蘇振新

東天山是天山造山帶的東延部分，橫亙于塔里木和準(zhǔn)噶爾盆地之間，是中亞造山帶的重要組成部分。目前已發(fā)現(xiàn)有銅鉛鋅銀、鐵、鎢錫礦等多金屬礦產(chǎn)資源（丁建華等，2016），與巖漿熱液交代作用有關(guān)的矽卡巖型鎢礦便是其優(yōu)勢礦產(chǎn)中的一種。應(yīng)用“三位一體”找礦預(yù)測地質(zhì)模型理論，構(gòu)建成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造與成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志的模型，進(jìn)而為勘查區(qū)的找礦預(yù)測工作提供指導(dǎo)和依據(jù)（葉天竺等，2014）。長水鎢鉬礦是一處典型的矽卡巖型礦床，周邊有多處礦矽卡巖型礦床（點），前期研究多集中于礦床地質(zhì)特征方面，對其成礦規(guī)律及找礦預(yù)測等的研究很少，本文通過對成礦地質(zhì)體及矽卡巖帶進(jìn)行了詳細(xì)的野外地質(zhì)觀察和室內(nèi)化學(xué)分析測試，初步建立“三位一體”找礦預(yù)測模型，對其找礦潛力進(jìn)行了分析，為今后進(jìn)一步研究區(qū)域內(nèi)矽卡巖型鎢鉬礦床成礦規(guī)律與找礦預(yù)測提供新的資料。

1 成礦地質(zhì)背景

長水鎢鉬礦位于中天山地塊，其北部為準(zhǔn)噶爾哈薩克斯坦板塊，南部為塔里木板塊。中天山地塊為一呈近東西向延伸的由前寒武紀(jì)變質(zhì)巖系組成的構(gòu)造單元（周海，2014）。其北以沙泉子大斷裂為界，其南以紅柳河大斷裂為界，原來可能為塔里木地塊的一部分，寒武紀(jì)末與其分離成為中間地塊。古生代以來該地塊長期處于不均衡的隆起狀態(tài)，主要由中元古界的長城系—星星峽群及薊縣系—卡瓦布拉克群深變質(zhì)—中深變質(zhì)的片麻巖、混合巖、結(jié)晶片巖、石英巖、大理巖、白云巖及變質(zhì)火山巖等組成。中天山地塊（東天山）的巖漿活動時間跨度較大，從元古代到中生代都有發(fā)育（徐勝利等，2011）。其中華力西期和印支期巖漿活動與成礦作用關(guān)系密切，主要表現(xiàn)在對銅鎳、鎢錫、鉛鋅等多金屬的控制和影響上。

長水鎢鉬礦成礦單元劃屬卡瓦布拉克-星星峽Fe-Pb-Zn-Au-Ag-Cu-Ni-Cr礦帶之中馬莊山Fe-Cu-Ni-Pb-Zn-Au-Ag-W-Sn成礦遠(yuǎn)景區(qū)內(nèi)的天宇Fe-Cu-Ni-Pb-Zn-W-Sn-Au-Ag綜合預(yù)測區(qū)（董連慧等，2010）。礦帶內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的鎢鉬礦床有小白石頭鎢鉬礦、沙東銣鎢礦、金山鎢礦、姜山鎢礦、紅尖兵山鎢礦、白云山、忠寶鎢礦等。礦床類型主要為矽卡巖型（如小白石頭、小白石頭東、長水、忠寶、白云山等），和石英脈型（如沙東礦區(qū)），成礦作用與巖漿巖有成因聯(lián)系（李寧，2020）。

區(qū)域侵入巖發(fā)育，巖漿活動期次有：元古代、志留紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)，多呈大的巖基狀產(chǎn)出，多數(shù)巖體呈不規(guī)則狀，分別侵位于晚太古-古元古代的老變質(zhì)巖、長城紀(jì)、薊縣紀(jì)和石炭紀(jì)地層中；總體排布方向北東-北東東向，巖體長軸方向與區(qū)域構(gòu)造線方向一致。主要巖石類型有：閃長巖、花崗閃長巖、二長花崗巖，以中-酸性巖為主，與之配套脈巖很發(fā)育，大多為基性、酸性巖類，少部分為中-基性巖類。與鎢鉬礦床關(guān)系密切的巖漿活動主要為晚石炭世侵入于薊縣系卡瓦布拉克巖群的中酸性侵入體，巖性以花崗閃長巖與閃長巖為主，巖體多具有高硅、富堿、貧鎂、缺鈣和鉀大于鈉的特征。

