北祁连西段钨矿床成矿地质特征对比与研究

2015-08-23 01:33赵建仓裴耀真
西北地质 2015年4期
关键词:黑钨矿祁连钨矿

赵建仓, 裴耀真

(1.酒泉钢铁(集团)有限责任公司地质矿产勘查研究院,甘肃,嘉峪关 735100;2.甘肃新洲矿业有限公司,甘肃张掖 734400);3.中国冶金地质总局西北局冶金五队,甘肃 酒泉 735000

北祁连西段钨矿床成矿地质特征对比与研究

赵建仓1,2, 裴耀真3

(1.酒泉钢铁(集团)有限责任公司地质矿产勘查研究院,甘肃,嘉峪关735100;2.甘肃新洲矿业有限公司,甘肃张掖734400);3.中国冶金地质总局西北局冶金五队,甘肃 酒泉735000

北祁连西段达到大型规模的钨矿床有3处,分别是塔儿沟钨矿、小柳沟钨矿和西柳沟钨矿,空间上自西向东展布;其地质特征各有特点,成矿条件也不尽相同。通过对3个矿床地质特征的对比和成矿条件的分析,认为北祁连西段钨矿是加里东期的产物,初始矿源来自元古界古老地层,构造控制矿体数量、产状和规模,酸性花岗质岩体侵入热液作用使W元素富集最终成矿,成矿期从中奥陶世延续到晚志留世。塔儿沟钨矿和小柳沟钨矿成矿在“板块俯冲”时形成,西柳沟钨矿在“陆-陆碰撞”时形成。北祁连西段具有良好的钨矿成矿背景和有利的成矿条件,矿床外围地质工作程度低,在其外围和深部开展工作,找矿会有重大突破,勘查方法以钻探为主。

钨矿床;地质特征;控矿因素;北祁连西段;中国西部

祁连山脉位于中国西部,横亘青海省与甘肃省之间。山脉西北—南东走向,长1 200km,宽100~250km。自北向南可分为华北古陆、北祁连陆缘、中祁连地块、西祁连裂陷和柴达木地块等(李文渊等,2004,2005),已知规模型钨矿床集中产于北祁连西段,塔儿沟钨矿、小柳沟钨矿和西柳沟钨矿均达大型规模,其中小柳沟钨矿已由甘肃新洲矿业有限公司开采。通过工业扩大试验和工业生产,显示该区域黑钨矿和白钨矿属易选矿石。近年,随着商业勘查费用的大幅投入,在小柳沟钨矿外围发现世纪钨矿、贵山钨矿和祁宝钨矿以及祁青钼矿,在西柳沟钨矿外围发现干巴河脑钨钼矿,显示该区寻找钨矿有良好前景。前人对小柳沟钨矿研究较深,成果较多(毛景文等,1999,2003;杨钟堂等,2002;贾群子等,2002;周挺贵等,2002;安涛等,2002;张胜业等,2002;魏庆林等,2004;周宏,2004;刘堆富等,2005;汤静如等,2006;陈生民,2007;陈福等,2007;陈玉峰等,2010;刘芳等,2013;赵辛敏等,2014),对塔儿沟钨矿和西柳沟钨矿研究偏少,成果有限(张作衡等,1998,2002;杨钟堂等,2002;刘晓煌等,2007)。将3个钨矿床进行对比研究,目前没有成果报道。笔者研究是在充分利用前人资料的基础上,结合近年来的地质勘查成果,对3个钨矿床的成矿地质特征进行对比,对控矿因素进行分析,进而对成矿期进行探讨,提出找矿建议(图1)。

1.中新生界;2.晚古生代沉积岩系;3.前寒武纪复理石建造;4.奥陶纪火山岩系;5.中寒武—早奥陶世火山岩系;6.前寒武系;7.前加里东花岗岩类;8.加里东期花岗岩类;9.加里东后期花岗岩类;10.钨矿床图1 北祁连山地质略图(据李文渊等,2005,补充修改)Fig.1 Geological sketch map of Northern Qilian Mountains(After LI Wenyuan et al,2005,Added modified slightly)

