新疆東戈壁斑巖型鉬礦床之斑巖體特征

楊志強，吳邦友，鄭松森，安金亮，常勇強

（河南省地礦局第二地質勘查院，河南許昌 461000）

新疆東戈壁斑巖型鉬礦床之斑巖體特征

楊志強，吳邦友，鄭松森，安金亮，常勇強

（河南省地礦局第二地質勘查院，河南許昌 461000）

新疆東戈壁斑巖型鉬礦床位于哈密市南110 km，為荒漠戈壁區，隸屬于東天山覺羅塔格多金屬成礦帶。鉬礦體賦存于斑狀花崗巖體的外接觸帶淺變質碎屑巖中；侵入巖主要有淺肉紅色斑狀花崗巖（隱伏巖體）、花崗斑巖脈、細粒花崗巖脈三種，控礦巖體為隱伏斑狀花崗巖，屬華力西晚期第二次侵入。本文對東戈壁礦區巖體的巖石學、巖石化學、巖石地球化學特征進行了較詳細研究，并與國內的斑巖型鉬礦巖體的巖石化學、巖石地球化學特征進行了對比，其主要結論是東戈壁礦區斑狀花崗巖SiO2含量偏高，屬鈣堿性巖，侵入巖成因分類屬陸殼重熔S型花崗巖。該礦床為新疆發現的第一個特大型鉬礦床，此項研究對在區域上尋找同類型礦床具有重要的借鑒意義。

斑狀花崗巖；巖石學特征；地球化學特征；東戈壁斑巖鉬礦；新疆

1 區域地質特征

疆東戈壁鉬礦區位于哈密市境內，屬哈密地區哈密市雅滿蘇鎮管轄，礦區中心點坐標東經93° 20'15''，北緯41°55'00''。礦區東西長4.84 km，南北寬3.78 km，面積16.77 km2。礦床產于秋格明塔什-黃山復理石巖帶（韌性剪切帶）中。該巖帶南北兩側分別為阿奇山-雅滿蘇島弧帶及小熱泉子-大南湖島弧帶，構成覺羅塔格多金屬成礦帶。在該成礦帶上，有與板塊俯沖對接碰撞帶的基性-超基性雜巖帶有關的黃山銅、鎳礦，康古爾塔格鉻鐵礦，與次火山巖有關的土屋銅礦，與斑巖有關的白山斑巖型鉬礦，與火山和火山-沉積巖有關的雅滿蘇鐵礦（圖1）。

礦區地層為石炭系下統干墩組，巖性為褐黃色-灰黑色變質含礫砂巖、砂巖、泥質砂巖-砂質泥巖、泥巖、凝灰巖、安山巖（圖2）。侵入巖主要為華力西晚期第二次侵入的淺肉紅色斑狀花崗巖（γ43b）、花崗斑巖脈、細粒花崗巖脈。東戈壁鉬礦床礦體全部位于隱伏斑狀花崗巖體的界面外側，隱伏斑狀花崗巖體內沒有鉬礦體產出（圖3）。據鉆探資料顯示礦體底界面距隱伏斑狀花崗巖體頂界面的距離差異較大，最近處與斑狀花崗巖體直接接觸，一般在100～200 m。隱伏巖體頂界面埋深最淺處135.15 m（圖3，ZK88孔處），礦體分布在埋深最淺處直徑1 500 m以內，斑狀花崗巖體對東戈壁鉬礦起控制作用；巖體的同位素年齡（鋯石SHRIMP U-Pb法，測試單位：國家地質實驗測試中心）測試結果顯示，斑狀花崗巖與細粒花崗巖脈侵入年令為227.6±1.3 Ma，花崗斑巖脈為292.2±2.8 Ma1。因此花崗斑巖脈則是成礦前形成的，細粒花崗巖脈則是斑狀花崗巖演化分異的產物。

