鎮(zhèn)安西部棋盤溝鎢礦地質(zhì)特征及控礦構(gòu)造研究

楊 寧

（長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西 西安 710054）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

調(diào)查研究區(qū)在商丹構(gòu)造混雜帶之南，位于南秦嶺造山帶印支期滑脫—推覆帶與燕山期陸內(nèi)造山帶疊加出現(xiàn)的石泉北部—寧陜東部—小磨嶺一帶北東向構(gòu)造巖漿帶與東西向構(gòu)造帶交匯的構(gòu)造結(jié)部位。在陜西省所劃四級構(gòu)造單元中，鎮(zhèn)安西部研究區(qū)所處的一級構(gòu)造單元為秦祁昆造山系，二級構(gòu)造單元為秦嶺弧盆系，三級構(gòu)造單元為南秦嶺弧盆系。根據(jù)陜西省礦產(chǎn)資源潛力評價(jià)報(bào)告（2013）劃分的成礦區(qū)帶，研究區(qū)屬于秦祁昆成礦域（一級成礦區(qū)帶），秦嶺—大別成礦?。ǘ壋傻V區(qū)帶），南秦嶺Au-Pb-Zn-Fe-Hg-Sb-RM-REE-V-藍(lán)石棉-重晶石成礦帶（三級成礦區(qū)帶），鎮(zhèn)安—旬陽華力西、燕山期Pb-Zn-Au-Hg-Sb 成礦亞帶（四級成礦區(qū)帶）。區(qū)域金屬礦產(chǎn)資源極為豐富，已發(fā)現(xiàn)金、鉬、鎢、銅、鉛、鋅、鐵、釩、鎳等礦產(chǎn)，成礦類型主要為與巖漿作用影響關(guān)系較為密切的韌性剪切帶型、接觸交代型、熱液型、沉積—變質(zhì)型。

根據(jù)陜西省區(qū)域地質(zhì)志（2013）地層劃分方案，研究區(qū)地層區(qū)劃屬揚(yáng)子華南地層大區(qū)，南秦嶺—大別地層區(qū)，迭部—旬陽地層分區(qū)［1］。

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造極為發(fā)育，主要有形成于印支主造山期的北西西向斷裂帶和形成于燕山期的北北東向斷裂帶，其中NWW 向斷裂帶具有韌性逆沖推覆和后期疊加的走滑性質(zhì)；NNE 向斷裂常具有（逆時(shí)針）左行走滑性質(zhì)。除了區(qū)域上幾條大斷裂，區(qū)內(nèi)還發(fā)育大量次級張性、張扭性小斷裂裂隙。研究認(rèn)為區(qū)域內(nèi)次級張性斷裂為主要的賦礦空間［2］。

區(qū)內(nèi)發(fā)育大面積巖漿巖，以中生代中酸性侵入巖為主，次為華力西期及晉寧期侵入巖。中酸性巖體以江口復(fù)式巖體、胭脂壩復(fù)式巖體等為代表，還發(fā)育大量形態(tài)復(fù)雜的中酸性小巖體，如懶板凳巖體、四海坪巖體等，區(qū)內(nèi)還通過鉆孔研究發(fā)現(xiàn)王家坪隱伏巖體［3］。巖性主要為中—細(xì)粒二長花崗巖。區(qū)內(nèi)大量中酸性侵入巖與鎢鉬金鉛鋅銀礦的形成關(guān)系密切，為礦床形成提供熱源及成礦物質(zhì)來源。

2 礦區(qū)地質(zhì)特征

2.1 礦床地質(zhì)特征

棋盤溝鎢礦床主要出露震旦系、寒武系、奧陶系和泥盆系等古生代地層，巖性以灰?guī)r、大理巖、云母石英片巖為主，部分區(qū)域發(fā)育矽卡巖化大理巖和白云質(zhì)大理巖，地層產(chǎn)狀較緩，走向近東西，傾角20°～40°，局部地層較陡（見圖1）。呈穹窿狀構(gòu)造，勘探線7線以南向南傾，以北向北傾。

圖1 棋盤溝礦區(qū)地質(zhì)圖

棋盤溝礦床內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要發(fā)育有早期北西西向和晚期北東—北北東向斷裂，其中北西西向斷裂不含礦，礦體一般發(fā)育在近南北向斷裂中。區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，部分被熱液充填形成石英脈或方解石脈且伴有白鎢礦化，未發(fā)現(xiàn)巖漿巖出露。