1 区域地质背景

区域地层整体呈北西向展布,从太古宇—新生界均有出露,主要出露早寒武世变质基底岩层,其次为古生代地层,中生代、新生代地层仅局部出露。区内褶皱构造、断裂构造极为发育,山势险峻,重峦叠嶂。区域断裂总体以北西西向为主,次为北东向和近东西向。区内岩浆活动强烈而频繁,侵入和喷出作用交替出现,岩浆岩以中酸性岩体为主。

塔儿沟钨矿区处于野牛滩岩体西南缘,区内地层以古元古界北大河群、野马南山群和中元古界长城系为主,其次为蓟县系、青白口系、奥陶系、白垩系、第四系等。野牛滩岩体形似梭状,长约33km,宽约2~10km,面积约220km2,呈岩基产出,总体走向北西,与区域构造方向一致,岩体南、北两侧分别侵入北大河群及阴沟群,东段被石炭系覆盖,西段被中生代活动断层所切(图2)。

小柳沟钨矿区处于元古宙镜铁山-朱龙关裂谷小柳沟-斑赛尔成熟岛弧构造带中(左国朝等,1987;毛景文等,1999)。矿区构造线方向300°~320°,矿区出露地层主要为长城系朱龙关群,其次为蓟县系镜铁山群、青白口系和第四系,岩层倾角很陡,部分倒转,区内地表岩浆岩不发育,仅见少量花岗岩脉(图3)。

西柳沟钨矿床产于金佛寺花岗质岩体南缘内接触带。岩体走向北西—南东,倾角40°~70°,岩体长60km,宽15km,出露面积600km2。岩体侵入中志留统的变质安山岩、绿泥石千枚岩、细碧岩、角岩和角化凝灰岩中,岩体南部被下石炭统的砾岩、含砾砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩和页岩不整合覆盖(图4)。

2 矿床地质特征

2.1矿床发现史

塔儿沟钨矿床为1965年甘肃省地质矿产局第二区域地质测量队在进行1∶20万玉门幅地质调查时发现,1966~1972年甘肃省地质矿产局酒泉地质矿产调查队开展普查工作,1980~1987年开展地质详查工作,1988年4月提交详查报告(王怀谌等,1988),其后工作间断。2013年5月,酒泉钢铁(集团)有限责任公司地质矿产勘查研究院做过矿产开发的研究工作(刘明璋等,2013)。

1.前长城系;2.中新元古代辉长岩;3.加里东中晚期花岗闪长岩;4.花岗伟晶岩;5.煌斑岩;6.断层;7.航磁遥感解译断层;8.石英黑钨矿体;9.白钨矿体图2 塔儿沟钨矿区地质略图Fig.2 Geological sketch map of Taergou tungsten deposit

1.第四系;2.灰岩;3.云母角闪片岩;4.砂砾岩;5.千枚状细砂岩;6.石英岩;7.石英绢云千枚岩;8.含碳绢云母千枚岩;9.绿泥绢云千枚岩;10.玄武岩;11.辉长岩;12.花岗岩;13.钨矿体;14.断裂图3 小柳沟钨矿区地质略图Fig.3 Geological sketch map of Xiaoliugou tungsten deposit

小柳沟钨矿床为1990年笔者在小柳沟沟口滚石中见白钨矿报矿引起重视而发现,甘肃有色地质勘查局四队、中国冶金地质总局西北局冶金五队在本区开展1∶5万和1∶10万水系沉积物扫面工作,并对异常检查后确认。1992年,甘肃有色地质勘查局四队开展地质工作,2005年4月提交勘探报告(刘堆富等,2005),2007年甘肃新洲矿业有限公司进行开采。

西柳沟钨矿床为20世纪60年代西北地质局祁连山地质队进行地表踏勘时发现,20世纪70年代甘肃省地质局四队开展普查工作,因找矿没有突破致其后工作间断。2006年以来,甘肃省有色地质勘查局三队再次在该区开展普查工作,找矿有较大突破,钨矿资源量达大型规模,同时在其外围发现干巴河脑钨钼矿床,其钨矿资源量具中型矿床远景。

