甘肅省朱岔鎢礦地質特征及成因初探

陳吉祥 馮娟

摘 要：該文通過對北祁連山東段的地質構造背景以及成礦規律的分析，重點對甘肅省朱岔鎢礦的區域地質特征、構造成礦背景、礦區地質特征、礦體地質特征以及礦化富集規律進行了分析研究，結合前人的研究成果，對甘肅省朱岔鎢礦的地質特征及其成因進行了系統的研究和探討。通過對朱岔鎢礦鉻鐵溝-墩臺溝矽卡巖鎢礦帶的仔細研究，得出朱岔鎢礦礦化直接產于矽卡巖中，屬矽卡巖型礦化，且矽卡巖嚴格受褶皺構造控制；礦床屬接觸交代與后期構造疊加以及區域變質作用共同作用下形成的礦床的結論。

關鍵詞：鎢礦 區域地質 矽卡巖 地質特征 成因 朱岔

中圖分類號：P612 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0246-03

我國鎢礦資源儲量居世界第一，約占全世界的40%。但我國鎢礦資源分布極不均衡，華南區占全國鎢礦儲量的58.2%，華東區占28%，西北區占4.3%，西南區占4.1%，東北區占3.2%，華北區占2.2%。我國鎢礦床中總體呈現富礦少、貧礦多、品位低的特征，開發利用以黑鎢礦為主，白鎢礦品位低、粒度低、選礦成本高，與國外相比，質量處于劣勢。因此，尋找優質的鎢礦具有重要的戰略意義。

自20世紀90年代發現毛藏寺、朱岔鎢礦（點）床找礦前景區以來，很多人對該區帶的找鎢潛力進行了分析。該文結合朱岔鎢礦的地質特征及前人的理論和經驗對朱岔鎢礦的成因進行初步探討。

1 區域地質概況

1.1 區域地質背景

祁連山系地跨我國甘、青兩省，是巨大中亞高原的主要組成部分，構成青藏高原的東北邊緣，七西北接阿爾金山與塔里木地塊，北鄰華北板塊，東南端隔渭水與秦嶺相望，西南為柴達木地塊。有學者研究認為，祁連山地區鎢礦成礦與祁連褶皺系中的老地塊關系密切[1-3]。

朱岔鎢礦區即位于祁連褶皺帶東段，區域上屬仙密大山褶皺帶東南端。區內褶皺、斷裂構造極為發育，巖漿活動強烈，銅、鎢、金礦（點）床及其異常分布，構成了祁連重要的銅、鎢、金、鉛鋅多金屬成礦帶的重要組成部分。

1.2 地層

區內出露的地層主要有前長城系馬銜山群、震旦系中統花石山群、寒武系中統花石峽群、奧陶系下統陰溝群、志留系下統旱峽群、石炭系中統羊虎溝組、石炭系上統太原組。其次為三疊系、侏羅系、白堊系、第三系及第四系。

重要的含礦層主要有前長城系馬銜山群、震旦系中統花石山群、寒武系中統花石峽群、奧陶系下統陰溝群、志留系下統馬營溝群、侏羅系下統窯街群等。其主要巖性分別描述如下。

前長城系馬銜山群：主要分布于金砂峽至遠坡南溝一帶；為一套中-深變質巖系，巖性混合巖化強烈，形成混合片麻巖，條帶狀及眼球狀混合巖；為區內重要的含礦地層，在該地層中產有朱岔鎢礦點及藥水溝褐鐵礦點等。

震旦系中統花石山群：巖性為灰色結晶灰巖、粉砂質板巖、灰黑色陽起黑云片巖，產有銅、鉛、鋅、鐵等礦點。

寒武系中統花石峽群：主要分布在花石峽一帶；其上組為板巖，下組為大理巖、結晶灰巖、二云片巖、角閃片巖、安山玢巖夾板巖，產有花石峽鎢鉬礦點。

奧陶系下統陰溝群：該套地層以硅質巖、安山玄武巖為主，產有磷和鐵等礦。

志留系下統馬營溝群：主要分布于雪公山、毛毛山、老虎山、馬雅雪山一帶，呈斷續帶狀分布，自下而上呈現完整的海退相沉積，由碎屑巖和夾有石膏層的火山巖組成，火山巖中的基性熔巖具有大陸玄武巖的特點。

