新疆托克逊县忠宝钨矿忠宝岩体岩石化学特征

景宝盛，严隋强，刘松明

(1．新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局物化探大队，新疆昌吉 831100;2．安徽省池州泰达冶金有限公司，安徽池州 247100)

0 引言

忠宝钨矿床地处新疆托克逊县境内，据托克逊县城东约70余千米，矿床产于塔里木板块与准噶尔板块缝合带南侧，大地构造位置处于萨阿尔明—库米什晚古生代沟弧带内(图1)。矿体多产于华力西期酸性侵入岩(忠宝岩体)与以钙质碳酸盐岩为主的下泥盆统阿尔彼什麦布拉克组下亚组地层(D1a)的接触带上，属矽卡岩型钨矿床，多项资料表明忠宝钨矿的形成与忠宝岩体关系密切［1，2］①新疆地矿局物化探大队，新疆托克逊县忠宝钨矿普—详查报告，2006。，本文通过对忠宝岩体岩石地球化学特征的分析，揭示出忠宝岩体的成因及其构造环境，对进一步研究其成矿机理具有一定的指导意义。

图1 忠宝一带区域地质构造略图Fig．1 Sketch map of regional geology in Zhongbao area1．喜玛拉雅期构造层;2．华力西期构造层;3．加里东期构造层;4．元古代构造层;5．花岗岩;6．区域主干断裂;7．背斜构造;8．向斜构造;9．哈尔克—巴仑台古生代沟弧带;10．萨阿尔明—库米什古生代沟弧带。

1 忠宝钨矿成矿地质背景

忠宝钨矿位于古亚洲成矿域——塔里木成矿省—塔里木板块北缘(复合沟弧带)Fe—Ti—Mn—Cu—Ni—Mo—Pb—Zn—Sn—Au—Sb—RM—REE—白云母—菱镁矿—铝土矿—石墨—硅灰石—红柱石—白云母—石油—天然气—煤—盐类—玉石成矿带—艾尔宾山(残余海盆)Fe—Mn—Cu—Au—W—Pb—Zn—菱镁矿—石墨—硅灰石—红柱石矿带中［3］。主要出露地层有元古界中天山群星星峡组、志留系阿哈布拉克群、下泥盆统阿尔皮什麦布拉克组(为赋矿地层)、中泥盆统阿拉塔格组、上泥盆统哈孜尔布拉克组、下石炭统马鞍桥组、侏罗系三工河组、第四系等。侵入岩主要为华力西期，其次为加里东期。加里东期侵入岩分布于哈尔克—巴仑台古生代沟弧带内(图1，Ⅲ1－8)，岩性主要为片麻状变质闪长岩、片麻状花岗岩、似文象片麻状花岗岩等;华力西期侵入岩主要发育于萨阿尔明—库米什古生代沟弧带内(图1，Ⅲ1－9)，在哈尔克—巴仑台古生代沟弧带内亦较发育，岩性从超基性—基性—中性—酸性侵入岩均有产出，其中酸性侵入岩与忠宝钨矿成矿关系密切。矿产以铁、锰、铜、铅、锌、金、钨、锡矿为主，并有铀、硫铁矿、菱镁矿、红柱石、石棉、滑石等，是新疆铁矿和金矿、红柱石、菱镁矿重要矿带。该区钨锡钼矿主要以矽卡岩型和花岗岩型为主［3，4］，忠宝钨矿便是其中矽卡岩型钨矿的典型代表。

2 忠宝钨矿区地质概述

钨矿床赋矿地层为下泥盆统阿尔皮什麦布拉克组下亚组(D1a)，为一套碎屑岩—碳酸盐岩建造。其下部为黑云母石英片岩、二云母长石片岩、十字石兰晶石片岩、石榴石英岩、磁铁石英岩、大理岩、钙质片岩、条带状大理岩;中部为白色大理岩、钙质片岩、黑云母石英片岩、石英片岩、角闪片岩，主要含矿矽卡岩即分布于此段地层中;上部为石英片岩、钙质片岩、黑云母石英片岩、二云母石英片岩、绿泥石石英片岩夹透镜状大理岩和霏细斑岩条带。矿床产于库米什—彩华沟背斜东段的倾伏端，背斜轴向NWW—SEE向，两翼岩层倾角30°～60°之间，由于构造及岩体侵入作用的影响，小褶曲发育，形成局部构造圈闭环境，此部位的矽卡岩及钨的矿化最为发育。矿区内断裂构造以北东向为主，北西向和近南北向次之。北东向断裂近于平行产出，多为剪切走滑断层，该组断裂和背斜构造控制着忠宝岩体的边界及其岩浆活动(图2)，同时也为钨矿(化)体的形成提供了含矿热液运移通道和储矿空间，并控制着钨矿体的分布范围。

图2 忠宝钨矿区地质简图Fig．2 Generalized geologic map of Zhongbao tungsten ore district1．黑云母石英片岩夹大理岩透镜体;2．石英片岩、钙质片岩、黑云母石英片岩、二云母石英片岩;3．黑云母石英片岩夹石英片岩、钙质片岩、角闪片岩;4．二云母长石片岩、石榴石石英岩、磁铁石英岩、大理岩夹十字兰晶白云母片岩;5．灰白色中粒钾长花岗岩(ξγ4 1－b);6．断层;7．矽卡岩体;8．钙质片岩、石英片岩;9．黑云母石英片岩夹大理岩条带和角闪片岩;10．大理岩、角闪片岩、黑云母石英片岩、钙质片岩夹黑云母长石片岩;11．红色正长岩(ξ4 3);12．肉红色细中粒二云母二长花岗岩(ηγ4 1－a);13．地质界线及岩相界线;14．钨矿体。