2.2地层

塔儿沟钨矿区地层比较单一,除第四系外,主要为前长城系地层野马南山群变质岩,地层走向310°左右,倾向南西,倾角70°~80°。野马南山群变质岩系由片岩、板岩和结晶灰岩组成,中科院地质所(1963年)将其归属前震旦系,甘肃省地质局第二区测队(1970~1975年)将其归属前震旦系或古元古界,甘肃地质力学区测队(1976年)、西北地科所(1976年)将其归属前震旦亚界,划分A、B、C、D 4个岩组,甘肃省区域地层表编写组(1980年)将其正式命名为野马南山群,王云山等(1987年)将该群归属古元古界,甘肃省地矿局(1989年)将其归属前长城系,并自下而上划分未A、B、C、D 4个组。野马南山群片岩段属野马南山群B组,塔儿沟钨矿床就产于片岩中。

a:1.泥盆—第三纪沉积;2.寒武—志留纪火山沉积;3.中新元古代裂谷沉积;4.古元古代北大河群;5.加里东金佛寺岩体;6.矿区位置b:1.第四纪;2.石炭纪泥岩、砂岩、页岩;3.石炭纪细砂岩、粉砂岩;4.志留纪砂岩;5.志留纪角岩、角岩化凝灰岩;6.志留纪千枚岩;7.志留纪细碧岩;8.志留纪变安山凝灰岩;9.加里东一期花岗岩;10.加里东二期花岗岩;11.断裂;12.钨矿体;13.铜矿体;14.西柳沟矿区范围图4 西柳沟钨矿区地质略图Fig.4 Geological sketch of Xiliugou tungsten deposit

小柳沟钨矿区出露地层有第四系、青白口系大柳沟群、蓟县系镜铁山群、长城系朱龙关群。小柳沟钨矿床就产于朱龙关群。朱龙关群过去曾划归寒武系、奥陶系。甘肃区测二队(1973年)在祁青乡夹皮沟采集到叠层石和微古植物化石,结合层序对比,将其归属长城系。合肥工业大学徐晓春等(1996年)在托莱山北坡进行调查时,采集到朱龙关群玄武岩样品,Sm-Nd同位素测年为(1 770.9±330)Ma;夏林圻等(1996年)在北大河地区采集到朱龙关群玄武岩样品,Sm-Nd测年为(1 770.9±33)Ma;毛景文等(1997年)在熬油沟蛇绿岩(朱龙关群)中采集到辉绿岩样品,锆石U-Pb测年为(1 784±2)Ma;张招崇等(1997年)在熬油沟蛇绿岩(朱龙关群)中采集到辉绿岩样品,锆石SHRIMP测年为(1 777±28)Ma。这些结果为区内地层时代的确定提供了测年依据。

西柳沟钨矿区主要地层为志留系变质安山岩、绿泥石千枚岩、细碧岩、角岩和角化凝灰岩。岩层倾向南西,局部倾向南东,倾角60°,西部主要地层为石炭系的砾岩、含砾砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩和页岩。

2.3岩浆岩

塔儿沟钨矿区内侵入岩主要有花岗闪长岩、花岗岩及伟晶岩、煌斑岩、石英脉等。分布较广,脉状、大脉状产出,自西至东均有出露。区内花岗闪长岩、花岗岩特性显示与野牛滩花岗质岩体为同一岩浆源。

小柳沟钨矿区地表侵入岩不发育,从探矿巷道揭露和钻探所取岩心来看深部发育,岩性复杂,从基性岩到酸性岩均有,主要有辉长岩、闪长岩、花岗斑岩、二长花岗岩、花岗岩等,均呈岩珠、岩脉产出。

西柳沟钨矿区内侵入岩主要为金佛寺花岗质岩体。

2.4构造

塔儿沟钨矿区内的褶皱、断裂构造均受古河西构造体系控制,整个矿区为一向南西陡倾的单斜构造,局部存在发育不完整的层间小褶曲。主要断层从南部纵贯全区,走向310°~315°,倾向南西,倾角约75°。破碎带宽16m,主要为泥质及千板岩片状破碎物。野外观察为压扭性断层,是成矿前的断层,成矿后仍有活动。断层北侧广布伟晶岩脉、花岗闪长岩枝及黑钨石英脉。另有北西向断层控制着矽卡岩型白钨矿体,北西西向断层控制石英脉型黑钨矿床的绝大部分矿体。

