新疆哈密黑焰山鎢礦地質特征及控礦因素分析

呼冬強，王敦科，李永峰，趙新博，林　樂

（1.中國地質大學<武漢>，湖北武漢430074；2.新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊，新疆烏魯木齊830011）

新疆哈密黑焰山鎢礦地質特征及控礦因素分析

呼冬強*1，王敦科2，李永峰2，趙新博2，林樂2

（1.中國地質大學<武漢>，湖北武漢430074；2.新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第一區域地質調查大隊，新疆烏魯木齊830011）

新疆哈密黑焰山鎢礦床位于中天山地塊，沙泉子深大斷裂南側，產于長城系星星峽群與早石炭紀二長花崗巖巖體接觸帶上，為典型的矽卡巖型鎢礦床。鎢礦體受接觸帶、褶皺、斷層控制，呈層狀、似層狀和脈狀，含礦巖石主要為石榴透輝矽卡巖。金屬礦物主要為白鎢礦，脈石礦物主要為方解石、透輝石、石榴子石。區內巖石地球化學特征表明，長城系星星峽群含W較高，可能為黑焰山鎢礦提供了物質來源。礦區內早石炭紀二長花崗巖可能提供了部分物質來源，并為接觸交代提供了必備條件。通過分析該礦床的控礦因素，發現厚大礦體主要產在褶皺疊加侵入接觸面、港灣狀疊加巖枝狀侵入接觸面、NNE向斷層疊加侵入接觸面。

中天山地塊；黑焰山鎢礦；矽卡巖型；地質特征；控礦因素

近幾年先后在中天山地塊，發現和評價了沙東鎢礦和黑焰山鎢礦，并發現了望家山、白石頭、綠洲泉等一批較有遠景的礦產地，其中沙東鎢礦礦床規模已達大型［1］。這在很大程度上改變了對中天山前寒武紀地層內主要形成鐵礦的認識［2］。前人在本區找礦，一直關注受斷裂構造控制的熱液脈型鎢礦，其找礦方向主要圍繞斷裂構造進行。黑焰山鎢礦的發現，使人們對接觸帶構造更加重視，為本區尋找矽卡巖性鎢礦提供方向，并進一步說明中天山成礦帶具有尋找鎢礦床良好的前景。

1　區域地質背景

黑焰山鎢礦位于哈薩克斯坦—準噶爾板塊和塔里木板塊交界部位的那拉提—紅柳河縫合帶（也稱中天山地塊）上，北以阿齊克庫都克—沙泉子深斷裂為界（圖1），南以卡瓦布拉克—紅柳河深大斷裂為界［1］。

區內出露地層主要有元古界長城系星星峽群，為一套淺海—濱海相碎屑巖、火山巖夾碳酸鹽巖，變質程度深淺不均，主要有片麻巖、石英片巖，夾混合巖、大理巖等［2］。區內華力西中期巖漿活動頻繁劇烈，華力西早期次之，以中—酸性侵入巖為主體，多呈巖株狀產出。區內以中深變質作用為主，混合巖化、動力變質作用較強，接觸變質作用次之。近EW向深大斷裂控制著地層、巖漿巖和變質巖的展布。本區屬中天山鐵、銅、鎳、鉛、鋅、金、銀、錳、鎢成礦帶一部分。礦區位于阿拉塔格深大斷裂東南部約10km處，沿斷裂發育大規模石炭紀、泥盆紀中酸性侵入巖，早石炭紀二長花崗巖與長城系星星峽群地層的接觸帶控制鎢礦化體產出。

2　礦區地質特征

2.1礦區地層

礦區內出露的地層主要為元古界長城系星星峽巖群中深變質巖，原巖為一套碳酸鹽夾碎屑巖建造。該套地層走向近東西，向南傾，傾角50°～70°。巖性主要為方解石大理巖、白云石大理巖、變質砂巖、云母石英片巖，其中大理巖為主要的賦礦巖性，主要分布在礦區北部的石炭紀二長花崗巖南側。見圖2。

