王立社, 張復新, 鄭 煒, 侯俊富, 雷永孝, 房 波, 周 燕, 韓 媛

(1.西安地質調查中心,西安 710054;2.西北大學地質系,西安 710069;3.西北有色地質勘查局物化探總隊,西安 710054;4.中國鋁業(yè)股份有限公司,北京 100082; 5.中國石油天然氣股份公司青海油田,敦煌 736202)

北秦嶺清巖溝鎳-鉬礦床成礦特征及成因

王立社1, 張復新2, 鄭 煒3, 侯俊富4, 雷永孝1, 房 波5, 周 燕5, 韓 媛1

(1.西安地質調查中心,西安 710054;2.西北大學地質系,西安 710069;3.西北有色地質勘查局物化探總隊,西安 710054;4.中國鋁業(yè)股份有限公司,北京 100082; 5.中國石油天然氣股份公司青海油田,敦煌 736202)

經(jīng)野外調研和室內研究發(fā)現(xiàn),位于商州市大荊鎮(zhèn)北的清巖溝鎳-鉬礦床賦存于廟灣組下部黑色巖系中,巖系由絹云斜長石英千枚巖、黑云斑點狀二云母千枚巖、石墨化絹云千枚巖、白云母細晶大理巖-碳質白云巖、含石墨石英透輝透閃巖、含鈦方解-石英片巖等組成,含Mo、Ni、Ti、Cu、Pb、Zn、P及碳質高。宏觀及微觀地質特征表明,巖石經(jīng)歷了區(qū)域變質變形、后期強烈韌-脆性剪切構造作用疊加、改造。正是這種地質過程導致Mo、Ni等成礦元素在沉積期形成之后,發(fā)生遷移、沉淀,形成硫化物型鎳、鉬礦化,礦(化)體就位于巖系強烈揉皺與膨大的片理化帶、賦存于強變形的剛性與塑性構造體接觸帶。研究表明區(qū)內的巖脈與礦化關系不明顯。最后認為,清巖溝鎳-鉬礦床為黑色巖系容礦的層控型沉積-變質疊加-韌脆性構造改造的后生熱液成因礦床。

秦嶺 鎳-鉬礦床 成因 黑色巖系

Wang L i-she,Zhang Fu-xin,Zheng W ei,Hou Jun-fu,LeiYong-xiao,Fang Bo,Zhou Yan, Han Yuan.M etallogen ic characteristics and genesis of the Qingyangou Ni-M o deposit in the northern Qingling mounta ins[J].Geology and Exploration,2010,46(5):0863-0871.

0 前言

黑色巖系是地史發(fā)展過程中,特定地質環(huán)境的產(chǎn)物。巖系中往往富集鉑族(PGE)、汞(Hg)、硼(B)、砷(As)、錳(Mn)、銻(Sb)、金(Au)、銀(Ag)、鉛(Pb)、磷(P)、鋇(Ba)、鈾(U)、鉬(Mo)、釩(V)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鈷(Co)、鎳(Ni)及稀有元素,是形成各種礦產(chǎn)的有利巖性(陳華勇等,2001;張光弟等,2002;易發(fā)成等,2004;楊劍等,2005;趙百勝等, 2007),秦嶺黑色巖系是我國重要的成礦巖系之一,近幾年找礦有明顯突破,先后發(fā)現(xiàn)并成功勘查夏家店釩-金礦、爛木溝金礦、清巖溝鎳-鉬礦、鯉魚山鉬-釩礦、魯家坪毒重石-重晶石-鋇解石礦床等,顯示了秦嶺黑色巖系成礦的巨大潛力,促使專家、學者對黑色巖系相關金屬礦床進行持續(xù)研究(范德廉等,2004;高菊生等,2006;耿林等,2007;張復新等, 2009;江永宏,2009)。清巖溝鎳-鉬礦床是秦嶺黑色巖系近幾年發(fā)現(xiàn)的典型礦床之一,目前該礦床已進行了普、詳查,礦床規(guī)模達小型,研究其成礦特征及成因對后續(xù)找礦具有重要的理論和實踐意義。