小柳沟钨矿区位于朱龙关河谷背斜北翼扬起端,该背斜由朱龙关群下岩组、镜铁山群、大柳沟群组成。走向断裂在矿区较为发育,与成矿关系密切,既是导矿构造又是容矿构造。北北西向左行逆断裂及其次级断裂控制了世纪钨床矿体的空间就位和形态展布,北东向左行逆断裂及其次级断裂控制了小柳沟钨矿床矿体空间就位和形态展布。前者整体倾向西,倾角75°~85°;后者整体倾向南东,倾角71°~80°。

西柳沟钨矿区主要构造以断裂构造为主。断裂有2组,一组走向53°,倾角37°~40°;另一组走向310°,倾角60°~70°。2组断裂控制钨矿体空间就位和展布。根据野外地质观察,以第一组为主,断裂为逆断层,且呈叠瓦状排列,产状比较稳定,规模比较大;而第二组断裂,规模比较小。

从矿床发现史来看,除小柳沟钨矿外,塔儿沟钨矿、西柳沟钨矿地质勘查工作起起伏伏,时续时断。究其原因,主要是综合研究不足。尽管如此,对塔儿沟钨矿、西柳沟钨矿还是完成了详查工作,对小柳沟钨矿完成了勘探工作,已知3个矿床钨矿资源量均达大型规模。塔儿沟钨矿有望成为钨、铍、铋、锡、银多金属矿床,小柳沟钨矿有望成为钨、钼、铜、铋、银、镓多金属矿床,西柳沟钨矿有望成为钨、钼、铜多金属矿床,其地质特征对比情况见表1。

