新疆托克逊县忠宝钨矿地质特征及成因分析

新疆托克逊县忠宝钨矿地质特征及成因分析

1下泥盆统阿尔加强拉克地区的岩石建造和成矿新疆宝锑矿床位于塔里木板块北缘活动带伊普劳、萨阿姆-库米什-索沟弧带内。该区在晚志留世-中泥盆世南天山洋收缩俯冲阶段,形成了下泥盆统阿尔彼什麦布拉克组一套浅海相碎屑岩+碳酸盐岩建造,其中夹有火山岩和火山碎屑岩。在泥盆纪晚期大洋闭合并发生褶皱和造山运动,形成库米什-彩华沟背斜和区域变质岩系。晚石炭世-二叠纪后碰撞阶段花岗岩大量侵入,形成了后碰撞阶段偏碱性的钙碱性花岗岩组合:二长花岗岩-钾长花岗岩,其与阿尔彼什麦布拉克组地层中钙质岩石发生交代作用形成矽卡岩和钨的矿化富集。2库米什-彩华沟背斜缘断裂带矿区地层为下泥盆统阿尔彼什麦布拉克组下亚组,其下部(D1aa1)为黑云母石英片岩、二云母长石片岩、十字石兰晶石片岩、石榴石英岩、磁铁石英岩、大理岩、钙质片岩、条带状大理岩;中部(D1aa2)为白色大理岩、钙质片岩、黑云母石英片岩、石英片岩、角闪片岩,主要含矿矽卡岩即分布于此段地层中;上部(D1aa3)为石英片岩、钙质片岩、黑云母石英片岩、二云母石英片岩、绿泥石石英片岩夹透镜状大理岩和霏细斑岩条带。矿床产于库米什-彩华沟背斜东段的倾伏端,背斜轴向NWW-SEE向,两翼岩层倾角在30°～60°之间。由于构造及岩体侵入作用的影响,小褶曲发育,形成局部构造圈闭,此部位的矽卡岩及钨的矿化最为发育。矿区内断裂构造以北东向为主,北西向和近南北向次之。北东向断裂近于平行产出,多为剪切走滑断层,该组断裂和背斜构造控制着岩体的边界和岩浆的活动。矿区内侵入岩为华里西中期酸性岩体,岩体侵位于泥盆系下统阿尔彼什麦布拉克下亚组地层中,呈一马蹄形,面积16.15km2,呈岩株产出,岩石序列组成为二长花岗岩-钾长花岗岩-正长岩,属于壳源岩浆产物,为偏碱性的过铝钙碱系列花岗岩,构造环境为造山带后碰撞环境。接触交代矽卡岩化发育于花岗岩体与阿尔彼什麦布拉克下亚组地层接触带上。形成的矽卡岩多为钙质矽卡岩,可分为早矽卡岩(简单矽卡岩或干矽卡岩)和晚矽卡岩(复杂矽卡岩或湿矽卡岩)。早期干矽卡岩的特征矿物主要为透辉石、透闪石、钙铝榴石;晚期湿矽卡岩的特征矿物主要为透辉石、符山石、硅灰石、方柱石、绿帘石、阳起石等。有意义的矿化多产于复杂矽卡岩中,其规模一般为(0.05～0.2)km×(0.15～0.6)km,最大长度可达1.5km。矽卡岩成层状、条带状、透镜状或不规则形态产于岩体的外接触带上或顶部,其产状和形态决定了钨矿体产于上述二部位中。3岩体地质特征矿区圈出矿体集中分布区(矿脉群)12个,钨矿体64个。矿体主要分布于花岗岩体外接触带的矽卡岩、云英岩中,具有簇群丛生的特点。形态呈透镜状、似层状、脉状及不规则状。规模一般长50～300m,厚1～10m,斜深多小于100m。个别矿体长达650m,最厚30.05m,斜深在180m以上。主要矿体为L1-1、L4-4、L4-8、L10-3、L10-17等。L1-1矿体:位于SK-8矽卡岩体的下部,产于外接触带上,产状100°∠30°,形态为脉状。顶板为绿帘石符山石石榴石矽卡岩,底板为二长花岗岩。矿体长170m,厚1.15～13.31m,品位在0.15%～2.04%之间。L4-4矿体:位于SK-27矽卡岩体中部,产于外接触带上,呈东大西小不规则的脉状,产状150°～189°∠32°～56°,矿体长115m,厚2.55～19.71m。品位0.14%～2.55%。矿体围岩为黑云母石英片岩、石英片岩、钙质片岩、矽卡岩及花岗岩。L4-8矿体:位于SK-27矽卡岩体中上部,产于外接触带上,呈东厚西薄的似层状,产状165°～187°∠45°～46°,长120m,厚2.92～30.89m。品位0.13%～0.38%,平均品位0.21%。矿体围岩为黑云母石英片岩、石英片岩、矽卡岩及花岗岩。L10-3矿体:位于SK-37矽卡岩体的底部与岩体接触带上,矿体产状140°～145°∠25°～50°,形态为脉状。矿体在南西端厚大品位富,产状缓;向北东分枝变薄,产状变陡,品位变贫。顶板为黑云母石英片岩、符山石矽卡岩,底板为二长花岗岩。矿体长550m,厚0.90～30.05m。品位0.090%～0.44%。该矿体埋深不大,最大见矿斜深57m。矿体围岩为黑云母石英片岩、矽卡岩及花岗岩。89勘探线综合剖面如图1所示。L10-17矿体分布于SK-38矽卡岩体的中下部,形态呈脉状,产状145°～175°∠46°～62°。