2 侵入巖巖石學特征

2.1 華力西晚期第二次侵入的淺肉紅色斑狀花崗巖（γ43b）

地表未見出露，為隱伏巖體，10余個鉆孔中均見斑狀花崗巖，埋深最淺135.15 m。據鉆孔揭露情況顯示，該隱伏巖體長軸延伸方向為近SN向，垂直長軸方向向兩側巖體埋深快速增大。巖石呈淺肉紅色，斑狀結構或似斑狀結構、巨斑狀結構，邊部具冷凝邊結構，塊狀構造。巨斑狀結構花崗巖見于少部分鉆孔中，長石斑晶最大可達2～3 cm（圖4）,該帶厚約26 m，與其下部似斑狀花崗巖呈漸變過渡，未見清晰界面。斑晶成分石英8%～15%，大小0.8～7 mm，它形粒狀；鉀長石2%～9%，大小4～12 mm，半自形板狀，可見卡式雙晶，普遍有高嶺土化；斜長石2%～4%，大小4～16 mm，半自形板狀，聚片雙晶、卡鈉復合雙晶發育，雙晶紋密且直，An=25，為更長石，表面普遍有泥化、輕度絹云母化，部分有碳酸鹽化。基質具細粒結構，基質成分石英10%～20%，大小0.1～0.5mm，多呈等軸粒狀；鉀長石5%～40%，大小0.1～0.9mm，多呈它形粒狀；斜長石4%～37%，大小0.1～0.3mm，半自形板狀；鋯石個別呈0.03～0.1 mm大小的柱粒狀；黑云母1%～3%、白云母2%～10%，大小0.1～1.6mm，片狀。斜長石常具高嶺土-絹云母（或水白云母）化，局部方解石化，且常包有板狀白鈦石；鉀長石少許高嶺土化。

圖1 東天山大地構造略圖①楊志強，黃超勇，靳擁護等，新疆哈密市東戈壁鉬礦勘探報告，2010.Fig.1Tectonic map of East Tianshan Mt.

圖2 東戈壁鉬礦區地質略圖Fig.2Simplified geological map of East Gobi molybdenumdeposit

圖3 東戈壁鉬礦區H08線地質剖面圖Fig.3Profile of No.H08 prospecting line in East Gobi Molybdenumdeposit

圖4 斑狀花崗巖的似斑狀結構Fig.4Porphyritic texture in porphyritic granite

斑狀花崗巖體與圍巖接觸處多具中細粒結構或細粒冷凝邊結構（圖5），冷凝邊寬度一般0.1～0.8 m。部分鉆孔中見有斑狀花崗巖巖枝，厚一般10～40 cm，個別達1 m以上；厚度較小的巖枝斑狀結構不明顯，演變為中細粒-細粒結構。呈巖枝貫入的斑狀花崗巖同樣具冷凝邊結構，其產狀無明顯規律，界面傾向、傾角可與圍巖巖層傾向、傾角相同，也可截切圍巖巖層，巖枝邊部往往有石英脈或長石-石英脈充填，反映出巖枝的貫入是受構造裂隙控制的。同位素測年（鋯石SHRIMP U-Pb法，測試單位：國家地質實驗測試中心）結果顯示，斑狀花崗巖侵入時代為227.6±1.3 Ma，即二疊紀末期。

圖5 斑狀花崗巖的冷凝邊結構Fig.5Chilled border texture in porphyritic granite

2.2 華力西中期第三次侵入的花崗斑巖（γ42c）

該類巖體于鉆孔中較常見，視厚度2～10 m不等，個別達20 m，傾角較陡，一般在50°～70°，淺灰色-淺灰白色，冷凝邊結構、斑狀結構，塊狀構造。花崗斑巖的冷凝邊較窄，一般2～5 cm。斑晶成分主要為：斜長石3%，大小0.5～1.5 mm，半自形板狀，絹云母化；鉀長石1%，大小0.51～1 mm，半自形板狀，泥化；石英1%，大小0.3～0.6 mm，半自形柱狀。基質主要由0.03～0.1 mm微粒狀斜長石（25%）、鉀長石（30%）、石英（20%）構成。次生礦物：顯微鱗片狀絹云母10%，均勻分布，顯微鱗片狀綠泥石3%，分布不均勻，顯微鱗片狀黑云母2%，分布不均勻；裂隙充填細粒石英4%和黃鐵礦等金屬礦物1%，白云母少量，磷灰石少量，白鎢礦微量。花崗斑巖普遍具較強的以硅化為主的蝕變，強烈的蝕變使巖石的顏色由淺灰色變為淺灰白色。同位素測年（鋯石SHRIMP U-Pb法，測試單位：國家地質實驗測試中心）結果，花崗斑巖侵入時代為292.2± 2.8 Ma，即石炭紀末期。