侏羅系下統窯街群：上、下部為砂巖、砂礫巖、砂質頁巖；中部煤層、油頁巖、頁巖、泥巖、頁巖含植物化石為主，產有炭山嶺煤礦（見圖1）。

1.3 構造

該區大地構造位置處于祁連山東段，位于華北板塊西南邊緣。根據祁連褶皺系的北界龍首山深大斷裂，北祁連北緣深大斷裂、中祁連北緣深大斷裂、南祁連北緣深大斷裂將本區由北至南劃分出4個構造單元：走廊過渡帶、北祁連陸間裂谷-溝、弧、盆系、中祁連微古陸、南祁連陸間裂谷。構造線總體方向為北西西向。區域磁場特征復雜，正負異常頻繁交錯，基性火山巖顯示正磁異常，酸性火山巖顯示負異常，異常走向以北西、北西西向帶狀分布及北東向串珠狀排列，與區域重力場特征一致，具有北西西向和北東向構造線的顯示（據西北所，1989），也進一步說明了區內除北西西向構造之外，還發育一組隱伏的北北東向-近南北向的基底構造，即金強河-朱岔北北東向或近南北向基底構造，松山村-中堡北北東向基底構造、景泰-大橫路北北東向基底構造等（姜福芝等，1991）。上述兩組構造的交匯部位往往控制著區內火山噴發中心、侵入巖體的分布及礦床的產出。

2 礦區地質特征

2.1 賦礦地層

礦區內地層為第四系、白堊系、中下侏羅統、前長城系馬銜山群，地層特征與區域地層相似。礦區內主要的鎢礦賦礦地層為前長城系馬銜山群上組，為一套中-深變質碳酸鹽巖-火山巖建造和變質火山巖硅質巖建造[4]。其中主要的賦礦巖層為矽卡巖，花崗片麻巖為成礦母巖，其主要特征如下。

矽卡巖：灰綠色，主要礦物成分為符山石、透輝石、石英、方解石、石榴子石、角閃石、輝石等，次要成分為綠泥石等，石榴子石粒徑相差較大，0.5～2 mm不等。巖石較為致密堅硬，產出部位總是伴隨角閃（云母）石英片巖和花崗片麻巖的出現。普遍發育有黃鐵礦化、磁黃鐵礦化，局部地段有黃銅礦化、孔雀石化、白鎢礦化特征；與圍巖接觸界線清晰，節理、裂隙較為發育。產狀與接觸帶、構造相關，受其產出部位的控制。結合前人研究成果認為，該矽卡巖賦存鎢礦符合矽卡巖型礦化的特征[1，2，4，5]。

花崗片麻巖：灰白-肉紅色，主要礦物成分為鉀長石、石英，次要礦物成分為綠泥石和其它少量暗色礦物。其中，鉀長石為肉紅色，有眼球狀和細條帶狀兩種分布形態，其眼球大小相差較為懸殊，大者可達5 cm，小者只有0.5 cm，眼球其長軸方向基本定向排列；細條帶寬約0.5 cm，不完整，斷續產出。化探剖面顯示，花崗片麻巖巖層鎢元素背景值是該區（除矽卡巖外）所有巖層中最高的，應視為該區的成礦母巖。

2.2 構造特征

礦區區域上位于北西西向構造和北北東向朱岔-金強河基底構造的交匯部位，炭山嶺斷陷盆地的南西邊緣。

礦區內斷裂構造極為發育，按其走向可分為兩組：一組為北西西向；另一組為近南北向。北西西向規模較大，占主導地位，斷層內巖石較為破碎，以碎裂巖、斷層泥、斷層角礫巖等形式產出，具褐鐵礦化、黃鉀鐵礬化、高嶺土化等。斷層傾角較陡，在70°～80°之間，只有個別斷層傾角約40°左右。近南北向斷層在該礦區多被掩蓋，表現不明顯，局部揭露寬度達20 m，處于片麻巖與片巖接觸帶上，與矽卡巖礦帶產出部位及走向一致，因此，認為礦區矽卡巖帶主要受此接觸帶發育的斷層帶控制。另外區內還分布一組近東西向的斷層，斷層多沿東西向沖溝分布，將近南北走向的矽卡巖礦帶切斷或發生橫向位移。

