班公湖—怒江成矿带西段角西独立黑钨矿床的发现及其地质意义

王立强, 范　源, 王　勇, 李　申, 高一鸣

1)中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037; 2)西藏自治区地质矿产勘查开发局地热地质大队, 西藏拉萨 850000; 3)中国地质大学(北京), 北京 100083;　4)成都理工大学, 四川成都 610059

班公湖—怒江成矿带西段角西独立黑钨矿床的发现及其地质意义

王立强1), 范源2)*, 王勇3), 李申4), 高一鸣1)

1)中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037; 2)西藏自治区地质矿产勘查开发局地热地质大队, 西藏拉萨 850000; 3)中国地质大学(北京), 北京 100083;4)成都理工大学, 四川成都 610059

角西石英脉型黑钨矿床系班公湖—怒江成矿带西段发现的首个独立黑钨矿床。文章通过对其矿体产出形式、矿化特征、蚀变类型等方面的研究, 认为矿床成因类型属与岩浆热液有关的石英脉型黑钨矿。基于矿床现有的激电剖面测量和土壤地球化学剖面结果并结合矿床成因类型分析, 笔者认为矿区尚具有一定找矿潜力, 尤其云英岩型钨矿体应为下一步找矿工作部署的重点。角西石英脉型黑钨矿的发现将会丰富班公湖—怒江成矿带矿床成矿系列, 完善区域成矿规律, 拓展区域找矿方向, 具有重要的区域成矿学与找矿意义, 值得进一步研究。

班公湖—怒江成矿带; 角西黑钨矿床; 地质特征; 地质意义; 找矿潜力

自2003年中国地质调查局地质大调查项目实施以来, 通过多家地勘、科研单位以及商业勘查的跟进, 现已确立了冈底斯斑岩铜矿带、念青唐古拉矽卡岩铅锌多金属成矿带以及班公湖—怒江斑岩-浅成低温热液-矽卡岩铜金成矿带三个国家有色金属资源储备基地(唐菊兴等, 2014); 同时, 亦确立了西藏地区主要矿种资源为铜、金、铅、锌、银等。对于我国的优势矿种资源——钨矿而言, 其在冈底斯及班公湖—怒江成矿带上产出却十分稀少, 矿床级的矿产地更是凤毛麟角(雍永源, 2007)。目前, 西藏地区有文献报道的钨矿床均产出于冈底斯成矿带上, 主要包括努日矽卡岩型铜钼钨矿床(闫学义和黄树峰, 2010)、哈海岗矽卡岩型铅锌钨钼矿床(王立强等, 2012)和甲岗石英脉型钨钼铜多金属矿床(王治华等, 2007)等。需要指出的是, 前述三个矿床并非为独立钨矿床, 并且除甲岗矿床以外, 钨成矿作用均以白钨矿为主。由西藏地质矿产勘查开发局地热地质大队(下文简称西藏地热地质大队)在革吉—日土一带发现的角西独立黑钨矿, 是当下班公湖—怒江成矿带上钨找矿潜力较大的地区。本文基于项目组在角西矿区开展的野外与室内地质工作, 对其发现过程、矿化与蚀变特征、成因类型及找矿潜力进行初步总结分析, 对于其发现所触发的区域成矿学意义与找矿学思考进行客观评价。这对于进一步认知班公湖—怒江成矿带成矿作用、成矿规律以及助力中国地质调查局地质调查二级项目“班公湖—怒江成矿带铜多金属矿资源基地调查”的找矿突破具有重要意义。

1　以往工作概况及角西钨矿床的发现

角西黑钨矿区位于班公湖—怒江成矿带西段,行政区划隶属于阿里地区革吉县与日土县交界地带, SE155°距离革吉县城直线距离约35 km(图1)。角西矿区南距S301省道约25 km, 其间有乡村公路和简易公路相通, 交通尚算便利。矿区地处藏北高原中西部, 属山地宽谷湖盆地貌, 地势南东和北西部高,而中部较低。

