班公湖—怒江成礦帶西段角西獨立黑鎢礦床的發現及其地質意義

王立強, 范　源, 王　勇, 李　申, 高一鳴

1)中國地質科學院礦產資源研究所, 北京 100037; 2)西藏自治區地質礦產勘查開發局地熱地質大隊, 西藏拉薩 850000; 3)中國地質大學(北京), 北京 100083;　4)成都理工大學, 四川成都 610059

班公湖—怒江成礦帶西段角西獨立黑鎢礦床的發現及其地質意義

王立強1), 范源2)*, 王勇3), 李申4), 高一鳴1)

1)中國地質科學院礦產資源研究所, 北京 100037; 2)西藏自治區地質礦產勘查開發局地熱地質大隊, 西藏拉薩 850000; 3)中國地質大學(北京), 北京 100083;4)成都理工大學, 四川成都 610059

角西石英脈型黑鎢礦床系班公湖—怒江成礦帶西段發現的首個獨立黑鎢礦床。文章通過對其礦體產出形式、礦化特征、蝕變類型等方面的研究, 認為礦床成因類型屬與巖漿熱液有關的石英脈型黑鎢礦?；诘V床現有的激電剖面測量和土壤地球化學剖面結果并結合礦床成因類型分析, 筆者認為礦區尚具有一定找礦潛力, 尤其云英巖型鎢礦體應為下一步找礦工作部署的重點。角西石英脈型黑鎢礦的發現將會豐富班公湖—怒江成礦帶礦床成礦系列, 完善區域成礦規律, 拓展區域找礦方向, 具有重要的區域成礦學與找礦意義, 值得進一步研究。

班公湖—怒江成礦帶; 角西黑鎢礦床; 地質特征; 地質意義; 找礦潛力

自2003年中國地質調查局地質大調查項目實施以來, 通過多家地勘、科研單位以及商業勘查的跟進, 現已確立了岡底斯斑巖銅礦帶、念青唐古拉矽卡巖鉛鋅多金屬成礦帶以及班公湖—怒江斑巖-淺成低溫熱液-矽卡巖銅金成礦帶三個國家有色金屬資源儲備基地(唐菊興等, 2014); 同時, 亦確立了西藏地區主要礦種資源為銅、金、鉛、鋅、銀等。對于我國的優勢礦種資源——鎢礦而言, 其在岡底斯及班公湖—怒江成礦帶上產出卻十分稀少, 礦床級的礦產地更是鳳毛麟角(雍永源, 2007)。目前, 西藏地區有文獻報道的鎢礦床均產出于岡底斯成礦帶上, 主要包括努日矽卡巖型銅鉬鎢礦床(閆學義和黃樹峰, 2010)、哈海崗矽卡巖型鉛鋅鎢鉬礦床(王立強等, 2012)和甲崗石英脈型鎢鉬銅多金屬礦床(王治華等, 2007)等。需要指出的是, 前述三個礦床并非為獨立鎢礦床, 并且除甲崗礦床以外, 鎢成礦作用均以白鎢礦為主。由西藏地質礦產勘查開發局地熱地質大隊(下文簡稱西藏地熱地質大隊)在革吉—日土一帶發現的角西獨立黑鎢礦, 是當下班公湖—怒江成礦帶上鎢找礦潛力較大的地區。本文基于項目組在角西礦區開展的野外與室內地質工作, 對其發現過程、礦化與蝕變特征、成因類型及找礦潛力進行初步總結分析, 對于其發現所觸發的區域成礦學意義與找礦學思考進行客觀評價。這對于進一步認知班公湖—怒江成礦帶成礦作用、成礦規律以及助力中國地質調查局地質調查二級項目“班公湖—怒江成礦帶銅多金屬礦資源基地調查”的找礦突破具有重要意義。

1　以往工作概況及角西鎢礦床的發現

角西黑鎢礦區位于班公湖—怒江成礦帶西段,行政區劃隸屬于阿里地區革吉縣與日土縣交界地帶, SE155°距離革吉縣城直線距離約35 km(圖1)。角西礦區南距S301省道約25 km, 其間有鄉村公路和簡易公路相通, 交通尚算便利。礦區地處藏北高原中西部, 屬山地寬谷湖盆地貌, 地勢南東和北西部高,而中部較低。