2.2 礦體特征

棋盤溝鎢礦礦床類型有石英脈型與矽卡巖型白鎢礦，以石英脈型白鎢礦為主。礦區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)9 條近平行產(chǎn)出的石英脈型鎢礦體，主要礦體K1 為近南北走向（見表1），白鎢礦主要呈團(tuán)塊狀賦存于石英脈邊部與圍巖接觸的部位，厚度為3～4 cm，不連續(xù)分布。目前，工程控制主要在海拔950 m 以上，950 m 以上以石英脈型白鎢礦為主，礦化主要走向?yàn)楸北睎|向，白鎢礦賦存于裂隙、節(jié)理面上，分布于石英脈邊部。石英脈較密集，礦化較好，白鎢礦顆粒也較大。石英脈在950 m 以下較少，出現(xiàn)蝕變巖，蝕變礦物有透閃石、透輝石、硅灰石、白云母、黑云母、金云母等。在野外調(diào)查中主要對礦區(qū)1030中段進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研，1030中段走向10°左右，主要控制礦區(qū)主礦體K1，其中白鎢礦主要賦存在石英脈與圍巖接觸帶10 cm范圍內(nèi)。采礦也僅限于采取圍巖約10 cm。

表1 棋盤溝礦體特征表［4］

2.3 礦石特征

棋盤溝礦區(qū)白鎢礦礦石主要成分可分為硫化物、氧化物、硅酸鹽礦物及碳酸鹽礦物等礦物類型。硫化物主要包括黃鐵礦、輝鉬礦等；硅酸鹽礦物主要包括石英、陽起石、綠泥石、角閃石、絹云母、白云母、石榴子石等；碳酸鹽礦物有方解石；氧化物為白鎢礦、褐鐵礦等。礦區(qū)礦石主要呈自形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，浸染狀構(gòu)造、塊狀構(gòu)造。對礦區(qū)巖石薄片進(jìn)行鏡下鑒定，可見典型矽卡巖型蝕變礦物硅灰石、透輝石、石榴子石等。

2.4 成礦流體特征

阮仕琦［5］通過對棋盤溝礦區(qū)內(nèi)含白鎢礦石英脈進(jìn)行采樣，并對主成礦期形成的白鎢礦和石英中的原生流體包裹體進(jìn)行測試分析，得出流體包裹體類型為氣液兩相水溶液包裹體，測溫結(jié)果表明流體均一、溫度較高、鹽度較低。因此，棋盤溝鎢礦成礦流體屬于中高溫、低鹽度流體，與熱液型鎢礦成礦流體特征一致。對其穩(wěn)定同位素特征研究表明：棋盤溝礦區(qū)成礦流體的H、O 同位素組成落在巖漿水區(qū)域，S 同位素落入巖漿巖S 同位素組成范圍內(nèi)，說明白鎢礦成礦流體來源于巖漿熱液。

2.5 成礦年代學(xué)特征

韓柯［6］通過對棋盤溝礦區(qū)中與白鎢礦共生的輝鉬礦進(jìn)行Re-Os 同位素測年，得出棋盤溝鎢礦區(qū)輝鉬礦的模式年齡為199.7±3.9 Ma。通過對棋盤溝礦區(qū)金云母進(jìn)行Ar-Ar 同位素測年，得到棋盤溝鎢礦床金云母的坪年齡分別為188.60 Ma 和190.10 Ma，晚于礦區(qū)輝鉬礦成礦年齡199.7 Ma，表明棋盤溝可能存在多期成礦作用。

3 控礦構(gòu)造特征

通過對礦區(qū)進(jìn)行剖面及路線調(diào)查，發(fā)現(xiàn)脈體寬度1～50 cm，部分脈體邊部發(fā)育硅灰石、金云母、黃鐵礦、褐鐵礦、透閃石、透輝石及白鎢礦。部分石英脈順層產(chǎn)出，主要發(fā)育在片理化大理巖中。通過礦區(qū)節(jié)理裂隙、石英脈、方解石脈走向玫瑰花圖（圖2）可知，礦區(qū)節(jié)理及脈體走向優(yōu)勢方位為北東—北北東向，走向主要為10°～50°，傾角主要集中在50°～80°，少部分節(jié)理及脈體走向?yàn)楸蔽飨蚝徒鼥|西向，該類節(jié)理及脈體邊部未見礦化及蝕變現(xiàn)象。與礦化相關(guān)的構(gòu)造主要為北北東向的節(jié)理石英脈。