图1　班公湖—怒江成矿带及邻区构造单元分布图(据耿全如等, 2011修改)Fig. 1　Tectonic units of the Bangong Co-Nujiang metallogenic belt and its neighboring areas (modified after GENG et al., 2011)I-羌塘—三江造山系; I1-玉龙塔格—巴颜喀拉前陆盆地; I2-西金乌兰湖—金沙江—哀牢山结合带; I3-昌都—兰坪地块; I4-北羌塘—甜水海陆块; II-龙木错—双湖—澜沧江缝合带; II1-龙木错—双湖—澜沧江蛇绿混杂岩带; III-南羌塘弧盆系; III1-多玛地块; III2-南羌塘盆地; III3-扎普—多不杂岩浆弧带; IV-左贡地块; V-班公湖—怒江缝合带; V1-班公湖—怒江蛇绿混杂岩带; V2-聂荣地块; V3-嘉玉桥地块; VI-冈底斯岩浆弧; VI1-那曲—洛隆弧前盆地; VI2-昂龙岗日—班戈岩浆弧; VI3-狮泉河—申扎—嘉黎蛇绿混杂岩带; VI4-措勤—申扎岩浆弧; VI5-隆格尔—工布江达复合岩浆弧I-Qiangtang-Sanjiang orogenic system; I1-Yulongtage-Bayan Har foreland basin; I2-Xijin Ulan Hu-Jinshajiang-Ailao Shan boundary belt; I3-Qamdo-Lanping block; I4-Northern Qiangtang-Tianshuihai block; II-Lungmu Co-Shuanghu-Lancangjiang suture zone; II1-Lungmu Co-Shuanghu-Lancangjiang ophiolite mélange belt; III-Southern Qiangtang arc basin system; III1-Doima block; III2-Southern Qiangtang basin; III3-Zapug-Duobuza magma arc belt; IV-Zuogong block; V-Bangong Co-Nujiang suture zone; V1-Bangong Co-Nujiang ophiolite Mélange zone; V2-Nyainrong block; V3-Jiayuqiao block; VI-Gangdise magma arc belt; VI1-Nagqu-Lhorong fore-arc basin; VI2-Nganglong Kangri-Baingoin magma arc belt; VI3-Shiquanhe-Xainza-Lhari ophiolite mélange belt; VI4-Coqen-Xainza magma arc belt; VI5-Longger-Gongbo Gyamda composite magma arc belt

受限于当地恶劣的自然条件, 包括矿区在内的以往地质勘查及科学研究工作程度均较低。以往地质工作及取得的成果分述如下:

1)2002—2004年, 江西省地质调查院开展了1:25万狮泉河幅区域地质调查工作, 并完成了区域地质调查报告的编写。该项工作对于包含角西矿区在内的区域地质特征进行了系统总结, 为角西矿区普查工作提供了宝贵的地质依据。

2)2008—2010年, 西藏地热地质大队开展了1:20万丁字、革吉等四幅区域地球化学调查工作, 圈定了多处地球化学异常, 同时确定了区域地球化学背景。2009年对所圈定的HS(ZP)-20号综合异常进行三级检查时发现了角西黑钨矿。

3)2013年, 西藏地热地质大队开展了“西藏自治区革吉县角龙那布西矿区铜矿预查”项目, 发现了2条钨矿化带和1处铜矿化点, 提供了进一步的工作靶区。

4)2014年, 西藏地热地质大队在预查工作基础上, 开展了矿区的勘查评价工作, 修正并圈定了含黑钨矿石英脉79条, 其中脉幅大于0.5×50 m的含矿石英脉24条; 同时, 对部分含矿石英脉体进行了地表揭露, 初步了解了重要脉体的地表产出特征。

