新疆托克遜縣忠寶鎢礦床地質特征及找礦規律

袁建江 楊曉峰 張紅軍 高保明

(1.中國煤炭地質總局勘查總院 中國 北京 100039；2.中亞華金礦業〈集團〉有限公司 新疆 烏魯木齊 830006；3.新疆地質礦產局物化探大隊 新疆 昌吉 830005)

新疆托克遜縣忠寶鎢礦是東疆地區近幾年發現的一小型鎢礦床。忠寶鎢礦位于托克遜縣城南東80公里處的戈壁灘上,已完成詳查工作。礦床位于庫米什－亦格爾大坂多金屬成礦帶中，區內已發現多處銅、金、鉛、鋅礦床。

1 區域地質

礦區位于塔里木板塊與準噶爾板塊縫合帶南側，處于薩阿爾明—庫米什晚古生代溝弧帶內。區域內出露的地層主要有：元古界中天山群星星峽組、志留系阿哈布拉克群、下泥盆統阿爾彼什麥布拉克組、中泥盆統阿拉塔格組、上泥盆統哈孜爾布拉克組、下石炭統馬鞍橋組、中石炭統桑樹園組、侏羅系三工河組等。巖性為各類片巖、大理巖、石英巖、碎屑巖、火山碎屑巖、碳酸鹽巖、變碎屑巖類等。區域內巖漿巖發育，主要為加里東期侵入的閃長巖、花崗巖。華力西期侵入的超基性－基性－中性－酸性侵入巖。酸性巖體主要為斜長花崗巖、紅色斑狀花崗巖、二云母二長花崗巖。巖體與圍巖發生混染和交代作用，在局部巖體邊部接觸帶或巖體頂部常有交代作用形成的矽卡巖及石英脈產出，為鎢、錫、鉍等元素的富集提供了條件。區域構造十分發育，南部為喀拉克孜勒復向斜，中部為庫米什－彩華溝背斜。區域斷裂主要為拱拜子大斷裂（F3），斷裂走向北西西向，為區域逆掩斷裂（圖1）。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區出露地層主要為下泥盆統阿爾彼什麥布拉克組下亞組，根據巖石組合特征分為三個巖性段：第一巖性段下部為黑云母長石片巖、含石榴黑云母石英片巖、十字石蘭晶石片巖、石榴石英巖、大理巖等；中部為二云母長石片巖、鈣質片巖；上部為淺黃色條帶狀大理巖、黑云母石英片巖等。第二巖性段下部為白色大理巖、暗灰色黑云母石英片巖、角閃片巖；中部為淺灰色石英片巖、黑灰色鈣質片巖、黑色角閃片巖及少量變粒巖；上部為暗灰色黑云母石英片巖、鈣質片巖、大理巖成互層產出，中夾有石榴石黑云母石英片巖、矽卡巖化黑云母石英片巖。區內主要含礦矽卡巖即分布于此段地層中。第三巖性段下部為灰白色石英片巖、鈣質片巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖，底部見霏細斑巖條帶；中部以鈣質片巖為主，次為石英片巖、黑云母石英片巖；上部以黑云母石英片巖為主，中夾大透鏡狀大理巖和少量石英片巖、綠泥石石英片巖。

2.2 構造

主要有褶皺和斷裂兩種構造形跡。

褶皺構造。礦區處于庫米什－彩華溝背斜的東段傾伏端，該褶皺的兩翼由阿爾彼什麥布拉克下亞組第一、第三巖性段構成，背斜軸向106°－296°。由于構造及巖漿侵入作用的影響，局部小褶曲發育，形成相對封閉有利的構造空間，有利于巖漿與圍巖的充分交代和熱液礦化作用。

斷裂構造。礦區內斷裂構造以北東向為主，北西向和近南北向次之，斷裂具多期活動和繼承性的特點。礦區內北東向斷裂近于平行出現，多為剪切走滑斷層。其走向與區域構造線方向成45°交角，斷裂構造對礦區巖體和矽卡巖分布控制作用明顯的,矽卡巖多沿斷裂帶成群分布，尤其是北東向斷裂。