斷裂構造派生的小褶曲，次級裂隙等發育，在構造交匯部位巖石發生黃鉀鐵礬化、高嶺土化等。

2.3 巖漿活動

礦區區域上火山活動以奧陶紀為主，寒武紀次之。礦區南部有大面積的花崗巖出露，北部有花崗閃長巖出露；在礦區內可見云英巖脈、碳酸鹽巖脈出露。

礦區內火山巖主要為變安山巖，主要礦物為長石、石英、角閃石、綠簾石、綠泥石等，杏仁狀構造，杏仁成分為鈣質、硅質，粒徑約1～3 mm，巖石發生綠泥石化、綠簾石化、黃鐵礦化等，巖石中裂隙發育，個別裂隙中可見薄膜狀孔雀石化。

2.4 蝕變特征

礦區賦礦巖石主要經歷了巖漿晚期自變質作用和熱液蝕變作用，而熱液變質作用的發育程度是鎢礦化和礦化強度的主要標志，主要表現為以下幾點。

（1）矽卡巖化：沿外接觸帶發育，原巖以黑云母石英片巖、綠泥角閃石片巖及鈣質變砂巖為主。有用金屬礦物為鎢礦，呈浸染狀、細脈狀產于矽卡巖中。矽卡巖類型以透輝石、石榴石矽卡巖含礦較好，符山石矽卡巖較差。

（2）云英巖化：見于內接觸帶之間的花崗片麻巖中，長石被石英、白云母代替，蝕變強烈處在接觸面附近，常為絹云石英片巖。該蝕變帶與鎢礦化無直接關系。

2.5 礦化特征

礦區內礦帶可分為兩個：即位于北區的朱岔峽-賊娃溝銅鎢礦帶；以及位于南區的鉻鐵溝-墩臺溝鎢礦帶，兩礦帶相距4km左右，賦礦地層均為前震旦系馬銜山群上組一套老變質巖地層。該文敘述主要以南區的鉻鐵溝-墩臺溝鎢礦帶為主。

（1）鉻鐵溝矽卡巖鎢礦（化）帶。

位于礦帶北部的鉻鐵溝一帶，斷續出露長800 m。與鎢礦（化）關系緊密的矽卡巖產于角閃云母石英片巖、灰綠色鈣質變砂巖與花崗片麻巖的接觸帶內，矽卡巖近南北向延深，內接觸面呈舒緩波狀，其北部西傾；南部東傾，傾角在60°～88°之間；外接觸面與圍巖界線不十分清晰，局部與片巖或砂巖為過渡關系，傾角似乎近于直立。矽卡巖普遍具白鎢礦（化），內接觸帶礦化較好，外接觸帶礦化較弱。白鎢礦多呈細粒狀、散點狀分布，局部為稀疏浸染狀，在兩組近東西或近南北向沿裂隙充填的石英方解石細脈、或脈旁礦化分布較集中。

（2）墩臺溝礦化矽卡巖

位于鉻鐵溝礦帶南約1 km的墩臺溝內，斷續出露長約1000 m。矽卡巖產于角閃云母石英片巖、灰綠色鈣質變砂巖與花崗片麻巖的接觸帶，呈北北東向延伸，北西傾，傾角75°～85°出露長約80 m，寬度在5～22 m之間。與鉻鐵溝矽卡巖對比，墩臺溝矽卡巖礦化較弱，且礦化極不均勻。

