矽卡巖和(綠簾石)石英(細(xì))脈中，其中矽卡巖中白鎢礦呈它形不規(guī)則粒狀或半自形板狀、星散狀分布在矽卡巖中，主要與方解石脈連生，其次與石榴石、透閃石、石英連生，明顯可見后期形成的白鎢礦、方解石、透閃石和石英等呈團(tuán)塊狀或脈狀不均勻分布，并交代早期形成的石榴子石，白鎢礦粒徑0.06～0.65 mm，正極高突起，一級紫紅干涉色。

圖2 研究區(qū)矽卡巖中孔雀石化、黑銅礦化現(xiàn)象Fig.2 The malachite and black copper mineralization of skarn in the study area

石英脈型白鎢礦呈不規(guī)則粒狀或半自形板狀(圖3)，巖石主要由石英組成，其次還有少量的綠簾石、絹云母和白鎢礦。綠簾石、絹云母和白鎢礦主要沿巖石裂隙分布。白鎢礦粒徑0.04～0.12 mm，正極高突起，一級紫紅或橙黃干涉色。含白鎢礦石英脈分為兩類，一類為TC06探槽附近含綠簾石石英脈，脈寬變化較大，最寬達(dá)0.5 m左右，產(chǎn)于花崗質(zhì)碎裂巖中；另一類為TC18附近呈含鎢石英細(xì)(網(wǎng))脈，產(chǎn)于花崗巖中。

表1 躍進(jìn)山南銅鎢多金屬礦床礦體特征統(tǒng)計(jì)表

圖3 矽卡巖中白鎢礦宏觀照片及薄片鑒定照片F(xiàn)ig.3 Macroscopic photos of scheelite in skarn and thin section identification photos

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

該區(qū)內(nèi)礦床成礦與地層、構(gòu)造、巖漿活動(dòng)關(guān)系密切。礦區(qū)白鎢礦床基本分為兩類，一類為矽卡巖型，另一類為石英脈型。通過野外大量的觀察、總結(jié)，認(rèn)為躍進(jìn)山銅鎢礦床的成礦物質(zhì)可能主要來源于晚古生代紅石山洋向南俯沖過程中形成的花崗巖[8-10]，一方面，含礦巖漿與白山組地層接觸交代形成含鎢矽卡巖，另一方面，巖漿演化到后期階段的含礦流體沿?cái)嗔褬?gòu)造上升，在一定的物化條件下，沿巖石裂隙沉淀、充填，形成石英脈型白鎢礦體。礦床的成因類型可能屬于殼源花崗巖相關(guān)的矽卡巖型礦床+石英脈熱液型礦床，結(jié)合該區(qū)鎢礦體的產(chǎn)出狀態(tài)及地質(zhì)條件判斷認(rèn)為其為同一成礦系統(tǒng)下形成。

3.2 找礦標(biāo)志

1)地層及石英脈標(biāo)志

白山組中段大理巖(灰?guī)r)與巖體接觸帶形成的矽卡巖是區(qū)內(nèi)銅、鎢礦直接找礦標(biāo)志，同時(shí)需重視區(qū)內(nèi)石英脈。

2)構(gòu)造標(biāo)志

區(qū)主體呈北西向的主斷裂構(gòu)造控制的巖體及次級的斷裂控制的石英脈及輝綠巖脈，是本區(qū)銅鎢礦的直接控礦和成礦構(gòu)造。礦體的規(guī)模及產(chǎn)狀嚴(yán)格受斷裂破碎帶控制。

3)礦化蝕變標(biāo)志

孔雀石化、黑銅礦化是該區(qū)地表尋找銅礦體的主要找礦標(biāo)志。區(qū)內(nèi)巖體與地層接觸部位形成的矽卡巖、區(qū)內(nèi)中部綠簾石英脈(對圍巖無選擇)、區(qū)內(nèi)東北部石英細(xì)脈(圍巖為正長花崗巖)是尋找鎢礦床的直接找礦標(biāo)志。

4)地球化學(xué)標(biāo)志

區(qū)內(nèi)異常元素復(fù)雜，主要以W、Sn、Mo、Bi、Pb、Zn、Cu、Au等異常元素為主，其中部分異常經(jīng)查證，圈定多條銅鎢礦(化)體，區(qū)內(nèi)異常元素富集區(qū)帶與白山組地層對應(yīng)，并在局部有明顯異常高值，濃集中心多位于白山組地層與巖體接觸帶的矽卡巖、白山組火山巖、石英脈中。綜合分析，勘查區(qū)具有較好的地球化學(xué)成礦條件，元素濃集中心地帶可作為間接找礦標(biāo)志。

4 結(jié)論

1)躍進(jìn)山南銅鎢礦床賦礦地層為下石炭統(tǒng)白山組二巖段與花崗巖接觸帶形成的矽卡巖，明顯受構(gòu)造-巖漿控礦。

2)區(qū)內(nèi)初步圈定銅礦(化)體7條，鎢礦(化)體32條，結(jié)合研究區(qū)所處成礦背景、礦區(qū)地質(zhì)條件、礦體特征和類型等表明，其成礦潛力大，具備良好的找礦前景。

3)該礦床為躍進(jìn)山地區(qū)礦調(diào)項(xiàng)目新發(fā)現(xiàn)的礦床，對今后北山北帶尋找矽卡巖型銅鎢礦床有重要的借鑒意義。