2.3 巖漿巖

礦區內分布華里西期酸性侵入體，巖體侵位于泥盆系下統阿爾彼什麥布拉克下亞組地層中，為一巖株，主要巖性有灰白色二云母二長花崗巖，肉紅色二云母二長花崗巖，肉紅色正長花崗巖等。區內脈巖廣布，從基性-中酸性-堿性脈巖均有分布。

2.4 變質作用

礦區內與成礦有關的變質作用是接觸交代變質作用，酸性巖體與碳酸鹽巖接觸部位形成大理巖、矽卡巖。矽卡巖多為鈣質矽卡巖。分為干矽卡巖和濕矽卡巖。干矽卡巖的特征礦物主要為透輝石、鈣鋁榴石、硅灰石、方柱石；濕矽卡巖的特征礦物為符山石、綠簾石、陽起石、透閃石、綠泥石等。

2.5 圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變主要為矽卡巖化、硅化、云英巖化、黃鐵礦化、石英碳酸鹽化、螢石化等。

矽卡巖化較礦體范圍大而包裹礦體，多形成鎢礦化體或構成礦體，產于接觸帶或地層夾層中。

云英巖化產于蝕變帶核部或呈裂隙脈狀產于矽卡巖、巖體內接觸帶及部分花崗巖體中，此類蝕變以白云母和石英窄脈為特征。

硅化、黃鐵礦化、石英碳酸鹽化產于接觸帶或沿早期裂隙繼承性產出，可見石英脈及深灰色方解石脈共生，并在石英團塊中包裹白鎢礦大晶體之現象，在石英團塊旁側亦可見白鎢礦連生集合體。

石榴石化以鈣鋁榴石的發育為特征，呈淺褐紅色，半自形-自形粒狀。遠礦鈣鋁榴石結晶細小，在細粒矽卡巖及二云母二長花崗巖中均可見到；礦體中鈣鋁榴石結晶較粗，與綠簾石、纖狀粗晶硅灰石共生，構成局部的富礦團塊。

螢石化發育于礦體、礦化矽卡巖及云英巖中，尤其在結晶其在礦化矽卡巖中含量較多時用紫外燈照射與白鎢礦難以區別。

3 礦床地質

3.1 礦體特征

據已施工的探槽及鉆孔控制，忠寶鎢礦區內已圈出礦體集中分布區(礦脈群)11處、礦體59個，各礦脈群所包含礦體。礦體總體上產于二云母二長花崗巖巖體的東部呈頂蓋殘留體或外接觸帶矽卡巖、云英巖中。礦體具有簇群叢生的特點，呈透鏡狀、似層狀、脈狀及不規則狀。規模一般長50-300m，延深 150m。 主要礦體為 L1-1、L4-4、L4-5、L4-6、L4-8、L4-9、L4-10、L5-2、L5-3、L7-2、L7-11、L7-14等。

3.1.1 L1礦群

位于礦區西北部，礦體賦存于SK-8透輝符山石矽卡巖、透輝硅灰石矽卡巖、石榴綠簾石矽卡巖及云英巖中，礦體底板為二云母二長花崗巖，礦體上部圍巖為石榴透輝石矽卡巖夾黑云母石英片巖。根據探礦工程已圈定礦體4個，產狀100°∠30-60°，L1-1為主要礦體。

L1－1：礦體位于礦帶的下部，由8個探槽及7個鉆孔控制，礦體形態為脈狀、透鏡狀，長200m，厚 1.15-16.42m,平均厚4.69m。礦體平均品位0.679%。控制最大斜深120m。礦體向深部變薄，品位變貧。總體上礦體具有上富下貧，北富南貧，產狀南緩北陡的特點。

3.1.2 L4礦群

位于礦區東南，賦礦SK-27矽卡巖一小褶曲構造為，呈近東西向展布。西部走向近東西向，東端傾向160°，傾角30°-50°。鎢礦化主要產于透輝符山石矽卡巖、陽起透輝符山石矽卡巖內,矽卡巖中充填的云英巖脈帶及石英脈亦含礦，礦體圍巖為黑云母石英片巖、石英片巖、鈣質片巖及花崗巖。根據已施工的3條探槽及5個鉆孔已圈出了礦體12個。主要礦體為 L4-4、L4-5、L4-6、L4-8、L4-9、L4-10。