2　矿床地质特征

2.1矿床地质

矿区地层出露简单, 仅见早白垩世狮泉河蛇绿混杂岩群(K1sh)和第四系(图2)。狮泉河蛇绿混杂岩群在矿区范围内出露面积较大, 由基质和岩片组成。基质主要为岩屑砂岩与板岩互层, 为含矿脉体的主要围岩; 岩片以蛇绿岩岩片为主, 偶见碳酸盐岩片等。第四系主要为冲洪积物和残坡积物, 沿河谷发育。矿区侵入岩出露面积较大, 但岩石类型较为简单, 主要为蛇绿岩和似斑状黑云母二长花岗岩(以下简称黑云二长花岗岩)。其中, 蛇绿岩隶属于早白垩世狮泉河蛇绿混杂岩群岩片, 主要由橄榄岩和辉长岩组成, 集中出露于矿区北侧。黑云二长花岗岩呈岩株或岩枝状侵位, 主要产出于矿区北西和南东部(图2), 与黑钨矿的形成关系密切。出露于矿区中北部的NW—SE向断层为矿区内最大的断裂构造, 地表形态呈舒缓波状, 表现为宽度较大的糜棱岩化带, 控制着蛇绿岩的展布形态(图2)。此外, 矿区尚发育一系列由黑云二长花岗岩侵位所引发的规模较小的NW、EW和NNE向张性断层, 为控矿和成矿断层, 控制着黑钨矿体的产出(图2)。

图2　西藏角西黑钨矿床地质简图(据西藏地热地质大队, 2013修改)Fig. 2　Geological map of the Jiaoxi wolframite ore deposit, Tibet (modified after Geothermal and Geological Party, Bureau of Mineral Resource Exploration and Development of Tibet, 2013)

表1　角西黑钨矿床主要石英-黑钨矿体特征一览表Table 1　Characteristics of main orebodies in the Jiaoxi wolframite ore deposit

2.2矿体及矿石特征

目前, 在矿区范围内已发现和圈定了79条规模不等的含黑钨矿石英脉体, 集中产出于矿区北西部,图2中所显示石英-黑钨矿脉体为规模相对较大的脉体, 各脉体矿化特征基本相似。矿床石英-黑钨矿脉体产出整体受控于黑云二长花岗岩侵位及其侵位过程中所形成的NW、近EW和NNE向断层, 矿体走向与断层走向一致。矿体形态呈脉状、透镜或囊状,局部有分枝复合现象。单个石英-黑钨矿脉宽度从0.5 m至10余m不等, 走向延伸长度2～300 m; 脉体整体缓倾斜, 倾角变化范围为9°～39°。已发现石英-黑钨矿脉中以40、73和77号脉体地表规模最大。角西矿区主要石英-黑钨矿脉体特征如表1所示。

角西黑钨矿床金属矿物较简单, 主要为黑钨矿,含少量黄铁矿、黄铜矿和毒砂等; 非金属矿物则以石英和白云母为主, 次为绢云母, 少量方解石和萤石等。矿石构造以脉状(图3a)、浸染状构造为主(图3b), 局部可见放射状(图3c)、角砾状(图3d)和条带状构造。矿石结构以结晶作用形成的自形、半自形和他形晶结构为主, 其次为交代结构和应力碎裂结构。结晶自形-他形晶结构多表现为黑钨矿、黄铁矿或毒砂以自身结晶形态产出(图3b, c, e, f)。交代结构则多见于黄铁矿、毒砂或黄铜矿被赤铁矿交代(图3g, h, i)以及黑钨矿被石英-白云母脉交代的现象中(图3e, f)。碎裂结构系应力作用下黄铁矿、毒砂等发生的破碎现象(图3g, i)。需要说明的是, 碎裂结构仅见于黄铁矿、毒砂等金属硫化物中, 而黑钨矿颗粒自身则未见发生明显的碎裂现象。