2.3 細粒花崗巖

巖石為淺肉紅色，地表呈透鏡狀、細脈狀產出，寬3～20 cm，長50～200 m，走向NE，個別脈體走向NW，舒緩“S”形延伸。巖石結構與脈體寬度有關，窄的細粒花崗巖脈（寬5 cm以下）具細粒結構，少斑結構，塊狀構造，寬的巖脈（10～20 cm）則具斑狀結構。主要礦物成分：石英26%，大小0.1～1.0mm，它形粒狀；鉀長石60%，大小0.2～1.2 mm，它形粒狀-半自形板狀，少量高嶺土化；斜長石10%，大小0.4～2.0 mm，半自形板狀，邊部有絹云母化；白云母1%，大小0.1～0.3mm，局部片狀，交代長石存在。

3 巖石化學特征

東戈壁鉬礦區斑狀花崗巖、花崗斑巖、細粒花崗巖的巖石化學成分見表1。

表1 東戈壁礦區花崗巖化學成分表Table 1Major elements content of granites in East Gobi deposit

分析東戈壁礦區斑狀花崗巖巖石化學成分特征，并與我國含鉬花崗巖巖石化學進行對比，參考前人資料[1～4]可以得出一些認識：

（1）東戈壁鉬礦區的斑狀花崗巖SiO2含量＞70%，平均74.42%，為酸度相對較高的花崗質巖體，其酸度高于中國花崗巖的平均含量（70.4%）。與國內大多數鉬礦成礦巖體的SiO2在62.9%～70.2%比較，東戈壁礦區斑狀花崗巖SiO2含量偏高。

（2）關于堿含量我國與鉬礦有成因聯系的斑巖體以具有富堿（大多ALK＞8%）、K2O/Na2O＞1為特點，其中K2O多為4%～6%，Na2O多為2%～3%。與此相比，東戈壁鉬礦區ALK為7.54%，比之較低；K2O/Na2O=1.71＞1，K2O含量4.76%，與我國鉬礦控礦斑巖體基本相當，顯示了富堿、高鉀特點。東戈壁鉬礦區斑狀花崗巖的里特曼指數δ=1.8（δ=(K2O+Na2O)2/SiO2-43）,屬鈣堿性巖。

表2 各種成因花崗巖的化學成分特征[5]Table 2Chemical character of various types granites

（3）我國鉬礦控礦斑巖體，其CaO多為1.33% ±，Fe2O3+FeO為2.51%±。對比之下，東戈壁礦區的斑狀花崗巖CaO為1.01%，比之略低；而Fe2O3+FeO為3.11%，比之略高。

從表1可以看出,細粒花崗巖SiO2含量77.87%,比斑狀花崗巖（74.42%）高，比之更偏酸性；ALK為9.08%，比斑狀花崗巖（7.54%）高；K2O/Na2O=7.99,比斑狀花崗巖（1.71）高很多,K2O含量8.07%，也比斑狀花崗巖（4.76%）高很多。細粒花崗巖的里特曼指數δ=2.4，屬鈣堿性巖。細粒花崗巖CaO為0.32%，比斑狀花崗巖（1.01%）有較大幅度降低；而Fe2O3+FeO為2.78%，與斑狀花崗巖（3.11%）相比略低。

花崗斑巖SiO2含量69.17%，比斑狀花崗巖（74.42%）低，比之略偏基性；ALK為6.42%，比斑狀花崗巖（7.54%）低；K2O/Na2O=0.38，比斑狀花崗巖（1.71）低很多，K2O含量1.78%，也比斑狀花崗巖（4.76%）低很多。花崗斑巖的里特曼指數δ=1.6，屬鈣堿性巖。

花崗斑巖CaO為3.14%，比斑狀花崗巖（1.01%）有較大幅度增加；而Fe2O3+FeO為5.35%，與斑狀花崗巖（3.11%）相比較高。

從表1還可以看出，斑狀花崗巖、細粒花崗巖具相同的巖石化學特征，即K2O＞Na2O，二者應屬同源巖漿演化序列；而花崗斑巖則具與此相反的巖石化學特征，即Na2O＞K2O，說明花崗斑巖與斑狀花崗巖不屬于同源巖漿演化序列，或二者不是同一時期侵入的產物，這與同位素測年結果相一致。

4 巖石成因

4.1 巖石化學特征對比

巖漿巖巖石學從物源角度將花崗巖的成因類型劃分為如下四種：S型（由原巖為未經風化的火成巖熔融形成的巖漿產物）、I型（由原巖經風化的沉積巖熔融形成的巖漿產物）、A型（由地幔玄武巖漿演化而來）和M型（玄武巖漿上升后受地殼不同程度混染或虧損地殼熔融的產物）。不同成因類型的花崗巖具有不同的巖石化學（見表2）及稀土元素特征。

