東天山梧桐溝鎢礦區綜合信息找礦模型

李玉坤，王興龍，廖阿托，李科

（新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第一地質大隊，新疆 昌吉 831100）

研究區位于東天山吐哈盆地西南緣（圖1-a），屬東天山成礦帶。東天山成礦帶處于準噶爾板塊與塔里木板塊接合處，是新疆重要金屬成礦帶，其地質背景獨特，巖漿活動頻繁，構造復雜，成礦信息豐富，形成了大量有色金屬和貴金屬礦產，以鐵、銅、鎳、鉛、鋅、金、鎢、鉬礦等為主，其中鎢礦床類型主要包括矽卡巖型、石英脈型及少量云英巖型，成礦時間及空間分布均具一定規律性[1-4]。近年來，新疆東天山地區陸續發現沙東大型鎢銣礦、梧桐溝、黑焰山和沙東東等中型鎢礦，桑樹園子、望家山和小加山等小型鎢礦，已發現鎢礦點資源總量超過20×104t，構成東天山鎢多金屬成礦帶，顯示該地區具良好的鎢礦找礦前景。帶內梧桐溝-庫米什地區鎢異常具明顯的沿NWW 向分布于中天山地塊南緣卡瓦布拉克大斷裂附近，中天山地塊南緣碰撞花崗巖與異常吻合較好的地區具良好的鎢礦找礦前景[5]。當前地質找礦已由淺部逐步轉為深部礦、隱伏礦，找礦難度逐步增大，對隱伏礦預測定位及綜合信息找礦模型的建立尤為關鍵[6]。本文通過分析總結梧桐溝鎢礦區區域成礦背景、礦區地質、地球物理和地球化學等特征，初步建立礦床綜合信息找礦模型，為開展綜合信息成礦預測提供地質依據。

圖1 研究區區域地質礦產圖Fig.1 Regional geological map of the study area1.侏羅系；2.二疊系；3.石炭系；4.泥盆系；5.長城系；6.石炭紀閃長巖；7.石炭紀花崗巖；8.泥盆紀石英斑巖；9.區域性斷裂；10.鐵礦/金礦；11.銅礦/鉛礦；12.鎢礦/菱鎂礦

1 成礦地質背景

研究區大地構造位于哈薩克斯坦-準噶爾板塊與塔里木板塊結合處（圖1-b），北為中天山多期復合巖漿弧，南為艾爾賓山-庫米什殘余盆地?新疆地礦局第一地質大隊.新疆鄯善縣沙爾德蘭-花梁子地區礦產地質調查報告，2016。區域地層分布有長城系星星峽巖群，為一套中深變質巖；下泥盆統阿爾彼什麥布拉克組，為海相碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積建造，后經區域變質成綠片巖和大理巖；中泥盆統阿拉塔格組，以陸源碎屑巖-碳酸鹽建造為主；東北部出露石炭系、二疊系和侏羅系等，局部為全新統覆蓋。

研究區位于中天山南緣晚古生代活動大陸邊緣，在南天山洋盆向北俯沖至中天山地塊、南天山洋消失的過程中，該區經歷了強烈的構造擠壓作用，沉積巖石變質、變形作用強烈，同時伴生巖漿活動，形成一系列火山巖及火山碎屑沉積巖，并有晚期的酸性巖漿侵入[7]。巖漿巖主要為泥盆紀和石炭紀侵入巖，泥盆紀侵入巖分布于庫米什斷裂南緣中天山活動陸緣帶的庫米什地區，為糜棱巖化花崗巖及花崗質片麻巖。石炭紀侵入巖分布于庫米什斷裂南緣中天山活動陸緣帶梧桐溝地區，為英云閃長巖、斑狀花崗巖、二長花崗巖及正長花崗巖等[8]，其中正長花崗巖常與含鈣質圍巖接觸帶發生矽卡巖化，該期巖漿活動與鎢礦化關系密切。

2 礦床特征

2.1 地質特征

礦區出露地層主要為下泥盆統阿爾彼什麥布拉克組，為一套碎屑巖-碳酸鹽巖建造。巖石受區域變質作用及熱液蝕變作用影響，巖性主要為絹云母石英片巖、黑云母石英片巖、綠泥石英片巖、透鏡狀矽卡巖化大理巖等（圖2）。侵入巖分布于礦區東南部，為石炭紀侵入體，以黑云母花崗巖為主，次為閃長巖、英云閃長巖和花崗閃長巖。1∶5萬區域地質調查資料顯示其屬鋁不飽和鈣堿性系列，弱鈉高鉀型，其與接觸交代有關的Fe，Au，W，Mo等多金屬成礦關系密切。