1 礦區(qū)地質概況

清巖溝鎳-鉬礦床位于陜西省商州市大荊鎮(zhèn)以北的清巖溝。處于鐵爐子斷裂以北的雪家溝-高家扒復式向斜褶皺北翼,大地構造位置屬于北秦嶺商丹古洋盆北部火山島弧北側的早古生代活動陸緣帶。區(qū)域出露的地層主要為元古界熊耳群、寒武系、奧陶系、二疊系、白堊系以及第三系,呈近東西向展布。熊耳群主要為黑云斜長片巖和二云石英片巖,寒武系為細晶白云巖、微晶灰?guī)r,奧陶系為碳質絹云千枚巖、碳質千枚巖、綠泥-絹(白)云-石英千枚巖、二云母(斑點狀)石英片巖。礦區(qū)地層主要為奧陶系,是原陶灣群分解出來的部分(王守仁,1983),張維吉教授在地礦部“七五”重點攻關項目研究報告中認為陶灣群是分布在華北地塊與北秦嶺褶皺帶之間的冒地槽型沉積,不整合在薊縣系至寒武系不同層位之上,時代為奧陶系。根據(jù)巖性組合將其劃分為4個巖組,自下而上分別命名為廟灣組Om、屈垌組Oq、石板河組Os和垢神廟組Og,礦床附存于廟灣組黑色巖系中。

2 成礦特征

2.1 礦區(qū)巖石特征

廟灣組向下與寒武系碳酸鹽巖類呈角度不整合或斷層接觸。清巖溝實測剖面如圖2,地層自下而上為:①絹云碳質千枚巖夾碳質硅質巖透鏡體;②石英二云千枚巖;③絹云碳質千枚巖;④淺黃綠色石英二云千枚巖;⑤絹云碳質千枚巖與含碳絹云千枚巖互層;⑥灰色片狀礫巖;⑦含碳絹云千枚巖;⑧灰色片狀礫巖;⑨灰色-淺灰綠色絹云石英千枚巖。向上與屈垌組(Oq)呈整合接觸關系。

廟灣組(Om)下部以絹云碳質千枚巖-質千枚巖夾含白云巖-結晶灰?guī)r為主的下巖段是黑色巖系的主要組成部分,是清巖溝鎳-鉬礦床與礦化體的主要賦存層位。因此,礦床的含礦巖石主要為:絹云斜長石英千枚巖、黑云斑點狀二云母千枚巖、石墨化絹云千枚巖、白云母細晶大理巖-碳質白云巖、含石墨石英透輝透閃巖、含鈦方解-石英片巖。

①絹云斜長石英千枚巖:不同粒級變晶石英約47%,微細粒者與絹云母混生一起未被變質分異出來,半多邊等軸粒狀者變質至礦物成分分異條帶,再經(jīng)構造剪切形成構造扁豆體和構造透鏡體;細片、鱗片狀集合體白-絹云母約39%,或與石英交生,或由白絹云母集合形成紡錘體(由剪切構造作用形成);細片狀黑云母約3%,大多退色化向白云母過渡,片晶被氧化鐵染;他形粒狀更長石約5%,中度絹云母化長石輪廓可辨;細片狀綠泥石聚晶約2%;石墨化碳質約0.5%,呈微細片晶平行絹云母片理化帶;細板條狀鈦鐵礦約1%;微細粒狀榍石聚晶約0.5%,為含鈦原巖變質-變形析出鈦質重組形成;電氣石(少)微細短柱狀;褐鐵礦(約1.5%)不規(guī)則粒狀、粉末狀。

圖1 清巖溝鎳鉬礦床位置及地質略圖(據(jù)王立社等,2010)Fig.1 Sketch map show ing geology and locality of the Qingyangou Ni-M o deposit(afterWanget al.,2010)

圖2 清巖溝廟灣組剖面圖(2007年實測)Fig.2 Geological section of theM iaowan Formation in Qingyangou