圖2 棋盤溝礦區(qū)節(jié)理裂隙、石英脈、方解石脈走向玫瑰花圖和極點(diǎn)等密圖

通過節(jié)理走向玫瑰花圖（圖3）可知，礦區(qū)內(nèi)節(jié)理走向有兩組優(yōu)勢方位，分別為北西向和北北東向，部分區(qū)域發(fā)育密集X 形節(jié)理，但未見礦化，應(yīng)是成礦后期形成的。部分節(jié)理邊部發(fā)育硅灰石、透閃石、金云母等矽卡巖類礦物及白鎢礦化，對這些節(jié)理進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后發(fā)現(xiàn)，其走向都為近南北—北東向，傾角為40°～80°。北西向及近南北向的節(jié)理裂隙中未發(fā)現(xiàn)矽卡巖類礦物蝕變及白鎢礦化。

圖3 棋盤溝礦區(qū)節(jié)理走向玫瑰花圖和極點(diǎn)等密圖

通過對礦區(qū)內(nèi)石英脈和方解石脈進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（見圖4），發(fā)現(xiàn)其走向主要為近南北向—北東向，走向主要集中在20°～60°，傾角為50°～80°，與地層大角度相交，且順層石英脈基本不含礦。大部分脈體寬度都小于10 cm，總體走向?yàn)楸北睎|向，優(yōu)勢走向?yàn)?0°～30°。方解石脈的脈寬為0.1～5 cm，大多為細(xì)脈狀產(chǎn)出，且脈體邊部多具硅灰石化、透閃石化等。脈寬大于10 cm 的脈體都為石英脈，且總體走向?yàn)榻媳毕?，其中一條脈體具白鎢礦化，產(chǎn)狀為285°∠65°，寬度為45～50 cm。

圖4 棋盤溝礦區(qū)熱液脈體走向玫瑰花圖和極點(diǎn)等密圖

通過對含礦脈體統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)順層的石英脈體不含礦或者含礦性差，而切層的脈體含礦性較好，且其優(yōu)勢走向?yàn)楸北睎|向，所以近南北向裂隙為成礦熱液運(yùn)移主通道，東西向?qū)娱g裂隙或節(jié)理為次級通道。礦區(qū)內(nèi)白鎢礦、鉀長石、石英等礦物巨晶和多晶集合體發(fā)育，說明容礦構(gòu)造和成礦環(huán)境優(yōu)良。白鎢礦主要產(chǎn)出于石英脈與圍巖大理巖（或石灰?guī)r）接觸帶部位，同時(shí)伴生有大晶粒黑云母等熱液蝕變礦物。白鎢礦晶粒較大，多成團(tuán)塊狀、多晶集合體，且鉀長石晶型較好，說明成礦時(shí)的賦礦環(huán)境為持續(xù)半開放環(huán)境，容礦構(gòu)造和成礦物質(zhì)來源等均較為充足，且成礦環(huán)境穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間較長。區(qū)域上幾條北西西向的大斷裂為印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成，而北東—北北東向的斷裂主要是由晚印支—早燕山期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成，根據(jù)所測得的白鎢礦成礦年齡為199.7 Ma，構(gòu)造背景屬于晚印支—早燕山期，因此棋盤溝鎢礦區(qū)成礦期構(gòu)造為晚印支—早燕山期的北東—北北東向斷裂裂隙及其衍生的次級張性節(jié)理裂隙，也是礦區(qū)的控礦構(gòu)造。

4 結(jié)語

棋盤溝鎢礦主要成礦類型為石英脈型白鎢礦，目前，礦區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)9 條近平行產(chǎn)出的石英脈型鎢礦體，主要礦體K1 為近南北走向，白鎢礦主要呈團(tuán)塊狀賦存于石英脈與圍巖接觸的部位。

棋盤溝礦區(qū)斷裂構(gòu)造主要有早期北西西向和晚期北北東向斷裂，通過礦區(qū)節(jié)理裂隙、石英脈、方解石脈走向玫瑰花圖可知，礦區(qū)節(jié)理及脈體走向優(yōu)勢方位為北東—北北東向，走向主要為10°～50°，傾角主要集中在50°～80°，少部分節(jié)理及脈體走向?yàn)楸蔽飨蚝徒鼥|西向，該類節(jié)理及脈體邊部未見礦化及蝕變現(xiàn)象。