浅析肃北县马石头泉钨矿地质特征及成因

裴炳艳

（甘肃省地质矿产勘查开发局第一地质矿产勘查院，甘肃 天水 741020）

马石头泉钨矿是近年来甘肃省肃北县境内发现重要的矿床，矿床主要分布在阜北县党城湾镇及石包城乡管辖，针对该矿的地质研究工作始于上世纪50 年代～90 年代期间，但是研究工作非常有限，主要开展了小比例尺地质工作研究，对马石头泉钨矿矿区范围内的成矿条件进行揭示，但是没有进行单一矿种成矿地质背景相关研究工作，矿床地质特征以及矿床成因不明确，近年来随着地质研究工作的不断深入，对于马石头泉钨矿也开展了大量的研究工作，取得了巨大的地质研究成果，下文当中主要结合工作实践，以马石头泉钨矿区为背景，对矿区地质背景以及矿区成矿地质条件、矿体特征等展开全面的分析与论述，对该矿矿床成因以及工程地质条件充分阐释，希望能为该区同类型矿床找矿工作提供一些有益的参考作用，寻求更大的找矿突破。

1 区域地质背景

中—南祁连加里东褶皱带（Ⅳ1）、中祁连中间地块（Ⅳ11）是研究区的大地构造为之所在，依照板块构造（赵茹石）进行分析，柴达木地块到新元古代和中朝板块主体出现过分离情况，阿拉善以及塔里木和柴达木在至志留纪末期阶段出现明显的碰撞特征，促进研究区中祁连隆起带—西部野马山隆起（加里东）以及平达坂挤压带的形成，造成该区有着非常突出的褶皱以及断裂构造[1]。

蓟县系（元古界）以及青白口系和古近系和白垩系以及新近系是区内的主要地层出露[2-5]。

岩浆侵入活动在该区频繁发生，主要包括基性岩浆侵入以及酸性岩浆侵入和偏碱性岩浆侵入。最为发育的是家里东中期，基性—中性—酸性将侵入式中期侵入活动的主要表现，独山西闪长和窑洞沟南辉长岩体在区内第一次岩浆侵入作用所形成，独山角闪正长岩—石英闪长岩体形成于第二次岩浆侵入阶段，夏吾特北花岗闪长岩以及小红泉二长花岗岩是第三次岩浆侵入活动下形成，酸性岩体形成于第四次岩浆侵入阶段，具有非常大的规模。

铬铁矿在该区被发现，主要有一处，规模为大型，同时还有磁铁矿一处被发现和2 处铁矿点与4 处铜矿化点，另外还发现石棉矿化和汞矿化点以及黄铁矿化点，属于沉积变质成因的只有小道尔基东铁矿点，剩下的矿化主要为后期热液所形成，显示出该区具有非常活跃的成矿作用特征。

2 矿区地质特征

2.1 地层

泥砂质和钙质细碎屑岩和夹白云质灰岩和灰岩的含碳细碎屑岩组成的蓟县系下岩组（中元古界）是矿区的主要地层出露，尤其是钙质板岩呈现最为广泛的分布特点，在钙质板岩层当中分布钨矿带（如图1 所示）。

图1 甘肃省肃北县马石头泉钨矿矿区地质图

2.2 构造

独山南向斜核部（野马南山复背斜）偏南翼是矿区的分布所在，夹白云质灰岩和灰岩的含碳细碎屑岩岩和泥砂质细碎屑岩和钙质组成的下岩组蓟县系（中元古界）是该区的主要地层出露，呈现北东东和北东向展布，向北西向倾斜，角度在50°～80°，断裂两侧有着非常大的变化，小断裂是区内断层主要特点，主要特征表现为（见表1）。

2.3 岩浆岩

独山南角闪正长岩石英闪长岩侵入岩基（加里东中期）分布于矿区的西南部，花冈闪长岩在该区广泛出露，岩石主要表现为浅灰色以及浅肉红色，构造主要为，块状构造以及中粒立状结构，有40%为斜长石，有25%的为钾长石，和10%的石英，15%～20%的普通角闪石和5%的黑云母，角闪石，斜长石被钾长石所交代。被交代的角闪石斜长石残晶存留于钾长石中，属于较高含量（钾长石）岩体边缘相岩石。