②黑云斑點狀二云母千枚巖:白-絹云母約78%,呈細片、鱗片狀集合體,沿片理平行排列;細片狀黑云母集合體約16%,部分聚晶沿片理化帶平行分布,與絹云母交互產(chǎn)出;細葉片狀綠泥石聚晶約3%;細板條狀鈦鐵礦約2%;微細粒狀榍石聚晶約0.5%,為含鈦原巖變質-變形析出鈦質重組形成;細微粒柱狀綠簾石約0.5%;微細短柱狀電氣石少量;次生褐鐵礦約0.5%。

③石墨化絹云千枚巖:絹云母約69%,呈鱗片狀集合體與碳質混生一起變質重結晶;約14%石英呈微細網(wǎng)脈狀穿切巖石,另有部分順片理石英碎裂的不規(guī)則粗脈;約有4%石英粉砂呈微拉長狀砂狀散布,為變質粉砂殘留;石英片巖約5%,呈構造扁豆體;石墨約1.5%,微細鱗片平行片理化帶分布;褐鐵礦約6%,氧化析出次生淋濾脈狀分布;金紅石約0.5%,條柱微晶;少許黃鐵礦、電氣石微晶見于千枚巖及石英脈中。混雜一起。

⑤含石墨石英透輝透閃巖:纖束狀聚晶透閃石約53%;細粒微拉長狀石英集合體約22%;柱狀交代殘留透輝石約1.5%;細片狀斜綠泥石集合體約8%,選擇性交代透輝石;微細片狀及粉末狀石墨和碳質約6%;鱗片狀絹云母約8%,與變晶石英混生;磷灰石約1.5%,呈短柱細晶脈狀、團塊狀集合體;半自形黃鐵礦約0.5%。

⑥含鈦方解-石英片巖:石英約83%,細粒他形粒狀集合體,晶粒邊緣花邊狀接觸;方解石約8%,呈不規(guī)則邊緣的他形粒狀變晶;白云母約4%細片狀,顯示片理構造;不等粒狀黃鐵礦約2%;他形細粒黃銅礦約0.3%;他形微細粒金紅石約0. 5%,最大(=0.25mm;板條狀鈦鐵礦約1%;磁黃鐵礦約0.5%;磷灰石(少量)短柱狀細晶。

從宏觀及微觀尺度觀察以上各類千枚巖性已達到中-低變質程度,碳質千枚巖中碳質均已石墨化,絹(白)云母-黑云母-石英質巖石中多有鈦鐵礦、金紅石、磁鐵礦、磷灰石等變質礦物和斑點狀變晶結構及變質分異石英石香腸。變形巖石中S1、S2、S3片理發(fā)育,伴隨礦化蝕變強烈,在碳質千枚巖與碳酸鹽巖接觸帶及其兩側構造擴容帶產(chǎn)出工業(yè)礦(化)體。

礦區(qū)出露綠泥石化角閃云煌巖,多順層侵入,后期又被韌-脆性構造裹入構造帶內。礦物組成為:半自形板狀鉀長石約40%,輕度高嶺土化;似斑晶及基質細晶黑云母約46%,中等程度退色化;似斑狀綠泥石化角閃石約8%;他形細晶石英約1%;短柱狀細晶磷灰石約0.5%;鈦鐵礦+榍石(少)暗色礦物析出物;半自形細晶黃鐵礦約0.3%;少量黃銅礦星點分布。

部分煌斑巖脈由于裹入到后期韌-脆性控礦構造帶中,脈巖中黑云母、角閃石暗色礦物普遍退色化,釋放出的鐵、鈦質加入到黑色巖系被改造的構造-熱液之中,少量礦化熱液亦循環(huán)滲透進入巖脈之中,造成煌斑巖脈中有輕度多金屬硫化物礦化。礦區(qū)外圍各處分布有煌斑巖脈,未見鎳、鉬異常,表明鎳、鉬成礦物質來源與巖脈無關?；桶邘r脈的展布是斷裂活動和深部物質上涌的結果。