圖2 梧桐溝礦區地質圖Fig.2 Geological map of the Wutonggou mine area1.下泥盆統阿爾彼什麥布拉克組上亞組第五巖性段第四層：灰黑色黑云母石英片巖；2.第三層：灰綠色綠泥石英片巖夾淺黃褐色大理巖；3.第二層：灰黑色黑云母石英片巖夾絹云母石英片巖；4.第一層：灰色絹云母石英片巖；5.大理巖；6.石英脈；7.閃長玢巖脈；8.礦體及編號；9.斷層及編號

礦區內脈巖有石英脈和閃長玢巖脈，閃長玢巖脈僅發育1 條，形成于成礦作用之前，對礦體無影響。石英脈十分發育，與成礦作用關系密切，據其走向可分為兩組，一組為近EW 向，石英脈規模較大，一般單脈長20～500 m，最長3 km，寬一般在十幾厘米，最寬2 m以上，石英脈發生云英巖化、褐鐵礦化、孔雀石化、白鎢礦化蝕變現象，金屬礦物呈團塊狀、脈狀，星點狀或呈薄膜狀分布于脈中，石英脈型鎢礦體主要賦存該組石英脈內；另一組為NW向，規模與前一組石英脈相當，石英脈較純凈，礦化程度較弱，尤其是鎢礦化較弱。

礦區內褶皺和斷裂構造均較發育，局部巖層間發育小型褶皺。褶皺構造為近EW 向，形成于斷裂構造之前，構造方向與礦體走向一致。褶皺構造經后期斷裂改造后裂隙更發育，為鎢礦體提供了成礦空間，因此，褶皺構造可能控制著鎢礦體的空間分布。

礦區發育3 條斷層構造，斷裂構造以NW 向為主。F1 斷層走向130°～310°，斷續延伸約800 m，斷層性質為左行走滑斷裂，中部被F3 斷層錯斷，南端切斷閃長玢巖脈，屬早期斷層，斷層規模相對較大，控制著NW向石英脈分布，為熱液活動提供通道；F2斷層位于西南側與F1 平行，且斷層性質一致，但兩側石英脈不發育。F3 斷層規模相對較小，走向近EW向，錯斷F1斷層，形成時間晚于F1。

2.2 礦體特征

礦區鎢礦體產于下泥盆統阿爾彼什麥布拉克組，近礦圍巖主要為絹云母石英片巖、黑云母石英片巖、綠泥石英片巖、透鏡狀矽卡巖化大理巖等。含礦熱液流體沿構造裂隙面進行充填，并與圍巖發生蝕變交代作用形成鎢礦體，當圍巖為含鈣質大理巖時形成矽卡巖型鎢礦體，當圍巖為石英片巖時形成云英巖型或石英脈型鎢礦體。

據礦區已施工探槽及鉆孔工程控制，共圈定2個礦脈帶，分別為L1 和L2 礦脈帶，礦脈帶長800～1200 m，寬50～150 m。其中L1為主要礦脈帶（圖3），L1 礦脈帶內圈定14 個礦體?新疆地礦局第一地質大隊.新疆鄯善縣梧桐溝鎢礦預查報告，2015，主要礦體為L1-9、L1-11、L1-12礦體。地表控制礦體長度822～1229 m，控制斜深134～216 m，礦體形態總體呈陡傾斜厚板狀，局部為網脈狀，總體呈近EW向，向北陡傾；礦體平均厚度8.52～9.73 m，礦體厚度變化系數為65.85%～75.23%，屬厚度較穩定礦體；礦體平均品位0.238%～0.336%，單樣品位變化系數67.20%～128.43%，屬有用組分分布不均勻-較均勻礦體。礦體受斷層次級破碎帶及節理裂隙控制，形態較復雜，礦體傾斜程度明顯大于巖石片理，與片理呈交切關系，上部礦體形態呈陡傾斜厚板狀，下部礦體分叉呈網脈狀（圖4）。

圖4 梧桐溝礦區0勘探線剖面圖Fig.4 Profile of 0#exploration line in the Wutonggou mine area1.鉆孔位置及編號；2.探槽位置及編號；3.礦體及編號；4.斷層及編號；5.綠泥石英片巖；6.黑云石英片巖；7.絹云母石英片巖；8.石英脈