表1 塔儿沟钨矿床、小柳沟钨矿床和西柳沟钨矿床地质特征对比表

续表1

地质特征塔儿沟钨矿床小柳沟钨矿床西柳沟钨矿床侵入岩特征野牛滩岩体长约33km,宽约2~10km,面积约220km2。矿床距离岩体300~1000m,处于岩体的外接触带。岩体中W含量为0.5×10-6~1.7×10-6。岩体中花岗闪长岩和黑云母花岗岩中锆石U-Pb测年(459.6±2.5)Ma(毛景文等,2000),花岗闪长岩中锆石U-Pb测年(452±12)Ma(周志强等,2002)地表侵入岩不发育,深部发育,主要有辉长岩、闪长岩、花岗斑岩、二长花岗岩、花岗岩。深部二长花岗岩钨含量31.7×10-6。深部二长花岗岩锆石U-P测年(454.2±2.0)Ma,花岗闪长岩锆石U-P测年(417±1.7)Ma(赵辛敏等,2014),推测二长花岗岩、花岗闪长岩与隐伏花岗质岩体为同一岩浆源,推测矿床处于岩体的外接触带金佛寺岩体长60km,宽15km,出露面积600km2。矿床处于岩体内接触带,岩体Rb-Sr测年结果是Ⅰ号岩体(419.87±0.4)Ma,Ⅱ号岩体(403.7±0.08)Ma(张德全等,1995),(423.14±14)Ma(刘晓煌等,2008);Sm-Os等时限测年结果是Ⅰ号岩体429.1Ma,Ⅱ号岩体391.3Ma(刘晓煌等,2009)矿体地质特征矿体以石英脉型黑钨矿矿体为主,在2km2范围内有黑钨矿石英脉434条,圈定矿体282个。矿体长度和深度均大于100m。矿石矿物主要为黑钨矿、白钨矿、绿柱石、锡石等;脉石矿物主要为石英、白云母、萤石。矿石结构主要为他形粒状结构、片状粒状结构及交代结构。矿石构造主要为晶洞构造、束状构造、放射状构造、梳状构造、稀疏浸染状构造、细脉浸染状构造、块状构造、条带状浸染构造。黑钨矿石英脉矿石WO3品位为0.317%~6.360%。伴生元素有Be、Bi、Sn、Ag等共发现矿体28条,主要为矽卡岩型白钨矿体。主矿体长度均大于100m。矿石矿物主要为白钨矿、黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿等;脉石矿物主要为透闪石、阳起石、绿泥石、石英等。矿石结构主要为纤状变晶结构、斑状变晶结构。矿石构造为浸染状构造、斑杂状构造、团块状构造。矿石中有用元素主要为W,WO3品位为0.12%~4.29%,平均品位为0.98%,此外含Cu、Bi、Mo、Ag、Ga等矿区共见矿脉10条,以黑钨矿矿体为主。主矿体控制长度126m,走向上透镜状,倾向上叠瓦状排列。矿石矿物主要为黑钨矿、辉钼矿,其次为黄铜矿、辉钴矿等;脉石矿物主要为石英、绢云母、绿泥石、钾长石。结构主要为粒状变晶结构、不等粒花岗变晶结构、粒状结构、斑状变晶结构。矿石构造主要为浸染状构造、斑杂状构造、细脉状构造。为W、Mo、Cu共生矿床,WO3平均品位为0.99%,Mo品位为0.08%~4%,平均品位为0.36%,Cu平均品位为0.7%矿石工业类型石英脉型黑钨矿石、毒砂黑钨矿石和矽卡岩型白钨矿石矽卡岩型白钨矿石、蚀变千枚岩型白钨矿石、角闪云母片岩型白钨矿石、斑岩型黑钨矿石主要为斑岩型黑钨矿石围岩蚀变特征黑钨矿脉两侧围岩蚀变强烈,有白云母化、电气石化、矽卡岩化、黑云母化、云英岩化、硅化等。矽卡岩型白钨矿体的顶、底板岩石普遍具强烈的矽卡岩化、萤石化、碳酸盐化以接触热液蚀变为主,有矽卡岩化、硅化、绢云母化、碳酸盐化、高岭土化等主要为绿泥石化、绢英岩化、钾化。蚀变分带明显,从矿体到围岩依次是:辉钼矿化石英脉-黄铜矿化、绿泥石化、绢英岩化花岗岩-钾化花岗岩等时限测年情况对黑钨矿石英脉中白云母Rb-Sr测年,结果为434.64Ma(王怀谌等,1988),(441±17)Ma(邹治平等,1988)。对黑钨矿石英脉中白云母K-Ar测年,结果为412.42Ma(杨钟堂等,2002)小柳沟钨矿辉钼矿Re-Os等时限测年结果为(427±6)Ma(张作衡等,1998),(462±13)Ma(毛景文等,1999),小柳沟钨钼矿白云母Ar-Ar测年结果为(391.7±1.9)Ma(张作衡等,1998)西柳沟钨矿辉钼矿Re-Os等时限年龄为(421.0±3.8)Ma(刘晓煌等,2007),西柳沟钨钼矿床外围干巴河脑钨钼矿中辉钼矿Re-Os测年结果为(424.0±10)Ma(刘晓煌等,2010)

3 控矿因素

3.1地层对成矿的控制作用

层限十分显著。塔儿沟钨矿赋矿地层为前长城系野马南山群B组,地层平均W丰度为3×10-6,大于地壳中W的平均含量(黎彤等,1981),区内片岩W含量为8.51×10-6~677.53×10-6。野马南山群B组片岩段按岩石组合分为6个岩性层,其中石英脉型钨矿产于第三、四、五岩性层,矽卡岩型白钨矿受控于斜长角闪片岩;小柳沟钨矿赋矿地层为长城系朱龙关群,地层W丰度为206×10-6~594.2×10-6。该群分为上、下2个岩性组。经统计矿区90%以上的矿体产于该群上岩组。区内自然人工重砂有明显的白钨矿异常,且范围比较大。

