內蒙古北山盤陀山鎢礦床成礦特征及找礦標志

趙國斌，李文明，楊合群，高永偉，楊濤，田永堂，全守村，喬耿彪，雷永孝

(西安地質礦產研究所，國土資源部巖漿作用成礦與找礦重點實驗室，陜西西安710054)

北山地區花崗巖類侵入巖廣泛出露，總出露面積約占整個北山地區面積的30%(江思宏和聶鳳軍，2006)，具有形成與花崗巖有關的 W、Sn、Mo、Cu、Au等礦床的有利條件。20世紀50年代，甘肅省地質局祁連山地質隊在內蒙北山盤陀山－古硐井近東西向擠壓隆起帶東段發現了鷹嘴紅山中型鎢礦床，拉開了該地區鎢礦找礦工作的序幕。近年來，西安地質礦產研究所和陜西省地調院又在該隆起帶中相繼發現了盤陀山鎢礦床和望旭山鎢礦床。這幾處鎢礦床分別與鷹嘴紅山、盤陀山和望旭山花崗巖體關系密切，顯示了本區良好的鎢礦成礦潛力。

盤陀山鎢礦床是西安地質礦產研究所根據“前寒武紀古老陸塊－S型花崗巖－鎢異常－蝕變異?！本C合信息找礦的思路，2003年對鎢地球化學異常和遙感蝕變異常進行野外踏勘檢查過程中在盤陀山鉀長花崗巖體中發現的。2005年通過地質填圖和探槽揭露，在該巖體內接觸帶控制了數條鎢礦體。2006～2010年，西安地質礦產研究所對該礦床進行了全面的普查評價，在盤陀山鉀長花崗巖體內接觸帶和巖體中部均取得較大找礦進展，WO3資源量已達中型規模(李文明等，2008)，筆者有幸參與了其發現與勘查評價工作。本文主要介紹盤陀山鎢礦床的成礦特征和找礦標志，旨在為該地區找到同類礦床提供借鑒。

1 區域地質背景

1.1 大地構造位置

盤陀山鎢礦床產于北山地區。很多學者對北山地區的構造格局、構造演化和成礦背景等進行了深入的研究，但認識不盡相同(左國朝和何國琦，1990;左國朝和李茂松，1996;劉雪亞和王荃，1995;聶鳳軍等，2002，2003;何世平等，2002，2005)。按照楊合群等(2009)的劃分方案，該礦床位于塔里木板塊北緣白玉山－方山口－鷹嘴紅山早古生代被動陸緣隆起帶中，北鄰紅柳河－牛圈子－洗腸井板塊縫合帶產出(圖1)。

1.2 含礦巖體

盤陀山花崗巖體為一復式巖體，主要由南部的花崗閃長巖體和北部的鉀長花崗巖體兩種巖石單元組成(圖2)。含礦的鉀長花崗巖體主要沿北西西向延伸，呈不規則狀侵入長城系古硐井群第一巖性段(ChG1)和盤陀山花崗閃長巖單元內，出露面積約50 km2。巖石包括中(粗)粒鉀長花崗巖、細粒鉀長花崗巖、中粗粒似斑狀花崗巖、中粒二長花崗巖、中?；◢忛W長巖和似斑狀閃長巖等。

1.3 含礦巖體與地層接觸關系

礦區出露地層主要為長城系古硐井群，巖性為一套淺海相的陸源碎屑巖夾灰巖透鏡體的淺變質巖系。由下到上可分為兩個巖性段。第一巖性段(ChG1)主要由灰色、深灰色淺變質片理化泥質粉砂巖、粉砂質板巖及細粒石英砂巖組成。第二巖性段(ChG2)主要由灰白色－淺灰色鈣質石英砂巖、石英粒屑灰巖、灰色石英砂巖、青灰色石英巖和大理巖等組成，普遍含有鐵質(圖2)。含礦巖體與地層圍巖呈侵入接觸關系，沿盤陀山鉀長花崗巖體北緣外接觸帶，發育有寬度約10 m的紅柱石化熱接觸變質帶。

圖1 盤陀山鎢礦床大地構造位置略圖(據楊合群等，2009)Fig.1 Sketch tectonic map of the Pantuoshan tungsten deposit(Yang et al.，2009)

圖2 盤陀山鎢礦床地質略圖Fig.2 Sketch geological map of the Pantuoshan tungsten deposit

2 礦床地質特征

2.1 礦床類型

目前，已在盤陀山鉀長花崗巖體中控制了北部、中北部、中東部及南部4個鎢礦段(圖2)，成礦類型可分接觸帶型和石英細脈帶型兩類。

接觸帶型鎢礦主要產于鉀長花崗巖體北部邊緣內接觸帶中，由北部、中北部和中東部等3個鎢礦段構成。含礦巖石有中(細)粒鉀長花崗巖、花崗細晶巖(脈)和石英脈。礦體受巖體內接觸帶和NE向構造裂隙雙重控制，呈扁豆體狀和條帶狀，浸染狀及脈狀構造，礦石礦物主要為白鎢礦和黑鎢礦。鎢礦體中云英巖化和電氣石化等蝕變發育，巖石普遍褪色，顏色變淺。

