黃超勇，郎巖峰，董理踐，付治國

(河南省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質勘查院，河南許昌461000)

東天山東戈壁特大型鉬礦床是我國西北6省、自治區(qū)建國以來第1次發(fā)現(xiàn)并查明的超大型鉬礦床。其成因類型為斑巖型鉬礦。該礦床的發(fā)現(xiàn)，揭示了天山造山帶的大地構造背景成鉬的客觀存在?？偨Y該礦床的成礦地質特征，對于下一步尋找同類型的礦產(chǎn)資源具有重大的現(xiàn)實意義。

1 成礦地質背景

礦區(qū)位于新疆維吾爾自治區(qū)東部(哈密地區(qū)南)，天山東段南麓。塔里木板塊北緣，康古爾塔格深大斷裂與雅滿蘇深大斷裂形成的斷塊上(圖1)。地層分區(qū)屬于天山－陰山區(qū)(Ⅰ1)覺羅塔格小區(qū)()。

1.1 石炭系(C)

為區(qū)內分布的最主要地層，從老到新分別為下統(tǒng)干墩組、雅滿蘇組、小熱泉子組和上統(tǒng)底坎爾組。其次為二疊系下統(tǒng)紅柳河組以及新生界。具體的地層分布見表1。

1.2 構造

主要表現(xiàn)為走向北東或近東西的斷裂帶、復式褶皺、斷塊等組成，以褶皺為主，斷裂次之。華力期構造旋迴期，中酸性－酸性巖漿活動頻繁，破壞了褶 皺、斷裂構造的完整性。

圖1 東天山大地構造略圖

表1 區(qū)域地層劃分表

1.2.1 褶皺

主要反映為東戈壁復向斜，長約14 km，寬約5～10 km，南為雅滿蘇大斷裂所切割，軸向80，西端翹起，向東傾伏。該復向斜由4個次級背斜及4個次級向斜組成。復向斜兩翼巖層產(chǎn)狀均較陡，傾角一般在60°～80°左右。東戈壁鉬礦床產(chǎn)于該復向斜內。

1.2.2 斷裂

區(qū)內斷裂較發(fā)育，主要有北東向、近東西向及北西向3組，以近東西向和北東向斷裂規(guī)模最大，對構造的控制作用較強。仍然以雅滿蘇大斷裂為主要構造，其走向75°～95°，西段北傾，中段南傾 155°∠69°，東段又向北傾10°∠55°。次要構造為庫木塔格沙壟以東，由3條弧形斷裂及斷塊組成。

1.2.3 巖漿巖

區(qū)內巖漿巖較發(fā)育，以花崗巖類為主，閃長巖類次之。侵入活動以華力西晚期的中酸性侵入巖為主，以侵入于石炭系地層為主(成礦地層)，侵入的最新地層為二疊系。

呈橢圓狀小巖基侵入于石炭系干墩組中，一般為中－粗粒結構，少數(shù)為似斑狀及斑狀結構，以塊狀構造為主，局部片麻狀構造。

1.3 區(qū)域地球物理、地球化學特征

1.3.1 區(qū)域地球物理特征

礦區(qū)位于1∶400萬重力異常東西向的梯級帶上。而在航磁異常圖上位于東西向負異常南部。其對應于康古爾塔格斷裂和雅滿蘇斷裂所控制的區(qū)域。

1.3.2 區(qū)域地球化學特征

⑴元素區(qū)域背景特征

據(jù)1∶20萬圖茲雷克幅化探資料，區(qū)域巖石中元素濃度克拉克值大于1的元素有：Fe(3.85)、As (2.34)、Sb(2.18)、Ag(1.45)、Ba(1.25)、Li(1.13)、B(1.09)。

⑵元素在空間上的變化趨勢

元素的變化趨勢嚴格受區(qū)域深大斷裂、侵入體和地層的展布控制，內生成礦元素組成的異常沿深大斷裂帶呈帶狀分布，W、Sn、Bi、Mo異常均見于侵入體的外接觸帶，且大致平行巖體分布。

⑶1∶20萬化探異常

HS－4綜合異常，是一個以Mo、Bi、W為主體的高溫元素異常，元素組合為Bi、W、Mo、B、F、Li、Sb、Zn等。由內向外Mo－Bi－W－B－F有清楚的組份分帶。其中Bi、W、Mo、B元素有清楚的濃集中心(圖2)。

