新疆哈密黑焰山钨矿地质特征及控矿因素分析

2016-09-15呼冬强王敦科李永峰赵新博

西部探矿工程 2016年5期

关键词：钨矿矽卡岩花岗岩

呼冬强，王敦科，李永峰，赵新博，林　乐

（1.中国地质大学<武汉>，湖北武汉430074；2.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队，新疆乌鲁木齐830011）

新疆哈密黑焰山钨矿地质特征及控矿因素分析

呼冬强*1，王敦科2，李永峰2，赵新博2，林乐2

（1.中国地质大学<武汉>，湖北武汉430074；2.新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第一区域地质调查大队，新疆乌鲁木齐830011）

新疆哈密黑焰山钨矿床位于中天山地块，沙泉子深大断裂南侧，产于长城系星星峡群与早石炭纪二长花岗岩岩体接触带上，为典型的矽卡岩型钨矿床。钨矿体受接触带、褶皱、断层控制，呈层状、似层状和脉状，含矿岩石主要为石榴透辉矽卡岩。金属矿物主要为白钨矿，脉石矿物主要为方解石、透辉石、石榴子石。区内岩石地球化学特征表明，长城系星星峡群含W较高，可能为黑焰山钨矿提供了物质来源。矿区内早石炭纪二长花岗岩可能提供了部分物质来源，并为接触交代提供了必备条件。通过分析该矿床的控矿因素，发现厚大矿体主要产在褶皱叠加侵入接触面、港湾状叠加岩枝状侵入接触面、NNE向断层叠加侵入接触面。

中天山地块；黑焰山钨矿；矽卡岩型；地质特征；控矿因素

近几年先后在中天山地块，发现和评价了沙东钨矿和黑焰山钨矿，并发现了望家山、白石头、绿洲泉等一批较有远景的矿产地，其中沙东钨矿矿床规模已达大型［1］。这在很大程度上改变了对中天山前寒武纪地层内主要形成铁矿的认识［2］。前人在本区找矿，一直关注受断裂构造控制的热液脉型钨矿，其找矿方向主要围绕断裂构造进行。黑焰山钨矿的发现，使人们对接触带构造更加重视，为本区寻找矽卡岩性钨矿提供方向，并进一步说明中天山成矿带具有寻找钨矿床良好的前景。

1　区域地质背景

黑焰山钨矿位于哈萨克斯坦—准噶尔板块和塔里木板块交界部位的那拉提—红柳河缝合带（也称中天山地块）上，北以阿齐克库都克—沙泉子深断裂为界（图1），南以卡瓦布拉克—红柳河深大断裂为界［1］。

区内出露地层主要有元古界长城系星星峡群，为一套浅海—滨海相碎屑岩、火山岩夹碳酸盐岩，变质程度深浅不均，主要有片麻岩、石英片岩，夹混合岩、大理岩等［2］。区内华力西中期岩浆活动频繁剧烈，华力西早期次之，以中—酸性侵入岩为主体，多呈岩株状产出。区内以中深变质作用为主，混合岩化、动力变质作用较强，接触变质作用次之。近EW向深大断裂控制着地层、岩浆岩和变质岩的展布。本区属中天山铁、铜、镍、铅、锌、金、银、锰、钨成矿带一部分。矿区位于阿拉塔格深大断裂东南部约10km处，沿断裂发育大规模石炭纪、泥盆纪中酸性侵入岩，早石炭纪二长花岗岩与长城系星星峡群地层的接触带控制钨矿化体产出。

2　矿区地质特征

2.1矿区地层

矿区内出露的地层主要为元古界长城系星星峡岩群中深变质岩，原岩为一套碳酸盐夹碎屑岩建造。该套地层走向近东西，向南倾，倾角50°～70°。岩性主要为方解石大理岩、白云石大理岩、变质砂岩、云母石英片岩，其中大理岩为主要的赋矿岩性，主要分布在矿区北部的石炭纪二长花岗岩南侧。见图2。

2.2矿区构造

矿区构造包括断层、褶皱及接触带构造，其中褶皱作用控制了后期花岗岩脉的空间分布形态。断层、褶皱及侵入接触面三者共同制约着矿（化）体的发育与分布。赋存于花岗岩内的矿（化）体走向80°～90°，其产状明显受与其同时空分布的断层控制；赋存于接触界面上盘的矽卡岩中的矿（化）体总体走向80°～90°，局部60°～80°；本矿区矿体厚大部位多产于褶皱的核部。从矿体与构造的产出关系可以看出，矿区断层、褶皱及接触带构造对矿（化）体的形成和分布都有明显的控制作用。

