新疆托克遜縣忠寶鎢礦忠寶巖體巖石化學特征

景寶盛，嚴隋強，劉松明

(1．新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局物化探大隊，新疆昌吉 831100;2．安徽省池州泰達冶金有限公司，安徽池州 247100)

0 引言

忠寶鎢礦床地處新疆托克遜縣境內，據托克遜縣城東約70余千米，礦床產于塔里木板塊與準噶爾板塊縫合帶南側，大地構造位置處于薩阿爾明—庫米什晚古生代溝弧帶內(圖1)。礦體多產于華力西期酸性侵入巖(忠寶巖體)與以鈣質碳酸鹽巖為主的下泥盆統阿爾彼什麥布拉克組下亞組地層(D1a)的接觸帶上，屬矽卡巖型鎢礦床，多項資料表明忠寶鎢礦的形成與忠寶巖體關系密切［1，2］①新疆地礦局物化探大隊，新疆托克遜縣忠寶鎢礦普—詳查報告，2006。，本文通過對忠寶巖體巖石地球化學特征的分析，揭示出忠寶巖體的成因及其構造環境，對進一步研究其成礦機理具有一定的指導意義。

圖1 忠寶一帶區域地質構造略圖Fig．1 Sketch map of regional geology in Zhongbao area1．喜瑪拉雅期構造層;2．華力西期構造層;3．加里東期構造層;4．元古代構造層;5．花崗巖;6．區域主干斷裂;7．背斜構造;8．向斜構造;9．哈爾克—巴侖臺古生代溝弧帶;10．薩阿爾明—庫米什古生代溝弧帶。

1 忠寶鎢礦成礦地質背景

忠寶鎢礦位于古亞洲成礦域——塔里木成礦省—塔里木板塊北緣(復合溝弧帶)Fe—Ti—Mn—Cu—Ni—Mo—Pb—Zn—Sn—Au—Sb—RM—REE—白云母—菱鎂礦—鋁土礦—石墨—硅灰石—紅柱石—白云母—石油—天然氣—煤—鹽類—玉石成礦帶—艾爾賓山(殘余海盆)Fe—Mn—Cu—Au—W—Pb—Zn—菱鎂礦—石墨—硅灰石—紅柱石礦帶中［3］。主要出露地層有元古界中天山群星星峽組、志留系阿哈布拉克群、下泥盆統阿爾皮什麥布拉克組(為賦礦地層)、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、侏羅系三工河組、第四系等。侵入巖主要為華力西期，其次為加里東期。加里東期侵入巖分布于哈爾克—巴侖臺古生代溝弧帶內(圖1，Ⅲ1－8)，巖性主要為片麻狀變質閃長巖、片麻狀花崗巖、似文象片麻狀花崗巖等;華力西期侵入巖主要發育于薩阿爾明—庫米什古生代溝弧帶內(圖1，Ⅲ1－9)，在哈爾克—巴侖臺古生代溝弧帶內亦較發育，巖性從超基性—基性—中性—酸性侵入巖均有產出，其中酸性侵入巖與忠寶鎢礦成礦關系密切。礦產以鐵、錳、銅、鉛、鋅、金、鎢、錫礦為主，并有鈾、硫鐵礦、菱鎂礦、紅柱石、石棉、滑石等，是新疆鐵礦和金礦、紅柱石、菱鎂礦重要礦帶。該區鎢錫鉬礦主要以矽卡巖型和花崗巖型為主［3，4］，忠寶鎢礦便是其中矽卡巖型鎢礦的典型代表。

2 忠寶鎢礦區地質概述

鎢礦床賦礦地層為下泥盆統阿爾皮什麥布拉克組下亞組(D1a)，為一套碎屑巖—碳酸鹽巖建造。其下部為黑云母石英片巖、二云母長石片巖、十字石蘭晶石片巖、石榴石英巖、磁鐵石英巖、大理巖、鈣質片巖、條帶狀大理巖;中部為白色大理巖、鈣質片巖、黑云母石英片巖、石英片巖、角閃片巖，主要含礦矽卡巖即分布于此段地層中;上部為石英片巖、鈣質片巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖、綠泥石石英片巖夾透鏡狀大理巖和霏細斑巖條帶。礦床產于庫米什—彩華溝背斜東段的傾伏端，背斜軸向NWW—SEE向，兩翼巖層傾角30°～60°之間，由于構造及巖體侵入作用的影響，小褶曲發育，形成局部構造圈閉環境，此部位的矽卡巖及鎢的礦化最為發育。礦區內斷裂構造以北東向為主，北西向和近南北向次之。北東向斷裂近于平行產出，多為剪切走滑斷層，該組斷裂和背斜構造控制著忠寶巖體的邊界及其巖漿活動(圖2)，同時也為鎢礦(化)體的形成提供了含礦熱液運移通道和儲礦空間，并控制著鎢礦體的分布范圍。

