新疆巴里坤小加山东钨钼矿特征及成因分析

刘朝阳，刘 晓，陈培伟，张秀云

(河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，河南 郑州 450000)

1 概 况

新疆巴里坤小加山东钨钼矿,是在前人(1∶20万K-46-Ⅲ巴里坤湖幅)区域地质矿产调查、地球化学测量等成果的基础上优选出地球化学异常区，通过开展详细的矿产勘查工作发现的。共圈定49个钨矿体，5个钼矿体。估算WO3(332)+(333)金属量18 317 t，矿床平均品位0.305%；Mo(332)+(333)金属量4 346 t，矿床平均品位0.063%。钨钼矿分布不均匀，主要赋存在石英中，两者在空间上不完全重叠；钨矿体已经受到一定程度的剥蚀，出露地表，钼矿体则完全隐伏；地表钨矿体厚度大、品位高，垂向变化逐渐变薄，品位变低，逐渐尖灭；钼矿体在地表300 m以下开始出现，石英脉的密集发育及岩石隐闭裂隙发育段钼矿体厚度较大、品位较高，两者在空间上局部重叠，但埋深300～350 m段多数为贫矿或无矿段。矿体主要赋存在泥盆系中统大南湖组下亚组(D2db)中—基性火山碎屑岩(灰色凝灰岩)类中；断裂构造为脆性断裂控矿构造，构造特征控制了矿体的特征；成矿母岩为华力西中期的斑状钠长花岗岩、细粒黑云母花岗岩等，为钨钼矿的形成提供了热源和成矿物质来源。根据以上特征的分析，综合对比，认为该矿床类型为热液石英脉型钨钼矿床[1]。

2 矿区地质特征

矿区出露的地层为泥盆系中统大南湖组，分为第一亚组和第二亚组，总体北东倾，倾角约20°～50°[2]。第一亚组岩性组合为灰绿色凝灰砂岩、辉绿岩、砾岩；第二亚组岩性组合为灰色凝灰岩、流纹质复屑凝灰岩及玄武岩、流纹岩、安山岩等(图1)。侵入接触带附近的岩石多发生绿帘石化、硅化等现象。

图1 矿区地质简图

凝灰岩：深灰色，变余火山灰碎屑结构，块状构造。细粉砂状斜长石晶屑<10%；板状金属矿物1%～2%；石英2%±；变质的火山灰(含黑云母-绢云母的隐晶质硅质状物)85%±；绿泥石：10%±。岩屑：量微；褐铁矿：量微。岩石中存在少量细粉砂状斜长石。板状金属矿物及粒状石英；含少许0.01～0.1 mm的岩屑。火山灰脱玻并有轻度变质。但仍保留有火山灰形态的痕迹。大量的细鳞片绢云母及黑云母(5%±)、<0.1～0.5 mm云片状绿泥石使脱玻物中的隐晶硅质状长英矿物几乎被掩盖。

矿区构造以断裂构造为主，断裂构造呈北东向，倾角较陡，一般在60°～85°之间，长200～4 000 m，宽5～20 m，构造带内岩石多为碎裂岩及硅质石英脉，后期被石英脉、辉绿岩脉、花岗岩脉等充填，可见褐铁矿化，硅化、黄铁矿化等。矿区内北东向断裂构造为主要的控矿构造[3]，断裂带及受构造形成脆性张节理为主要的容矿空间，其分布和产出状态控制了钨钼含矿热液的空间展布特征。

矿区内侵入岩发育，主要分布于矿区北部及南部，呈岩株和岩枝产出，出露岩性为华力西中期的斑状钠长花岗岩、细粒黑云母花岗岩等。从出露特征上分析，受断裂控制特征明显，侵入界线清晰，围岩具硅化、角岩化。区内出露脉岩主要为石英脉、花岗岩脉、辉绿岩脉等。其中石英脉最为发育，根据分布和特征，可分为两种，一种受断裂控制，走向北东，南东倾，倾角80°左右，石英脉充填于断裂破碎带中间及边部，具碎裂岩化、褐铁矿化、孔雀石化、铅锌矿化等。另一种石英脉密集分布，呈细脉状产出，出露密集带多集中在成矿母岩1 000 m左右处的范围内，石英脉密集整体走向北西西，南倾，倾角约65°左右，分布东西长约800 m，南北最宽约300 m。

石英脉两侧多见白云母化，内部可见萤石化。钨钼矿与石英脉成矿关系密切，含钨矿石英脉特征见图2，含辉钼矿石英脉多为网脉状石英细脉，宽度在1 mm左右，受后期应力影响，石英脉产生碎裂见图3。