2.2 礦區(qū)構造特征

礦區(qū)處于雪家溝-高家扒復式向斜褶皺北翼,具體呈南傾的單斜構造,礦區(qū)含礦黑色巖系受構造作用影響而發(fā)生了強烈變形、變位和膨大,其產(chǎn)狀、分布特征與區(qū)域比較顯得很不協(xié)調。巖系下部絹云碳質千枚巖在平面上呈不規(guī)則的“帚”狀,向北東向收斂,向西南膨大分支,形態(tài)復雜(圖3)。東北最薄處厚度小于50m,中部最厚處約500m。但向西南方向迅速分支減薄尖滅,與東西向地層呈斷層接觸關系。在西南部與二云石英千枚巖呈交替疊置,多見結晶灰?guī)r、片狀大理巖及白云巖構造透鏡體。由于礦區(qū)疊加控礦構造強烈,構造擠壓導致巖層的切入,使礦區(qū)地層層序與外圍剖面有差別。

2.3 礦體特征

礦體賦存于絹云碳質千枚巖段再經(jīng)韌-脆性剪切變形疊加的地層與構造聯(lián)合控制的容礦帶中,具明顯的層控-巖控與構造-熱液成礦及控礦的特征。鎳-鉬礦(化)體就位于絹云碳質千枚巖的強烈揉皺變形及膨脹部位,幾組斷裂交叉地段,灰質白云巖構造透鏡體化并切入韌-脆性剪切變形的絹云碳質千枚巖段的接觸帶中及其兩側部位,較強構造破碎部位鎳-鉬礦化明顯增強。

按礦體空間分布位置,劃分出了Ⅰ號、Ⅱ號和Ⅲ號鉬-鎳礦帶,主要工業(yè)礦體賦存于Ⅰ號、Ⅲ號礦帶中。

圖3 清巖溝鎳-鉬礦地質簡圖(2007年實測)Fig.3 Geological sketch of the Qingyangou Ni-M o deposit

Ⅰ號鉬礦化帶位于礦區(qū)南部,長896m,包含4條鎳-鉬礦體。Ⅰ-Ⅰ號鎳-鉬礦體和Ⅰ-Ⅱ號鉬礦體平行展布,礦體西段向南傾、東段東傾,傾角48°～65°,顯然是受多組斷裂構造控制所致。Ⅰ-Ⅰ號鎳-鉬礦體長896m、厚0.67m～5.06m、鉬平均品位0.0n%～0. n%;Ⅰ-Ⅱ號鉬礦體長762m、厚0.91m～4.46m、鉬平均品位0.0n%～0.n%;Ⅰ-Ⅲ號鉬礦體位于Ⅰ-Ⅱ號鉬礦體以北,地表上舒緩波狀延伸,產(chǎn)狀150°∠65°,礦體長210m、厚0.91m～3.13m、鉬平均品位0.0n%～0.n%;Ⅰ-Ⅳ號鉬礦體位于Ⅰ-Ⅰ號鉬礦體以南,地表上呈北凸的弧形,礦體長162m、厚0.81m～0.88m、鉬平均品位0.0n%～0.n%。Ⅰ號礦帶深部勘探發(fā)現(xiàn)礦體厚度0.91m～2.26m,鉬平均品位0.0n%～0.n%。Ⅰ號礦帶中鎳的品位為0.013%～1.06%。鎳-鉬礦體連續(xù)性較好,有分支復合現(xiàn)象,但厚度和品位變化較大,向深部延伸較穩(wěn)定。

Ⅲ號鎳-鉬礦化帶位于Ⅰ號礦化帶北約80m,礦化帶長1250m,北東東向展布,以鉬礦化為主,包含3條礦體。各礦體大體平行,礦體傾向150°～170°,傾角50°～60°。Ⅲ-Ⅰ號鉬礦體長646m、厚0.93 m～2. 81m、鉬平均品位0.0n%～0.n%;Ⅲ-Ⅱ號鉬礦體長300m、厚0.33～1.89m、鉬平均品位0.0n%～0.n%。Ⅲ-Ⅲ號鉬礦體長100m、厚約0.44m、鉬平均品位0. n%。Ⅲ號礦帶礦體的礦化特征與Ⅰ號礦帶相似,但鎳含量稍低品位為0.013%～0.56%。