長水礦區(qū)周邊鎢鉬礦床以矽卡巖型為主，主要是中酸性侵入體與薊縣系卡瓦布拉克巖群的碳酸鹽巖接觸形成，礦床具復(fù)雜性和多成因性，實際上包括了一大套不同成因類型的礦床（翟裕生等，1983），包括在一個較大溫度范圍內(nèi)高溫（氣）水熱液在（鋁）硅酸鹽巖與鈣（鎂）質(zhì)巖間界面反應(yīng)作用的循環(huán)演化過程，具有多源同位（即矽卡巖體）成礦特點。

2 礦區(qū)地質(zhì)

礦區(qū)出露地層主要為薊縣系卡瓦布拉克巖群，巖層整體走向呈近東西向，出露厚度1.8km～2.4km。巖性主要為灰白色白云巖、灰黑色粉晶灰?guī)r、灰白色白云石大理巖、淺灰-灰白色大理巖、灰黑色含炭質(zhì)白云石大理巖。因受星星峽大斷裂的影響，區(qū)內(nèi)次級斷裂發(fā)育，走向為近東西向，巖層受其構(gòu)造作用影響而多呈東西向展布。礦區(qū)內(nèi)北部出露地層均為單斜地層，各巖層接觸界線清楚，走向多為近東西向。侵入巖主要以石炭紀(jì)中酸性侵入巖為主，且均為大面積巖體。分布于礦區(qū)南側(cè)，巖性為灰綠色黑云母花崗閃長巖，與北邊粉晶灰?guī)r呈侵入接觸，傾向為北傾，接觸界線多呈“S”型。傾角為35°～70°。礦體主要產(chǎn)于花崗閃長巖體北側(cè)接觸帶的石榴子石矽卡巖帶內(nèi)（孫海微等，2020）。

矽卡巖帶產(chǎn)于黑云母花崗閃長巖與粉晶灰?guī)r接觸部位，巖石類型主要為石榴石矽卡巖，是本礦區(qū)的主要含礦目標(biāo)體，該矽卡巖帶嚴(yán)格受黑云母花崗閃長巖與粉晶灰?guī)r的接觸部位控制，長約1.7km，寬0.1m～3m，西端走向近東西，東端走向約150°，地表出露較連續(xù)，多呈港灣狀、透鏡狀、豆莢狀。矽卡巖帶主要有以下三個特征：第一，整體西寬東窄，呈向北彎曲的弧形，地表界線多呈波浪狀形態(tài)，局部見有分枝復(fù)合現(xiàn)象。第二，東部地勢整體較低，多為負(fù)地形，高程在2092m左右；西部地勢較高，高程在2111m左右，東西落差在20m左右。第三，矽卡巖帶東西產(chǎn)狀變化較大，3線以西緩傾，傾角35°～55°，3線以東陡傾，傾角多大于65°。綜上分析，認(rèn)為西部地形抬升大，受剝蝕程度較深，東部地形凹陷，地表覆蓋較深，剝蝕程度較淺，所以形成上述三個特點，具此推測東端深部矽卡巖帶應(yīng)具有一定的規(guī)模，有形成富礦的可能。

礦區(qū)內(nèi)蝕變主要分布于巖體與地層接觸帶附近，自巖體至圍巖依次分為正常巖體→蝕變巖體→矽卡巖帶→粉晶灰?guī)r。蝕變依次為正常巖體→綠簾石化、硅化、褐鐵礦化、絹英巖化（蝕變巖體）→矽卡巖化、硅化、碳酸鹽化（矽卡巖帶）→碳酸鹽化、矽卡巖化（粉晶灰?guī)r）。

黑云母花崗閃長巖體由中心向外蝕變依次為綠簾石化→硅化、褐鐵礦化→絹英巖化。綠簾石化帶主要分布于距矽卡巖接觸帶300m以內(nèi)。綠簾石化主要分兩種：第一種常呈細(xì)脈狀，脈寬0.5cm～10cm，最長可達(dá)10m，主要沿巖石解理面充填，且解理產(chǎn)狀多為250°∠82°，該綠簾石化細(xì)脈是由于后期熱液沿巖體解理裂隙面蝕變形成；第二種常呈薄膜狀或團(tuán)塊狀分布于巖石表面，形成原因主要是由于原巖中的角閃石等蝕變而來。硅化、褐鐵礦化帶主要產(chǎn)于主要產(chǎn)于距矽卡巖接觸帶90m以內(nèi)，其中硅化多呈細(xì)脈狀分布，脈寬約1cm，走向多為110°～130°，硅化脈地表延伸不穩(wěn)定；褐鐵礦化帶呈現(xiàn)出東強(qiáng)西弱的特點，地表巖石呈碎塊狀或顆粒狀分布，褐鐵礦化多以薄膜狀或浸染狀為主，分布于巖石表面或裂隙面中。絹英巖化產(chǎn)于矽卡巖接觸帶1m內(nèi)，主要分布于巖體中。石榴石矽卡巖帶中蝕變主要以細(xì)脈狀或團(tuán)塊狀硅化、團(tuán)塊狀碳酸鹽化為主，礦化主要為星點狀白鎢礦、星點狀或薄膜狀輝鉬礦。外接觸帶粉晶灰?guī)r中蝕變主要為矽卡巖化和碳酸鹽化，矽卡巖化主要產(chǎn)于距矽卡巖接觸帶20m內(nèi)，主要以透鏡體和細(xì)脈狀形態(tài)產(chǎn)出，幾乎不含礦化。