圖2 H5－4異常剖析示意圖

2 礦區(qū)地質

2.1 地層

礦區(qū)僅出露石炭系下統(tǒng)干墩組下段(C1gd1)，該組地層是本礦床的主要賦礦地層。巖性為一套陸源碎屑巖－火山巖夾火山碎屑巖組合，以陸源碎屑巖為主，火山巖呈夾層狀產(chǎn)于其中。主要有變質砂巖、變質砂質泥巖、變質泥質砂巖、變質泥巖、硅質巖等。

2.2 構造

2.2.1 宏觀構造

礦區(qū)大地構造位置位于塔里木板塊北緣康古爾塔格與雅滿蘇兩條深大斷裂之間。據(jù)物理資料顯示，康古爾塔格斷裂切割深度達50 km以上，且有多次開合的構造演化歷史，多期次構造運動的疊加不僅產(chǎn)生復雜的構造裂隙系統(tǒng)利于礦液運移和礦質沉淀充填，而且多期次的巖漿侵入也為成礦熱液的運動擴散提供了熱動力。

2.2.2 微觀構造

(1)斷裂

礦區(qū)內斷裂構造主要發(fā)育在東礦段范圍內，西礦段較少。斷裂構造按走向可分為北東、北西和近東西向3組，其中以近東西向斷裂最發(fā)育。經(jīng)探明，區(qū)內較大的斷裂均為成礦前斷裂，對礦床的完整性不產(chǎn)生影響。

(2)褶皺

礦區(qū)內褶皺構造較發(fā)育，屬于區(qū)域上東戈壁復向斜的一部分，主要為軸向近東西的向斜及背斜。向斜一般呈北東70°方向展布于礦區(qū)中北部，區(qū)內長3.6 km，寬約1.0 km，向南西方向延出礦區(qū)。組成向斜的地層為干墩組下段，巖性為變質砂巖、砂質泥巖、變安山巖等，軸向傾向不明顯，近于直立，兩翼地層傾角均為67°左右；向斜之間為背斜，軸向與向斜一致，顯示區(qū)域一組應力作用的產(chǎn)物。軸面及兩翼傾角與向斜基本協(xié)調一致。

(3)裂隙

礦區(qū)內發(fā)育有劈理、微裂隙、張裂隙等多種裂隙，這些規(guī)模不等、方向各異的裂隙即是成礦熱液活動、運移的通道，也是成礦物質沉淀的場所，是礦床形成時成礦巖漿上拱受力形成的大規(guī)模微裂隙系統(tǒng)。這些微裂隙系統(tǒng)的發(fā)育程度決定了礦床的規(guī)模和品位。

2.3 巖漿巖

區(qū)內侵入巖主要為華力西晚期第2次侵入的淺肉紅色斑狀花崗巖、產(chǎn)狀為微型巖株。巖體為全隱伏，地表未見出露，在10余個鉆孔中底部均予揭露。埋深最淺135.15 m。

2.3.1 巖石學特征

巖石具斑狀結構或似斑狀結構、巨斑狀結構，邊部具冷凝邊結構，塊狀構造。為復式巖體、鉀長石卡式雙晶常見；斜長石聚片雙晶、卡鈉雙晶十分發(fā)育，斜長石牌號A=25，以更長石為主。

2.3.2 巖石化學特征

巖體巖石化學成分見表2。

表2 東戈壁礦區(qū)斑狀花崗巖化學成分表

從表2可以看出：

①礦區(qū)花崗巖SiO2含量平均74.42%，為強酸性花崗巖類，與中國絕大多數(shù)高品級鉬礦床或礦田巖石比較更高，符合成大礦的巖體酸度要求。

②堿度：樣品K2O/Na2O=1.71，K2O+Na2O為7.54%。顯示出高鉀、高堿特點。另外，計算其里特曼指數(shù)δ=1.8(δ=(K2O+Na2O)2/SiO2－43)，屬鈣堿性系列巖石。