2.4 礦石特征

鎳、鉬及鎳-鉬礦石類型在幾種賦礦原巖中均有出現(xiàn),主要礦石各類型組成如下:

碳質絹云石英千枚巖型鎳-鉬礦石,處于礦區(qū)變形構造帶中,由絹云石英片巖和碳質千枚巖兩種巖層組成的變質構造層交混一體。金屬礦物有褐鐵礦、鈦鐵礦、輝鉬礦、黃鐵礦、鎳黃鐵礦等金屬礦物組成,其中輝鉬礦約為1.5%,鎳黃鐵礦少許。

碳質絹云-石英千枚巖質含鋅鉬多金屬礦石,金屬礦物有自形、半自形細晶黃鐵礦約1.5%;輝鉬礦少量(圖4a);呈不規(guī)則細粒閃鋅礦少許;變質新生礦物金紅石和鈦鐵礦約0.5%。

碳質絹云石英千枚巖質磁黃鐵-鎳黃鐵礦礦石,金屬礦物有細晶鈦鐵礦;他形粒狀磁黃鐵礦約8%;黃鐵礦約1%;黃銅礦約0.2%,他形微細粒;見幾片輝鉬礦微細片狀聚晶;他形-半自形鎳黃鐵礦約0.1%(圖4b)。

含銅-鉛鋅礦化白云巖型磁黃鐵-鎳黃鐵礦礦石,金屬礦物為磁黃鐵礦約2%,一種為渾圓他形浸染微細粒,另一他形脈絡狀細粒集合體,與黃鐵礦共生;黃鐵礦約0.5%,膠狀與粒狀兩種狀態(tài);鎳黃鐵礦約0.1%,呈不規(guī)則微晶花絮狀被磁黃鐵礦包含;閃鋅礦約0.5%,呈他形細粒沿千枚巖與大理巖接觸薄弱帶充填;黃銅礦約0.3%,呈他形微粒;方鉛礦約1%,他形粒狀,充填閃鋅礦粒間、交代閃鋅礦或充填微裂隙中(圖4c)。

含鉛鋅-鎳黃鐵礦化碳質二云母石英千枚巖,鈦鐵礦約1%,條板狀細晶;黃鐵礦(少)半自形細粒;磁黃鐵礦(少)他形粒狀;鎳黃鐵礦(少)他形-半自形。

礦石結構發(fā)育他形細粒結構(磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃銅礦)、半自形粒狀結構(黃鐵礦、毒砂)、包含結構(磁黃鐵礦-鎳黃鐵礦)、固溶體結構(閃鋅礦-黃銅礦)、填隙結構(方鉛礦),充填-交代結構(磁黃鐵礦-鎳黃鐵礦、閃鋅礦-黃銅礦、閃鋅礦-方鉛礦),斑雜浸染構造、細脈浸染構造、團塊狀構造。

2.5 主要礦物特征及成因

輝鉬礦形態(tài)呈自形微細鱗片狀、微細鱗片聚晶, Φ=0.01～0.04 mm×0.1～0.2mm,順韌-脆性片理化帶分布,與石墨細微片平行分布。輝鉬礦化的容礦巖石主要為碳質千枚巖,即使在灰質白云巖和細晶大理巖中亦有鉬的礦化出現(xiàn),也是含碳質的構造帶,或有強變形的碳質千枚巖夾互紋層。根據(jù)礦相顯微學研究,輝鉬礦緊密與變晶石墨共生一起,因此,推測沉積預富集期鉬主要賦存于有機碳中。礦石中鉬主要以輝鉬礦獨立礦物存在,但仍有少部分鉬被吸附在未完全石墨化的碳質中。

