镇安西部棋盘沟钨矿地质特征及控矿构造研究

2022-08-01杨宁

河南科技 2022年13期

杨宁

（长安大学地球科学与资源学院，陕西西安 710054）

1 区域地质背景

调查研究区在商丹构造混杂带之南，位于南秦岭造山带印支期滑脱—推覆带与燕山期陆内造山带叠加出现的石泉北部—宁陕东部—小磨岭一带北东向构造岩浆带与东西向构造带交汇的构造结部位。在陕西省所划四级构造单元中，镇安西部研究区所处的一级构造单元为秦祁昆造山系，二级构造单元为秦岭弧盆系，三级构造单元为南秦岭弧盆系。根据陕西省矿产资源潜力评价报告（2013）划分的成矿区带，研究区属于秦祁昆成矿域（一级成矿区带），秦岭—大别成矿省（二级成矿区带），南秦岭Au-Pb-Zn-Fe-Hg-Sb-RM-REE-V-蓝石棉-重晶石成矿带（三级成矿区带），镇安—旬阳华力西、燕山期Pb-Zn-Au-Hg-Sb 成矿亚带（四级成矿区带）。区域金属矿产资源极为丰富，已发现金、钼、钨、铜、铅、锌、铁、钒、镍等矿产，成矿类型主要为与岩浆作用影响关系较为密切的韧性剪切带型、接触交代型、热液型、沉积—变质型。

根据陕西省区域地质志（2013）地层划分方案，研究区地层区划属扬子华南地层大区，南秦岭—大别地层区，迭部—旬阳地层分区［1］。

区内断裂构造极为发育，主要有形成于印支主造山期的北西西向断裂带和形成于燕山期的北北东向断裂带，其中NWW 向断裂带具有韧性逆冲推覆和后期叠加的走滑性质；NNE 向断裂常具有（逆时针）左行走滑性质。除了区域上几条大断裂，区内还发育大量次级张性、张扭性小断裂裂隙。研究认为区域内次级张性断裂为主要的赋矿空间［2］。

区内发育大面积岩浆岩，以中生代中酸性侵入岩为主，次为华力西期及晋宁期侵入岩。中酸性岩体以江口复式岩体、胭脂坝复式岩体等为代表，还发育大量形态复杂的中酸性小岩体，如懒板凳岩体、四海坪岩体等，区内还通过钻孔研究发现王家坪隐伏岩体［3］。岩性主要为中—细粒二长花岗岩。区内大量中酸性侵入岩与钨钼金铅锌银矿的形成关系密切，为矿床形成提供热源及成矿物质来源。

2 矿区地质特征

2.1 矿床地质特征

棋盘沟钨矿床主要出露震旦系、寒武系、奥陶系和泥盆系等古生代地层，岩性以灰岩、大理岩、云母石英片岩为主，部分区域发育矽卡岩化大理岩和白云质大理岩，地层产状较缓，走向近东西，倾角20°～40°，局部地层较陡（见图1）。呈穹窿状构造，勘探线7线以南向南倾，以北向北倾。

图1 棋盘沟矿区地质图

棋盘沟矿床内断裂构造发育，主要发育有早期北西西向和晚期北东—北北东向断裂，其中北西西向断裂不含矿，矿体一般发育在近南北向断裂中。区内节理裂隙发育，部分被热液充填形成石英脉或方解石脉且伴有白钨矿化，未发现岩浆岩出露。

2.2 矿体特征

棋盘沟钨矿矿床类型有石英脉型与矽卡岩型白钨矿，以石英脉型白钨矿为主。矿区已经发现9 条近平行产出的石英脉型钨矿体，主要矿体K1 为近南北走向（见表1），白钨矿主要呈团块状赋存于石英脉边部与围岩接触的部位，厚度为3～4 cm，不连续分布。目前，工程控制主要在海拔950 m 以上，950 m 以上以石英脉型白钨矿为主，矿化主要走向为北北东向，白钨矿赋存于裂隙、节理面上，分布于石英脉边部。石英脉较密集，矿化较好，白钨矿颗粒也较大。石英脉在950 m 以下较少，出现蚀变岩，蚀变矿物有透闪石、透辉石、硅灰石、白云母、黑云母、金云母等。在野外调查中主要对矿区1030中段进行了详细调研，1030中段走向10°左右，主要控制矿区主矿体K1，其中白钨矿主要赋存在石英脉与围岩接触带10 cm范围内。采矿也仅限于采取围岩约10 cm。

表1 棋盘沟矿体特征表［4］

2.3 矿石特征

棋盘沟矿区白钨矿矿石主要成分可分为硫化物、氧化物、硅酸盐矿物及碳酸盐矿物等矿物类型。硫化物主要包括黄铁矿、辉钼矿等；硅酸盐矿物主要包括石英、阳起石、绿泥石、角闪石、绢云母、白云母、石榴子石等；碳酸盐矿物有方解石；氧化物为白钨矿、褐铁矿等。矿区矿石主要呈自形—半自形粒状结构，浸染状构造、块状构造。对矿区岩石薄片进行镜下鉴定，可见典型矽卡岩型蚀变矿物硅灰石、透辉石、石榴子石等。