2.2礦區構造

礦區構造包括斷層、褶皺及接觸帶構造，其中褶皺作用控制了后期花崗巖脈的空間分布形態。斷層、褶皺及侵入接觸面三者共同制約著礦（化）體的發育與分布。賦存于花崗巖內的礦（化）體走向80°～90°，其產狀明顯受與其同時空分布的斷層控制；賦存于接觸界面上盤的矽卡巖中的礦（化）體總體走向80°～90°，局部60°～80°；本礦區礦體厚大部位多產于褶皺的核部。從礦體與構造的產出關系可以看出，礦區斷層、褶皺及接觸帶構造對礦（化）體的形成和分布都有明顯的控制作用。

圖1　新疆哈密黑焰山一帶區域地質簡圖

圖2　新疆哈密黑焰山鎢礦床地質簡圖

2.3礦區巖漿巖

礦區侵入巖以石炭紀二長花崗巖為主，此外還發育有少量閃長巖脈、細晶花崗巖巖脈和黑云母二長花崗巖等，其中二長花崗巖巖體本身鎢礦化明顯，與成礦作用關系密切。二長花崗巖呈巖基狀分布于礦區北部，侵入于長城系星星峽巖群中，接觸帶走向近東西向，侵入界線曲折彎曲。二長花崗巖巖體中可見地層殘留體，地層殘留體內發育有白鎢礦化。

2.4礦區物化探異常

（1）物探異常。礦區內開展了1∶1萬重力剖面測量，從等值線平面圖上看，布格重力異常總體呈西高東低，南高北低的趨勢分布，異常值由西南部的9.88mGal向東北減至-2.167mGal。礦區內重力梯級帶分布明顯，局部布格重力異常多發育在重力梯級帶內，多呈點狀或串珠狀分布。

在地層和巖體接觸帶上發育一條明顯的重力梯級帶，該帶等值線明顯隨著巖體的形態變化而發生扭曲，推斷該梯級帶主要反映的是巖體和地層的接觸帶。

（2）化探異常。礦區位于哈密戈壁荒漠區，基巖裸露，利于開展巖石地球化學測量。2012年礦區內開展了1∶2萬巖屑測量工作，圈出了多個鎢異常，異常具有規模大，濃度高，多具三級濃集分帶等特點，且異常峰值高，分別為1121×10-6、695×10-6、572×10-6、533×10-6、401×10-6。經異常查證，在地表追索出多條礦（化）體，后經探槽工程控制，發現鎢異常與地表鎢礦（化）體緊密套合。

3　礦床地質特征

3.1礦體特征

礦區內石炭紀二長花崗巖與長城系星星峽群地層接觸帶形成了一個長約6km，寬約300m矽卡巖帶，礦體主要賦存在內外接觸帶的矽卡巖和內接觸帶巖體裂隙中，前者呈似層狀，走向和傾向延伸較穩定，后者多呈脈狀，深部逐漸尖滅。根據礦體分布的集中程度，將礦化帶分為東西2個礦段。

礦區內共圈出25條鎢工業礦體，呈層狀、似層狀和脈狀，礦體長50～1200m不等，厚1～20m之間，品位0.12%～1.01%不等。其中ⅩⅧ、ⅩⅩ、ⅩⅣ號規模較大。

ⅩⅧ、ⅩⅣ礦體位于礦區西段，賦存于外接觸帶矽卡巖，呈層狀。ⅩⅧ礦體長1186m，平均視厚均為4.61m，鉆孔控制最大斜深50m，平均品位0.524%，礦體沿港灣狀接觸面分布，走向隨接觸面走向變化，產狀120°～170°∠50°～90°。ⅩⅣ礦體長1194m，平均真厚度1.09m，平均品位0.411%，產狀350°～14°∠40°～65°，最大控制斜深100m。