图3　角西黑钨矿床矿石及主要金属矿物特征Fig. 3　Characteristics of wolframite ores and main ore minerals in the Jiaoxi wolframite ore deposita-黑钨矿呈脉状产于石英脉中; b-浸染状黑钨矿矿石; c-放射状黑钨矿; d-黑钨矿呈角砾状产出于石英脉中; e, f-自形-半自形黑钨矿, 可见黑钨矿被后期石英交代现象; g-黄铁矿、黄铜矿被赤铁矿交代, 可见黄铁矿的碎裂结构; h-黄铜矿被赤铁矿沿边缘交代; i-自形的毒砂发生碎裂并被赤铁矿所交代; Wol-黑钨矿; Qtz-石英; Ms-白云母; Cp-黄铜矿; Py-黄铁矿; Hem-赤铁矿; Apy-毒砂; 照片e～i均为反射光a-wolframite occurring in the quartz as a vein; b-disseminated wolframite ore; c-euhedral wolframite occurring as radial morphology; d-wolframite occurring in quartz as breccia; e, f-euhedral and subhedral wolframite, which could be altered by quartz; g-pyrite and chalcopyrite altered by hematite and pyrite also crushed into fragments; h-chalcopyrite altered by hematite; i-euhedral arsenopyrite crushed into fragments, which were altered by hematite; Wol-wolframite; Qtz-quartz; Ms-muscovite; Cp-chalcopyrite; Py-pyrite; Hem-hematite; Apy-arsenopyrite; Photos of e～i were taken under microscope under the condition of reflected light

2.3围岩蚀变特征

矿区围岩蚀变较为发育, 主要类型包括硅化、绢云母化、白云母化、褐铁矿化、黄铁矿化和孔雀石化等。其中, 硅化、白云母化、绢云母化与黑钨矿成矿关系密切。硅化主要发育于狮泉河混杂岩群砂板岩中, 黑云二长花岗岩中亦发育一定程度的硅化; 硅化形式多表现为含黑钨矿石英脉的发育以及砂板岩或岩体中伴随黑钨矿而产出的大量细粒石英颗粒(图4a, b)。绢云母化可发育于黑云二长花岗岩及砂板岩中, 前者主要表现为斜长石斑晶或基质的绢云母化(图4c); 后者则是直接发育于含黑钨矿石英脉中及砂板岩破碎带或裂隙面上, 与黑钨矿成矿相关性显著(图4d)。白云母化主要产于石英-黑钨矿脉壁或脉体中(图4e), 或围绕单个黑钨矿晶体颗粒产出(图4f), 与黑钨矿成矿关系密切。黄铁矿化因氧化多已成为褐铁矿或赤铁矿(图4g), 在手标本上不易观测。褐铁矿化和孔雀石化主要产出于矿化体的地表或近地表处(图4h, i)。围绕石英-黑钨矿脉体蚀变具有一定的分带特征, 表现为由矿体向砂板岩围岩蚀变矿物组合依次为白云母→石英+白云母→绢云母+硅化→黄铁矿化+褐铁矿化。

图4　角西黑钨矿床主要蚀变类型及特征Fig. 4　Characteristics of wall rock alteration in the Jiaoxi wolframite ore deposita-伴随黑钨矿产出的硅化石英脉; b-石英-黑钨矿脉围岩中硅化石英颗粒(正交偏光); c-似斑状黑云母二长花岗岩中斜长石斑晶发生的绢云母化; d-石英-黑钨矿脉围岩裂隙面上发育的绢云母化; e-石英-黑钨矿脉中白云母; f-围绕黑钨矿产出的放射状白云母(正交偏光); g-黄铁矿被赤铁矿交代; h-石英-黑钨矿体围岩中发生的褐铁矿化; i-孔雀石化; Wol-黑钨矿; Qtz-石英; Ms-白云母; Pl-斜长石; Ser-绢云母; Bi-黑云母; Cp-黄铜矿; Py-黄铁矿; Lim-褐铁矿; Mal-孔雀石a-quartz vein formed in the silicification alteration associated with wolframite; b-quartz grains formed during silicification in the wall rock (crossed nicols); c-plagioclase phenocryst in biotite monzogranite porphyry altered into sericite; d-sericite formed on the fracture surface of the wall rock; e-muscovite formed during silicification; f-muscovite occurring around the wolframite grains (crossed nicols); g-pyrite grains altered by hematite; h-limonitization of sandstone and slate; i-malachite associated with wolframite and quartz; Wol-wolframite; Qtz-quartz; Ms-muscovite; Pl-plagioclase; Ser-sericite; Bi-biotite; Cp-chalcopyrite; Py-pyrite; Lim- limonite; Mal-malachite