L4－4：礦體產于礦帶中下部，由3條探槽和5個鉆孔控制。呈東大西小不規則的脈狀，產狀 150°-189°∠35－56°，礦體長125m，厚2.55－19.04m，平均厚 10.94m，礦體平均品位0.35%，地表礦體東端膨大且品位富。

L4－5：礦體產于礦帶中部，走向近東西，長 200m，形態呈脈狀，產狀 160-180°∠35－61°，西段傾向 160°，而傾角在 60°左右，東段近東西向，傾角緩。礦體中部被花崗巖脈穿切。由4個探槽和3個鉆孔控制。礦體平均厚8.19m，礦體平均品位0.224%。控制斜深85m。

L4－6：礦體呈脈狀，由3條探槽和5個鉆孔控制。長220m，中部為花崗巖脈切穿而不連續，礦體延深亦被花崗巖脈穿切，產狀180°∠50°，礦體平均厚3.41m。平均品位0.164%。

L4－8：礦體呈東大西小的似層狀，沿傾斜方向延深較大，產狀175-187°∠47-53°，由3條探槽和6個鉆孔控制，長125m，平均厚11.05m。礦體平均品位0.209%。

L4－9：礦體呈脈狀，局部膨大，由 4條探槽和 2個鉆孔控制。礦體產狀175-186°∠53-63°，深部礦體變緩。礦體長170m，平均厚7.65m。平均品位0.249%。已控制斜深25m。

L4-10：礦體呈似層狀，由2條探槽和3個鉆孔控制。礦體長110m，平均厚 11.09m。礦體平均品位0.264%。

3.1.3 L7礦群

產于六號礦脈群東SK-20矽卡巖塊中，用施工的探槽及鉆孔圈出 18個體，其中 L7-2、L7-10、L7-11和 L7-14為主要礦體。

L7-2：產于礦帶東下部，由3條探槽和2個鉆孔控制，形態呈脈狀，產狀110°∠30°，礦體長 81m。 礦體平均厚5.36m，礦體平均品位0.312%。控制斜深60m。

L7-10：產于礦帶中上部，由2條探槽和1個鉆孔控制，形態呈脈狀，產狀110°∠30°。 礦體長 55m，平均厚 3.12m，礦體平均品位0.11%。ZK11903孔控制礦體斜深33m。

L7-11：產于礦帶中上部，由2條探槽和2個鉆孔控制，形態呈脈狀，產狀 120°∠23°。 礦體長65m，礦體在地表薄、品位低，鉆孔中厚度大、變富。礦體平均厚3.26m，礦體平均品位0.30%。礦體向下延深70m。

L7-14：產于礦帶中上部，由3條探槽和和1個鉆孔圈定。礦體的中部膨大，兩端尖滅，產狀110-115°∠30°。形態呈透鏡狀，長80m，最厚9.80m，其厚度向下在ZK11601孔中迅速變薄，只有1.53m。礦體平均品位0.237%。ZK11601孔見礦斜深40m。

3.2 礦石質量

3.2.1 礦石礦物成份及特征

大量光薄片資料和選礦成果資料表明，礦石中有用礦物主要為白鎢礦，少量錫石。

（1）白鎢礦：是礦石的主要有用礦物。在高品位礦石中含量較高，可達1.5～4%，粒徑較粗，一般粒徑在0.2～2mm；部分達5～8mm。呈星散浸染狀或稀疏浸染狀分布。低品位礦石中含白鎢礦較少，粒度也細，在0.1～0.5mm±，呈星散浸染狀產出。白鎢礦多呈它形粒狀，賦存于脈石礦物間隙中，與脈石礦物嵌布關系簡單，接觸界線平直，內部純凈，一般不含其它雜質礦物。據窄云英巖型富鎢礦脈中產出的白鎢礦晶體結晶形態看，結晶好的白鎢礦晶體為灰白、黃白、淺黃色，少數為淺紅色。呈四方雙錐或板狀，所見最大板狀晶體粒徑在8cm，雙錐型晶體粒徑可達3.5-4cm。