3 礦床地球物理特征

長水鎢鉬礦體產(chǎn)于黑云母花崗閃長巖外接觸部位的石榴子石矽卡巖帶內(nèi)，嚴(yán)格受其控制，礦體呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)出，為典型的矽卡巖型礦床。通過相鄰礦床調(diào)查研究和試驗剖面的開展，確立了本次工作區(qū)的工作方法及技術(shù)條件，分析綜合物探與地層、巖體、構(gòu)造、礦化等的關(guān)系，總結(jié)了鎢鉬礦的成礦特征及成礦規(guī)律，初步建立找礦模型，指導(dǎo)本區(qū)找礦工作。

長水鎢鉬礦磁、電綜合物探剖面工作顯示：中-酸性巖體表現(xiàn)為低緩上升的弱磁異常，地層及構(gòu)造蝕變帶表現(xiàn)為低磁-負(fù)磁異常，在與成礦相關(guān)的黑云母花崗閃長巖出會出現(xiàn)局部的高磁異常。視電阻率相對低阻異常帶對應(yīng)斷裂構(gòu)造。視電阻率低阻異常帶對應(yīng)斷裂構(gòu)造，激電測深及AMT斷面圖上對次一級斷裂構(gòu)造亦有明顯低阻異常反應(yīng)。一般含礦糜棱巖化帶（含礦構(gòu)造蝕變帶）對應(yīng)的視電阻率異常為2個低阻所加持的一個相對高阻帶（視電阻率400Ω·M～600Ω·M），對視極化率為中低極化或極化率快速下降梯度帶。

通過長水鎢鉬礦（全覆蓋區(qū)）進(jìn)行的綜合物探試驗，磁法顯示礦化地段整體為無磁或低磁帶；激電對應(yīng)中-低電阻，中-低極化率，在AMT斷面圖及激電測深斷面圖上礦化對應(yīng)位置顯示電阻率快速下降或處于視電阻率轉(zhuǎn)折帶。

通過1：1萬磁法剖面，初步總結(jié)了測區(qū)磁法異常特征。本區(qū)磁測ΔT平均值為-32.352nT，離差為27.59，異常值在-160.657nT～55.92nT。從磁測ΔT剖面平面圖看，在測區(qū)東南部可圈定2個正磁異常，編號分別為C1、C2，測區(qū)北部為成片的低磁區(qū)域。

C1高磁異常位于礦區(qū)東南部邊緣，異常一般值在-40nT以上，異常長1200m，向東未閉合，寬600m左右，異常走向約80°，其中0/0號點ΔT極大值為55.92nT，相對較高，從異常規(guī)模形態(tài)看，磁性巖體引起的可能性較大。

C2高磁異常位于礦區(qū)以南，異常長3000m，向東西兩側(cè)均未閉合，寬約1000m左右，異常一般值在-40nT以上，其中960/20號點ΔT極大值為2.8nT，相對較高。

結(jié)合激電剖面視極化率異常和視電阻率異常，C2高磁異常與激電高視極化率異常IP19和IP22存在較好的對應(yīng)關(guān)系，高磁異常中心位于R3高電阻率異常的北梯度下降帶位置，與R3高視電阻率異常存在對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)C2磁異常為高電阻率高極化特征，推斷該異常為弱高磁性的巖體或巖脈所引起。