ⅩⅩ號礦體位于礦區東段，呈層狀，走向北西向，長289m，平均真厚度7.24m，平均品位0.31%，最大控制斜深254m，總體產狀135°∠50°～70°。

3.2礦石特征

礦石礦物主要為白鎢礦，少量磁鐵礦、輝鉬礦，脈石礦物主要為方解石、透輝石、白云石、透閃石、石榴子石等。白鎢礦粒度0.2～3.0mm，呈小團塊狀、散點狀、浸染狀分布，部分沿構造面理、裂痕聚集，形成條帶狀、細脈狀富礦石。礦石構造主要為條帶狀、稀疏浸染狀、細脈浸染狀等構造。礦石結構主要為半自形—他形粒狀結構。

3.3圍巖蝕變

礦區圍巖蝕變主要有石榴子石化、透輝石化、硅化、黑云母化、綠簾石化、綠泥石化、黃鐵礦化、透閃石化、陽起石化和大理巖化等。圍巖蝕變還具有明顯的分帶性，從巖體到圍巖依次為：細中粒二長花崗巖→黑云母化二長花崗巖→石榴子石矽卡巖帶→透輝石矽卡巖帶→大理巖帶。其中，石榴子石矽卡巖帶以發育大量的石榴子石為特征，其次還有少量的透輝石，礦體主要產于該帶內；透輝石矽卡巖帶主要為透輝石化大理巖，透輝石含量明顯高于石榴子石，其粒度一般較小，其含量離巖體近側較高；大理巖帶內可見星點狀黃鐵礦化。從矽卡巖的分布規律來看，近巖體矽卡巖礦物主要以透輝石和石榴子石為主，而遠離巖體則主要以透閃石、陽起石、綠泥石為主，即近巖體以高溫無水矽卡巖礦物為主，而遠離巖體則以低溫含水矽卡巖礦物為主，此分帶特征與我國一些重要的矽卡巖多金屬礦床的交代分帶特征一致［3］，表明本礦床為典型的擴散雙交代矽卡巖礦床。矽卡巖化蝕變帶寬度最大可達300m，礦體一般賦存于矽卡巖近巖體部分，且矽卡巖化作用越強，礦化作用越強。

3.4礦床成因分析

黑焰山鎢礦床為典型的矽卡巖型白鎢礦床，礦體主要賦存于石炭紀二長花崗巖和長城系星星峽群地層接觸帶的矽卡巖中，具典型矽卡巖型白鎢礦化的圍巖蝕變分帶，星星峽群地層為W的高背景層，石炭紀二長花崗巖后期侵入地層并伴隨強烈的熱液活動，在接觸帶發生雙交代作用，使地層中的W元素進一步富集，形成白鎢礦體。在褶皺疊加侵入接觸面、港灣狀疊加巖枝狀侵入接觸面、NNE向斷層疊加侵入接觸面等有利的構造位置形成厚大礦體。

4　控礦因素分析

4.1地層控礦

長城系星星峽群是主要的賦礦地層，礦體的產出位置受地層巖性控制，礦區內二長花崗巖巖體南側接觸帶巖性為碳酸鹽，矽卡巖化強烈，為礦體的主要產出位置；巖體北側接觸帶巖性為碎屑巖，礦化一般不發育。

根據區域1∶25萬和1∶5萬化探資料統計，W元素在長城系星星峽群中表現為明顯的高背景值，富集系數（K）為1.77，按1.5＜K≤2.5可劃分為富集元素，變異系數（CV）為0.68，按CV＜0.9可劃分為均勻元素，長城系星星峽群W元素表現為均勻的富集元素。近幾年先后在長城系星星峽群中發現沙東大型鎢礦及遠景可觀的望家山鎢礦、白石頭鎢礦和綠洲泉鎢礦等礦點，表明長城系星星峽群可能為區域上鎢礦的礦源層，為礦區內礦床的形成提供了成礦物質。見表1。

4.2構造控礦

表1　調查區W元素分布特征

圖3　41、49號勘探線聯合剖面示意圖

圖4　褶皺疊加接觸帶控礦

圖5　港灣狀疊加巖枝狀侵入接觸面控礦

圖6　NNE向斷層疊加侵入接觸面控礦

礦區二長花崗巖體與長城系星星峽群的接觸帶為礦區主要的控礦構造，其控制著矽卡巖帶的產出位置、規模和類型等，并制約了鎢礦體的產出位置。礦區內礦體多具數量多、規模小、礦體薄、深部延伸小等特點，尋找深部厚大礦體為礦區重要目標。結合后期工程施工情況，從厚大礦體產出規律來看，褶皺疊加侵入接觸面、港灣狀疊加巖枝狀侵入接觸面、NNE向斷層疊加侵入接觸面共同控制了礦區內厚大礦體的產出。