3　矿床类型及找矿潜力

3.1矿床类型的确定

通过野外对石英-黑钨矿脉地表露头的解剖、探槽的观测、已有地质资料的分析, 笔者初步认为角西黑钨矿床具有如下特征: 1)矿床黑云二长花岗岩侵位于早白垩世狮泉河蛇绿混杂岩群砂板岩中, 形成了一系列NW、EW和NNE向断层构造, 石英-黑钨矿脉即发育于这些断层破碎带中, 矿体受断层构造控制特征明显, 常呈脉状、透镜状或囊状成群产出。2)黑云二长花岗岩中发育一定程度的硅化、绢云母化, 局部伴随有黑钨矿的产出。因此, 黑云二长花岗岩为角西黑钨矿床的成矿岩体。3)矿体的直接围岩为一套较为致密的砂岩和板岩, 并且围岩蚀变较为发育, 以硅化、绢云母化为主。4)黑钨矿体总体呈大脉状产出, 脉宽多大于50 cm, 亦可见宽度1 m以上的单一巨脉, 旁侧偶有少数中小石英-黑钨矿脉。矿脉主要由石英(占90％以上)和黑钨矿组成, 伴生金属矿物主要为黄铁矿、毒砂和少量黄铜矿; 非金属矿物除石英外, 多为白云母、绢云母,少量萤石等。5)矿石构造以脉状、浸染状为主, 少量呈角砾状或条带状; 矿石结构以结晶自形晶、半自形晶和他形晶结构为主。前述角西黑钨矿床的矿化特征与我国著名的西华山(袁见其等, 1985)、淘锡坑(陈郑辉等, 2006)、瑶岗仙(祝新友等, 2015)、梅子窝、石人嶂等石英脉型黑钨矿(韦龙明等, 2008a, b)相似, 具备岩浆热液脉型钨矿床的特征(袁见其等, 1985; 翟裕生等, 2011)。据此, 笔者初步认为角西独立黑钨矿矿化成因类型应为与岩浆热液有关的脉型黑钨矿。

3.2找矿潜力

角西石英-黑钨矿脉体主体受控于岩体侵位形成的NW、EW、NNE三组断裂构造。西藏地热地质大队通过激电剖面测量工作发现矿区存在隐伏断裂构造, 地表的三组控矿断裂在深部可能相连, 指示出深部尚有一定的找矿空间。此外, 西藏地热地质大队布设的4条土壤地球化学剖面(图2)均揭示出, 现已圈定的部分矿体在走向和倾向上存在不同程度的延伸。如, 矿区北部的T01剖面测量结果显示, 24、40号含矿脉体向NE方向具有延伸趋势, 并且沿矿脉倾向在深部亦存在W元素的富集。这些土壤剖面测量结果亦说明矿床存在进一步找矿的潜力。前已述及, 角西钨矿床属与岩浆热液有关的黑钨矿, 该类型黑钨矿常存在“五层楼+地下室”的成矿模式(王登红等, 2010)。目前, 角西矿床所圈定的钨矿体相当于该模式的“五层楼”部分, 其现有的矿化特征指示黑云二长花岗岩中伴随硅化和绢云母化可形成黑钨矿, 即存在云英岩型钨矿化的迹象。因此, 角西钨矿深部是否具有类似于“地下室”的云英岩型钨矿的成矿潜力, 值得开展进一步工作。