图2 含钨矿石英脉特征Qz—石英 Wf—黑钨矿 tf—凝灰岩

图3 石英脉内部裂隙及与围岩接触带Mo1—辉钼矿 Qz—石英 F1—莹石

矿区内各种岩石极化率值均不高，其中凝灰岩、安山岩与含碳质凝灰岩、硅化凝灰岩仅有个别标本极化率值在2%～5%，大多数在1.0%以下。花岗岩、安山岩及凝灰岩出露区，无激电高值异常，且地电结构变化较大；含矿石英脉在凝灰岩中出露的集中区域，为高极化率、低视电阻率异常段，极化率异常背景值偏高，极化率3.8%向右逐渐上升到8%附近，有矿致异常意义[5]。

矿区内元素地球化学特征显示，铅、锌、砷、锑、铋、钨、钼、锡等元素平均值大于克拉克值，浓集克拉克值表明砷、钨、铋整体含量较高，呈强富集；锡、钼、铅、银、锑、锌呈弱富集[4]。钨、铅、砷、铋、银等元素变异程度较高，说明这5种元素易形成局部富集而成矿；其次是铜、锌、钼、锡，这4种元素分布相对分散，不易独立成矿；而金、锑变异系数较小，属均匀分散型元素，不易富集成矿。各元素地球化学参数见表1。

表1 矿区元素地球化学参数表

矿区各元素之间共生组合关系见R型聚类分析(图4)，有两组相关性较为密切的元素组合，一组为As、Sb、Bi、Au、Cu，另一组为Zn、Sn、Ag、Mo、Pb、W，其中以As、Sb、Bi相关性最好。各变量在成矿中所起的作用，经4个因子组合的因子分析，表明：第一因子为Pb、Ag、As、Zn，第二因子为Au、W、Sn，第三因子为Mo，第四因子为Sn。分析认为第一因子与矿区中东部的矿化石英脉关系密切，其它3个因子应为花岗岩体侵入的高温热液导致。

图4 小加山钼矿区R型聚类分析谱系图

3 矿体特征

矿区内钨钼矿体与石英脉的关系密切，石英脉的发育、密集程度直接影响了钨钼矿体的规模、品位，该类型的矿床在空间上表现分布不均，钨钼矿体有典型的分带特征，上部为钨矿体，并出露地表，下部为钼矿体，呈完全隐伏状态。矿区内垂向上0～300 m的范围内主要为白钨矿和黑钨矿分布，300～350 m的范围内出现少量的钨钼矿分布，但多为贫矿，在300～600 m的范围内主要为辉钼矿分布。从分布特征上看，地表钨矿体已遭受一定程度的剥蚀，表现为露头矿体，并且地表矿体厚、品位较高，向深部逐渐变薄，品位变低，甚至尖灭，钨钼矿体间无明显界线，产出状态受控于石英脉的产状，不受围岩限制，矿体形态受石英脉带控制。矿体的厚度及品位与石英脉的发育程度密切相关。

3.1 钨矿体特征

区内共圈出钨矿体49个，其中W-5和W-9两个矿体为主矿体，其他规模较小。

3.1.1 W-5矿体

分布于主矿带的中南部，东西走向长约410 m，倾向斜深250 m，向东西两端尖灭，倾向深部方向上未封闭。形态呈似层状-透镜状，在东端及深部具分枝现象；走向97°，南倾，倾角约65°,属陡倾斜矿体；平均水平厚度9.51 m，厚度稳定程度属稳定类型，平均品位0.392 4%；矿体的品位与厚度关系不大。

3.1.2 W-9矿体

位于主矿带的中部，东西走向长约700 m，向两端尖灭，倾向斜深380 m，深部延伸未封闭。矿体形态呈似层状，向东西两侧及深部具分枝现象；矿体走向上呈舒缓波状弯曲，边界不清晰；东西走向97°，南倾，平均倾角65°，属于陡倾斜矿体；平均水平厚度6.55 m，平均品位0.452 9%,属较均匀型。

3.2 钼矿体特征

区内共圈定钼矿体5个，均为隐伏矿体，钼矿主矿体赋存标高在1 370～1 700 m之间。矿体与石英细脉整体产状一致，呈似层状-透镜状产出，走向长约400 m，走向97°，南倾，平均倾角65°,向东西两侧尖灭，属于陡倾斜矿体；矿体平均水平厚度26.04 m，厚度变化系数84.10%，平均品位0.057%，属较稳定类型。

3.3 矿石特征

3.3.1 矿石的矿物成分

钨矿石主要有黑钨矿、白钨矿、黄铁矿，少量黄铜矿、磁黄铁矿，极少辉锑矿和辉铋矿。脉石矿物为石英、叶绿泥石、萤石、白云母，极少方解石[5]。

钼矿石矿物成分主要为辉钼矿，少量黄铜矿、黄铁矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、钛铁矿、辉铋矿、金银矿。脉石矿物为石英、钾长石、绿泥石、萤石和极少的方解石。

3.3.1.1 黑钨矿

褐黑至黑色，半自形板柱状结构，粒度0.01～7 mm，多数1～5 mm，呈星散斑杂浸染状分布于石英脉中，分布不均匀。少量黑钨矿周边及其裂缝中有交代状白钨矿(见图5)。