（1）褶皺疊加侵入接觸面控礦。根據礦區內16號勘探線工程施工結果發現（圖4），ⅩⅢ、ⅩⅣ礦體產于褶皺核部與接觸帶疊加部位。褶皺核部與接觸面疊加提供開放空間和凹型的接觸面，更有利于雙接觸交代作用的進行，褶皺核部的開放空間提供容礦構造，形成了厚大礦體。

（2）港灣狀疊加巖枝狀侵入接觸面控礦。根據礦區42號勘探線剖面（圖5），ⅩⅩ號礦體產于港灣狀疊加巖枝狀侵入接觸面位置，港灣和巖枝狀接觸面增加了地層和巖體的接觸面積，更有利于雙接觸交代作用，矽卡巖化強烈，凹型面提供了容礦空間，從而形成了厚大礦體。

（3）NNE向斷層疊加侵入接觸面控礦。根據礦區32號勘探線剖面，NNE向F1斷層控制ⅩⅣ號礦體的產出（圖6）。剖面深部巖體與地層的接觸面形成了薄層的矽卡巖，但未見礦體。F1斷層為雙接觸交代作用提供了更多的熱液來源，在和接觸面疊加部位發生強烈的矽卡巖化，形成了厚大的鎢礦體。

4.3巖漿巖控礦

礦區內出露的早石炭紀中酸性侵入巖侵入星星峽群地層并伴隨熱液活動，提供了豐富的熱液來源，熱液中富含硫、砷、硼等揮發性組份，為接觸帶發生雙交代作用提供了必備條件，使星星峽群地層W元素進一步加富。

5　找礦標志

①地表殘坡積白鎢礦為最直接的找礦標志；②透輝石石榴石矽卡巖為直接找礦標志，礦體主要賦存于此類矽卡巖；③1∶2萬巖屑化探異常是重要的間接找礦標志，指示礦體的位置及規模；④1∶1萬重力異常是深部尋找隱伏礦體的重要標志；⑤接觸帶的曲折凹形面為重要的地形標志。

6　結論

（1）黑焰山鎢礦床為典型的矽卡巖礦床，礦區內地層巖性、褶皺、接觸面形態、NNE向斷層、石炭紀二長花崗巖共同控制白鎢礦體的產出位置和規模。礦區內厚大礦體主要產在褶皺疊加侵入接觸面、港灣狀疊加巖枝狀侵入接觸面、NNE向斷層疊加侵入接觸面。

（2）黑焰山鎢礦位于中天山成礦帶，在該成礦帶近幾年相繼發現大型沙東鎢礦和望家山、白石頭、綠洲泉等一批較有遠景的礦產地，黑焰山鎢礦的發現補充了中天山成礦帶鎢礦成礦類型，進一步說明了中天山成礦帶具有尋找大型鎢礦的良好前景，并為該地區尋找矽卡巖型鎢礦床指明了方向。

［1］姜曉，等.哈密沙東大型鎢礦床地質特征及成因探討［J］.新疆地質，2012（1）：31-35.

［2］肖慶華，等.東疆中天山紅星山鉛鋅（銀）礦床地質特征及區域成礦作用對比［J］.礦床地質，2009（2）：120-132.

［3］鐘江臨，李楚平.湖南香花嶺矽卡巖型錫礦床地質特征及控礦因素分析［J］.礦產與地質，2006（2）：147-151.

P61

A

1004-5716（2016）05-0170-05

2015-04-20

2015-05-01

呼冬強（1988-），男（漢族），新疆伊犁人，中國地質大學（武漢）資源學院在讀碩士研究生，研究方向：成礦規律與成礦預測。