2.4 成矿流体特征

阮仕琦［5］通过对棋盘沟矿区内含白钨矿石英脉进行采样，并对主成矿期形成的白钨矿和石英中的原生流体包裹体进行测试分析，得出流体包裹体类型为气液两相水溶液包裹体，测温结果表明流体均一、温度较高、盐度较低。因此，棋盘沟钨矿成矿流体属于中高温、低盐度流体，与热液型钨矿成矿流体特征一致。对其稳定同位素特征研究表明：棋盘沟矿区成矿流体的H、O 同位素组成落在岩浆水区域，S 同位素落入岩浆岩S 同位素组成范围内，说明白钨矿成矿流体来源于岩浆热液。

2.5 成矿年代学特征

韩柯［6］通过对棋盘沟矿区中与白钨矿共生的辉钼矿进行Re-Os 同位素测年，得出棋盘沟钨矿区辉钼矿的模式年龄为199.7±3.9 Ma。通过对棋盘沟矿区金云母进行Ar-Ar 同位素测年，得到棋盘沟钨矿床金云母的坪年龄分别为188.60 Ma 和190.10 Ma，晚于矿区辉钼矿成矿年龄199.7 Ma，表明棋盘沟可能存在多期成矿作用。

3 控矿构造特征

通过对矿区进行剖面及路线调查，发现脉体宽度1～50 cm，部分脉体边部发育硅灰石、金云母、黄铁矿、褐铁矿、透闪石、透辉石及白钨矿。部分石英脉顺层产出，主要发育在片理化大理岩中。通过矿区节理裂隙、石英脉、方解石脉走向玫瑰花图（图2）可知，矿区节理及脉体走向优势方位为北东—北北东向，走向主要为10°～50°，倾角主要集中在50°～80°，少部分节理及脉体走向为北西向和近东西向，该类节理及脉体边部未见矿化及蚀变现象。与矿化相关的构造主要为北北东向的节理石英脉。

图2 棋盘沟矿区节理裂隙、石英脉、方解石脉走向玫瑰花图和极点等密图

通过节理走向玫瑰花图（图3）可知，矿区内节理走向有两组优势方位，分别为北西向和北北东向，部分区域发育密集X 形节理，但未见矿化，应是成矿后期形成的。部分节理边部发育硅灰石、透闪石、金云母等矽卡岩类矿物及白钨矿化，对这些节理进行统计后发现，其走向都为近南北—北东向，倾角为40°～80°。北西向及近南北向的节理裂隙中未发现矽卡岩类矿物蚀变及白钨矿化。

图3 棋盘沟矿区节理走向玫瑰花图和极点等密图

通过对矿区内石英脉和方解石脉进行统计（见图4），发现其走向主要为近南北向—北东向，走向主要集中在20°～60°，倾角为50°～80°，与地层大角度相交，且顺层石英脉基本不含矿。大部分脉体宽度都小于10 cm，总体走向为北北东向，优势走向为20°～30°。方解石脉的脉宽为0.1～5 cm，大多为细脉状产出，且脉体边部多具硅灰石化、透闪石化等。脉宽大于10 cm 的脉体都为石英脉，且总体走向为近南北向，其中一条脉体具白钨矿化，产状为285°∠65°，宽度为45～50 cm。

图4 棋盘沟矿区热液脉体走向玫瑰花图和极点等密图

通过对含矿脉体统计，发现顺层的石英脉体不含矿或者含矿性差，而切层的脉体含矿性较好，且其优势走向为北北东向，所以近南北向裂隙为成矿热液运移主通道，东西向层间裂隙或节理为次级通道。矿区内白钨矿、钾长石、石英等矿物巨晶和多晶集合体发育，说明容矿构造和成矿环境优良。白钨矿主要产出于石英脉与围岩大理岩（或石灰岩）接触带部位，同时伴生有大晶粒黑云母等热液蚀变矿物。白钨矿晶粒较大，多成团块状、多晶集合体，且钾长石晶型较好，说明成矿时的赋矿环境为持续半开放环境，容矿构造和成矿物质来源等均较为充足，且成矿环境稳定，持续时间较长。区域上几条北西西向的大断裂为印支期构造运动形成，而北东—北北东向的断裂主要是由晚印支—早燕山期的构造运动形成，根据所测得的白钨矿成矿年龄为199.7 Ma，构造背景属于晚印支—早燕山期，因此棋盘沟钨矿区成矿期构造为晚印支—早燕山期的北东—北北东向断裂裂隙及其衍生的次级张性节理裂隙，也是矿区的控矿构造。