3.2构造对成矿的控制作用

构造控制了区内含W变质岩系的展布,矿化受断层限制。对塔儿沟钨矿床来说,矽卡岩型白钨矿体受北西向层间滑脱裂隙控制,石英脉型黑钨矿体受北西西向张扭性、北东向张扭性等不同序次的裂隙构造控制,北西西向张扭性裂隙控制着86.5%的石英脉型黑钨矿体,野外发现黑钨石英脉穿插矽卡岩型白钨矿体。小柳沟矽卡岩型白钨矿体产于南北向、北东向和北西向断裂之中,主要断裂及其次级断裂控制着矿体空间就位和形态展布。西柳沟钨斑岩型钨矿体受控于北东向和北西向断裂,前者倾角较缓,后者倾角较陡。

3.3侵入岩对成矿的控制作用

酸性花岗质岩体与钨矿成矿密切相关。塔儿沟钨矿床距离野牛滩花岗质岩体300~1 000m。岩体中W含量为0.5×10-6~1.7×10-6。2000年毛景文等在该岩体上采集样品,研究认为是花岗闪长岩,锆石U-Pb测年为(459.6±2.5)Ma。2002年周志强等在该岩体上采集样品,研究认为是黑云母花岗岩,锆石U-Pb测年为(452±12)Ma(周志强等,2002)。1988年王怀谌、邹治平等各自对黑钨矿石英脉中白云母进行Rb-Sr测年,结果分别为434.64Ma(王怀谌等,1988)、(441±17)Ma(邹志平等,1988)。2002年杨钟堂等在石英脉黑钨矿矿体上采集样品,对黑钨矿石英脉中白云母进行K-Ar测年,结果为412.42Ma。

从测年情况来看,塔儿沟钨矿成矿时间与野牛滩花岗质岩体成岩时间接近,表明塔儿沟钨矿与野牛滩岩体同一时期形成,成岩成矿在中奥陶世。

有鉴于塔儿沟钨矿成矿与野牛滩花岗质岩体的关系,学者认为小柳沟钨矿成矿与花岗质岩体亦有成因关系(毛景文等,1999;杨钟堂等,2002;张胜业等,2002;孙永君,2008;李大民等,2010;李慧萍等,2013)。但多年的地质工作并未在矿区外围发现花岗质岩体,所以推测矿区深部存在隐伏花岗质岩体。据此,2005年甘肃有色地质勘查局四队在小柳沟钨矿床外围北部和西部各实施一个钻孔,用于验证花岗质岩体是否存在。最终结果是:北部钻孔探到花岗闪长岩脉,同时钻孔控制蚀变岩型钼矿体38.12m,控制石英脉型钼矿体47.28m;西部钻孔探到二长花岗岩脉,控制蚀变岩型钼矿体246.93m,控制石英脉型钼矿体52.71m;2个钻孔因事故终孔,没有穿透矿体(高兆奎等,2006)。2个钻孔的实施,不仅探到了花岗质岩脉,更重要的是探到了厚大钼矿体,祁青钼矿就此发现。2013年刘芳等专门对祁青钼矿白云母进行测年研究,Ar-Ar测年结果为(391.7±1.9)Ma。2014年赵辛敏等对花岗闪长岩脉和二长花岗岩脉进行锆石U-P测年研究,前者为(417±1.7)Ma,后者为(454.2±2.0)Ma,且二长花岗岩脉W平均含量为31.7×10-6。

1999年毛景文等对小柳沟钨矿辉钼矿进行了Re-Os等时限测年研究,测年结果为(462±13)Ma。2013年刘芳等亦对小柳沟钨矿辉钼矿进行了Re-Os测年,结果为(427±6)Ma。比较发现,等时限年龄相差较大。据笔者现场针对性考察,小柳沟钨矿确实存在辉钼矿与白钨矿同生情况,也存在辉钼矿与白钨矿不同生情况,显示成矿具多期次特征。前者主要体现在小柳沟钨矿区的东部,后者主要体现在矿区的西部。西部地表填图时发现,钼矿脉主要沿断裂近东西产出,而钨矿体沿断裂近南北产出,钼矿脉穿插钨矿体。钼矿成矿明显晚于钨矿。据此分析,毛崇文教授测年样品与刘芳教授测年样品取自不同的地点,分别代表以上2种不同的情况。