（2）錫石：是礦石中伴生的有用礦物之一，含量較低，通常＜0.5%。其晶體呈它形-半自形粒狀，粒度較細，在0.1～0.6mm±。呈星點狀分布在脈石礦間。

（3）黃鐵礦：暗黃色，粒徑 0.1-1mm，呈它形粒狀、團塊狀、脈狀，局部賦存于少量礦石中。

（4）赤鐵礦：褐紅色，是黃鐵礦氧化形成，呈膠狀或粉末狀，僅在局部礦體中存在。

3.2.2 脈石礦物成份及特征

礦石中的脈石礦物主要為透輝石、符山石、綠簾石、石榴石、硅灰石、次為斜長石、石英、螢石、陽起石、方柱石、透閃石、白云母、黑云母、方解石。礦石中的副礦物常見磷灰石、鋯石、榍石、磁鐵礦、方柱石等。

3.2.3 礦石化學成份特征

（1）礦石常量元素特征

表1 礦石硅酸鹽分析成果表(單位：10－2)Table 1 The result of ore silicate analysis(units:10－2)

1）石榴綠簾石矽卡巖鎢礦石的SiO2含量在45%以下，其中F作為礦化劑元素參與了礦化。

2）矽卡巖型鎢礦石普遍含鈣、鎂成份高，而云英巖、云英巖化花崗巖鎢礦石以Al2O3、Na2O、K2O、P2O5高為特征，說明后者的堿交代作用強，是云英巖化充分作用所致。

3）礦石中硫含量均不高，鎢礦化并不伴生較強的硫化物礦化。

4）礦區含鎢矽卡巖是鈣質矽卡巖，鈣的含量遠較鎂高，說明其原巖建造以鈣質巖石為主，在充分的接觸交代作用后熱液礦化，生成鈣質矽卡巖，并形成白鎢礦的富集，無黑鎢礦伴生，礦石中是貧鐵的。

（2）礦石微量元素特征

通過對L1、L4、L5號礦體礦石作光譜分析及鎢礦選礦精礦分析結果顯示：

礦石中微量及痕量元素Cu、Pb、Zn、Sn、Mo、As、Sb、Bi、Mn、Co、Li、Na、Ta、Be、Au、Ag 的含量均較低，達不到伴生有用組分的要求，也不構成有害組分。礦石及鎢礦砂的P元素含量較高，降低了礦砂的質量。部分礦體礦石中螢石含量高，屬局部富集，一般達不到可綜合利用的指標。

3.3 礦石類型及礦石結構構造

3.3.1 石榴透輝綠簾石矽卡巖型鎢礦石

在幾個尺寸下平均的Top-1和Top-5準確率如圖12所示，實驗結構表明本文提出的可變輸入尺寸模型結構比原始模型結構有平均5%的準確率提升。

該類礦石一般為灰綠色，半自形粒柱狀變晶結構，塊狀或條帶狀構造。

主要礦物為綠簾石、透輝石、石英，次為方解石、螢石等。白鎢礦呈中-細粒稀疏浸染狀賦存于礦石中，當白鎢礦晶體較大時形成富礦。

3.3.2 陽起透輝符山石矽卡巖型鎢礦石

該類礦石一般為灰綠褐色，半自形粒柱狀、纖狀變晶結構，塊狀或條帶狀構造。主要礦物為符山石、透輝石、陽起石、石英、綠簾石、方解石，次為斜長石、硅灰石等。白鎢礦呈中細粒稀疏浸染狀賦存于礦石中。

3.3.3 云英巖、云英巖化花崗巖型鎢礦石

該類礦石為灰白色，風化后常呈褐黃色，半自形粒狀結構或鱗片粒狀變晶結構，片狀或塊狀構造。主要礦物為粒狀石英、白云母、斜長石、黑云母，白鎢礦呈稀疏或稠密浸染狀賦存于礦石中。在巖體內接觸帶沿裂隙產出的云英巖窄脈中有白鎢礦連生的大晶體產出。