通過工作區(qū)東部1：1萬激電剖面工作，初步總結(jié)了礦區(qū)區(qū)東部激電異常特征：視極化率異常特征：本區(qū)極化率0.275%～3.796%，平均值1.642%，標(biāo)準(zhǔn)離差0.481，結(jié)合極化率平面等值線圖，確定極化率異常下限為2.0%。從視極化率ηa平面等值線圖看，測區(qū)中部存在一個視極化率值較高異常區(qū)，南北視極化率相對較低，有比較小的高極化率異常成群成帶分布，規(guī)模從130m×200m～1300m×5400m。經(jīng)過與電阻率平面圖對比分析，初步圈出6個高極化異常帶，異常帶呈北東向帶狀分布，初步認(rèn)為矽卡巖及礦化異常引起。

通過激電測深工作，在礦區(qū)16線激電斷面圖上圈出低電阻異常帶5個，推斷出斷層5條，對應(yīng)高極化率異常帶。測深剖面極化率在0.4%～3.79%之間，平均值在1.62%，標(biāo)準(zhǔn)離差0.44，電阻率0.9Ω·M～386.3Ω·M，平均值140.2Ω·M，標(biāo)準(zhǔn)離差87.101。電阻率低值帶均為北傾78°左右，產(chǎn)狀較陡，F(xiàn)2和F3低阻帶的電阻率值一般都在25Ω·M～108Ω·M范圍，F(xiàn)2以南為視電阻率高值區(qū)，電阻率值在400Ω·M～1000Ω·M，極大值1317.8Ω·M，對應(yīng)極化率異常帶整體呈北傾帶狀分布，極化率值在2%左右。結(jié)合典型礦床，礦化位于2條斷層之間形成的，激電顯示為中低極化異常及相對高阻異常。推斷F2和F3中間是出現(xiàn)成礦有利部位。

通過音頻大地電磁測深試驗剖面的開展來看，淺部為電阻率較低的第四系或第三系覆蓋層，視電阻率低阻帶（0Ω·m～80Ω·m）水平向由南至北逐漸變寬，即覆蓋層地表第四系砂，礫石，砂土及泥巖、泥質(zhì)粉砂巖總體呈現(xiàn)出北東厚，南西薄的特征，覆蓋層厚度范圍約40Ω·M～120Ω·M，與金水泉100線實驗剖面有較好的對應(yīng)。中深部視電阻率整體趨勢為兩高（花崗閃長巖（北）和晶屑凝灰?guī)r（南）夾兩低（推測為韌性剪切帶中的次級構(gòu)造F1和F2）夾中高（推測為黑云母花崗閃長、矽卡巖等及礦化帶和礦體），與地質(zhì)剖面有很好的對應(yīng)關(guān)系，初步表明礦體朝北東方向有較好的延續(xù)。

結(jié)合前期工作，以成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用特征標(biāo)志為基礎(chǔ)建立了工作區(qū)“三位一體”預(yù)測模型的主要要素討論如下。

3.1 成礦地質(zhì)體

長水鎢鉬礦體產(chǎn)于石榴石矽卡巖帶內(nèi)，矽卡巖帶是由黑云母花崗閃長巖與粉晶灰?guī)r接觸而形成，據(jù)此認(rèn)為成礦地質(zhì)體為黑云母花崗閃長巖。該巖體地表出露東西長度約3.4km，南北寬2.5km，呈橢圓狀，其北接觸帶北傾。

巖石手標(biāo)本呈灰白色-淺灰綠色，花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石礦物成份主要為斜長石48vol.%，石英27vol.%，鉀長石15vol.%，黑云母5vol.%，角閃石3vol.%，綠泥石、綠簾石及黑色不透明礦物等少見。巖石中解理極為發(fā)育，且以剪解理為主，剖面穿過的巖體解理主要有三組：第一組產(chǎn)狀為250°∠82°；第二組為25°∠80°；第三組為155°∠78°，解理面多被綠簾石化細(xì)脈充填，如插照6所示。巖體與北側(cè)粉晶灰?guī)r接觸界線清楚，為侵入接觸，接觸產(chǎn)狀為0°∠72°。目前巖體北、西側(cè)外接觸帶發(fā)現(xiàn)有含鎢鉬礦化矽卡巖。

3.2 成礦構(gòu)造及成礦結(jié)構(gòu)面

3.2.1 成礦構(gòu)造

受沙泉子斷裂與紅柳河斷開影響，區(qū)域構(gòu)造以近東西向、北東向為主，次為北西向，受其次級構(gòu)造影響，北東向構(gòu)造控制礦區(qū)巖體、地層展布，北西向控制脈巖走向，同時，少量的矽卡巖直接受北東向及近東西向斷裂構(gòu)造及層間構(gòu)造控制。

