甘肃塔儿沟钨矿床

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本带包括祁连山造山系西段、秦岭造山系西段及其与东昆仑造山系交汇部位。这一带钨矿具分段富集特点，主要分布在肃南—肃北，和政—夏和，都兰—乌兰一带。带内多旋回构造岩浆活动强烈，加里东期、海西期、印支期、燕山期都有钨的成矿作用，带内以加里东期钨的成矿作用最为重要。钨矿床类型主要是热液石英脉型和夕卡岩型。在肃南、肃北一带有较多的加里东期热液石英脉型钨矿床，如肃北县的塔尔沟钨矿，矿床与加里东期花岗闪长岩有关，赋矿围岩为元古宇北大河群角闪石英片岩、绢云母石英片岩和条带状大理岩。矿床为多型共生大型钨矿，有石英脉型、夕卡岩型和云英岩型。黑钨矿石英脉型矿体发育于塔尔沟背斜及其两翼的上述片岩中，达工业品位的矿脉有180多条，在平面上和剖面平行成群产出，矿体总体上呈北东—南西向展布（图5-28），夕卡岩矿体产于背斜轴部条带状大理岩中，呈似层状，连续透镜状。矿层中除白钨矿体外，还有扁豆状夕卡岩铅锌矿体，云英岩型钨矿体发育于花岗闪长岩顶部及外接触带片岩中，但矿化弱，未构成工业矿体，矿石矿物有黑钨矿（主要产于石英脉中）、白钨矿（主要产于夕卡岩中）、绿柱石、黄铁矿、毒砂、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿等，脉石矿物有石英、云母、黄玉（主要在石英脉中）、石榴子石、透辉石、符山石，（主要在夕卡岩矿体）方解石、萤石。黑钨矿石英脉矿体围岩蚀变有白云母化、硅化、钾长石化、云英岩化、碳酸盐化等，白钨矿夕卡岩矿体的蚀变主要是夕卡岩化。塔尔沟矿区矿脉中白云母Rb-Sr年龄为434.64Ma，成矿为加里东期（张作衡等，1999）。

图5-28 塔儿沟钨矿床地质简图

带内与塔尔沟钨矿相似的另一较重要矿床为小柳沟钨钼矿床，矿床位于肃北县，由有色总公司西北地质勘查局1994年发现，初步已控制钨储量20多万吨。矿区南部有小柳沟花岗闪长岩小岩株，埋深200m以下钻孔见到黑云母花岗岩。矿体产于黑云母花岗岩顶部和元古宇镜天山群含铁千枚岩夹灰岩中。矿体以黑钨石英脉型为主，还有花岗岩型和夕卡岩型矿化。黑钨矿石英脉型矿体主要产于岩体外接触带千枚岩中；夕卡岩白钨矿体产于接触带附近碳酸盐岩层，呈透镜状；花岗岩型矿体产于黑云母花岗岩岩株突起部位的钾长石化，石英-绢云母化带内。矿化以辉钼矿为主，还有白钨矿等，呈浸染、网脉浸染状。矿体为似层状。据张作衡等（1998）资料小柳沟钨钼矿床辉钼矿的5件Re-Os年龄数据为436～496Ma，与塔尔沟钨矿的白云母Rb-Sr年龄相近，成矿时代为加里东期（张作衡等，1999；周廷贵等，1999）。在祁连山造山系西北段肃北县还有与海西期花岗岩有关的红尖兵山钨矿及与加里东二长花岗岩有关的野马滩钨钼矿，二者都是热液型矿床。在秦岭造山系西段上古生代坳陷区甘肃夏和、和政一带还有燕山期夕卡岩型和热液型钨矿床（点）分布，如夏和阿姨山夕卡岩型铜钨矿、和政大槐沟热液型铜钨矿。在昆仑造山系东段青海都兰乌兰一带也有钨矿床分布，如乌兰尕子黑钨矿则是产于海西期花岗闪长岩体外接触带的夕卡岩层状钨矿。成矿带内除塔尔沟和小柳沟钨矿外规模均不大、多为小型矿床。