从测年情况来看,小柳沟钨矿成矿时间与二长花岗岩成岩时间接近,成矿在中奥陶世,祁青钼矿成矿时间与花岗闪长岩成岩时间接近,成矿在中—晚志留世。

西柳沟钨矿成矿与金佛寺花岗质岩体有成因关系,野外看西柳沟钨矿床处于金佛寺花岗岩体内接触带,成矿严格受侵入岩控制。1995年张德全等对金佛寺花岗质岩体进行Rb-Sr等时限测年研究,结果是Ⅰ号岩体为(419.87±0.4)Ma,Ⅱ号岩体为(403.7±0.08)Ma。2007年刘晓煌等对西柳沟钨矿辉钼矿进行Re-Os等时限测年研究,结果为(421.0±3.8)Ma。2008年刘晓煌等继续跟进,对Ⅱ号岩体进行的Rb-Sr测年结果是(423.14±14)Ma;2009年刘晓煌等对金佛寺花岗质岩体进行Sm-Os等时限年龄研究,结果是Ⅰ号岩体为429.1Ma,Ⅱ号岩体为391.3Ma。2010年刘晓煌等对西柳沟钨矿床外围具中型钨矿规模远景的干巴河脑钨钼矿中辉钼矿Re-Os同位素测年,结果为(424.0±10)Ma。与西柳沟钨矿床居金佛寺花岗质岩体内接触带不同,干巴河脑钨钼矿处于金佛寺花岗质岩体的外接触带。

从测年情况来看,成矿时间与金佛寺花岗岩成岩时间接近,表明西柳沟钨矿床与金佛寺岩体为同一时期形成,成岩成矿在中—晚志留世。

4 讨论

北祁连早古生代大地构造演化史可能是:震旦纪至寒武纪,北祁连之下的上地幔发生热对流作用,地壳处于上拱引张状态,北祁连北侧表现为地壳拗陷下沉,南侧陆壳破裂解体,深断裂极其发育,早奥陶世海底扩张,为深部岩浆侵入提供通道。中奥陶世初,华北陆块之阿拉善陆块自北向南俯冲,形成自永登-走廊南山的俯冲带,中奥陶世末至晚奥陶世初(465~438Ma),俯冲加剧,野牛滩花岗质岩体(462.1~440Ma)、小柳沟隐伏花岗质岩体二长花岗岩(456Ma)侵入,塔儿沟钨矿(441±17Ma)、小柳沟钨矿[(427.5±6)~(462±13)Ma]富集、形成,北祁连南侧边缘裂解成裂谷带,北祁连陆块正式形成。晚奥陶世末,俯冲消减,早志留世,消减后北祁连开始隆起,北祁连陆块与阿拉善陆块再次发生碰撞,又有一次热事件发生,小柳沟隐伏花岗质岩体花岗闪长岩(417±1.7Ma)侵入,祁青钼矿(397.1±1.9Ma)形成,金佛寺花岗质岩体(391~423Ma)侵入,西柳沟钨矿(421±3.8Ma)、干巴河脑钨钼矿(424.0±10)Ma形成。

5 结论

(1)北祁连西段钨矿成矿特征明显,3个矿床的共性是:成矿均与花岗质岩体有关,钨矿或产于岩体内接触带,或产于岩体外接触带,岩体中W含量普遍高。褶皱构造、断裂构造控制矿体数量、产状、规模。

(2)北祁连西段钨矿受地层、构造、花岗质岩体严格控制。成矿层限明显,塔儿沟钨矿床赋矿地层为前长城系野马河群,小柳沟钨矿床赋矿地层为长城系朱龙关群。断裂交汇部位有利成矿。花岗质岩体是主控因素,塔儿沟钨矿和小柳沟钨矿产于岩体的外接触带,西柳沟钨矿产于岩体的内接触带。

(3)北祁连西段钨矿主成矿期从中奥陶世延续到晚志留世。塔儿沟钨矿成矿与野牛滩花岗质岩体成岩同期,小柳沟钨矿成矿和小柳沟二长花岗岩成岩同期,均为中奥陶世;西柳沟钨矿成矿与金佛寺花岗质岩体成岩同期,时间为中—晚志留世。结合早古生代大地构造演化史分析,塔儿沟钨矿与小柳沟钨矿在“板块俯冲”时形成,西柳沟钨矿在“陆-陆碰撞”时形成。