3.2.2 成礦結(jié)構(gòu)面

長水鎢鉬礦成礦結(jié)構(gòu)面為黑云母花崗閃長巖外側(cè)巖體接觸帶，其控制了矽卡巖帶賦存位置及形態(tài)，礦區(qū)目前矽卡巖帶控制斷續(xù)長大于1700m，其形態(tài)呈不規(guī)則似層狀、透鏡狀，走向上隨著巖體界線彎曲而變化，傾向上呈透鏡狀，其厚度較大的矽卡巖多賦存于巖體轉(zhuǎn)折部位，同時該處也是成礦有利部位。

3.3 成礦作用標(biāo)志特征

3.3.1 礦化樣式及礦石組構(gòu)

礦區(qū)目前在石榴子石矽卡巖帶中圈出4個鎢鉬礦體，1個鉬礦體。鎢鉬礦體長70m～700m，平均寬0.3m～1.13m，最寬2.4m，呈脈狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀330°～335°∠46°～87°，西緩東陡，平均品位WO30.21%～1.09%，Mo0.0002%～0.028%，鉬以共生狀態(tài)存在；鉬礦體長68m，寬3.0m，平均品位Mo0.161%，WO30.02%。賦礦巖石均為石榴石矽卡巖。

礦石結(jié)構(gòu)主要為它形細(xì)粒-顯微粒狀結(jié)構(gòu)。金屬礦物呈顯微片狀、樹枝狀、不規(guī)則細(xì)小粒狀分布于非金屬礦物之間。構(gòu)造主要為稀疏星點狀、細(xì)脈狀構(gòu)造，金屬礦物集合體多呈束狀、菊花狀或呈斷續(xù)相連的細(xì)脈狀分布。

3.3.2 成礦物質(zhì)來源的討論

長水鎢鉬礦為典型的矽卡巖型礦床，根據(jù)土壤地球化學(xué)測量成果，各元素的含量分布與地層、構(gòu)造、巖漿巖具有較強(qiáng)的相關(guān)連特征。W、Mo、Bi、Sn、Au元素高值異常主要分布于花崗閃長巖體接觸帶附近及部分強(qiáng)蝕變酸性巖脈處，可以很好的指示主成礦元素W、Mo的分布范圍；Cu、Pb、Zn元素主要分布于花崗閃長巖體內(nèi)及部分中酸性巖脈分布區(qū)，異常值均較低；Ag、As、Sb元素主要分布于巖體北東地層內(nèi)，分布范圍較廣，無明顯的規(guī)律性?？紤]到矽卡巖礦床是典型的水巖反應(yīng)作用的產(chǎn)物（翟裕生等，2011），主成礦元素主要分布于見有后期明顯熱液活動范圍，具此推測其可能的物質(zhì)來源是由黑云母花崗閃長巖提供。

4 找礦潛力分析

（1）根據(jù)長水鎢鉬礦床賦存在石榴石矽卡帶展布特征來看，矽卡巖帶整體東窄西寬，局部見有分枝相復(fù)合現(xiàn)象；東部地勢整體較低，多為負(fù)地形，西部地勢較高，抬升較大；磁異常顯示東部接觸帶強(qiáng)于西部接觸帶；化探異常顯示西段元素組合較多，東段元素僅兩三種；推測認(rèn)為矽卡巖帶西段剝蝕程度較大，東段剝蝕程度較小，東段深部存在矽卡巖的可能性很大。

（2）磁異常顯示巖體接觸帶多具轉(zhuǎn)折與凸凹特征，前期地表工程控制也顯示矽卡巖帶變形處更有利于礦體賦存，東段多處轉(zhuǎn)折端有待進(jìn)一步驗證，有望取得突破。

（3）長水含鎢鉬黑云母花崗閃長巖體北側(cè)及西側(cè)已發(fā)現(xiàn)礦床（點），建議對東側(cè)及南側(cè)開展調(diào)查工作，與已知礦床進(jìn)行對比研究，有望取得突破。

5 結(jié)論

在綜合野外觀察和巖礦鑒定的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)總結(jié)了長水鎢鉬礦成礦地質(zhì)體、成礦構(gòu)造和成礦結(jié)構(gòu)面、成礦作用等特征，建立了“三位一體”預(yù)測模型，取得如下認(rèn)識與結(jié)論：

（1）長水鎢鉬礦床產(chǎn)于黑云母花崗閃長巖體外接觸帶的石榴石矽卡巖內(nèi)，嚴(yán)格受其控制，礦石類型主要為細(xì)脈及星點狀礦石。

（2）初步建立了長水矽卡巖型鎢鉬礦床“三位一體”找礦模型及找礦標(biāo)志，通過分析認(rèn)為該區(qū)找礦潛力較大。