塔儿沟钨矿床位于甘肃肃北蒙古族自治县鱼儿红乡，由甘肃省原区域地质测量队于20世纪60年代中期发现并作了简单评价，甘肃省地质局第四地质队后于1966～1972年及1980～1985年两度进行勘查工作，证实为一主要由矽卡岩白钨矿床和石英脉钨矿床组成的特大型钨矿床。

(一)区域地质背景

在区域构造上矿区位于北祁连加里东造山带西段，北邻由太古宙英闪岩－奥长岩－花岗闪长岩－变质碎屑岩、大理岩和角闪岩组成的华北地台。区内出露的前寒武纪地层有:古元古界北大河群片岩夹大理岩、斜长角闪岩和长英质黑云母岩;中元古代蛇绿岩;中新元古代镜铁山群杂色千枚岩;新元古界大柳沟群粉色碳酸盐岩。晚古生代地层主要为变质碎屑岩夹火山岩和奥陶纪海相火山岩夹碳酸盐岩等。矿区范围内出现的地层为古元古界北大河群第二岩组和第三岩组。第二岩组为角闪岩和片岩。第三岩组主要由结晶灰岩和白云母石英片岩组成。塔儿沟大部分矿化主要产于第二岩组的中部(图17－9)。

图17－9 塔儿沟钨矿区地质简图(据张作衡等，2002)

在北祁连造山带西段，北西西向直滑断层和压性褶皱非常发育。本区构造线总的方向为310°～330°，地层倾向南西。上述与地层走向大体一致的走滑断层及次级断裂裂隙具有压扭性质，控制了中酸(碱)性岩浆岩的侵入的和矽卡岩－热液型钨矿化的产出。

经邹治平等(1988)，张作衡等(2002)和毛景文等(2003)的研究，都认为伸入矿区及其以西野牛滩花岗闪长岩、石英二长岩及其演化产物———花岗岩和正长闪长岩等与钨矿成矿有密切的时空和成因联系。野牛滩岩体长约33km，宽5～10km，出露面积约220km²，侵入于古元古界北大河群斜长角闪岩夹片麻岩和奥陶纪火山岩中。在岩体的东部和南部发育有500～800m宽的接触变质晕，并见有大理岩化、角岩化和矽卡岩化等。岩体的单颗粒锆石U－Pb法年龄为459.6Ma(毛景文等，2003)，全岩(Rb－Sr)等时线年龄为445.9Ma，而塔儿沟钨矿床黑钨矿石英脉中白云母的Rb－Sr测年结果为434.64Ma(邹治平等，1988)，说明成岩矿年龄比较接近，均形成于加里东期。野牛滩岩体以低硅、高碱和富基性元素为特征，它同时富含不相容元素Rb，Li，Ga和大离子元素Ti，Sr，Ba，Co，Ni，V，Th等，但贫U。稀土元素球粒陨石标准化型式表现为右倾斜，且有铕的微亏损。岩体是具有Ⅰ型花岗岩的通常特征，但Sr初始值为0.7154(邹治平等，1988)，暗示岩体为壳源。因此，野牛滩岩体的成岩物质来源介于Ⅰ型和S型花岗岩之间，即岩浆是深源的，在其上升过程中混入大量壳源物质。

(二)矿床地质特征

塔儿沟钨矿床产于野牛滩岩体西部的外接触带古元古代片岩、斜长角闪岩夹大理岩中。钨矿化主要集中于3个区段，即西北部的干沟、石硐沟和东南部的上窑沟这一长约12km，宽2km范围内。最具工业价值的矿体仅分布于塔儿沟至窑洞沟长约4km，宽1.5km的地段。

钨矿化特征是矽卡岩型和黑钨矿石英脉型矿体沿北西向地层及裂隙系统发育。黑钨矿石英脉型矿体在空间上叠加于矽卡岩型矿体型之上。这说明矽卡岩化及其相应矿化的型式早于黑钨矿石英脉。