圖1　班公湖—怒江成礦帶及鄰區構造單元分布圖(據耿全如等, 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-玉龍塔格—巴顏喀拉前陸盆地; I2-西金烏蘭湖—金沙江—哀牢山結合帶; I3-昌都—蘭坪地塊; I4-北羌塘—甜水海陸塊; II-龍木錯—雙湖—瀾滄江縫合帶; II1-龍木錯—雙湖—瀾滄江蛇綠混雜巖帶; III-南羌塘弧盆系; III1-多瑪地塊; III2-南羌塘盆地; III3-扎普—多不雜巖漿弧帶; IV-左貢地塊; V-班公湖—怒江縫合帶; V1-班公湖—怒江蛇綠混雜巖帶; V2-聶榮地塊; V3-嘉玉橋地塊; VI-岡底斯巖漿弧; VI1-那曲—洛隆弧前盆地; VI2-昂龍崗日—班戈巖漿弧; VI3-獅泉河—申扎—嘉黎蛇綠混雜巖帶; VI4-措勤—申扎巖漿弧; VI5-隆格爾—工布江達復合巖漿弧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

受限于當地惡劣的自然條件, 包括礦區在內的以往地質勘查及科學研究工作程度均較低。以往地質工作及取得的成果分述如下:

1)2002—2004年, 江西省地質調查院開展了1:25萬獅泉河幅區域地質調查工作, 并完成了區域地質調查報告的編寫。該項工作對于包含角西礦區在內的區域地質特征進行了系統總結, 為角西礦區普查工作提供了寶貴的地質依據。

2)2008—2010年, 西藏地熱地質大隊開展了1:20萬丁字、革吉等四幅區域地球化學調查工作, 圈定了多處地球化學異常, 同時確定了區域地球化學背景。2009年對所圈定的HS(ZP)-20號綜合異常進行三級檢查時發現了角西黑鎢礦。

3)2013年, 西藏地熱地質大隊開展了“西藏自治區革吉縣角龍那布西礦區銅礦預查”項目, 發現了2條鎢礦化帶和1處銅礦化點, 提供了進一步的工作靶區。

4)2014年, 西藏地熱地質大隊在預查工作基礎上, 開展了礦區的勘查評價工作, 修正并圈定了含黑鎢礦石英脈79條, 其中脈幅大于0.5×50 m的含礦石英脈24條; 同時, 對部分含礦石英脈體進行了地表揭露, 初步了解了重要脈體的地表產出特征。

2　礦床地質特征

2.1礦床地質

礦區地層出露簡單, 僅見早白堊世獅泉河蛇綠混雜巖群(K1sh)和第四系(圖2)。獅泉河蛇綠混雜巖群在礦區范圍內出露面積較大, 由基質和巖片組成。基質主要為巖屑砂巖與板巖互層, 為含礦脈體的主要圍巖; 巖片以蛇綠巖巖片為主, 偶見碳酸鹽巖片等。第四系主要為沖洪積物和殘坡積物, 沿河谷發育。礦區侵入巖出露面積較大, 但巖石類型較為簡單, 主要為蛇綠巖和似斑狀黑云母二長花崗巖(以下簡稱黑云二長花崗巖)。其中, 蛇綠巖隸屬于早白堊世獅泉河蛇綠混雜巖群巖片, 主要由橄欖巖和輝長巖組成, 集中出露于礦區北側。黑云二長花崗巖呈巖株或巖枝狀侵位, 主要產出于礦區北西和南東部(圖2), 與黑鎢礦的形成關系密切。出露于礦區中北部的NW—SE向斷層為礦區內最大的斷裂構造, 地表形態呈舒緩波狀, 表現為寬度較大的糜棱巖化帶, 控制著蛇綠巖的展布形態(圖2)。此外, 礦區尚發育一系列由黑云二長花崗巖侵位所引發的規模較小的NW、EW和NNE向張性斷層, 為控礦和成礦斷層, 控制著黑鎢礦體的產出(圖2)。