東戈壁鉬礦區斑狀花崗巖、花崗斑巖、細粒花崗巖的巖石化學成分是不同的，據三種巖石的巖石化學全分析結果，將其投影到ACF（A=Al2O3-Na2O -K2O，C=CaO,F=FeO+MgO）圖解上（圖6），斑狀花崗巖、細粒花崗巖這二種巖石均為S型花崗巖，但斑狀花崗巖投影點位于I型與S型花崗巖的交界部位的S型花崗巖一側，細粒花崗巖的投影點則明顯位于分界線的右側，反映出隨巖漿演化其S型花崗巖的特征更加明顯。花崗斑巖則位于分界線的左側，屬I型花崗巖，與斑狀花崗巖不是同源的。經地表及鉆孔巖心觀察，細粒花崗巖、花崗斑巖、斑狀花崗巖中均未發現有圍巖包裹體或捕擄體，說明巖漿侵入過程中與圍巖混染（混合巖化）很弱。

圖6 東戈壁礦區花崗巖ACF圖解Fig.6ACF diagrams for ore-forming granites in East Gobi deposit

從巖石化學全分析結果看（表1），斑狀花崗巖SiO2含量72.61%～76.40%，平均74.42%，細粒花崗巖較高77.46～78.24%，平均77.87%，即從斑狀花崗巖→細粒花崗巖，巖石向更為酸性的趨勢演化，但都位于S型花崗巖SiO2含量65%～79%范圍內；花崗斑巖SiO2含量68.70%～69.42%，平均69.17%，位于I型花崗巖SiO2含量53%～76%范圍內。斑狀花崗巖Na2O含量2.36%～3.06%，平均2.78%，細粒花崗巖Na2O含量0.98%～1.04%，平均1.01%，二者相比變化較大，與表2中的S型花崗巖特征相吻合；花崗斑巖Na2O含量4.57%～4.71%，平均4.64%，＞3.2%，與表2中的I型花崗巖特征一致。斑狀花崗巖K2O/Na2O為1.57～2.03平均1.71，細粒花崗巖K2O/Na2O為7.69～8.22，平均7.99，二者均＞1，符合S型花崗巖特征；花崗斑巖K2O/Na2O為0.37～0.41平均0.38，＜1，符合I型花崗巖特征。對于同源巖漿演化序列的MgO而言，隨著巖漿向酸性演化，母巖漿向MgO貧化的方向演化，MgO含量從斑狀花崗巖的0.35%減至細粒花崗巖的0.12%，呈快速下降趨勢，其變化趨勢和幅度比SiO2更特征；Na2O＋K2O則隨巖漿向酸性演化而增加，含量從斑狀花崗巖7.54%升至細粒花崗巖9.08%；其固結指數（SI=MgO/(MgO+FeO+ Fe2O3+Na2O+K2O)×100%）從3.08%快速下降至0.93%，反映出巖漿分離結晶程度高。

表3 東戈壁礦區花崗巖稀土元素含量表Table 3Rare earth elements content of granite in East Gobi deposit

4.2 稀土元素特征

我國華南I型花崗巖稀土配分曲線為右傾平滑型，δEu弱負異常或正常，輕稀土富集，但分鎦弱；華南S型花崗巖稀土配分曲線為右傾“V”形谷型，δEu強負異常，輕稀土富集。

東戈壁礦區斑狀花崗巖、花崗斑巖、細粒花崗巖中的稀土元素分配具有不同的特征，各巖石稀土元素含量、球粒隕石標準化值見表3。

斑狀花崗巖：∑REE為(117～151)×10-6，平均132×10-6；LREE為(77～112)×10-6，平均91×10-6；HREE為(44～39)×10-6，平均41×10-6；LREE/HREE為1.9～2.9，平均2.2，輕稀土略顯富集；δEu為0.21～0.427，平均0.289,為強負銪異常(銪強虧損)；稀土配分曲線為右傾、具“V”形谷型（圖7），顯示殼源型花崗巖的特點，屬S型花崗巖，與華南S型花崗巖具相同的稀土元素配分型式。