圖4 礦石中礦物顯微照片F(xiàn)ig.4 M icroscope pictures of m inerals in ores

鎳黃鐵礦(0.1%)他形-半自形,Φ=0.02～0.05mm,呈他形細粒、不規(guī)則花絮狀、微晶狀包含及嵌布聚合于磁黃鐵礦粒晶中,與磁黃鐵礦、黃鐵礦密切共生。礦石中鎳除了以鎳黃鐵礦獨立礦物存在之外,部分鎳還以類質同象賦存于磁黃鐵礦、黃鐵礦中,與電子探針分析結果一致(表1)。

表1 清巖溝鎳-鉬礦石電子探針元素分析(10-2)Table1 Analysis of related elements data of ores by mean of electron probe X-ray(10-2)

磁黃鐵礦是與鎳黃鐵礦最為密切的共生礦物,一種為渾圓他形浸染微細粒Φ=0.01～0.05mm,其中包含微細粒鎳黃鐵礦;另一種為他形脈絡狀細粒集合體,與黃鐵礦共生一起Φ=0.05～0.15mm。形成熱液階段的早-中期階段,沿多組構造交匯地段富集。在片理化碳質千枚巖與細晶片狀大理巖及其接觸帶中分布就位。

鎳黃鐵礦、磁黃鐵礦與輝鉬礦的形成機理相似。沉積期黑色巖系中有機碳質吸附鉬、鎳以及成巖黃鐵礦化合的少量鉬、鎳,變質作用期使含礦碳質巖系變質,重結晶、分異、新生礦物出現(xiàn),所有這些變化使碳質巖石中鉬等成礦元素活化遷移。同時,有機碳質伴隨區(qū)域變質作用,受熱而降解產(chǎn)生H2O、CO2、N2、CH4、H2S等氣、液態(tài)可溶性烴,從而萃取含礦巖系活化出來的鉬等成礦元素。在韌-脆性剪切構造活動過程中含礦碳質巖石的碳質石墨化,并進一步產(chǎn)生可溶烴及含礦熱液,先期高溫物理化學條件下被活化出來的鉬有機會與低價還原硫化合形成輝鉬礦而沉淀于片理化帶中。輝鉬礦形成,消耗了熱液中的部分硫化氫,與有機質伴生的生、化作用產(chǎn)生的可溶性氣、液態(tài)烴類,完全可以提供使鎳活化所需的硫-氫、碳-氫、碳-氧有機絡陰離子團。鑒于鎳黃鐵礦與磁黃鐵礦、黃鐵礦等緊密共生,表明鎳等主要與硫-氫含有機絡陰離子結合運移沉淀的。因此,鎳的金屬硫化物礦化大多數(shù)也賦存于含碳質黑色巖石系列中,而少許礦化部分沿構造片理帶進入低碳質或不含碳質的千枚巖中。

2.6 成礦元素化學特征

2.6.1 主要巖石類型成礦元素特征

清巖溝地區(qū)黑色巖系及礦區(qū)巖石主要成礦元素含量如表2,在黑色巖系高碳質巖石中Mo、Au、Ag、V、Cu、Pb、Zn明顯地高于其他巖石。碳質絹云母千枚巖Mo為15.95×10-6、Au為3.84×10-9、V為295.7×10-6、Cu為30.2×10-6、Pb為39.2×10-6、Zn為142.04×10-6。在西安礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心對碳質絹巖進行光譜半定量微量元素分析顯示: As為0.01×10-2、Cr為0.015×10-2、Ni為0.06× 10-2、Co為0.001×10-2、Ga為0.003×10-2、Ba為0.4×10-2、Sn為0.0008×10-2、Ti為2×10-2、B為0.01×10-2,除Co和B外均較上地殼(Taylor, 1985)高;Mn為0.07×10-2、P為2×10-2、W為0. 003×10-2,除Mn外均高于地殼豐度(馬遜,1982)。

表2 礦區(qū)主要巖石類型成礦元素含量Table2 Content of ore-form ing elements of ma in types of rocks in the m in ing area