③CaO多為1.11左右，MgO平均值為0.35，兩者顯示極低值特征，較之我國以鉬為主的花崗巖系列巖石CaO、MgO值更低。

2.3.3 稀土元素特征

斑狀花崗巖稀土元素總量∑REE為(117～151)×10－6，平均132×10－6；LR為(77～112)× 10－6，平均91×10－6；HE為(44～39)×10－6，平均41×10－6；LR/HR比值為1.9～2.9，平均2.2，輕稀土略顯富集；δEu為0.289，為強負銪異常(銪強虧損)；稀土配分曲線為右傾、具“V”形谷型(見圖4)，顯示殼源型(經(jīng)風化的沉積巖熔融形成的)花崗巖的特點，屬S型花崗巖。

圖3 東戈壁礦區(qū)花崗巖稀土配分型式

2.4 與礦化有關的蝕變

2.4.1 硅化

硅化的主要表現(xiàn)形式之一是呈規(guī)模不等的脈體產(chǎn)出，無礦化的石英脈為純白色；成礦階段的石英脈一般寬2～5 mm(圖3)，內含黃鐵礦，輝鉬礦主要沿脈體邊部呈星散小顆粒狀分布，稱為細脈(內)浸染狀脈體。石英脈是輝鉬礦賦存的最主要載體。

2.4.2 鉀化

主要形成含鉀長石的脈體，有石英－鉀長石脈、鉀長石－石英脈，此兩類脈體與輝鉬礦化關系密切。但較之石英細脈的礦化而言比率明顯偏低，僅有30%～35%的脈體明顯礦化。一般地，鉀長石脈的賦存空間大多在斑狀花崗巖(成礦母巖)頂面以上0～60 m圍巖范圍內，明顯屬于母巖的派生產(chǎn)物。但是，鉀化整體與礦化的密切程度較之硅化為低。

圖4 東戈壁鉬礦區(qū)構造綱要圖

2.4.3 碳酸鹽化

①成礦階段的碳酸鹽化脈體不純，而且其中的礦化類型多且復雜，有鉬、銅、鉛鋅等多金屬礦化。脈體類型組合有方解石－石英脈、石膏－方解石石英脈、方解石－鉀長石石英脈等，而且顏色多雜亂，多為灰、雜灰色。含鉀長石者為肉紅色，不是主要的蝕變類型。

2.4.4 螢石化

礦區(qū)內螢石化較常見，但未見有單獨的純螢石構成的脈體。主要有螢石－石英脈和螢石－鉀長石脈。此類脈體大部不具礦化意義，少量脈體具輝鉬礦化、黃鐵礦化、黑鎢礦等。但礦化亦較弱，此類蝕變類型與礦化關系不密切。

3 礦床地質

3.1 礦體形態(tài)特征

根據(jù)礦體賦存于隱伏斑狀花崗巖東西兩側外接觸帶，將礦區(qū)分為東西兩個礦段。其中以東礦帶的Ⅰ號礦體為礦床主礦體。礦體底板距隱伏成鉬巖體頂面0～100 m為空白區(qū)段，礦體長1 384 m，最大累計厚度417.84 m，單層最大厚度326.40 m，最小2.00 m，平均179.12 m。平面投影面積1.58 km2。推斷礦體深部全部為斑狀花崗巖隱伏。

礦體平面形態(tài)為形狀不規(guī)則的近圓形(圖5)，剖面形態(tài)為近似層狀－透鏡狀(圖6)，中心部位很少含夾石和低品位礦，其展布形態(tài)與下伏斑狀花崗巖頂面形態(tài)始終保持協(xié)調一致，總體產(chǎn)狀平緩，由中心向周邊緩慢傾斜，傾角0°～5°，局部礦體傾角變陡，傾角30°左右。垂直方向上礦體埋深12.98～319.25 m。

圖5 礦體分布位置圖

圖6 1號礦體縱剖面圖

3.2 礦體品位

礦體品位變化較均勻。單樣 Mo最高品位3.92%；單工程最高品位0.275%，最低0.056%，平均0.128%；單工程工業(yè)礦最高品位0.304%，最低0.075%，平均0.150%。

