趙國斌，李文明，楊合群，高永偉，楊濤，田永堂，全守村，喬耿彪，雷永孝

(西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安710054)

北山地區(qū)花崗巖類侵入巖廣泛出露，總出露面積約占整個(gè)北山地區(qū)面積的30%(江思宏和聶鳳軍，2006)，具有形成與花崗巖有關(guān)的 W、Sn、Mo、Cu、Au等礦床的有利條件。20世紀(jì)50年代，甘肅省地質(zhì)局祁連山地質(zhì)隊(duì)在內(nèi)蒙北山盤陀山－古硐井近東西向擠壓隆起帶東段發(fā)現(xiàn)了鷹嘴紅山中型鎢礦床，拉開了該地區(qū)鎢礦找礦工作的序幕。近年來，西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所和陜西省地調(diào)院又在該隆起帶中相繼發(fā)現(xiàn)了盤陀山鎢礦床和望旭山鎢礦床。這幾處鎢礦床分別與鷹嘴紅山、盤陀山和望旭山花崗巖體關(guān)系密切，顯示了本區(qū)良好的鎢礦成礦潛力。

盤陀山鎢礦床是西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所根據(jù)“前寒武紀(jì)古老陸塊－S型花崗巖－鎢異常－蝕變異?！本C合信息找礦的思路，2003年對(duì)鎢地球化學(xué)異常和遙感蝕變異常進(jìn)行野外踏勘檢查過程中在盤陀山鉀長花崗巖體中發(fā)現(xiàn)的。2005年通過地質(zhì)填圖和探槽揭露，在該巖體內(nèi)接觸帶控制了數(shù)條鎢礦體。2006～2010年，西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所對(duì)該礦床進(jìn)行了全面的普查評(píng)價(jià)，在盤陀山鉀長花崗巖體內(nèi)接觸帶和巖體中部均取得較大找礦進(jìn)展，WO3資源量已達(dá)中型規(guī)模(李文明等，2008)，筆者有幸參與了其發(fā)現(xiàn)與勘查評(píng)價(jià)工作。本文主要介紹盤陀山鎢礦床的成礦特征和找礦標(biāo)志，旨在為該地區(qū)找到同類礦床提供借鑒。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造位置

盤陀山鎢礦床產(chǎn)于北山地區(qū)。很多學(xué)者對(duì)北山地區(qū)的構(gòu)造格局、構(gòu)造演化和成礦背景等進(jìn)行了深入的研究，但認(rèn)識(shí)不盡相同(左國朝和何國琦，1990;左國朝和李茂松，1996;劉雪亞和王荃，1995;聶鳳軍等，2002，2003;何世平等，2002，2005)。按照楊合群等(2009)的劃分方案，該礦床位于塔里木板塊北緣白玉山－方山口－鷹嘴紅山早古生代被動(dòng)陸緣隆起帶中，北鄰紅柳河－牛圈子－洗腸井板塊縫合帶產(chǎn)出(圖1)。

1.2 含礦巖體

盤陀山花崗巖體為一復(fù)式巖體，主要由南部的花崗閃長巖體和北部的鉀長花崗巖體兩種巖石單元組成(圖2)。含礦的鉀長花崗巖體主要沿北西西向延伸，呈不規(guī)則狀侵入長城系古硐井群第一巖性段(ChG1)和盤陀山花崗閃長巖單元內(nèi)，出露面積約50 km2。巖石包括中(粗)粒鉀長花崗巖、細(xì)粒鉀長花崗巖、中粗粒似斑狀花崗巖、中粒二長花崗巖、中粒花崗閃長巖和似斑狀閃長巖等。

1.3 含礦巖體與地層接觸關(guān)系

礦區(qū)出露地層主要為長城系古硐井群，巖性為一套淺海相的陸源碎屑巖夾灰?guī)r透鏡體的淺變質(zhì)巖系。由下到上可分為兩個(gè)巖性段。第一巖性段(ChG1)主要由灰色、深灰色淺變質(zhì)片理化泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖及細(xì)粒石英砂巖組成。第二巖性段(ChG2)主要由灰白色－淺灰色鈣質(zhì)石英砂巖、石英粒屑灰?guī)r、灰色石英砂巖、青灰色石英巖和大理巖等組成，普遍含有鐵質(zhì)(圖2)。含礦巖體與地層圍巖呈侵入接觸關(guān)系，沿盤陀山鉀長花崗巖體北緣外接觸帶，發(fā)育有寬度約10 m的紅柱石化熱接觸變質(zhì)帶。