2.6.2 礦石化學成分特征

碳質千枚巖和含碳灰質白云巖礦石化學全分析和微量元素分析(表4)顯示,主要有用組份為Mo、Ni,伴生組份為Cu、Zn、Pb、Tc等。

對Ⅰ號鎳-鉬礦帶鎳鉬礦石中Ni、Mo含量測試結果(表5),表明兩成礦元素含量均達到工業(yè)含量,并且二者具有較好的消長關系。礦石品級與有機碳含量及蝕變作用強度存在直接關系,鎳鉬礦化好、元素含量高的地段位于強烈的韌脆性剪切構造帶中,石墨化碳質千枚巖與白云巖-細晶大理巖接觸帶上,該巖性、構造位置使三者具有較好的同步性和正消長關系。表6為該礦帶鎳鉬礦石中Mo、Cu、Pb、Zn、T iO2含量分析結果,從表可見Mo與Cu、Pb、Zn、Ti含量之間消長關系不明顯。鎳-鉬與銅-鉛-鋅并非同一成礦階段的礦化產(chǎn)物,同存于碳質巖性段的鎳、鉬礦化均需要較高溫、強還原物理化學條件,因此它們密切共生,且礦化強度具有較好的消長關系;形成石墨、輝鉬礦、磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦、黃鐵礦的礦物共生組合;閃鋅礦-黃銅礦-硅化等屬于中溫礦化蝕變組合。兩組礦化元素礦化蝕變類型不一致、礦化共生關系與同步性不一致,礦化空間就位有別,導致兩組元素相關關系僅微弱同步。對于清巖溝礦床來說,中晚期階段的賤金屬礦化較微弱,致使Cu、Pb、Zn、Ti含量均低于工業(yè)品位,成為重要有用伴生元素。

表4 礦石元素分析(10-2) Table4 Element analysis of ores

表5 礦石中M o、Ni含量(10-2)Table5 Content ofM o and Ni elements of ores(10-2)

表6 礦石中鉬、銅等元素含量(10-2)Table6 Content ofM o,Cu,Pb,Zn and T iO2of ores(10-2)

3 清巖溝鎳-鉬礦床成因探討

清巖溝鎳-鉬礦床產(chǎn)于含Mo、Ni、Ti、Cu、Pb、Zn、P豐度高的黑色巖系中。原巖由含硫鐵質碳質泥巖、泥質粉砂-細砂巖、含鐵質碳質粉砂-細砂巖質泥巖及碳質碳酸鹽巖夾互層組成的沉積巖系。王立社等(2010)通過對巖系的稀土元素地球化學及相關的微量元素參數(shù)等研究,結合地質特征等認為該黑色巖系形成于活動陸緣一種缺氧、熱液頻繁、生物活動的環(huán)境。這種構造環(huán)境為成礦元素早期富集提供了有利條件(如Mo為親酸性和基性巖石元素,Ni為親基性-超基性巖元素,兩者是通過沉積作用聚合到一起的)。

含礦巖系先經(jīng)早期區(qū)域變質-變形作用,巖石普遍千枚巖化,泥質、碳質、鈣質重結晶(黃鐵礦、鈦鐵礦、金紅石、變斑狀磁鐵礦、石墨、白云母、斑點及變斑狀黑云母、方解石、石英變晶),粉砂-細砂石英聚合歸并形成較大的變晶,巖石成分在變質變形過程中發(fā)生分異,巖石中形成絹云母、碳質-泥質與黑云母-石英相對集中的條帶狀構造,同時有平行片理化帶的石英變質細脈產(chǎn)生,原生沉積層理消失貽盡。這一作用過程使巖系中Mo、Ni、Ti、Cu、Pb、Zn、P等元素,通過變質分異、礦物重結晶凈化而發(fā)生遷出、轉移。直接礦化表現(xiàn)為含鈦、磷質重結晶凈化析出鈦鐵質,磷質,并重組形成鈦鐵礦、金紅石、榍石、磷灰石等。