圖2 忠寶鎢礦區地質簡圖Fig．2 Generalized geologic map of Zhongbao tungsten ore district1．黑云母石英片巖夾大理巖透鏡體;2．石英片巖、鈣質片巖、黑云母石英片巖、二云母石英片巖;3．黑云母石英片巖夾石英片巖、鈣質片巖、角閃片巖;4．二云母長石片巖、石榴石石英巖、磁鐵石英巖、大理巖夾十字蘭晶白云母片巖;5．灰白色中粒鉀長花崗巖(ξγ4 1－b);6．斷層;7．矽卡巖體;8．鈣質片巖、石英片巖;9．黑云母石英片巖夾大理巖條帶和角閃片巖;10．大理巖、角閃片巖、黑云母石英片巖、鈣質片巖夾黑云母長石片巖;11．紅色正長巖(ξ4 3);12．肉紅色細中粒二云母二長花崗巖(ηγ4 1－a);13．地質界線及巖相界線;14．鎢礦體。

3 忠寶巖體巖相學特征

忠寶巖體侵位于泥盆系下統阿爾皮什麥布拉克下亞組地層(D1a)中，其平面呈馬蹄形(圖2)，面積約16．15 km2，呈巖株狀產出，根據巖石的顏色、組構和成分特征，分為灰白色鉀長花崗巖(ηγ41－b)、肉紅色二云母二長花崗巖()、肉紅色正長巖()等(圖2)。

肉紅色二云母二長花崗巖呈環狀分布于灰白色二云母二長花崗巖之頂部和外圍，巖石多為肉紅色，以中粒半自形粒狀結構為主，部分為中細粒、局部為中粗粒和細粒，塊狀構造。主要成分:斜長石(35% ～40%)呈板條狀，粒徑在0．2～3 mm，多有輕微絹云母化和泥化，屬更鈉長石;微斜長石(20% ～25%)，他形、不規則狀，具明顯格子雙晶，經常包裹斜長石、石英，粒徑0．15～3 mm;石英(30%)，他形粒狀，粒徑在 0．1 ～2．5 mm多為填隙狀分布;黑云母(1% ～10%)，片狀，粒徑在1 mm以下，少部分被綠泥石替代，含量很不均勻，多呈團斑狀、窩狀密集分布;白云母(＜10%)，片狀，粒徑大小變化大，0．1～2 mm，少量在5mm左右。在接觸帶巖體內的裂隙中，巖石多有云英巖化。巖石中副礦物及次要礦物有磷灰石、白鈦石、鋯石、金紅石、黃鐵礦、榍石、石榴石、綠簾石等。巖體與灰白色鉀長花崗巖呈漸變涌動式接觸，與泥盆系地層呈侵入接觸，在二長花崗巖中普遍見有石榴子石，含量最高在5%左右，一般為少量或1%左右。

灰白色中粒鉀長花崗巖為礦區內早期侵入巖體，分布于礦區中西部，忠寶巖體的西半部，其形態為舌狀。巖石呈灰白色，中粒半自形粒狀結構，塊狀構造。主要成分:微斜長石(25% ～30%)，呈板條狀，粒徑多在0．15～3 mm之間，具環帶狀構造，內環多被絹云母、石英所替代;鉀長石(10%)，呈他形不規則狀，粒徑在0．15～3．5 mm;黑云母、白云母均呈鱗片狀，含量基本都在5% ～10%左右，粒徑在0．15～3 mm，黑云母少數被綠泥石化。副礦物有鋯石、磷灰石、榍石、褐鐵礦、綠簾石等。

正長巖主要分布在礦區西部斷層附近，位于巖體之西部邊緣，呈條帶狀或巖枝狀產出，與前兩種花崗巖呈躍動式侵入接觸。巖石呈紅色、中粒半自形粒狀結構，塊狀構造，礦物成分由斜長石(15% ～20%)、正長石(30% ～35%)、條紋長石(10% ±)、石英(30% ～35%)、黑云母(5%)、白云母(1% ～5%)等組成，副礦物有磷灰石、鋯石、白鈦石等。

4 忠寶巖體的巖石化學特征

通過對忠寶巖體不同巖石類型分別取巖石樣品，并進行 SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、S、CO2、FeO、Fe2O3、燒失量等十四項主量元素進行測試分析(分析結果見表1)，且各樣品分析總量誤差＜1%。

表1 忠寶巖體巖石化學樣品分析結果統計表(wt/%)Table 1 Statistics of analysis results of chemical samples of Zhongbao rock

表2 忠寶巖體巖石化學特征值統計表Table 2 Statistics of chemical eigenvalue of Zhongbao rock

圖3 忠寶巖體主要氧化物含量變化曲線圖(A)和A/NK-A/CNK圖解(B)Fig．3 Content change curve of main oxide of Zhongbao rock and A/NK-A/CNK diagram

據表1中所列各項參數進行里特曼指數、改良硅堿指數KA2、多陽離子參數R1、多陽離子參數R2、鋁飽和系數A/NKC等各項巖石化學參數的計算和統計，并將計算結果分列于表2。