3 礦體地質特征

3.1 礦體特征

自鉻鐵溝至墩臺溝地表共圈出鎢礦體7條，其中鉻鐵溝3條，包括①、②、③號礦體；墩臺溝4條，包括④、⑤、⑥、⑦號礦體。礦體特征見表1所示。

3.2 礦石類型

朱岔鎢礦屬矽卡巖型鎢礦石類型，礦石全為原生礦石，主要為稀疏浸染狀白鎢礦礦石、浸染狀白鎢礦礦石，次為團塊狀白鎢礦礦石和細脈狀白鎢礦礦石。

3.3 礦石結構、構造

朱岔鎢礦礦石結構，主要以它形粒狀結構為主，其次為團粒狀集合體、短脈狀結構。

礦石構造以浸染狀構造為主，次為細脈狀構造，團塊狀構造。

3.4 礦石成份、伴生組份

礦石化學成分：礦石中有用元素主要為鎢，此外含錫、銀、銅、鋅、鉛、鉍、鉬等，鎢是礦石中主要回收對象，而伴生組份錫、銀等具有一定綜合利用價值，可以考慮綜合回收。

礦石礦物成分：脈石礦物主要為透輝石、符山石、石榴石、黝簾石、石英、角閃石、方解石、螢石、次要為白云母、黑云母、透閃石、磷灰石、榍石等。金屬礦物主要為白鎢礦、黃銅礦、閃鋅礦、黃鐵礦，次為方鉛礦、錫石、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、白鐵礦等。

總之，朱岔鎢礦化富集主要呈現以下規律。

（1）鎢礦化均產于片麻巖與其它高鈣片巖的接觸帶及附近，但片麻巖與大理巖6處接觸帶中僅發現一處含礦，其余5處均未見礦化，大理巖本身不含礦。

（2）礦化多產于兩組或兩組以上斷裂的邊部，斷裂交叉部位礦化相對集中。

（3）云英巖化與矽卡巖化是尋找該類礦床的重要標志。

4 礦床成因初探

一個礦床的形成與其地質背景是緊密相聯的，礦區屬祁連造山帶東段，結合譚文娟等[6]對北祁連成礦帶成礦系列的研究，以及徐克勤等[1-3]對祁連山鎢礦成礦構造和區域背景及規律的研究，該區域有鎢礦的成礦背景。礦區區域上在元古代裂谷形成，接受巨厚的海洋沉積，同時地幔上涌，頻繁的火山活動攜帶成礦物質，形成礦源層。到震旦紀末期仙密運動使元古代地層褶皺變形，深侵位巖漿活動頻繁，造成含礦氣液沿層間裂隙及構造薄弱帶上涌與高鈣巖系接觸交代，形成了含浸染狀鎢礦石的矽卡巖，巖漿期后熱液充填構造裂隙解理，形成細脈狀鎢礦石。之后的多期構造運動和巖漿侵入為成礦物質活化、遷移、富集提供了一定條件。因此，筆者認為該礦床應屬接觸交代與后期構造疊加以及區域變質作用共同作用下形成的礦床。

5 結論

（1）礦化直接產于矽卡巖中，如鉻鐵溝矽卡巖型鎢礦；屬矽卡巖型礦化，且矽卡巖嚴格受褶皺構造控制。

（2）朱岔鎢礦床應屬接觸交代與后期構造疊加以及區域變質作用共同作用下形成的礦床。

參考文獻

[1]徐克勤，程海.中國鎢礦形成的大地構造背景[J].地質找礦叢林，1987，3（2）：1-7.

[2]陳生民.祁連山地區鎢礦特征及找礦前景分析[J].黃金科學技術，2007，15（2）：26-35.

[3]高兆奎，白仲吾.祁連褶皺系鎢成礦規律研究[J].甘肅地質學報，2003，12（2）：59-61.

[4]郭朝暉.甘肅省朱岔白鎢礦床地質特征及成因探討[J].甘肅冶金，2004，26（2）：42-44.

[5]康永孚，李崇佑.中國鎢礦床地質特征、類型及其分布[J].礦床地質，1991，10（1）：19-26.

[6]譚文娟，楊合群，姜寒冰，等.祁連成礦省成礦系列概論[J].地質科學情報，2013，32（3）：135-146.