圖1 盤陀山鎢礦床大地構(gòu)造位置略圖(據(jù)楊合群等，2009)Fig.1 Sketch tectonic map of the Pantuoshan tungsten deposit(Yang et al.，2009)

圖2 盤陀山鎢礦床地質(zhì)略圖Fig.2 Sketch geological map of the Pantuoshan tungsten deposit

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦床類型

目前，已在盤陀山鉀長花崗巖體中控制了北部、中北部、中東部及南部4個(gè)鎢礦段(圖2)，成礦類型可分接觸帶型和石英細(xì)脈帶型兩類。

接觸帶型鎢礦主要產(chǎn)于鉀長花崗巖體北部邊緣內(nèi)接觸帶中，由北部、中北部和中東部等3個(gè)鎢礦段構(gòu)成。含礦巖石有中(細(xì))粒鉀長花崗巖、花崗細(xì)晶巖(脈)和石英脈。礦體受巖體內(nèi)接觸帶和NE向構(gòu)造裂隙雙重控制，呈扁豆體狀和條帶狀，浸染狀及脈狀構(gòu)造，礦石礦物主要為白鎢礦和黑鎢礦。鎢礦體中云英巖化和電氣石化等蝕變發(fā)育，巖石普遍褪色，顏色變淺。

石英細(xì)脈帶型鎢礦主要產(chǎn)于鉀長花崗巖體中部，是該礦床最重要的鎢礦類型。鎢礦體受巖體內(nèi)NE向、NW向和EW向構(gòu)造裂隙控制，呈緩傾斜板狀或條帶狀，在各種脈巖交匯部位鎢礦體厚度明顯增大。礦床分帶明顯，具有上鎢下鉬的特點(diǎn)。白鎢礦在石英脈中呈細(xì)脈狀或細(xì)脈浸染狀分布，在石英細(xì)脈密集帶鎢礦化更好，而輝鉬礦主要見于深部石英脈及兩側(cè)巖石中。另外，一些石英脈中還零星發(fā)現(xiàn)一些銅礦(化)體，但規(guī)模不大。礦石礦物主要為白鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦和黃鐵礦。巖石蝕變主要為電氣石化、云英巖化和硅化。

2.2 礦體特征

北部礦段鎢礦體主要呈扁豆體狀，地表走向長53～225 m，地表寬1～6.9 m，傾向長20～258 m，WO3平均品位0.12% ～0.45%，WO3最高品位3.76%。該礦段礦體產(chǎn)于電氣石化云英巖化中、細(xì)粒鉀長花崗巖中，明顯受巖體內(nèi)接觸帶控制(圖3)。

中北部礦段鎢礦體主要呈脈狀，地表走向長30～185 m，地表寬0.5 ～2.23 m，傾向長13.7 ～245 m，WO3平均品位0.15% ～0.87%。該礦段礦體主要產(chǎn)于花崗細(xì)晶巖脈和石英脈中(圖4)，明顯受NE向構(gòu)造裂隙控制(楊建國等，2004)。

中東部礦段鎢礦體主要呈脈狀，地表走向長30～60 m，地表寬1～2 m，WO3平均品位0.12% ～0.50%。該礦段鎢礦體主要產(chǎn)于沿盤陀山鉀長花崗巖體內(nèi)接觸帶分布的一組NE向石英脈中。

圖3 盤陀山鎢礦床北部礦段地質(zhì)圖Fig.3 Geological map of the north ore block in the Pantuoshan tungsten deposit

圖4 盤陀山鎢礦床中北部礦段地質(zhì)圖Fig.4 Geological map of the middle-north ore block in the Pantuoshan tungsten deposit

南部礦段鎢(鉬)礦體呈緩傾斜板狀，主要產(chǎn)于石英細(xì)脈帶中，受NE向、NW向和EW向3組構(gòu)造裂隙控制(圖5)。該礦段除地表發(fā)現(xiàn)的鎢礦體外，在鉆孔中還控制了多條厚大的隱伏鎢礦體。隱伏礦體走向長220～275 m，傾向長215～245 m，傾角30°，最大厚度 13.91 m，WO3品位 0.12% ～0.38%。另外，該礦段深部見到多條鉬礦體，產(chǎn)狀與鎢礦體一致(圖6)，Mo品位0.03% ～0.33%。