4　区域成矿学及找矿地质意义

班公湖—怒江成矿带近些年找矿取得了重大突破, 多不杂、波龙、铁格隆南等斑岩-浅成低温热液型矿床储量得到了进一步核实和提高(祝向平等, 2012; 李玉彬等, 2012; 唐菊兴等, 2014; 方向等, 2015), 雄梅斑岩型铜矿取得了重要勘查进展(曲晓明等, 2012), 尕尔穷—嘎拉勒大型矽卡岩型铜金矿床完成了详查(张志等, 2012; 胡正华等, 2015), 舍索矽卡岩铜多金属矿亦投入了开发(赵元艺等, 2011)。前述一系列矿床的发现及找矿突破, 使得其成为西藏又一条重要斑岩铜矿带(曲晓明等, 2012;唐菊兴等, 2014)。角西独立黑钨矿床在班公湖—怒江成矿带西段的发现, 实现了该成矿带找矿工作的又一重要突破, 同时亦进一步丰富了该成矿带上矿床成矿系列。角西钨矿大地构造位置隶属于狮泉河—申扎—嘉黎蛇绿混杂岩带西段, 紧邻班公湖—怒江缝合带产出。石英脉型黑钨矿为中-高温岩浆热液矿床(翟裕生等, 2011), 且钨矿成矿物质多来源于壳源物质; 而角西钨矿产出于幔源物质大量堆积的蛇绿混杂岩带之中, 指示在班公湖—怒江成矿带可形成高温壳源元素有关的矿床。目前, 笔者正在利用LA-ICP-MS锆石U-Pb和白云母Ar-Ar法对角西钨矿成岩成矿时代进行厘定, 同时也正在对其成矿岩体地球化学性质开展分析测试工作。角西钨矿成矿时代、成矿岩浆岩地球化学性质及其构造背景的限定, 对于部署班公湖—怒江成矿带同种类型矿床的找矿勘查工作具有重要意义。角西钨矿的发现对于丰富班公湖—怒江成矿带矿床成因类型、完善区域成矿规律以及拓展找矿视野与找矿方向都不无裨益。

致谢: 野外工作期间得到了西藏自治区地质矿产勘查开发局地热地质大队有关同仁的大力帮助, 审稿过程中相关专家及编辑部老师提出了宝贵的意见和建议, 在此一并致谢。

Acknowledgements:

This study was supported by China Geological Survey (No. 12120115028301), National Natural Science Foundation of China (No. 41403040), and Central Public-interest Scientific Institution Basal Research Fund (No. K1416).

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The Discovery of the Jiaoxi Single Wolframite Ore Deposit in the Western Part of the Bangong Co-Nujiang Metallogenic Belt and Its Significance

WANG Li-qiang1), FAN Yuan2)*, WANG Yong3), LI Shen4), GAO Yi-ming1)
1) Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037; 2) Geothermal and Geological Party, Bureau of Mineral Resource Exploration and Development of Tibet, Lhasa, Tibet 850000; 3) China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083; 4) Chengdu University of Technology, Chengdu, Sichuan 610059

The Jiaoxi quartz-vein type wolframite ore deposit is the first single wolframite ore deposit found in the western part of the Bangong Co-Nujiang metallogenic belt. In this paper, the occurrence characteristics of wolframite orebodies, features of wolframite mineralization, and alteration types of wall rocks were analyzed. Based on the results obtained, the authors hold that the Jiaoxi wolframite deposit should be classified as quartz-vein wolframite ore deposit related to magmatic hydrothermal activity. Based on results of soil geochemical survey and induced polarization measurement combined with the confirmation of genetic type of the Jiaoxi deposit, it is believed that this mining area has some potential in search for quartz-vein wolframite orebodies, especially in the prospecting for the greisen-type wolframite orebodies. The discovery of the Jiaoxi single quartz-vein wolframite ore deposit will enrich the minerogenetic series of mineral deposits in the Bangong Co-Nujiang metallogenci belt. In addition, its discovery has a great significance for improving regional metallogenic regularity and mineral prospecting. Thus, further researches on the Jiaoxi wolframite ore deposit are necessary in the near future.

Bangong Co-Nujiang metallogenic belt; Jiaoxi wolframite deposit; geological characteristics; geological significance; prospecting potential

P618.67; P622

A

10.3975/cagsb.2016.06.04

本文由中国地质调查局地质调查项目(编号: 12120115028301)、国家自然科学基金项目(编号: 41403040)和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项(编号: K1416)联合资助。

2016-02-20; 改回日期: 2016-04-28。责任编辑: 张改侠。

王立强, 男, 1984年生。副研究员。主要从事矿床学及区域成矿规律研究。E-mail: wlq060301@163.com。

范源, 男, 1983年生。工程师。主要从事地质矿产勘查工作。E-mail: 379991734@qq.com。