表1 断裂特征

表2 马石头泉钨矿体特征表

3 矿体地质特征

3.1 矿体规模

有一条钨矿化带被圈定出，以及四条矿体和一条矿化（W-5）体（如图2所示）。三条探槽控制着W-1（357m长）、W-2（413m长）、W-3（415m 长）钨矿体，达到2.60m 的最大厚度，矿体平均厚度保持在0.84m 以及0.93m 和2.60m，在矿体平均品位上，W-1 矿体主要为2.15%平均品位，W-2 矿体为1.65%，W-3 矿体为0.38%。单工程控制着W-4 矿体，有约80m 长，达到2.32%的平均品位，通过资源量进行初步的进行估算，矿床主要为小型规模（见表2）。

图2 甘肃省肃北县马石头泉钨矿区地表采样平面图

3.2 矿体产状与形状

独山南岩基（加里东中期）与东侧钨矿化体0.7 ㎞，F1 断裂带是其主要分布所在，主要分布在钙质板岩组成的蓟县系下岩组，断裂构造对其起着明显的控制作用，呈现75°方向展布，矿化体在地表北侧区域上呈现向北倾斜的特点，矿化体在南侧区域上呈现向南倾斜的特点，角度处于70°方向，比较陡，达到0.86m ～2.59m 的厚度，主要表现为平行脉组[6]。

3.3 矿石质量

白钨矿是矿石矿物主要成分，黄铁矿以及褐铁矿相对较少，石英以及方解石是主要的脉石矿物，绿泥石以及绢云母次之。

WO3 是钨矿石当中主要的有用化学成分元素，主要保持在0.072%～4.70%含量水平，处于0.94%的矿床平均品位，具有非常大的品位变化，于综合利用指标相比，钼以及锡和铋与金等相对较小。矿体有着较为纯净的质地，萤石是萤石矿体主要的矿物成分，粘土矿物以及玉髓在其中含有较多含量，黄铁矿主要表现为微量。CaF2 是主要的化学成分，保持在37.11%～99.55%的含量范围，平均达到86.01%的含量水平，是重要的富矿石。钼以及钨和锡在其中含量较少。

3.4 矿石类型

钨矿有着较为简单的类型，矿石主要为白钨矿，黄铁矿以及褐铁矿相互伴生，钨矿主要为矽卡岩型。

3.5 矿体围岩及夹石

结晶灰岩以及钙质板岩是萤石矿体顶板重要的围岩，钙质板岩以及石英脉是底板的主要岩性特征，夹石未在矿体中分布。

4 矿区水文及工程地质条件

4.1 水文地质

矿区处于3600m ～4300m 的海拔高度，达到700m 的相对高差，矿区所处部位为高山寒漠带，属于祁连山地区，呈现南高北低的地势特点，属于野马河的南岸。“U”型开阔的沟谷是沟谷的主要特征，“V”型谷具有较深的切割，单面坡是主要的地形特征，对于地表水和地下水排泄起到了良好的促进作用，地表发育沟系，流水具有季节性的特点，该区不发育含水层，裂隙水市及主要特点，在破碎带分布，地下水有着较小的流量。

4.2 工程地质

泥沙质板岩以及大理岩和结晶灰岩于钙质板岩是矿区的主要岩性特征，大理岩以及结晶灰岩西北区域的钙质板岩中，是矿体主要产出部位，这也是断裂破碎带主要分布区域，构造角砾岩是岩石主要特征，有着非常稳固的顶板围岩，矿山不容易产生工程地质问题，矿体开采时存在塌方的危险，应当合理的进行加固与支护。

4.3 环境地质

缓坡是该区的主要特征，通常不会出现泥石流以及滑坡等环境地质问题，无人区是矿区的主要人文环境，不容易引发民间纠纷[7]。

5 矿床成因浅析

独山南角角闪正长岩—石英闪长岩岩体在加里东中期阶段侵入，高离子电位是钨矿的主要点位，由于络阴离子〔Ewo〕-2在岩浆结晶时，不能被硅酸盐结构中接纳，富集在残余岩浆当中，构造条件适宜时，便能对离子进行络阴，与富含K、Na、F、CI、H2O 的岩浆期后期阶段的热液，运移到低压的裂隙部位，遭遇矿区的地层（含炭质钙质）时，改变了物化条件，对地层当中的Ca以及W 络阴离子进行有效的结合，将稳定的白钨矿晶出，这一阶段属于高中温的成矿热液状态。