图1　新疆哈密黑焰山一带区域地质简图

图2　新疆哈密黑焰山钨矿床地质简图

2.3矿区岩浆岩

矿区侵入岩以石炭纪二长花岗岩为主，此外还发育有少量闪长岩脉、细晶花岗岩岩脉和黑云母二长花岗岩等，其中二长花岗岩岩体本身钨矿化明显，与成矿作用关系密切。二长花岗岩呈岩基状分布于矿区北部，侵入于长城系星星峡岩群中，接触带走向近东西向，侵入界线曲折弯曲。二长花岗岩岩体中可见地层残留体，地层残留体内发育有白钨矿化。

2.4矿区物化探异常

（1）物探异常。矿区内开展了1∶1万重力剖面测量，从等值线平面图上看，布格重力异常总体呈西高东低，南高北低的趋势分布，异常值由西南部的9.88mGal向东北减至-2.167mGal。矿区内重力梯级带分布明显，局部布格重力异常多发育在重力梯级带内，多呈点状或串珠状分布。

在地层和岩体接触带上发育一条明显的重力梯级带，该带等值线明显随着岩体的形态变化而发生扭曲，推断该梯级带主要反映的是岩体和地层的接触带。

（2）化探异常。矿区位于哈密戈壁荒漠区，基岩裸露，利于开展岩石地球化学测量。2012年矿区内开展了1∶2万岩屑测量工作，圈出了多个钨异常，异常具有规模大，浓度高，多具三级浓集分带等特点，且异常峰值高，分别为1121×10-6、695×10-6、572×10-6、533×10-6、401×10-6。经异常查证，在地表追索出多条矿（化）体，后经探槽工程控制，发现钨异常与地表钨矿（化）体紧密套合。

3　矿床地质特征

3.1矿体特征

矿区内石炭纪二长花岗岩与长城系星星峡群地层接触带形成了一个长约6km，宽约300m矽卡岩带，矿体主要赋存在内外接触带的矽卡岩和内接触带岩体裂隙中，前者呈似层状，走向和倾向延伸较稳定，后者多呈脉状，深部逐渐尖灭。根据矿体分布的集中程度，将矿化带分为东西2个矿段。

矿区内共圈出25条钨工业矿体，呈层状、似层状和脉状，矿体长50～1200m不等，厚1～20m之间，品位0.12%～1.01%不等。其中ⅩⅧ、ⅩⅩ、ⅩⅣ号规模较大。

ⅩⅧ、ⅩⅣ矿体位于矿区西段，赋存于外接触带矽卡岩，呈层状。ⅩⅧ矿体长1186m，平均视厚均为4.61m，钻孔控制最大斜深50m，平均品位0.524%，矿体沿港湾状接触面分布，走向随接触面走向变化，产状120°～170°∠50°～90°。ⅩⅣ矿体长1194m，平均真厚度1.09m，平均品位0.411%，产状350°～14°∠40°～65°，最大控制斜深100m。

ⅩⅩ号矿体位于矿区东段，呈层状，走向北西向，长289m，平均真厚度7.24m，平均品位0.31%，最大控制斜深254m，总体产状135°∠50°～70°。

3.2矿石特征

矿石矿物主要为白钨矿，少量磁铁矿、辉钼矿，脉石矿物主要为方解石、透辉石、白云石、透闪石、石榴子石等。白钨矿粒度0.2～3.0mm，呈小团块状、散点状、浸染状分布，部分沿构造面理、裂痕聚集，形成条带状、细脉状富矿石。矿石构造主要为条带状、稀疏浸染状、细脉浸染状等构造。矿石结构主要为半自形—他形粒状结构。

3.3围岩蚀变

矿区围岩蚀变主要有石榴子石化、透辉石化、硅化、黑云母化、绿帘石化、绿泥石化、黄铁矿化、透闪石化、阳起石化和大理岩化等。围岩蚀变还具有明显的分带性，从岩体到围岩依次为：细中粒二长花岗岩→黑云母化二长花岗岩→石榴子石矽卡岩带→透辉石矽卡岩带→大理岩带。其中，石榴子石矽卡岩带以发育大量的石榴子石为特征，其次还有少量的透辉石，矿体主要产于该带内；透辉石矽卡岩带主要为透辉石化大理岩，透辉石含量明显高于石榴子石，其粒度一般较小，其含量离岩体近侧较高；大理岩带内可见星点状黄铁矿化。从矽卡岩的分布规律来看，近岩体矽卡岩矿物主要以透辉石和石榴子石为主，而远离岩体则主要以透闪石、阳起石、绿泥石为主，即近岩体以高温无水矽卡岩矿物为主，而远离岩体则以低温含水矽卡岩矿物为主，此分带特征与我国一些重要的矽卡岩多金属矿床的交代分带特征一致［3］，表明本矿床为典型的扩散双交代矽卡岩矿床。矽卡岩化蚀变带宽度最大可达300m，矿体一般赋存于矽卡岩近岩体部分，且矽卡岩化作用越强，矿化作用越强。