礦體厚度與品位變化呈正相關關系，絕大部分鉆孔表現(xiàn)為礦體厚度越大則品位相應越高，低品位礦多分布于礦體邊部區(qū)段。

3.3 礦石結構構造

該礦床礦石結構主要有鱗片－葉片狀結構、它形粒狀結構、半自形－自形粒狀結構；礦石構造以細脈浸染狀構造為主，主要的金屬礦物輝鉬礦呈微細脈狀，分布于石英細脈的一側或兩側，且大多位于石英脈體邊部；其次有細脈狀構造或脈狀構造，脈寬1～2 mm，寬者3～10 mm，少部分2～3 cm；另外尚存在顆粒狀－斑塊狀構造者。如果礦石賦存于斷裂帶內或氧化帶內者，則呈角礫狀構造和土狀構造，此種構造類型的礦石量非常少。

4 礦床成因及找礦標志

4.1 礦床成因

東天山東戈壁鉬礦床的形成與斑狀花崗巖的上侵有直接關系，礦床形成深度為1.68～2.39 km，成礦溫度為197～390℃，礦床形成時代為華力西晚期。

4.1.1 礦體、礦化的分布與隱伏巖體的關系

(1)礦體賦存位置

礦體全部隱伏于地下深部－隱伏斑狀花崗巖體的外接觸帶，巖體內接觸帶沒有鉬礦體產(chǎn)出。隱伏斑狀花崗巖頂面形態(tài)是起伏不平的，頂面產(chǎn)狀特別是頂面坡角對礦體的展布狀態(tài)及其厚度的控制作用較明顯，從揭露至斑狀花崗巖的鉆孔情況看，工程見礦厚度較小的鉆孔巖體界面相對較緩(30°以下)，厚大礦體則產(chǎn)于巖體頂面坡角陡的地段。

(2)斑狀花崗巖體內有礦化顯示

據(jù)鉆孔揭露情況看，大部分鉆孔所揭露的斑狀花崗巖看不到輝鉬礦化，但個別鉆孔中有鉬礦化顯示，其中輝鉬礦呈星散顆粒狀(斑點狀或斑塊狀)集合體不均勻分布于斑狀花崗巖中，顆粒大小一般1～2.5 mm。尚可見到黃銅礦化、黃鐵礦化，與巖體外接觸帶圍巖中的金屬礦化成份相同。說明斑狀花崗巖的侵入在成礦前而不是成礦后，斑狀花崗巖實際上也就是礦床的成礦母巖。

(3)成礦母巖與成礦脈體之間的關系

成礦脈體愈靠近成礦母巖愈發(fā)育，如鉀長石脈、石英－鉀長石脈、鉀長石－石英脈等，此類脈體通常具斑狀結構、巨斑狀結構，與斑狀花崗巖結構構造，礦物成分相似，脈體與成礦母巖形影不離，實際上就是斑狀花崗巖的派生產(chǎn)物，而且應該是同時產(chǎn)物。

(4)斑狀花崗巖與含礦脈體δ18O穩(wěn)定同位素特征斑狀花崗巖與含礦石英脈δ18O穩(wěn)定同位素分析結果見表3。

表3 斑狀花崗巖、輝鉬礦化石英脈δ18O含量表

從表中可以看出，斑狀花崗δ18O為11.63，屬S型花崗巖，而礦化石英脈δ18O值(12.27)比斑狀花崗巖略高，但同屬S型花崗巖的賦值范疇，說明兩者在成因上具密切聯(lián)系，脈體由成礦母巖派生而來，此結論與二者稀土元素特征對比所得出的結論相一致。

4.1.2 成礦溫度、壓力、深度及壓力對溫度的校正

(1)成礦溫度

流體包裹體測溫結果顯示：無礦化石英脈流體包裹體均一溫度最低147℃，最高295℃；黑鎢礦化石英脈流體包裹體均一溫度最低210℃(僅有1個測點為170℃)，最高328℃；鉀長石－石英脈流體包裹體均一溫度最低180℃，最高285℃；輝鉬礦化石英脈流體包裹體均一溫度最低 170℃，最高323℃；方解石－石英脈流體包裹體均一溫度最低190℃，最高340℃。因此成礦溫度在147～340℃之間。對單樣品包裹體測溫數(shù)據(jù)按20°區(qū)間進行統(tǒng)計，結果見表4。