圖2　西藏角西黑鎢礦床地質簡圖(據西藏地熱地質大隊, 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　角西黑鎢礦床主要石英-黑鎢礦體特征一覽表Table 1　Characteristics of main orebodies in the Jiaoxi wolframite ore deposit

2.2礦體及礦石特征

目前, 在礦區范圍內已發現和圈定了79條規模不等的含黑鎢礦石英脈體, 集中產出于礦區北西部,圖2中所顯示石英-黑鎢礦脈體為規模相對較大的脈體, 各脈體礦化特征基本相似。礦床石英-黑鎢礦脈體產出整體受控于黑云二長花崗巖侵位及其侵位過程中所形成的NW、近EW和NNE向斷層, 礦體走向與斷層走向一致。礦體形態呈脈狀、透鏡或囊狀,局部有分枝復合現象。單個石英-黑鎢礦脈寬度從0.5 m至10余m不等, 走向延伸長度2～300 m; 脈體整體緩傾斜, 傾角變化范圍為9°～39°。已發現石英-黑鎢礦脈中以40、73和77號脈體地表規模最大。角西礦區主要石英-黑鎢礦脈體特征如表1所示。

角西黑鎢礦床金屬礦物較簡單, 主要為黑鎢礦,含少量黃鐵礦、黃銅礦和毒砂等; 非金屬礦物則以石英和白云母為主, 次為絹云母, 少量方解石和螢石等。礦石構造以脈狀(圖3a)、浸染狀構造為主(圖3b), 局部可見放射狀(圖3c)、角礫狀(圖3d)和條帶狀構造。礦石結構以結晶作用形成的自形、半自形和他形晶結構為主, 其次為交代結構和應力碎裂結構。結晶自形-他形晶結構多表現為黑鎢礦、黃鐵礦或毒砂以自身結晶形態產出(圖3b, c, e, f)。交代結構則多見于黃鐵礦、毒砂或黃銅礦被赤鐵礦交代(圖3g, h, i)以及黑鎢礦被石英-白云母脈交代的現象中(圖3e, f)。碎裂結構系應力作用下黃鐵礦、毒砂等發生的破碎現象(圖3g, i)。需要說明的是, 碎裂結構僅見于黃鐵礦、毒砂等金屬硫化物中, 而黑鎢礦顆粒自身則未見發生明顯的碎裂現象。

圖3　角西黑鎢礦床礦石及主要金屬礦物特征Fig. 3　Characteristics of wolframite ores and main ore minerals in the Jiaoxi wolframite ore deposita-黑鎢礦呈脈狀產于石英脈中; b-浸染狀黑鎢礦礦石; c-放射狀黑鎢礦; d-黑鎢礦呈角礫狀產出于石英脈中; e, f-自形-半自形黑鎢礦, 可見黑鎢礦被后期石英交代現象; g-黃鐵礦、黃銅礦被赤鐵礦交代, 可見黃鐵礦的碎裂結構; h-黃銅礦被赤鐵礦沿邊緣交代; i-自形的毒砂發生碎裂并被赤鐵礦所交代; Wol-黑鎢礦; Qtz-石英; Ms-白云母; Cp-黃銅礦; Py-黃鐵礦; Hem-赤鐵礦; Apy-毒砂; 照片e～i均為反射光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圍巖蝕變特征