矿体厚1.10～29.98m,品位0.12%～0.77%。宏观上矿体在两端膨大变厚,品位变富,向深部品位也变富。矿体围岩为黑云母石英片岩、矽卡岩。4含白汽车的黑云母石英片岩型矿石自然类型有含白钨矿矽卡岩型钨矿石、含白钨矿云英岩型钨矿石、含白钨矿石英脉型钨矿石、含白钨矿矽卡岩化大理岩型钨矿石、含白钨矿矽卡岩化黑云母石英片岩型钨矿石等五种类型。矿石的工业类型为白钨矿贫矿石和白钨矿富矿石。有用矿物主要为白钨矿,钨华、黑钨矿、锡石、黄铁矿、赤铁矿等极少量;脉石矿物有石英、透辉石、符山石、绿帘石、硅灰石、石榴石、方解石、阳起石、斜长石、萤石、白云母、方柱石、透闪石、黑云母、绢云母、绿泥石、金红石、锆石、磷灰石、榍石、黝帘石、角闪石、电气石等。5充填结构非自形结构矿石中白钨矿主要有自形粒状结构、半自形-他形粒状结构、他形粒状结构、交代充填结构、包含结构等。矿石构造主要为浸染状,其次为条带状及斑杂状。6云英岩-红柳园-南大别晚古生代矿化阶段矿床钨的矿化受岩体与钙质岩层交代作用及后期热液矿化作用的控制,成矿具明显的多阶段性:(1)干矽卡岩阶段:此阶段与岩体大规模侵入期同步,形成范围广的矽卡岩,其特点是以结晶细小的单一矽卡岩及其组合。主要矽卡岩为透辉石矽卡岩、石榴透辉石矽卡岩、透闪石矽卡岩,矿物多以不含水的矽卡岩矿物组合为特征,局部地段形成钨的小而贫的稀疏浸染状矿体。(2)白钨矿-湿矽卡岩阶段:此阶段是晚期矽卡岩化阶段的产物,分布于热液聚集有意义的成矿部位,以结晶较粗的含水矽卡岩占主导地位,是第一阶段交代作用的继续,时间空间上具有继承性特点。主要矽卡以透辉符山石矽卡岩、阳起绿帘符山石矽卡岩、石榴绿帘石矽卡岩组合为特点,是矿床的主成矿阶段,常形成厚大或叠层产出的稀疏浸染状、稠密浸染状矿体。(3)白钨矿-云英岩化阶段:该阶段矿化分布于湿矽卡岩的核心或沿裂隙展布,在矽卡岩核部或沿后期裂隙中产出的云英岩常伴随富矿脉的产出。云英岩化阶段是矿床继湿矽卡岩矿化阶段后的主要叠加矿化阶段,矿化规模一般较小,常发育于接触带上的云英岩脉中,矿石品位明显加富。(4)白钨矿-石英碳酸盐阶段:该阶段晚于湿矽卡岩阶段,与云英岩化阶段同步或稍晚。在岩体内接触带裂隙或矽卡岩局部构造部位产出含白钨矿石英碳酸盐脉或团块,脉体厚数厘米-几十厘米,长数米-几十余米,脉体常与云英岩化条带伴生,其中产有窄富矿脉,可见黑灰色自形晶方解石。7矿化侵蚀类型及分布矿区围岩蚀变主要为矽卡岩化、硅化、云英岩化、石英碳酸盐化、萤石化及黄铁矿化等。(1)岩化较矿体范围大而包裹矿体,产于接触带或地层夹层中。结晶粗大的复杂湿矽卡岩矿化强,结晶细小致密块状或条带状矽卡岩中一般仅有钨的矿化。(2)含矿矿质产于蚀变带核部或呈裂隙脉状产于矽卡岩或花岗岩体内接触带中,结晶粗,常形成富矿体或叠加在含矿矽卡岩上,此类蚀变以白云母和石英组合为特征。矿化脉体窄小。(3)石英及深灰色方解石共生产于接触带或沿早期裂隙继承性产出,可见石英及深灰色方解石共生,并在石英团块中包裹白钨矿大晶体之现象,在石英团块旁侧亦可见白钨矿连生集合体。(4)萤火虫发育于矿体、矿化矽卡岩中。8成矿模式及成矿机制据查里科夫有关硅酸盐岩石熔解某些硅酸盐的形成反应,硅酸盐分解反应以及形成硅酸盐的平衡区及实验资料和数据,确定硅灰石-斜长石-石榴石-透辉石-绿帘石矿物的形成温度在900℃～400℃,石英-云母-方解石组合形成温度在300℃～400℃。综合矿区地质资料,忠宝钨矿的成矿温度在300℃～500℃之间。形成深度在1.5～3km,为中等深度。成矿物质主要来源于侵入岩、地层的钙质片岩、大理岩、石英片岩,钨矿液来源于岩浆期后热液。(1)脉石矿物为地层岩性与侵入体双交代作用形成,主要反应为:①CaCO3+SiO2→CaSiO3(硅灰石)+CO2↑②3CaCO3+Al2O3+3SiO2→Ca3Al2Si3O12(钙铝榴石)+3CO2↑③CaMg[CO3]2+SiO2→CaMg[Si2O6](透辉石)+2CO2↑④CaCO3+FeO+2SiO2+H2O→Ca2FeAl2[Si2O7][SiO4]O(OH)(绿帘石)+2CO2(2)热液中的WO2−442-与钙离子结合生成白钨矿Ca2++WO2−442-→CaWO4(白钨矿)该矿床为接触交代矽卡岩型钨矿床。矿床的成矿模式如图2所示。矿化是岩浆期后热液在接触带进行交代充填成矿作用的产物。其成矿