3.3.4 石英脈型鎢礦石

該類礦石為灰白色，它形－半自形粒狀結構。主要礦物為石英、白云母及黑云母少量。白鎢礦常呈大晶體稀疏賦存于礦石中。含礦脈體規模一般窄而短。

3.3.5 矽卡巖化大理巖型鎢礦石

該類礦石為灰白-青灰色，半自形粒狀結構，主要礦物為粒狀方解石、透輝石、石英及云母，其它礦物少量。白鎢礦呈浸染狀賦存于礦石中。

3.3.6 矽卡巖化黑云母石英片巖型鎢礦石

該類型礦石為灰白色、黑灰色，半自形鱗片粒狀結構，片狀或條帶狀構造，白鎢礦呈稀疏或稠密浸染狀賦存于礦石中。

4 成礦規律

4.1 成礦期與礦化階段

礦區鎢的礦化作用受巖體與鈣質巖層交代作用及后期熱液礦化作用的控制，成礦具明顯的多階段性(表2)：

表2 忠寶鎢礦礦化階段及礦物生成順序表Table2 Stage of mineralization and mineral formation order table of the Zhongbao Tungsten deposit

4.1.1 干矽卡巖階段

此階段與巖體大規模侵入期同步，形成范圍廣的矽卡巖，其特點是以結晶細小的單一矽卡巖及其組合。主要矽卡巖為透輝石矽卡巖、石榴符山透輝石矽卡巖、硅灰石矽卡巖、符山透輝石矽卡巖，礦物多以不含水的矽卡巖礦物組合為特征，局部地段形成小而貧的浸染狀鎢礦體。

4.1.2 白鎢礦-濕矽卡巖階段

此階段是晚期矽卡巖化階段的產物，分布于熱液聚集有意義的成礦部位，以結晶較粗的含水矽卡巖占主導地位，是第一階段交代作用的繼續，時間空間上具有繼承性特點，主要矽卡巖以透輝符山石矽卡巖、陽起綠簾符山石矽卡巖、石榴綠簾石矽卡巖組合為特點，是礦區的主成礦階段，常形成厚大或迭層產出的稀疏浸染狀、稠密浸染狀礦體。

4.1.3 白鎢礦-云英巖化階段

該階段礦化分布于濕矽卡巖的核心或沿裂隙展布。在巖體內可見形態不規則的云英巖分布，但一般礦化差，只能反映熱液蝕變作用。而在矽卡巖核部或沿后期裂隙中產出的云英巖常伴隨富礦脈的產出，云英巖化階段是礦區繼濕矽卡巖礦化階段的主要迭加礦化階段。常可見發育于接觸帶上含鎢云英巖富脈或在矽卡巖礦體中與前期礦化明顯斜交，乃至反傾向的含白鎢礦云英巖窄脈密集分布，使礦體品位明顯加富。

4.1.4 白鎢礦-石英階段

該階段晚于濕矽卡巖階段，與云英巖化階段同步或稍晚。在巖體內接觸帶裂隙或矽卡巖局部構造部位產出含白鎢礦石英脈，脈體厚數厘米-幾十厘米，長數米-十余米，脈體常與云英巖化條帶共生，其中產有窄富礦脈。

4.1.5 碳酸鹽硫化物階段

在鎢礦化作用晚期中低溫條件下形成的細脈狀、浸染狀金屬硫化物、碳酸鹽脈，該階段一般見弱礦化，可見黑灰色自形晶方解石。

4.2 礦床成因

忠寶鎢礦主要有用礦物白鎢礦與濕矽卡巖和云英巖有關。據查里科夫有關硅酸鹽巖石熔解某些硅酸鹽的形成反應，硅酸鹽分解反應以及形成硅酸鹽的平衡區及實驗資料和數據，確定硅灰石－斜長石－石榴石－透輝石－綠簾石礦物的形成溫度在900－400℃，石英－云母－方解石組合形成溫度在300－400℃。綜合可劃分忠寶鎢礦的成礦溫度在300－500℃之間。形成深度為中等深度（1.5－3km）。

從矽卡巖的組成看，成礦物質主要來源于侵入巖、地層的鈣質片巖、大理巖、石英片巖，成礦物質鎢來源于巖漿期后熱液。

綜合礦床特征，說明該礦床為典型的接觸交代矽卡巖型鎢礦床。是巖漿期后熱液在接觸帶進行交代充填成礦作用的產物。

4.3 礦化規律

4.3.1 礦化產于華力西早期侵入巖體與阿爾彼什麥布拉克下亞組中上巖性段的地層的接觸帶上，內外接觸帶均含礦。外接觸帶以矽卡巖含礦為特征，是主要的礦化巖石；內接觸帶以云英巖化花崗巖含礦為特征，常可形成富礦。矽卡巖呈殘留體產于巖體的頂部或呈條帶狀產于外接觸帶上，決定了鎢礦體多產于上述二部位中。