礦區圍巖蝕變較為發育, 主要類型包括硅化、絹云母化、白云母化、褐鐵礦化、黃鐵礦化和孔雀石化等。其中, 硅化、白云母化、絹云母化與黑鎢礦成礦關系密切。硅化主要發育于獅泉河混雜巖群砂板巖中, 黑云二長花崗巖中亦發育一定程度的硅化; 硅化形式多表現為含黑鎢礦石英脈的發育以及砂板巖或巖體中伴隨黑鎢礦而產出的大量細粒石英顆粒(圖4a, b)。絹云母化可發育于黑云二長花崗巖及砂板巖中, 前者主要表現為斜長石斑晶或基質的絹云母化(圖4c); 后者則是直接發育于含黑鎢礦石英脈中及砂板巖破碎帶或裂隙面上, 與黑鎢礦成礦相關性顯著(圖4d)。白云母化主要產于石英-黑鎢礦脈壁或脈體中(圖4e), 或圍繞單個黑鎢礦晶體顆粒產出(圖4f), 與黑鎢礦成礦關系密切。黃鐵礦化因氧化多已成為褐鐵礦或赤鐵礦(圖4g), 在手標本上不易觀測。褐鐵礦化和孔雀石化主要產出于礦化體的地表或近地表處(圖4h, i)。圍繞石英-黑鎢礦脈體蝕變具有一定的分帶特征, 表現為由礦體向砂板巖圍巖蝕變礦物組合依次為白云母→石英+白云母→絹云母+硅化→黃鐵礦化+褐鐵礦化。

圖4　角西黑鎢礦床主要蝕變類型及特征Fig. 4　Characteristics of wall rock alteration in the Jiaoxi wolframite ore deposita-伴隨黑鎢礦產出的硅化石英脈; b-石英-黑鎢礦脈圍巖中硅化石英顆粒(正交偏光); c-似斑狀黑云母二長花崗巖中斜長石斑晶發生的絹云母化; d-石英-黑鎢礦脈圍巖裂隙面上發育的絹云母化; e-石英-黑鎢礦脈中白云母; f-圍繞黑鎢礦產出的放射狀白云母(正交偏光); g-黃鐵礦被赤鐵礦交代; h-石英-黑鎢礦體圍巖中發生的褐鐵礦化; i-孔雀石化; Wol-黑鎢礦; Qtz-石英; Ms-白云母; Pl-斜長石; Ser-絹云母; Bi-黑云母; Cp-黃銅礦; Py-黃鐵礦; Lim-褐鐵礦; 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　礦床類型及找礦潛力

3.1礦床類型的確定

通過野外對石英-黑鎢礦脈地表露頭的解剖、探槽的觀測、已有地質資料的分析, 筆者初步認為角西黑鎢礦床具有如下特征: 1)礦床黑云二長花崗巖侵位于早白堊世獅泉河蛇綠混雜巖群砂板巖中, 形成了一系列NW、EW和NNE向斷層構造, 石英-黑鎢礦脈即發育于這些斷層破碎帶中, 礦體受斷層構造控制特征明顯, 常呈脈狀、透鏡狀或囊狀成群產出。2)黑云二長花崗巖中發育一定程度的硅化、絹云母化, 局部伴隨有黑鎢礦的產出。因此, 黑云二長花崗巖為角西黑鎢礦床的成礦巖體。3)礦體的直接圍巖為一套較為致密的砂巖和板巖, 并且圍巖蝕變較為發育, 以硅化、絹云母化為主。4)黑鎢礦體總體呈大脈狀產出, 脈寬多大于50 cm, 亦可見寬度1 m以上的單一巨脈, 旁側偶有少數中小石英-黑鎢礦脈。礦脈主要由石英(占90％以上)和黑鎢礦組成, 伴生金屬礦物主要為黃鐵礦、毒砂和少量黃銅礦; 非金屬礦物除石英外, 多為白云母、絹云母,少量螢石等。5)礦石構造以脈狀、浸染狀為主, 少量呈角礫狀或條帶狀; 礦石結構以結晶自形晶、半自形晶和他形晶結構為主。前述角西黑鎢礦床的礦化特征與我國著名的西華山(袁見其等, 1985)、淘錫坑(陳鄭輝等, 2006)、瑤崗仙(祝新友等, 2015)、梅子窩、石人嶂等石英脈型黑鎢礦(韋龍明等, 2008a, b)相似, 具備巖漿熱液脈型鎢礦床的特征(袁見其等, 1985; 翟裕生等, 2011)。據此, 筆者初步認為角西獨立黑鎢礦礦化成因類型應為與巖漿熱液有關的脈型黑鎢礦。