從表1中可以看出忠寶巖體各樣品中SiO2含量在65．22% ～73．95%之間，除 GS—1 號樣品為 65．22% ＜66%顯示為中酸性巖外，其余樣品 SiO2平均含量73．32%，均 ＞70%，CIPW 石英含量除 GS—1 為6．14%外，其余均在30．49% ～35．8%之間，顯示出忠寶巖體為酸性巖，且各樣品中 SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5等氧化物含量變化具有較好的相關性(圖3-A)，表明所有樣品分別代表的巖體具有同源性［5］。

圖4 忠寶巖體R1-R2巖石分類圖(A)和構造圖解(B)Fig．4 Rock classification and structural diagram of R1-R2 Zhongbao rock(分別據 R．A．Batchlor＆ P．Bowden 1985 和 Petcher 1979，Harris 1983)(A)巖石分類名稱:1．堿性輝長巖;2．橄欖輝長巖;3．輝長蘇長巖;4．正長輝長巖;5．二長輝長巖;6．輝長巖;7．石英閃長巖;8．二長巖;9．二長閃長巖;10．閃長巖;11．霞石正長巖;12．正長巖;13．石英正長巖;14．石英二長巖;15．英云閃長巖;16．堿性花崗巖;17．正長花崗巖;18．二長花崗巖;19．花崗閃長巖;20．霞輝二長巖;21．橄欖巖;22．霞霓巖;23．企獵巖;24．霓霞巖;25．厄塞巖;26．霞石正長巖;(B)構造環境名稱:Ⅰ．地幔斜長(拉斑玄武質)—幔源花崗巖;Ⅱ．板塊碰撞前消減地區花崗巖;Ⅲ．板塊碰撞后隆起期花崗巖;Ⅳ．晚造山期花崗巖;Ⅴ．造山后A型花崗巖;Ⅵ．同碰撞期地殼熔融花崗巖。

分析數據顯示該巖體具有較高的Na、K含量，Na2O+K2O總量在7．98% ～11．2%之間，里特曼指數σ［ω(Na2O+K2O)2/ω(SiO2)－43］除 GS—1樣品 ＞3．3顯示為堿性巖外，其余均＜3．3，屬于鈣堿性系列。表中各樣品Al2O3在14．30% ～17．51%之間，CIPW剛玉1．71% ～3．12%(不含 GS—1)，平均2．25%(＞1)，鋁飽和系數 A/CNK 在 1．11 ～1．22(＞1．05)，表現為過鋁性質(圖 3-B)。在忠寶巖體中 ω(K2O)/ω(Na2O)除 GS—1、GS—5＜1外，其他樣品 ω(K2O)/ω(Na2O)＞1，顯示為 S型花崗巖特征［6］。

根據多陽離子參數R1［4Si－11(Na+K)－2(Fe+Ti)］和 R2［6Ca+2Mg+Al］作巖石分類(圖 4-A)和構造環境圖(圖4-B)，忠寶巖體的主要巖性應為正長花崗巖和二長花崗巖;在構造環境圖中除GS—1落于Ⅴ區和Ⅳ區的交界處外，其余樣品均落在皮切爾(1979)的Ⅵ區及其邊緣;在SiO2—KA2圖上(圖5-A)，2～6號樣均投影于勒梅特世界平均花崗巖演化線前端上方，超出匯聚造山花崗巖范圍;在Maniar＆Picoli(1989)的判別圖上(圖5-B)，所有樣品均投影于后造山花崗巖區與造山花崗巖區交界線的后造山區一側，基本為后造山花崗巖類，該花崗巖應屬殼源重熔“S”型陸緣弧花崗巖。

圖5 忠寶巖體SiO2—KA2(A)和SiO2-Al2O3構造環境判別圖(B)Fig．5 Discrimination diagram of SiO2-KA2(A)and SiO2-Al2 O3 in tectonic environment of Zhongbao rock

5 結論

通過對忠寶巖體巖石化學特征的分析研究:

(1)在酸性程度上該巖體既有中酸性的，也有酸性的，但以酸性巖為主，結合礦化體的分布范圍不難看出與成礦關系最為密切的是二長花崗巖;

(2)忠寶巖體為過鋁質、堿性系列和鈣堿性系列花崗巖，但以鈣堿性系列為主，與成礦關系密切的應以過鋁質、鈣堿性系列花崗巖為主;

(3)忠寶巖體為后造山花崗巖類，具“S”型花崗巖的特征。

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

［2］ 李愛民，嚴隋強，路楓．新疆托克遜縣忠寶鎢礦地質特征［J］.西部探礦工程，2011，23(11):170 －172．

［3］ 董蓮慧，馮京，劉德權，等.新疆成礦單元劃分方案研究［J］．新疆地質，2010，28(1):1 －15．

［4］ 袁建江，楊曉峰，張紅軍，等.新疆托克遜縣忠寶鎢礦床地質特征及找礦規律［J］．科技視界，2011，22(1):143 －148．

［5］ HughR．Rollison.巖石地球化學［M］．楊學明，楊曉勇，陳雙喜，譯．合肥:中國科學技術大學出版社，2000．

［6］ 路鳳香，桑隆康，等.巖石學［M］.北京:地質出版社，2002．