石英細脈帶型鎢礦主要產于鉀長花崗巖體中部，是該礦床最重要的鎢礦類型。鎢礦體受巖體內NE向、NW向和EW向構造裂隙控制，呈緩傾斜板狀或條帶狀，在各種脈巖交匯部位鎢礦體厚度明顯增大。礦床分帶明顯，具有上鎢下鉬的特點。白鎢礦在石英脈中呈細脈狀或細脈浸染狀分布，在石英細脈密集帶鎢礦化更好，而輝鉬礦主要見于深部石英脈及兩側巖石中。另外，一些石英脈中還零星發現一些銅礦(化)體，但規模不大。礦石礦物主要為白鎢礦、輝鉬礦、黃銅礦和黃鐵礦。巖石蝕變主要為電氣石化、云英巖化和硅化。

2.2 礦體特征

北部礦段鎢礦體主要呈扁豆體狀，地表走向長53～225 m，地表寬1～6.9 m，傾向長20～258 m，WO3平均品位0.12% ～0.45%，WO3最高品位3.76%。該礦段礦體產于電氣石化云英巖化中、細粒鉀長花崗巖中，明顯受巖體內接觸帶控制(圖3)。

中北部礦段鎢礦體主要呈脈狀，地表走向長30～185 m，地表寬0.5 ～2.23 m，傾向長13.7 ～245 m，WO3平均品位0.15% ～0.87%。該礦段礦體主要產于花崗細晶巖脈和石英脈中(圖4)，明顯受NE向構造裂隙控制(楊建國等，2004)。

中東部礦段鎢礦體主要呈脈狀，地表走向長30～60 m，地表寬1～2 m，WO3平均品位0.12% ～0.50%。該礦段鎢礦體主要產于沿盤陀山鉀長花崗巖體內接觸帶分布的一組NE向石英脈中。

圖3 盤陀山鎢礦床北部礦段地質圖Fig.3 Geological map of the north ore block in the Pantuoshan tungsten deposit

圖4 盤陀山鎢礦床中北部礦段地質圖Fig.4 Geological map of the middle-north ore block in the Pantuoshan tungsten deposit

南部礦段鎢(鉬)礦體呈緩傾斜板狀，主要產于石英細脈帶中，受NE向、NW向和EW向3組構造裂隙控制(圖5)。該礦段除地表發現的鎢礦體外，在鉆孔中還控制了多條厚大的隱伏鎢礦體。隱伏礦體走向長220～275 m，傾向長215～245 m，傾角30°，最大厚度 13.91 m，WO3品位 0.12% ～0.38%。另外，該礦段深部見到多條鉬礦體，產狀與鎢礦體一致(圖6)，Mo品位0.03% ～0.33%。

2.3 礦石成分

礦石中主要有用組分為W和Mo，伴生組分除Cu含量較高外，其余元素含量均較低，未達到綜合回收利用最低工業指標要求。

礦石礦物主要有白鎢礦、黑鎢礦、輝鉬礦、黃鐵礦和黃銅礦;脈石礦物主要為電氣石、石英、鉀長石、黑云母、綠簾石等。

礦石構造主要為浸染狀和細脈狀。礦石中白鎢礦多呈它形細粒狀或它形粒狀集合體，黑鎢礦粒度細小，呈微細脈狀、微細網脈狀和它形浸染狀分布，少量呈較自形的長柱狀，鏡下見有白鎢礦交代黑鎢礦。輝鉬礦一般分布在石英脈壁附近，呈微細脈狀。

礦石類型為浸染型、細脈型和細脈浸染型等。

2.4 巖石蝕變

蝕變類型主要有云英巖化、電氣石化、硅化、綠簾石化、鉀化、碳酸鹽化、黃鐵礦化等，其中云英巖化、電氣石化和硅化與鎢礦關系最為密切。鉀長花崗巖體北緣內接觸帶與中部發育的十余條規模不等的電氣石化－云英巖化蝕變帶，均為鎢礦體的主要賦存部位(圖2)。

3 找礦標志

3.1 古老陸殼活化背景

泥盆紀初，隨著紅柳河－牛圈子－洗腸井洋閉合，兩側陸塊對接、碰撞造山，由于動力轉化為熱量，縫合帶及其兩側受長期的熱體制控制，褶皺、變質伴隨大規?；◢弾r類入侵(楊合群等，2009)。這次板塊碰撞造山作用導致盤陀山－古硐井一帶被動陸緣古老陸殼發生活化并形成隆起區，長城系古硐井群地層廣泛出露，并生成了鷹嘴紅山、盤陀山和望旭山等一系列含鎢花崗巖體，盤陀山鎢礦就形成于這一背景下。在盤陀山鉀長花崗巖體中遠離礦化蝕變位置采集二長花崗巖進行鋯石U-Pb同位素測年，獲得206Pb/238U 表面年齡加權平均值為383.3 ±1.8 Ma，表明巖體形成時代為泥盆紀(楊合群等，2010)。本次研究，在花崗巖Y-Nb構造環境判別圖解和(Y+Nb)-Rb構造環境判別圖解中，礦區10個花崗巖樣品大部分都落入同碰撞花崗巖區域，少量落入板內花崗巖區域(趙國斌等，2011)，也證實了礦區為古老陸殼活化背景。