從表4可以看出，各樣品所測數(shù)據(jù)有較大差異，即使是同一樣品中的包裹體，所測數(shù)據(jù)差異也較大，高低溫度相差最大達150℃ 左右，這反映出脈體中的流體包裹體不是同時生成的，或者說不是同一階段或同一期生成的。

單個樣品以20°間隔為域分布頻率較大的溫度范圍主要有 260～280℃、240～260℃、220～240℃，其次為160～180℃。均一溫度的每一個峰值區(qū)代表成礦作用過程中的一次熱事件，即一次成礦流體脈動事件。我們從溫度區(qū)間和測定數(shù)的統(tǒng)計中得出準確結論，礦區(qū)主成礦元素為Mo，其240～280℃溫度范圍代表了鉬的主要生成溫度。

(2)成礦壓力及深度

成礦壓力的確定采用深度計算法，根據(jù)邵潔璉計算成礦壓力和深度的經(jīng)驗公式為：p1=p0×t1/t0

式中t0=374+920 N(℃)；p0=219+2 620 N (105 Pa)；t1為實測溫度，t0為初始溫。

經(jīng)計算：成礦壓力介于531.04～752.10×105Pa；成礦深度最淺1.68 km，最深2.39 km，二者相差 0.71 km。

表4 單個樣品包裹體測溫按20°區(qū)間統(tǒng)計的測點數(shù)表

5 礦床形成時代及控礦地質條件

礦床的成礦母巖侵入年齡代表了礦床的形成時代。侵入過程基本上就是成礦過程；經(jīng)測定，隱伏斑狀花崗巖同位素測年結果(鋯石、鈾－鉛法)為：227.6±1.3 Ma，即華力西晚期(二疊紀末期)。

5.1 控礦地質條件

3個條件：即巖漿巖條件、構造裂隙條件、成礦圍巖條件。

5.1.1 巖漿巖條件

成礦母巖－斑狀花崗巖的侵入為充分必要條件。

(1)鉬礦體分布范圍與脈體密集分布區(qū)基本一致。

雖然地表石英脈密集分布區(qū)與礦體相一致，但脈體密集分布區(qū)外不存在鉬礦體僅有鉬礦化顯示，說明脈體的分布代表了成礦母巖侵入的空間位置。

(2)隱伏斑狀花崗巖體與礦體分布區(qū)域的關系。

礦體分布范圍小于隱伏斑狀花崗巖體、石英脈分布區(qū)并不具備全部礦化之特征，說明有關含礦熱液活動的范圍是有限的區(qū)域。說明斑狀花崗巖上拱距地表最淺的有利地段是成礦的最佳地段。

5.1.2 構造裂隙條件

成礦前及成礦期形成的構造裂隙(包括斷層)的發(fā)育程度、規(guī)模、產(chǎn)狀直接決定著各種脈體的規(guī)模及充填密度，而區(qū)內鉬礦化主要賦存于沿裂隙充填的各種脈體中，因此構造裂隙的發(fā)育程度、規(guī)模、密度、所充填脈體的含礦性也決定著礦體的品位及厚度。大的斷層帶附近巖石破碎、裂隙發(fā)育，易于各種含礦脈體充填，靠近斷層帶的鉆孔往往具較強、較連續(xù)的礦化。區(qū)內次要巖石花崗斑巖、輝綠巖也是沿構造裂隙充填的而且形成于成礦前，在輝綠巖、花崗斑巖中常見有強烈的輝鉬礦化。因此構造裂隙發(fā)育程度直接控制著礦體的厚度和品位變化：構造裂隙發(fā)育則脈體密度大，礦化連續(xù)、品位高；構造裂隙稀疏則所充填的脈體密度小、礦化的連續(xù)性差、品位低。構造裂隙的發(fā)育特征控制了礦體在空間上的具體分布位置，是控礦的主要因素。

5.1.3 成礦圍巖條件

石炭系下統(tǒng)干墩組下段(c1gd')為一套陸源碎屑巖－山巖夾火山碎屑巖組合。據(jù)對東秦嶺－大別山鉬成礦帶成礦圍巖的統(tǒng)計觀察，有利于成大礦的圍巖即火山巖建造碎屑巖建造和碳酸鹽建造。此類地層巖石具有較強的脆性，在巖漿上拱受力情況下易發(fā)生脆性破裂而形成數(shù)以億計的微裂隙系統(tǒng)，緊接著巖漿期后含礦熱液沿這些裂隙形成廣泛貫入充填而沉淀成含礦脈體，形成礦床。因此，可以得出結論，形成特大型鉬礦床的圍巖即為成礦最佳圍巖。