花崗斑巖：稀土元素總量∑REE為72×10-6～81×10-6，平均76×10-6；LREE為56×10-6～67×10-6，平均61×10-6；HREE為14×10-6～17×10-6，平均16×10-6；LREE/HREE為3.5～4.8，平均3.9,輕稀土富集；δEu為0.801～0.936，平均0.882,銪弱負異常（弱虧損）；稀土配分曲線為右傾平滑型（圖7），顯示殼源改造型（未經風化的火成巖熔融形成的）花崗巖的特點，屬I型花崗巖，并與華南I型花崗巖稀土配分型式相同。

細粒花崗巖：稀土元素總量∑REE為49×10-6～83×10-6，平均71×10-6；LREE為26×10-6～52×10-6，平均43×10-6；HREE為23×10-6～31×10-6，平均28×10-6；LREE/HREE為1.1～1.7，平均1.5,輕稀土略顯富集；δEu為0.516～0.689，平均0.579,為負銪異常(銪中等虧損)；稀土配分曲線為右傾、具“V”形谷型（圖7），屬S型花崗巖。

圖7 東戈壁礦區花崗巖稀土分配型式Fig.7Chondrite-normalized REE pattern of granite in East Gobi deposit

從圖7可以看出，斑狀花崗巖、細粒花崗巖輕重稀土分餾程度不高，但銪明顯虧損，稀土分配曲線呈緩右傾“V”谷型，與華南S型花崗巖稀土分配型式相同；與之相比較花崗斑巖輕稀土富集程度略高，但銪虧損不明顯，稀土分配曲線呈右傾平緩型，與華南I型花崗巖稀土分配型式相同。二者稀土配分型式有明顯不同，不屬于同期侵入的巖漿演化系列，與巖石化學成分特征對比得出的結論相同。

5 結論

東戈壁斑巖型鉬礦床之控礦斑巖體為隱伏斑狀花崗巖體，屬S型花崗巖，在斑狀花崗巖體中可見有輝鉬礦、黃鐵礦、黃銅礦等金屬礦化。礦體分布在斑狀花崗巖的外接觸帶的褐黃色-灰黑色變質含礫砂巖、砂巖、泥質砂巖-砂質泥巖中。斑狀花崗巖具似斑狀結構、中粗粒結構，總體上看粒度較粗，反映巖體侵位深度相對較深，應為中深成侵入巖體，這一特點與典型的超淺成（侵位深度＜1.5 km）、淺成（1.5～3.0km）斑巖（細粒）型鉬礦床明顯不同；同時通過對東戈壁斑狀巖體巖石化學的研究反映出東戈壁斑狀花崗巖體的SiO2含量比國內大多數成鉬斑巖體要高，稀土元素的研究則明確顯示出東戈壁斑狀花崗巖體屬地殼重熔型S型花崗巖，原巖為經風化的碎屑巖。

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Geological and Geochemical Characteristics of Ore-forming Granite Porphyry in East Gobi Porphyry MolybdenumDeposit in Xinjiang

YANG Zhi-qiang,WU Bang-you,ZHENG Song-sen,ANJin-liang,CHANG Yong-qiang
(No.2 Geo-exploration Courtyard ofHenan Bureau ofGeo-exploration and Mineral Development,Xuchang 461000,Hunan,China)

East Gobi porphyry molybdenumdeposit which locates at south of Hami(about 110 kmaway), Xinjiang province,is in the Jueluotage polymetallic metallogenic belt of Eastern Tianshan Mt..Three type magmatic rocks,pale red porphyritic granite,granite prophyry vein and fine-grained granite vein are distributed in East Gobi Mo deposit,while ore-bodies are mainly occurred in the outer contact zone of Late Hercynian intruded porphyritic granite and low-metamorphic clastic rock.The petrological and geochemical feature of ore-bearing porphyry in East Gobi Mo deposit is comparison with the porphyry in other porphyry-type Mo deposits,which indicated that the porphyritic granite is with higher SiO2content and belongs to calc alkali S-type granite.East Gobi porphyry Mo deposit is the first discovered super-large Mo deposit in Xinjiang province, this research may be very valuable for prospecting the similar deposit in this area.

porphyritic granite;petrology;geochemical;East Gobi porphyry molybdenumdeposit;Xinjiang province

P 618.65

A

1007-3701(2011)03-0208-07

2011-02-24

楊志強（1963—），男，高級工程師，主要從事地質找礦及科研工作.E-mail：13733722801@139.com.