图5 黑钨矿矿石特征Sh—白钨矿 Qz—石英 Wf—黑钨矿

3.3.1.2 白钨矿

黄白至浅黄色，半自形粒状结构，粒度0.01～6 mm，多数0.5～4 mm，呈团块状或浸染状不均匀分布于石英脉中，整体上在石英脉中部粒度较粗，在边部偏细，受挤压常具碎裂、碎粒化(见图6)。

图6 白钨矿矿石特征Sh—白钨矿 Qz—石英

3.3.1.3 辉钼矿

亮灰色,他形粒状、叶片状、弯曲叶片状结构，粒度0.01～3.2 mm，多大于0.5 mm。分布于石英脉和局部岩石裂隙中，在石英细脉(宽度小于5 cm)和岩石裂隙中呈星散浸染状分布，在石英宽脉中呈叶片状集合体分布于宽脉边部和脉内裂隙中，常有受揉弯曲现象(见图7)。

图7 辉钼矿矿石特征Mo1—辉钼矿 Qz—石英 F1—莹石

3.3.1.4 黄铁矿

分布广泛，主要呈星散状分布于赋矿岩石和石英脉中，少量为以黄铁矿为主的黄绿色硫化物集合体呈脉状充填于岩石裂隙中，在岩石节理中也常见有被压平的圆环状黄铁矿分布。主要呈半自形、他形粒状，粒度0.05～0.7 mm；圆环状黄铁矿大小0.5～1 cm。有交代磁黄铁矿的现象(见图8)。

图8 黄铁矿矿石特征Py—黄铁矿

3.3.1.5 闪锌矿

暗红—褐红色，金属—半金属光泽，条痕褐红色，自形—半自形粒状集合体产出，颗粒大小0.02～0.2mm；或呈不规则脉状产出，与黄铁矿共生[8]，但两者之间有明显界线，也有相互穿插者(见图9)。

图9 闪锌矿矿石特征Sph—闪锌矿 Py—黄铁矿 tf—凝灰石

3.3.2 矿石结构构造[5]

3.3.2.1 矿石结构

矿石结构以半自形板状、半自形粒状、他形粒状结构为主，次为压碎结构、揉皱结构，可见交代结构、乳浊状结构。

半自形板状结构：黑钨矿呈板状集合体存在于脉石矿物中(见图10)。

半自形粒状结构：白钨矿、黄铁矿呈半自形粒状存在于粗大的石英晶粒间(见图6)。

叶片状结构：辉钼矿呈叶片状集合体与毒砂共生存在于石英脉边部(见图7)。

他形粒状结构：辉钼矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿呈他形粒状存在于石英脉和岩石节理中(见图9)。

压碎结构：早期形成的黑钨矿和白钨矿受构造挤压使晶体产生破碎或产生裂纹(见图11)。

图11 矿石压碎结构特征Sh—白钨矿 Qz—石英 tf—凝灰岩

揉皱结构：叶片状的辉钼矿在压力作用下发生较复杂的塑性变形。

交代结构：硫化物集合体中，多数磁黄铁矿被黄铁矿交代，少量呈残留状存在。

乳浊状结构：主要表现为乳浊状的黄铜矿分布在粗大的闪锌矿中，这是固溶体分离的结果，说明闪锌矿结晶后温度下降较快。

3.3.2.2 矿石构造

钨矿石常见构造为细脉状，少量为斑点状、星散浸染状构造，各种构造的矿石均有较明显的界线。钼矿石构造为细脉状、星散浸染状、团块状等。

3.4 矿体围岩及夹石

矿体围岩主要为凝灰岩，局部有辉绿岩，矿体顶底板不明显。围岩主要蚀变有硅化、萤石化、白云母化、碳酸盐化等，夹石主要为石英。

4 矿床成因分析

巴里坤小加山东钨钼矿出露地层为泥盆系中统大南湖组下亚组(D2db)，岩性主要为火山碎屑岩类，岩石硬脆，受后期断裂构造影响，形成次级断裂和脆性节理等容矿构造，为含矿热液(含矿石英脉)的赋存提供了空间，矿体的赋存在严格受控于断裂构造，其产状基本一致。推测含钨钼矿石英脉带深部可能有隐伏的岩体，在矿体出露区南北均有华力西中期第二次侵入的花岗岩(γ42b)。认为岩浆侵入带来了大量的成矿物质，含矿热液沿裂隙贯入充填，形成了在近地表以含黑钨矿石英脉为主的钨钼矿床，钨矿体已经遭受剥蚀出露地表，钼矿体为隐伏矿体，综合分析认为该矿属热液石英脉-斑岩型钨钼矿[6]。

区内找矿标志特征明显，可以把石英脉的发育程度以及沿石英脉向两侧有萤石化-白云母化-硅化等蚀变特征作为主要的找矿标志[7]。

该矿床的勘查发现增加了该区域的矿产勘查研究程度，有利地促进了邻区的找矿勘查工作。