2.3 礦石成分

礦石中主要有用組分為W和Mo，伴生組分除Cu含量較高外，其余元素含量均較低，未達(dá)到綜合回收利用最低工業(yè)指標(biāo)要求。

礦石礦物主要有白鎢礦、黑鎢礦、輝鉬礦、黃鐵礦和黃銅礦;脈石礦物主要為電氣石、石英、鉀長石、黑云母、綠簾石等。

礦石構(gòu)造主要為浸染狀和細(xì)脈狀。礦石中白鎢礦多呈它形細(xì)粒狀或它形粒狀集合體，黑鎢礦粒度細(xì)小，呈微細(xì)脈狀、微細(xì)網(wǎng)脈狀和它形浸染狀分布，少量呈較自形的長柱狀，鏡下見有白鎢礦交代黑鎢礦。輝鉬礦一般分布在石英脈壁附近，呈微細(xì)脈狀。

礦石類型為浸染型、細(xì)脈型和細(xì)脈浸染型等。

2.4 巖石蝕變

蝕變類型主要有云英巖化、電氣石化、硅化、綠簾石化、鉀化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等，其中云英巖化、電氣石化和硅化與鎢礦關(guān)系最為密切。鉀長花崗巖體北緣內(nèi)接觸帶與中部發(fā)育的十余條規(guī)模不等的電氣石化－云英巖化蝕變帶，均為鎢礦體的主要賦存部位(圖2)。

3 找礦標(biāo)志

3.1 古老陸殼活化背景

泥盆紀(jì)初，隨著紅柳河－牛圈子－洗腸井洋閉合，兩側(cè)陸塊對(duì)接、碰撞造山，由于動(dòng)力轉(zhuǎn)化為熱量，縫合帶及其兩側(cè)受長期的熱體制控制，褶皺、變質(zhì)伴隨大規(guī)?；◢弾r類入侵(楊合群等，2009)。這次板塊碰撞造山作用導(dǎo)致盤陀山－古硐井一帶被動(dòng)陸緣古老陸殼發(fā)生活化并形成隆起區(qū)，長城系古硐井群地層廣泛出露，并生成了鷹嘴紅山、盤陀山和望旭山等一系列含鎢花崗巖體，盤陀山鎢礦就形成于這一背景下。在盤陀山鉀長花崗巖體中遠(yuǎn)離礦化蝕變位置采集二長花崗巖進(jìn)行鋯石U-Pb同位素測(cè)年，獲得206Pb/238U 表面年齡加權(quán)平均值為383.3 ±1.8 Ma，表明巖體形成時(shí)代為泥盆紀(jì)(楊合群等，2010)。本次研究，在花崗巖Y-Nb構(gòu)造環(huán)境判別圖解和(Y+Nb)-Rb構(gòu)造環(huán)境判別圖解中，礦區(qū)10個(gè)花崗巖樣品大部分都落入同碰撞花崗巖區(qū)域，少量落入板內(nèi)花崗巖區(qū)域(趙國斌等，2011)，也證實(shí)了礦區(qū)為古老陸殼活化背景。

圖5 盤陀山鎢礦床南部礦段地質(zhì)圖Fig.5 Geological map of the south ore block in the Pantuoshan tungsten deposit

圖6 盤陀山鎢礦床30線剖面圖Fig.6 Section map of the line No.30 in the Pantuoshan tungsten deposit

3.2 鎢地球化學(xué)異常

地球化學(xué)方法在鎢礦找礦工作中具有重要的作用(方貴聰?shù)龋?012)。1∶20萬五道明幅(K-47-ⅩⅩⅧ)水系沉積物測(cè)量成果顯示，盤陀山－半島山一帶有一處顯著的W異常(圖7a)。該異常區(qū)面積 519.94 km2，具有 1.8 ×10－6～2.6 ×10－6、2.6 × 10－6～ 3.4 × 10－6、3.4 × 10－6～ 4.2 × 10－6、4.2 ×10－6～7.4 ×10－6和＞7.4 ×10－6五級(jí)異常分帶。針對(duì)該W異常，相關(guān)地勘單位組織開展了多次異常查證工作，但始終未能發(fā)現(xiàn)異常源區(qū)。2003年，西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所科研團(tuán)隊(duì)在該異常中心西側(cè)的盤陀山鉀長花崗巖體北部邊緣內(nèi)接觸帶發(fā)現(xiàn)了鎢礦化帶。2005年經(jīng)探槽工程驗(yàn)證，控制了多條鎢礦體。為了進(jìn)一步擴(kuò)大找礦，2007～2008年，又對(duì)整個(gè)盤陀山鉀長花崗巖體部署了1∶2.5萬巖屑測(cè)量工作，在巖體中發(fā)現(xiàn)多處W異常(圖7b)。其中，分布于巖體邊緣的4、9、13號(hào)W異常中分別發(fā)現(xiàn)了礦區(qū)北部、中北部和中東部礦段，而在規(guī)模最大，具有5級(jí)分帶的12號(hào)鎢異常中最終發(fā)現(xiàn)了盤陀山鎢礦區(qū)規(guī)模最大的南部鎢(鉬)礦段。這些資料證明，W異常為良好的找礦標(biāo)志。