4.3.2 矽卡巖多產于背斜核部及傾伏端，尤其是背斜局部構造變化圈閉處，熱液活動有利，在這些有利部位常形成簇群叢生礦脈及厚大礦脈。

4.3.3 當巖體與巖層順層侵入加上側向接觸時，常有群生礦脈及富礦脈產出。

4.3.4 鎢礦體產于鈣質巖石發育的阿爾彼什麥布拉克下亞組中上巖性段。地層中的鈣質片巖及大理巖與黑云母石英片巖、石英片巖、角閃片巖呈互層產出，最有利于熱液交代作用的發生。

4.3.5 有意義的礦化產于復雜的矽卡巖中，以多種組合的含水粗粒濕矽卡巖成礦好，單一致密的干矽卡巖含礦性差，一般只是礦化或僅賦存小貧礦體。

4.4 控礦地質因素

4.4.1 礦區含鈣質巖層的阿爾彼什麥布拉克下亞組第二、三巖性段分布區是有利交代礦化作用發生的層位。

4.4.2 侵入巖為正常的鈣堿性酸性巖，巖性為二云母二長花崗巖，晚期呈巖株狀侵入體對成礦有利。

4.4.3 地層與巖體的接觸帶是交代和礦化作用的空間和場所。多階段產生的復式矽卡巖明顯含礦性好。

4.4.4 礦區地層的構造為背斜，形成了相對封閉的構造，是有利的構造條件，局部褶曲或構造形態變化地段是礦脈群聚的最佳空間。

4.4.5 斷裂構造及組合產出的構造裂隙，充填有后期迭加窄脈狀礦化，是形成中富礦的必要條件。

4.5 找礦標志

4.5.1 巖體與地層接觸帶有矽卡巖出露或風化面呈暗褐色堅硬致密的矽卡巖附近易風化，殘坡積物呈渣狀地段常是礦體露頭所在。

4.5.2 夜晚在沖溝中用紫外燈照射，有鎢砂分布，越遠離礦體鎢砂越細，沿水系向上追索，當鎢砂變富變粗則離礦體越近，溯源追蹤既可很快找到礦體露頭，同時可圈出礦體的大致范圍。當在沖溝中見白鎢礦大晶體（大于2-3cm）較多時，即有石英脈或云英巖富礦脈的存在。

4.5.3 石英脈發育地段并有黑色方解石脈時，注意尋找富礦脈帶。

4.5.4 化探 W、Sn、Mo、Bi、F 等元素異常發育，且面積大，異常強度高；濃集中心W＞100×10-6時，預示著有群居的礦脈存在。 鎢礦的主要指示元素為 W、Sn、Bi、F、Mn，Cu、Zn、Mo 為一般指示元素，Ba元素的負異常區與礦化區相對應。

4.5.5 物探重力測量在接觸帶、斷層附近存在有局部高重力異常，應引起重視。礦石及含礦矽卡巖的密度資料統計結果：密度常見值在(3.0－3.2)×103kg/m3，與圍巖有(0.2－0.4)×103kg/m3的密度差，當礦體及矽卡巖有一定的規模時，足以引起幾百微伽的重力異常。

4.5.6 透閃硅灰石矽卡巖致密堅硬，耐風化，明顯形成高坎、褐色條形山地貌，其下部常有礦脈存在，為找礦的地貌標志。

［1］新疆地礦局物化探大隊.新疆托克遜縣忠寶鎢礦區詳查報告.2009.

［2］劉智，等.新疆托克遜縣忠寶鎢礦礦床地質特征及成因探討.資源環境與工程，2009，23（6）：771-778.

［3］薛春紀，等.基礎礦床學.北京：地質出版社，2009.

［4］張良臣，等.中國新疆優勢金屬礦產成礦規律.北京：地質出版社，2006.

［5］趙一鳴，吳良士，等.中國主要金屬礦床成礦規律.北京：地質出版社，2004.