3.4矿床成因分析

黑焰山钨矿床为典型的矽卡岩型白钨矿床，矿体主要赋存于石炭纪二长花岗岩和长城系星星峡群地层接触带的矽卡岩中，具典型矽卡岩型白钨矿化的围岩蚀变分带，星星峡群地层为W的高背景层，石炭纪二长花岗岩后期侵入地层并伴随强烈的热液活动，在接触带发生双交代作用，使地层中的W元素进一步富集，形成白钨矿体。在褶皱叠加侵入接触面、港湾状叠加岩枝状侵入接触面、NNE向断层叠加侵入接触面等有利的构造位置形成厚大矿体。

4　控矿因素分析

4.1地层控矿

长城系星星峡群是主要的赋矿地层，矿体的产出位置受地层岩性控制，矿区内二长花岗岩岩体南侧接触带岩性为碳酸盐，矽卡岩化强烈，为矿体的主要产出位置；岩体北侧接触带岩性为碎屑岩，矿化一般不发育。

根据区域1∶25万和1∶5万化探资料统计，W元素在长城系星星峡群中表现为明显的高背景值，富集系数（K）为1.77，按1.5＜K≤2.5可划分为富集元素，变异系数（CV）为0.68，按CV＜0.9可划分为均匀元素，长城系星星峡群W元素表现为均匀的富集元素。近几年先后在长城系星星峡群中发现沙东大型钨矿及远景可观的望家山钨矿、白石头钨矿和绿洲泉钨矿等矿点，表明长城系星星峡群可能为区域上钨矿的矿源层，为矿区内矿床的形成提供了成矿物质。见表1。

4.2构造控矿

表1　调查区W元素分布特征

图3　41、49号勘探线联合剖面示意图

图4　褶皱叠加接触带控矿

图5　港湾状叠加岩枝状侵入接触面控矿

图6　NNE向断层叠加侵入接触面控矿

矿区二长花岗岩体与长城系星星峡群的接触带为矿区主要的控矿构造，其控制着矽卡岩带的产出位置、规模和类型等，并制约了钨矿体的产出位置。矿区内矿体多具数量多、规模小、矿体薄、深部延伸小等特点，寻找深部厚大矿体为矿区重要目标。结合后期工程施工情况，从厚大矿体产出规律来看，褶皱叠加侵入接触面、港湾状叠加岩枝状侵入接触面、NNE向断层叠加侵入接触面共同控制了矿区内厚大矿体的产出。

（1）褶皱叠加侵入接触面控矿。根据矿区内16号勘探线工程施工结果发现（图4），ⅩⅢ、ⅩⅣ矿体产于褶皱核部与接触带叠加部位。褶皱核部与接触面叠加提供开放空间和凹型的接触面，更有利于双接触交代作用的进行，褶皱核部的开放空间提供容矿构造，形成了厚大矿体。

（2）港湾状叠加岩枝状侵入接触面控矿。根据矿区42号勘探线剖面（图5），ⅩⅩ号矿体产于港湾状叠加岩枝状侵入接触面位置，港湾和岩枝状接触面增加了地层和岩体的接触面积，更有利于双接触交代作用，矽卡岩化强烈，凹型面提供了容矿空间，从而形成了厚大矿体。

（3）NNE向断层叠加侵入接触面控矿。根据矿区32号勘探线剖面，NNE向F1断层控制ⅩⅣ号矿体的产出（图6）。剖面深部岩体与地层的接触面形成了薄层的矽卡岩，但未见矿体。F1断层为双接触交代作用提供了更多的热液来源，在和接触面叠加部位发生强烈的矽卡岩化，形成了厚大的钨矿体。

4.3岩浆岩控矿

矿区内出露的早石炭纪中酸性侵入岩侵入星星峡群地层并伴随热液活动，提供了丰富的热液来源，热液中富含硫、砷、硼等挥发性组份，为接触带发生双交代作用提供了必备条件，使星星峡群地层W元素进一步加富。