圖5 盤陀山鎢礦床南部礦段地質圖Fig.5 Geological map of the south ore block in the Pantuoshan tungsten deposit

圖6 盤陀山鎢礦床30線剖面圖Fig.6 Section map of the line No.30 in the Pantuoshan tungsten deposit

3.2 鎢地球化學異常

地球化學方法在鎢礦找礦工作中具有重要的作用(方貴聰等，2012)。1∶20萬五道明幅(K-47-ⅩⅩⅧ)水系沉積物測量成果顯示，盤陀山－半島山一帶有一處顯著的W異常(圖7a)。該異常區面積 519.94 km2，具有 1.8 ×10－6～2.6 ×10－6、2.6 × 10－6～ 3.4 × 10－6、3.4 × 10－6～ 4.2 × 10－6、4.2 ×10－6～7.4 ×10－6和＞7.4 ×10－6五級異常分帶。針對該W異常，相關地勘單位組織開展了多次異常查證工作，但始終未能發現異常源區。2003年，西安地質礦產研究所科研團隊在該異常中心西側的盤陀山鉀長花崗巖體北部邊緣內接觸帶發現了鎢礦化帶。2005年經探槽工程驗證，控制了多條鎢礦體。為了進一步擴大找礦，2007～2008年，又對整個盤陀山鉀長花崗巖體部署了1∶2.5萬巖屑測量工作，在巖體中發現多處W異常(圖7b)。其中，分布于巖體邊緣的4、9、13號W異常中分別發現了礦區北部、中北部和中東部礦段，而在規模最大，具有5級分帶的12號鎢異常中最終發現了盤陀山鎢礦區規模最大的南部鎢(鉬)礦段。這些資料證明，W異常為良好的找礦標志。

3.3 地殼重熔型花崗巖

楊合群等(2010)對盤陀山鉀長花崗巖體進行過全巖 Sr-Nd同位素比值測定，計算出的(87Sr/86Sr)i值為 0.729091，εNd(t)值為 －5.89。最近，我們在盤陀山鉀長花崗巖體中采集了10個樣品進行分析，其稀土元素球粒隕石標準化曲線以相對富集輕稀土元素、貧重稀土元素和具有明顯Eu負異常為特征，斜率較大，呈右傾配分圖式，具有明顯的重熔型花崗巖特征(趙國斌等，2011)。根據(87Sr/86Sr)i值明顯大于0.708和εNd(t)值遠小于0以及稀土元素特征，推斷含礦巖體為前寒武紀古陸殼物質重熔型花崗巖。

3.4 巖體內接觸帶

礦區北部、中北部和中東部這3個鎢礦段均產于盤陀山鉀長花崗巖體北部邊緣內接觸帶，表明巖體內接觸帶是有利的成礦部位。

3.5 巖石蝕變標志

礦區鎢礦體均產于巖體內接觸帶及巖體中部礦化蝕變帶中。礦化蝕變帶內巖石明顯褪色，為灰白色或淺紅褐色，并多呈正地形。與鎢礦化有關的巖石蝕變主要有電氣石化、云英巖化和硅化。

3.6 石英細脈帶

圖7 盤陀山鎢礦床鎢地球化學異常圖Fig.7 Map showing the tungsten geochemical anomalies in the Pantuoshan tungsten deposit

石英細脈帶形成時間最晚，明顯受構造裂隙控制，是盤陀山鎢礦區最有利的含礦地質體，南部鎢礦體群就產于其中。在找礦過程中，應注意“上鎢下鉬”的特點。

3.7 花崗細晶巖脈

花崗細晶巖脈在礦區廣泛出露，脈寬幾十厘米到數米不等。其中，產于巖體內接觸帶受北東向構造控制的花崗細晶巖脈直接形成鎢礦體(圖4)。

3.8 直接找礦線索

利用紫外燈夜間在W異常區和巖石蝕變帶內進行檢查，可以直接發現白鎢礦。礦區黑鎢礦粒度非常細小，并常與電氣石共生，野外識別難度較大，應注意對二者進行區別。

4 結論

盤陀山鎢礦產于盤陀山鉀長花崗巖體北部邊緣內接觸帶及巖體中部，成礦類型分為接觸帶型和石英細脈帶型。前者受巖體內接觸帶和NE向構造裂隙雙重因素制約，后者受NE向、EW向和NW向構造裂隙控制，具有上鎢下鉬的特點。本區花崗巖有關接觸帶型和石英細脈帶型鎢礦床的找礦標志為:古老陸殼活化背景、鎢地球化學異常、地殼重熔型花崗巖、巖體內接觸帶、巖石蝕變(電氣石化、云英巖化和硅化等)、石英細脈帶、花崗細晶巖脈和直接找礦線索。

致謝:本文得到了中國地質科學院礦產資源研究所江思宏研究員的悉心指導，在此深表感謝!

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