(4)北祁连西段钨矿矿石类型齐全。塔儿沟钨矿床由石英脉型黑钨矿和矽卡岩型白钨矿2个类型组成;小柳沟钨矿床由矽卡岩型白钨矿、蚀变千枚岩型白钨矿、角闪云母片岩型白钨矿和斑岩型黑钨矿5个类型组成;西柳沟钨矿床仅斑岩型黑钨矿1个类型。

(5)白云母化、电气石化、矽卡岩化、黑云母化、云英岩化、硅化等是寻找黑钨矿脉的直接标志,矽卡岩化、萤石化、碳酸盐化是寻找矽卡岩型白钨矿的直接标志,黄铜矿化、绿泥石化、绢英岩化是寻找斑岩型黑钨矿的直接标志。

(6)塔儿沟钨矿有近36%的黑钨石英矿脉因单工程控制没有估算资源量,已有探矿工程仅控制垂深880m,小柳沟钨矿有近43%的小矿体、盲矿体没有估算资源量,已有探矿工程仅控制垂深607m,西柳沟钨矿控制垂深302m。钻探工作发现矿体在深部未见明显的收缩变薄或矿体减少趋势,且外围地质工作程度很低。塔儿沟钨矿因历史原因,钻探工作终止;小柳沟钨矿施工的两个深钻,也因钻井事故终孔,没有穿透矿体;西柳沟钨矿暂未施工深孔。北祁连西段具有良好的钨矿成矿背景和有利的成矿条件,有一定的钨矿远景,但工作程度总体偏低,在勘查方法上应当采用“短、平、快”方式,建议以深部钻探为主。

致谢:酒泉钢铁(集团)有限责任公司地质矿产勘查研究院甘学利修绘有关图件,酒钢集团公司矿产资源开发中心副总工程师杜军祖审阅全文,在此一并致谢!

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Comparison and Research on Ore-forming Geological Characteristics of Tungsten Deposits in the Western Segment of North Qilian Mountains,Northwest China

ZHAO Jiancang1,2,PEI Yaozhen3

(1.Institute of Geology and Mineral Resources Exploration,JiuquanIiron and Steel (Group) co.,LTD,Jiayuguan 735100,Gansu,China;2.Gansu Xinzhou Mining Limited Company, Zhangye 734400,Gansu,China);3. Northwest Branch No.5 of China Metallurgy Geological Bureau, Jiuquan, 735000,Gansu,China

There arethree large scale tungsten deposits in the western segment of North Qilian Mountains, Northwest China, including Taergou, Xiaoliugou and Xiliugoudeposits from west to east on space. They have their own characteristics in geological features, with totally different metallogenic conditions. After comparing geological characteristics of these tungsten deposits and analyzing their metallogenic conditions, these deposits were thought to be the production of Caledonian Period.The initial W was sourced from the proterozoic old strata, the quantity, occurrence state and size of tungsten ore body are strictly controlled by geological structure, and the tungsten concentrated and enriched to be form the ore bodies by magmatic hydrothermal process of acidic granite intrusion. The main mineralization was lasted from Middle Ordovicianto Ludlow Silurian. The Tergou and Xiaoliugou tungsten deposits are formed during the “plate subduction”, while the Xiliugou tungsten deposit is formed in the “continent - continent collision”. The western segment of North Qilian Mountains has a good background of tungsten mineralization and favorable conditions for mineralization.Due to the low degree of geological works had been done in the peripherals of these deposits, a great break through will be obtain when the geological works (the main exploration method will be drilling) can be carried out in their peripherals and deep parts.

tungsten deposits; geological characteristics; Ore-controlling factors; western segment of North Qilian Mountains; Western China

2015-05-15;

2015-07-07

中国地质调查局地质大调查项目“北山-祁连成矿带地质矿产调查评价成果集成”(12120113046300)

赵建仓(1966-),男,甘肃天水人,地质高级工程师。主要从事地质矿产勘查与找矿方向研究。E-mail: zhaojiangcang@jiugang.com

P618.67

A

1009-6248(2015)04-0148-12

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