3.2找礦潛力

角西石英-黑鎢礦脈體主體受控于巖體侵位形成的NW、EW、NNE三組斷裂構造。西藏地熱地質大隊通過激電剖面測量工作發現礦區存在隱伏斷裂構造, 地表的三組控礦斷裂在深部可能相連, 指示出深部尚有一定的找礦空間。此外, 西藏地熱地質大隊布設的4條土壤地球化學剖面(圖2)均揭示出, 現已圈定的部分礦體在走向和傾向上存在不同程度的延伸。如, 礦區北部的T01剖面測量結果顯示, 24、40號含礦脈體向NE方向具有延伸趨勢, 并且沿礦脈傾向在深部亦存在W元素的富集。這些土壤剖面測量結果亦說明礦床存在進一步找礦的潛力。前已述及, 角西鎢礦床屬與巖漿熱液有關的黑鎢礦, 該類型黑鎢礦常存在“五層樓+地下室”的成礦模式(王登紅等, 2010)。目前, 角西礦床所圈定的鎢礦體相當于該模式的“五層樓”部分, 其現有的礦化特征指示黑云二長花崗巖中伴隨硅化和絹云母化可形成黑鎢礦, 即存在云英巖型鎢礦化的跡象。因此, 角西鎢礦深部是否具有類似于“地下室”的云英巖型鎢礦的成礦潛力, 值得開展進一步工作。

4　區域成礦學及找礦地質意義

班公湖—怒江成礦帶近些年找礦取得了重大突破, 多不雜、波龍、鐵格隆南等斑巖-淺成低溫熱液型礦床儲量得到了進一步核實和提高(祝向平等, 2012; 李玉彬等, 2012; 唐菊興等, 2014; 方向等, 2015), 雄梅斑巖型銅礦取得了重要勘查進展(曲曉明等, 2012), 尕爾窮—嘎拉勒大型矽卡巖型銅金礦床完成了詳查(張志等, 2012; 胡正華等, 2015), 舍索矽卡巖銅多金屬礦亦投入了開發(趙元藝等, 2011)。前述一系列礦床的發現及找礦突破, 使得其成為西藏又一條重要斑巖銅礦帶(曲曉明等, 2012;唐菊興等, 2014)。角西獨立黑鎢礦床在班公湖—怒江成礦帶西段的發現, 實現了該成礦帶找礦工作的又一重要突破, 同時亦進一步豐富了該成礦帶上礦床成礦系列。角西鎢礦大地構造位置隸屬于獅泉河—申扎—嘉黎蛇綠混雜巖帶西段, 緊鄰班公湖—怒江縫合帶產出。石英脈型黑鎢礦為中-高溫巖漿熱液礦床(翟裕生等, 2011), 且鎢礦成礦物質多來源于殼源物質; 而角西鎢礦產出于幔源物質大量堆積的蛇綠混雜巖帶之中, 指示在班公湖—怒江成礦帶可形成高溫殼源元素有關的礦床。目前, 筆者正在利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb和白云母Ar-Ar法對角西鎢礦成巖成礦時代進行厘定, 同時也正在對其成礦巖體地球化學性質開展分析測試工作。角西鎢礦成礦時代、成礦巖漿巖地球化學性質及其構造背景的限定, 對于部署班公湖—怒江成礦帶同種類型礦床的找礦勘查工作具有重要意義。角西鎢礦的發現對于豐富班公湖—怒江成礦帶礦床成因類型、完善區域成礦規律以及拓展找礦視野與找礦方向都不無裨益。

致謝: 野外工作期間得到了西藏自治區地質礦產勘查開發局地熱地質大隊有關同仁的大力幫助, 審稿過程中相關專家及編輯部老師提出了寶貴的意見和建議, 在此一并致謝。

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

本文由中國地質調查局地質調查項目(編號: 12120115028301)、國家自然科學基金項目(編號: 41403040)和中央級公益性科研院所基本科研業務費專項(編號: K1416)聯合資助。

2016-02-20; 改回日期: 2016-04-28。責任編輯: 張改俠。

王立強, 男, 1984年生。副研究員。主要從事礦床學及區域成礦規律研究。E-mail: wlq060301@163.com。

范源, 男, 1983年生。工程師。主要從事地質礦產勘查工作。E-mail: 379991734@qq.com。