1.矽卡岩型矿化

矽卡岩型白钨矿矿体呈似层状透镜状产于北大河群第二岩组第四岩性段的条带状大理岩中(图17－9)。矿带长2.4km，宽200m。单个矿体一般长200～800m，最长的超过1000m，矿体厚度较稳定，厚3～10m，个别可达30m;最大倾斜延深达710m。矿体走向与地层走向一致，为310°～315°，倾角较陡，多在70°～80°之间。

矿床的矿物组成有透辉石、符山石、石榴子石、白钨矿、阳起石、斜长石、白云母、石英、萤石、绿泥石和方解石等，含少量磁铁矿、锡石和金属硫化物－黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方铅矿和毒砂等。按矿石中矽卡岩矿物的含量，可大致分为透辉石型和符山石－石榴子石－透辉石型白钨矿两大类。根据矿物共生组合特征，张作衡等(2002)把矽卡岩成矿作用划分出4个阶段，即①矽卡岩阶段:主要形成透辉石、石榴子石、符山石;②退化蚀变阶段:形成阳起石、斜长石、白云石、白钨矿及少量绿帘石、绿泥石和石英;③石英－硫化物阶段:形成石英、黄铁矿、毒砂、磁黄铁矿、白铁矿、闪锌矿、方铅矿、黄铜矿、辉钼矿和白钨矿，该阶段矿化以细脉状、浸染状和块状组合为特征，叠加于矽卡岩和退化蚀变岩之上;④碳酸盐－萤石阶段:以细脉状浸染状和块状方解石和萤石组合为特征，叠加于石英－硫化物细脉之上。

矽卡岩型白钨矿矿石的WO₃含量一般为0.15%～0.76%，平均0.45%。

2.黑钨矿石英脉型钨矿化

黑钨矿石英脉型矿化的围岩主要为石英白云母片岩、角闪岩和斜长角闪岩，极少发育在花岗闪长岩体中。矿区范围东西长2900m，南北宽600～800m。矿带走向360°左右。达到工业要求的矿脉有180余条。按矿脉排列及密集程度，分北、中、南3个矿带。中、北矿带走向295°～300°，倾角50°～60°;南矿带走向与地层走向基本一致，为310°，倾角50°～60°。矿脉长100～00m，厚5～30cm，延深200～600m，最大870m。矿体有若干个黑钨矿石英脉单体组合而成，脉体形态复杂，具尖灭再现、侧列、分支复合等现象。

矿石的脉石矿物有石英、萤石、白云母、绿柱石、方解石、斜长石等，矿石矿物主要为黑钨矿和少量白钨矿、黄铁矿、毒砂、黄铜矿、磁黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和辉钼矿。黑钨矿呈自形晶集合体在石英脉内沿脉壁垂向生长。

黑钨矿石英脉型矿石的品位为WO₃0.34%～6.36%，平均1.26%，BeO0.03%～0.55%，平均0.17%。

黑钨矿石英脉型钨矿化依据穿插关系和矿物共生组合特征可以分为3个矿化阶段:①硅酸盐阶段，主要矿物有斜长石、绿柱石、白云母、黑钨矿和少量石英及白钨矿;②氧化物硫化物阶段，形成了石英、绿柱石、黑钨矿、白钨矿、黄铁矿、白铁矿、磁黄铁矿、辉铋矿、辉钼矿、黄铜矿、毒砂、方铅矿和闪锌矿;③萤石－方解石阶段，形成了方解石、萤石和少量重晶石。

与矿化有关的蚀变比较强烈，表现为脉体两侧围岩形成白色的蚀变晕。从脉体向外具有蚀变分带性:石英带→石英黑云母带→含黑云斜长角闪岩带→云母片岩带。

上述矽卡岩型白钨矿化和热液型黑钨矿石英脉矿化构成一个与加里东期花岗岩有成因联系的矿床成矿系列。

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