后經(jīng)強烈的韌-脆性構造疊加,變質-變形的黑色巖系發(fā)生多期多階段變形改造,石墨再次結晶長大、集合體呈揉皺變形狀,發(fā)育的S1、S2片理化在強變形帶同時出現(xiàn),黑云母、磁鐵礦變斑多有旋轉,變質分異的石英細脈形成石香腸,白云母石英千枚(片)巖及碳酸鹽巖構造透鏡體、扁豆體化,層狀黑色巖系強烈變形揉皺與膨大,特別在變形揉皺與膨大部位的剛性與塑性構造體間,工業(yè)礦體、礦化體就位于黑色巖系強烈揉皺與膨大的片理化帶中、賦存于強變形的剛性與塑性構造體接觸帶上。表現(xiàn)其是控制成礦物質富集與就位的關鍵。礦化熱液活動發(fā)育,出現(xiàn)硫化物型的含鎳、鉬的礦化與蝕變,形成輝鉬礦、磁黃鐵礦、黃鐵礦、鎳黃鐵礦、毒砂、黃銅礦、閃鋅礦、方鉛礦組合,伴隨較強烈的硅化、微細鉀長石化、白云石化、綠泥石化及方解石化。含礦熱液活動與韌-脆性剪切構造密切伴生,是成礦的直接動力來源。

綜上認為,清巖溝鎳-鉬礦床屬于以黑色巖系為容礦層控型沉積-疊加-改造的后生熱液成因礦床。

致謝 野外工作得到高菊生、李建斌、任濤、樊忠平、魏密等專家的大力支持,審稿人及鄭杰編輯給予了有益指導,在此一并謝過!

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M etallogen ic Characteristics and Genesis of the Qingyangou Ni-M o Deposit in the Northern QinglingM ounta ins

WANGLi-she1, ZHANG Fu-xin2, ZHENGWei3, HOU Jun-fu4, LEI Yong-xiao1, FANGBo5, ZHOU Yan5, HAN Yuan1

(1.Xi’an Geological Survey Center,Xi’an 710054;2.Depar tm ent of Geology,Northwest University,Xi’an 710069; 3.Geophysical and Geochem ical team of NorthwestM ining Geologic Exploration bureau,Xi’an 710068;4.Alum inum Corporation of China Lim ited,Beijing 100082;5.Plant of Q inghai O ilField,PetroChina Lim ited Com pany,Dunhuang,Gansu 736202

Field investigations and researches suggest that theQingyangouNi-Mo deposit hosts in the black rock series at the lower section of theMiaowan formation,which ismade up of sericite,plagioclase quartz phyllite,maculose biotite two-mica phyllite,graphitlized sericite phyllite,muscovite fine crystalline marble-carbonceous dolomite,graphite-quartz-diopside-tremolite rock and clalcite quartz schist.The contents ofMo,Ni、,Ti,Cu, Pb,Zn,P and TOC are high in these rocks.Macroscopic and microscopic geological characteristics show the rocks have experienced regional metamorphism,and the shear tectonic processof brittle-ductile superposition and transformation in the laterperiod.Because of thisprocess,Mo andNi have been migrated deposited after their for mation.Finally,they are hosted in the schistosity zone or the contact between ductile bodies and rigid bodies,which has undergone intense tectonic deformation.Studies show that the relationship between veins and mineralization in the deposit area is not obvious.Thus we consider that this deposit is a sedimentary-metamorphic-structural-hydrother mal-refor mation type Ni-Mo deposit.

Qingling,Ni-Mo deposit,genesis,black rock series

book=9,ebook=676

P618.61

A

0495-5331(2010)05-0863-09

2010-06-13;

2010-08-09;[責任編輯]鄭 杰。

西北有色地勘局地勘院科研項目“陜西南部黑色巖系金屬礦床成礦規(guī)律及找礦預測研究”(編號:地勘[2006]),新疆維吾爾族自治區(qū)地質勘查基金項目“新疆若羌縣長沙溝巖體中段鐵多金屬礦普查”(編號:[2010]286)資助。

王立社(1976年-),男,博士,助理研究員,巖石學礦物學礦床學專業(yè),E-mail:wlishe@cgs.cn。