6 礦床類型及找礦標志

6.1 礦床類型

斑巖型鉬礦床通常是指與淺成或超淺成中酸性斑巖侵入體有空間及成因聯(lián)系，由浸染狀或細脈浸染狀礦石所組成的，圍巖多具面型熱液蝕變的礦床。與礦床有關的斑巖侵入體多呈巖株、巖筒狀產(chǎn)出，巖石化學成分SiO2＞70%～77%、Na2O+K2O為8%左右、K2O＞Na2O，細脈或網(wǎng)脈狀礦化賦存于巖體的邊部和外接觸帶圍巖中，而且有多期次礦化的特點。

綜上所述，東戈壁礦區(qū)與成礦關系密切的隱伏斑狀花崗巖體屬華力西晚期(227.6±1.3 Ma)的鈣堿性系列的超淺成侵入巖，具斑狀結構及似斑狀結構，SiO2含量74.42%、Na2O+K2O=7.54%、K2O＞Na2O。主要礦體賦存于隱伏斑狀花崗巖體的外接觸帶，在隱伏斑狀花崗巖內部亦見有輝鉬礦化、黃銅礦化、黃鐵礦化。賦礦地層巖石主要為下石炭統(tǒng)雅滿蘇組變質碎屑巖，少部分為變質輝綠巖、變質安山巖，礦化對圍巖沒有選擇性。蝕變與礦化同期形成且礦化具有多期性的特點，與礦化密切相關的熱液蝕變主要是硅化和鉀化，有用礦物最主要的為輝鉬礦，部分鉆孔中伴生有鎢或鉛鋅、銅等。礦石主要構造為細脈狀、脈狀、斑塊狀、薄膜狀；礦體的分布區(qū)域嚴格受巖體控制，各種礦化脈體與成礦巖體具有演化上的繼承性。總之，就該礦床現(xiàn)有特征與我國已探明其他大型鉬礦床相類比，其在金屬礦物組合、礦體賦存空間、花崗斑巖的含礦性等方面雖有差異，但總體特征基本與斑巖型鉬礦相一致，故該礦床為斑巖型鉬礦床。東戈壁鉬礦與我國主要斑巖型鉬礦特征對比見表5。

表5 我國主要斑巖型鉬礦床特征對比表

6.2 找礦標志

(1)地貌標志：東戈壁鉬礦產(chǎn)于下石炭統(tǒng)干墩組一套淺變質碎屑巖中。地貌上鉬礦體產(chǎn)出部位因石英脈的大量發(fā)育而呈灰白色，且因硅化作用強耐風化而地勢比無礦地帶高10～30 m左右，特征明顯。

(2)巖石標志：東戈壁鉬礦的賦礦巖石為石英脈、鉀長石－石英脈發(fā)育的變質砂巖、變質泥質砂巖－砂質泥巖、變質泥巖，并構成石英脈密集分布區(qū)。因成礦期伴有電氣石化、黑云母化巖石呈深灰色，無礦地帶巖石呈淺灰色。

(3)地球化學標志：區(qū)域化探成果顯示東戈壁鉬礦區(qū)是一個以Mo、W、Bi為主的元素綜合異常，元素組合為Bi、W、Mo、B、F、Li、Sb、Zn等，由內向外Mo－Bi－W－B－F有清楚的組份分帶。Bi、W、Mo、B元素有濃集中心，濃集分帶和組份分帶亦比較清楚。

7 結語

東天山東戈壁特大型鉬礦床自2006年開始立項至2010年底，經(jīng)河南省地質礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質勘查院5年艱苦工作，發(fā)現(xiàn)并探明我國又一個特大型鉬礦床。這一發(fā)現(xiàn)，填補了一項我國在華力西成鉬期在石炭系淺變質碎屑巖建造中賦存有特大型鉬礦床的空白，它的發(fā)現(xiàn)對我國今后數(shù)十年鉬礦產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展將產(chǎn)生深遠的影響。

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