3.3 地殼重熔型花崗巖

楊合群等(2010)對(duì)盤陀山鉀長花崗巖體進(jìn)行過全巖 Sr-Nd同位素比值測(cè)定，計(jì)算出的(87Sr/86Sr)i值為 0.729091，εNd(t)值為 －5.89。最近，我們?cè)诒P陀山鉀長花崗巖體中采集了10個(gè)樣品進(jìn)行分析，其稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線以相對(duì)富集輕稀土元素、貧重稀土元素和具有明顯Eu負(fù)異常為特征，斜率較大，呈右傾配分圖式，具有明顯的重熔型花崗巖特征(趙國斌等，2011)。根據(jù)(87Sr/86Sr)i值明顯大于0.708和εNd(t)值遠(yuǎn)小于0以及稀土元素特征，推斷含礦巖體為前寒武紀(jì)古陸殼物質(zhì)重熔型花崗巖。

3.4 巖體內(nèi)接觸帶

礦區(qū)北部、中北部和中東部這3個(gè)鎢礦段均產(chǎn)于盤陀山鉀長花崗巖體北部邊緣內(nèi)接觸帶，表明巖體內(nèi)接觸帶是有利的成礦部位。

3.5 巖石蝕變標(biāo)志

礦區(qū)鎢礦體均產(chǎn)于巖體內(nèi)接觸帶及巖體中部礦化蝕變帶中。礦化蝕變帶內(nèi)巖石明顯褪色，為灰白色或淺紅褐色，并多呈正地形。與鎢礦化有關(guān)的巖石蝕變主要有電氣石化、云英巖化和硅化。

3.6 石英細(xì)脈帶

圖7 盤陀山鎢礦床鎢地球化學(xué)異常圖Fig.7 Map showing the tungsten geochemical anomalies in the Pantuoshan tungsten deposit

石英細(xì)脈帶形成時(shí)間最晚，明顯受構(gòu)造裂隙控制，是盤陀山鎢礦區(qū)最有利的含礦地質(zhì)體，南部鎢礦體群就產(chǎn)于其中。在找礦過程中，應(yīng)注意“上鎢下鉬”的特點(diǎn)。

3.7 花崗細(xì)晶巖脈

花崗細(xì)晶巖脈在礦區(qū)廣泛出露，脈寬幾十厘米到數(shù)米不等。其中，產(chǎn)于巖體內(nèi)接觸帶受北東向構(gòu)造控制的花崗細(xì)晶巖脈直接形成鎢礦體(圖4)。

3.8 直接找礦線索

利用紫外燈夜間在W異常區(qū)和巖石蝕變帶內(nèi)進(jìn)行檢查，可以直接發(fā)現(xiàn)白鎢礦。礦區(qū)黑鎢礦粒度非常細(xì)小，并常與電氣石共生，野外識(shí)別難度較大，應(yīng)注意對(duì)二者進(jìn)行區(qū)別。

4 結(jié)論

盤陀山鎢礦產(chǎn)于盤陀山鉀長花崗巖體北部邊緣內(nèi)接觸帶及巖體中部，成礦類型分為接觸帶型和石英細(xì)脈帶型。前者受巖體內(nèi)接觸帶和NE向構(gòu)造裂隙雙重因素制約，后者受NE向、EW向和NW向構(gòu)造裂隙控制，具有上鎢下鉬的特點(diǎn)。本區(qū)花崗巖有關(guān)接觸帶型和石英細(xì)脈帶型鎢礦床的找礦標(biāo)志為:古老陸殼活化背景、鎢地球化學(xué)異常、地殼重熔型花崗巖、巖體內(nèi)接觸帶、巖石蝕變(電氣石化、云英巖化和硅化等)、石英細(xì)脈帶、花崗細(xì)晶巖脈和直接找礦線索。

致謝:本文得到了中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所江思宏研究員的悉心指導(dǎo)，在此深表感謝!

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