2.3 礦石特征

2.3.1 礦石礦物組分

礦石礦物組分較復雜，已查明礦物共計22 種，其中礦石礦物11種，脈石礦物11種。礦石礦物主要為白鎢礦，次為黑鎢礦、鎢華、黃鐵礦、黃銅礦等。脈石礦物有石英、白云母、黑云母、綠簾石、綠泥石、方解石、螢石，次為透輝石、透閃石、陽起石、石榴石等。

2.3.2 礦石微量元素特征

Au，Pb，Zn，Sn，Mo，As，Sb，Mn，Co，Li，Ge，Na，Ta，In 等含量均較低，Ag，Ga 呈明顯富集，Cu，Sn，Bi呈相對富集。Ag，Ga主要富集在綠泥石英片巖和矽卡巖中，Cu 主要富集在石英脈和綠泥石英片巖中，Sn，Bi含量顯示高溫元素伴生富集特征。

2.3.3 礦石物相分析

對礦石作物相分析結果表明，礦石主要礦物為白鎢礦，占比約84%，次為黑鎢礦，占比約14%；僅有少量鎢華。

2.3.4 礦石結構構造及礦石類型

黑云母石英片巖型鎢礦石多為半自形粒狀變晶結構，塊狀或條帶狀構造，產于矽卡巖接觸帶。主要礦物為綠簾石、透輝石、石英，次為方解石等。白鎢礦呈中-細粒稀疏浸染狀賦存于礦石中，當白鎢礦晶體較大時形成富礦。

透輝綠簾石矽卡巖型鎢礦石多為淺綠色，半自形粒狀變晶結構，塊狀或條帶狀構造,產于矽卡巖接觸帶。主要礦物為透輝石、陽起石、石英、綠簾石、方解石，次為斜長石、硅灰石等。白鎢礦呈中細粒稀疏浸染狀賦存于礦石中（圖5-a）。

圖5 梧桐溝礦區礦石特征Fig.5 Ore characteristics in the Wutonggou mine areaa——含白鎢礦透閃石矽卡巖（正交偏光）；b——含白鎢礦白云母石英片巖（正交偏光）；c——石英脈型鎢礦石；d——矽卡巖型鎢礦石

云英巖型鎢礦石多為灰白色，風化后常呈褐黃色，半自形粒狀結構或鱗片粒狀變晶結構，片狀或塊狀構造。主要礦物為粒狀石英、白云母、斜長石、黑云母，白鎢礦呈稀疏或稠密浸染狀賦存于礦石中（圖5-b）。

石英脈型鎢礦石多為灰白色，他形-半自形粒狀結構，產于圍巖構造破碎帶的裂隙中。主要礦物為石英、白云母及黑云母少量，含礦脈體規模一般窄短，局部可見白鎢礦集合體產出（圖5-c）。

矽卡巖型鎢礦石多為灰白-青灰色，半自形粒狀結構，主要礦物為粒狀方解石、透輝石、石英及云母，其他礦物少量，白鎢礦呈浸染狀賦存于礦石中（圖5-d）。

2.4 礦化蝕變特征

礦區主要礦化蝕變有矽卡巖化、云英巖化、硅化、螢石化、孔雀石化、碳酸鹽化等，與鎢礦直接相關的有矽卡巖化和云英巖化。矽卡巖化產于大理巖與片巖接觸帶，可形成矽卡巖型鎢礦；云英巖化產于蝕變帶核部或沿裂隙充填呈脈狀產于石英脈與圍巖接觸面，形成云英巖型鎢礦；硅化、碳酸鹽化為成礦后期蝕變，主要產于接觸帶或在成礦晚期沿裂隙充填呈脈狀產出，常見石英脈與深灰色方解石脈共生；孔雀石化主要產于石英脈中，與伴生黃銅礦氧化而來；螢石化在礦體、礦化矽卡巖及云英巖均有少量產出，呈粉紅、淺紅或無色，可作為找礦標志。

3 地球化學特征

3.1 區域地球化學特征

據1∶20萬區域地球化學水系沉積物數據，獲得周邊地區鎢的1∶20 萬地球化學異常分布圖。從異常分布看（圖6），庫米什斷裂以南W-4、5、7 號異常斷續分布于中天山地塊南緣，大致呈NWW 向分布，與花崗巖體有較好的套和關系，顯示鎢的異常與巖體關系密切。W-1、2、3號異常在中天山地塊內部呈串珠狀沿NNW 分布，受構造控制明顯，中天山內部及南側分布有大量沿斷裂分布的加里東期及海西期花崗巖、花崗巖閃長巖，異常亦與巖體關系密切。由于W，Sn，Mo，Bi等與巖體有關的高溫成礦元素常伴生產出，選取上述4種元素組合尋找其分布規律，能更好的反映某種成礦系統的地球化學異常表現。顯示W，Sn，Mo，Bi元素組合異常分布表現出與W單元素相似的分布特征，即沿NWW向分布于中天山地塊南緣及內部，受構造控制明顯[5]。

圖6 區域地球化學異常分布圖Fig.6 The distribution map of regional geochemical anomaly1.鎢異常外帶；2.鎢異常中帶；3.鎢異常內帶；4.海西期花崗巖；5.加里東期花崗巖；6.區域性大斷裂；7.組合異常；8.鎢異常編號；9.鎢礦床

此外，1∶20 萬區域地質調查顯示研究區白鎢礦的重砂異常發育，在礦區沖溝中用紫外燈照射，遠離礦體鎢砂越細小，沿溝向上追索，當鎢砂變富變粗離礦體越近，溯源追蹤既可找到礦（化）體露頭。

3.2 礦區地球化學特征

研究區位于1∶5 萬化探綜合異常內，異常面積27.40 km2（圖7）。異常元素組份復雜，異常規模大，強度高，元素組份復雜，分帶性好，濃集中心明顯，元素組合為W-Sn-Bi-Pb-Zn-Ag-Cu-Mo-Au。異常元素分為兩組，一組以W，Sn，Bi為主，元素均具三級濃度分帶。W極大值2262.5×10-6，襯度為12.4，NAP值為137.66；Sn極大值75.30×10-6，襯度為2.09，NAP 值為11.16；另一組為Ag，Cu，Pb，Zn等元素。Ag，Cu 元素套合較好，Ag極大值4400×10-9，襯度為2.77，NAP值為5.68；Cu極大值2439×10-6，襯度為2.47，NAP值為5.24。

從礦區內鉆孔采集的276 件光譜樣分析結果?新疆地礦局第一地質大隊.新疆鄯善縣沙爾德蘭-花梁子地區礦產地質調查報告，2016。從聚類分析參數統計表得知（表1），W 與Sn 的關聯值為0.321，相關性較密切，W 與Bi 的關聯值為0.454，相關性較好，該元素組合為高溫熱液元素組合，該組合主要與矽卡巖蝕變有關；W 與Cu 的關聯值為0.243，與Ag關聯值為0.485，該元素組合主要屬親硫族元素組合，主要分布于石英片巖、綠泥綠簾片巖內，均為中溫成礦元素，說明與中高溫熱液活動關系較密切。

表1 元素聚類分析參數統計表T able1 T heparameterstatisticstableofcluster analysisonelements

4 地球物理特征

4.1 區域地球物理特征

1∶50萬區域重力資料顯示區域布格重力值為負值，最大值為-130×10-5m/s2，最小值為-180×10-5m/s2，重力場變化幅度可達60×10-5m/s2，重力異常梯度變化為1 mGal/km。區內異常等值線總體以NWW向為主，與區域斷裂走向一致，東南與西北為重力高異常區，最大值為1.00 mGal，中部為低值異常區最小值為-1.00 mGal，礦區位于重力異常梯度帶附近。

研究區1∶50 萬區域航磁資料顯示區域航磁異常（ΔT）值一般為100～-200 nT在磁場背景上出現大小和形態各異的局部正和負異常區，正異常區△T一般幅度為100～200 nT，為不規則的近等軸狀和長軸狀。負磁異常區，ΔT值為-100 nT左右，為花崗巖或閃長巖巖體引起，礦區位于負磁異常區。

4.2 礦區地球物理特征

4.2.1 巖石密度特征

礦區內采集的32 塊樣品的巖石密度測定成果顯示（表2）：白鎢礦化大理巖密度最大，在2.985～3.335 g/cm3，常見值為3.185 g/cm3，白鎢礦化綠泥石石英片巖和白鎢礦化矽卡巖次之，且兩種巖性密度相差不大，其常見分別為3.032 g/cm3和3.053 g/cm3，黑云母石英片巖密度最小，其常見值為2.90 g/cm3。含礦（化）巖性密度比不含礦圍巖密度大，差值明顯，最大差值0.285 g/cm3，因此，通過重力測量可區分含礦巖石與不含礦圍巖。

表2 梧桐溝礦區巖石密度測定統計表T able2 T heparameterstatisticstableofdeterminationon rock’sdensityintheW utonggouminearea

4.2.2 重力場特征

礦區布格重力異常整體表現為南高北低的重力場區，幅值在-0.51×10-5～1.94×10-5m/s2之間。地表發現的鎢礦點位于布格重力異常的梯度帶上，且有明顯疊加次級異常，異常呈南陡北緩形態，推測異常由白鎢礦化綠泥石英片巖和白鎢礦化矽卡巖引起。

4.2.3 剩余重力異常特征

從0 勘探線剩余重力異常可看出，實際控制鎢礦體置位于剖面400～600 m，對應剩余重力中等異常區，幅值在0.50×10-5～0.80×10-5m/s2，即剩余重力高低異常的梯度帶上（圖8）。

圖8 梧桐溝礦區0勘探線剩余重力異常圖Fig.8 Residual gravity anomaly map of 0#exploration line in the Wutonggou mine area1.鎢礦體

5 綜合信息找礦模型

找礦模型是表述目標礦床及其對一定勘查技術產生預期效應的模擬體系，利用已有地質信息及現有找礦手段，并通過找礦模型來實現成礦的預測[9]。綜合信息找礦模型是在成礦模型研究基礎上，以地質體和礦產資源體為單元，研究地質、地球物理、地球化學、遙感信息等的統計性特征，研究直接找礦信息、間接找礦信息的關聯及其信息間的轉換規律，應用間接信息反映地質體和礦產資源體的綜合信息特征，作為成礦預測的依據[10-13]。

梧桐溝鎢礦屬典型的接觸交代矽卡巖型-石英脈型白鎢礦床，由于板塊碰撞作用，富鎢的深部地殼部分熔融產生的花崗巖質巖漿沿著構造裂隙上侵，巖漿從深部攜帶大量揮發分及鎢錫等成礦元素上升，并從圍巖地層中萃取一定量鎢錫等成礦組分。研究區內相對封閉的背斜構造提供了有利的構造條件，伴隨著巖漿期后熱液的上升，深源流體活動造成了W、Sn 等成礦物質的活化、運移和富集，由于物理化學條件的改變，在內外接觸帶發生接觸交代礦化，局部巖體發生云英巖化，形成了接觸交代矽卡巖型鎢礦。在此基礎上,進一步的斷裂活動使前期礦體疊加了后期脈狀礦化，從而使礦體進一步增富。

本文在充分研究以往地、物、化資料基礎上，將其轉化為礦產資源定性、定量、定位信息等綜合信息找礦模型[14-23]。通過對梧桐溝礦區的成礦地質背景、礦床特征、地球物理、地球化學等綜合信息特征的分析，初步建立了梧桐溝鎢礦區綜合信息找礦模型（表3），為開展綜合信息成礦預測提供地質依據。

表3 梧桐溝礦區綜合信息找礦模型T able4 C omprehensiveinformationprospectingmodelofthewutonggouminearea

6 結論

（1）梧桐溝鎢礦產于塔里木板塊北緣艾爾賓山-庫米什殘余盆地，區域內巖漿活動劇烈，發育鈣堿性花崗巖，該巖體與鎢礦化關系密切，其與鈣質圍巖接觸帶發生矽卡巖化，形成矽卡巖型鎢礦。

（2）礦床位于下泥盆統阿爾彼什麥布拉克組，主要賦礦巖石為絹云母石英片巖、黑云母石英片巖、綠泥石英片巖、透鏡狀矽卡巖化大理巖，主要礦石類型為矽卡巖型和石英脈型鎢礦石。

（3）初步建立了以“鈣堿性高鉀型花崗巖＋碎屑巖-碳酸鹽巖建造＋W，Sn，Bi，Cu綜合異常＋中高重力異常＋云英巖化-矽卡巖化-硅化-孔雀石化”為核心的礦床綜合信息找礦模型。

（4）依據綜合信息找礦模型分析認為中天山內部及其南緣碰撞晚期花崗巖有利于鎢礦化的形成，巖體與含鈣質圍巖接觸帶常形成矽卡巖型白鎢礦體，含礦熱液充填背斜核部構造裂隙形成云英巖型或石英型礦體。W，Sn，Bi，Cu 組合元素的地球化學異常濃集中心是進一步工作的重點區域。