3 忠宝岩体岩相学特征

忠宝岩体侵位于泥盆系下统阿尔皮什麦布拉克下亚组地层(D1a)中，其平面呈马蹄形(图2)，面积约16．15 km2，呈岩株状产出，根据岩石的颜色、组构和成分特征，分为灰白色钾长花岗岩(ηγ41－b)、肉红色二云母二长花岗岩()、肉红色正长岩()等(图2)。

肉红色二云母二长花岗岩呈环状分布于灰白色二云母二长花岗岩之顶部和外围，岩石多为肉红色，以中粒半自形粒状结构为主，部分为中细粒、局部为中粗粒和细粒，块状构造。主要成分:斜长石(35% ～40%)呈板条状，粒径在0．2～3 mm，多有轻微绢云母化和泥化，属更钠长石;微斜长石(20% ～25%)，他形、不规则状，具明显格子双晶，经常包裹斜长石、石英，粒径0．15～3 mm;石英(30%)，他形粒状，粒径在 0．1 ～2．5 mm多为填隙状分布;黑云母(1% ～10%)，片状，粒径在1 mm以下，少部分被绿泥石替代，含量很不均匀，多呈团斑状、窝状密集分布;白云母(＜10%)，片状，粒径大小变化大，0．1～2 mm，少量在5mm左右。在接触带岩体内的裂隙中，岩石多有云英岩化。岩石中副矿物及次要矿物有磷灰石、白钛石、锆石、金红石、黄铁矿、榍石、石榴石、绿帘石等。岩体与灰白色钾长花岗岩呈渐变涌动式接触，与泥盆系地层呈侵入接触，在二长花岗岩中普遍见有石榴子石，含量最高在5%左右，一般为少量或1%左右。

灰白色中粒钾长花岗岩为矿区内早期侵入岩体，分布于矿区中西部，忠宝岩体的西半部，其形态为舌状。岩石呈灰白色，中粒半自形粒状结构，块状构造。主要成分:微斜长石(25% ～30%)，呈板条状，粒径多在0．15～3 mm之间，具环带状构造，内环多被绢云母、石英所替代;钾长石(10%)，呈他形不规则状，粒径在0．15～3．5 mm;黑云母、白云母均呈鳞片状，含量基本都在5% ～10%左右，粒径在0．15～3 mm，黑云母少数被绿泥石化。副矿物有锆石、磷灰石、榍石、褐铁矿、绿帘石等。

正长岩主要分布在矿区西部断层附近，位于岩体之西部边缘，呈条带状或岩枝状产出，与前两种花岗岩呈跃动式侵入接触。岩石呈红色、中粒半自形粒状结构，块状构造，矿物成分由斜长石(15% ～20%)、正长石(30% ～35%)、条纹长石(10% ±)、石英(30% ～35%)、黑云母(5%)、白云母(1% ～5%)等组成，副矿物有磷灰石、锆石、白钛石等。

4 忠宝岩体的岩石化学特征

通过对忠宝岩体不同岩石类型分别取岩石样品，并进行 SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5、S、CO2、FeO、Fe2O3、烧失量等十四项主量元素进行测试分析(分析结果见表1)，且各样品分析总量误差＜1%。

表1 忠宝岩体岩石化学样品分析结果统计表(wt/%)Table 1 Statistics of analysis results of chemical samples of Zhongbao rock

表2 忠宝岩体岩石化学特征值统计表Table 2 Statistics of chemical eigenvalue of Zhongbao rock

图3 忠宝岩体主要氧化物含量变化曲线图(A)和A/NK-A/CNK图解(B)Fig．3 Content change curve of main oxide of Zhongbao rock and A/NK-A/CNK diagram

据表1中所列各项参数进行里特曼指数、改良硅碱指数KA2、多阳离子参数R1、多阳离子参数R2、铝饱和系数A/NKC等各项岩石化学参数的计算和统计，并将计算结果分列于表2。

从表1中可以看出忠宝岩体各样品中SiO2含量在65．22% ～73．95%之间，除 GS—1 号样品为 65．22% ＜66%显示为中酸性岩外，其余样品 SiO2平均含量73．32%，均 ＞70%，CIPW 石英含量除 GS—1 为6．14%外，其余均在30．49% ～35．8%之间，显示出忠宝岩体为酸性岩，且各样品中 SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、MnO、CaO、Na2O、K2O、P2O5等氧化物含量变化具有较好的相关性(图3-A)，表明所有样品分别代表的岩体具有同源性［5］。

图4 忠宝岩体R1-R2岩石分类图(A)和构造图解(B)Fig．4 Rock classification and structural diagram of R1-R2 Zhongbao rock(分别据 R．A．Batchlor＆ P．Bowden 1985 和 Petcher 1979，Harris 1983)(A)岩石分类名称:1．碱性辉长岩;2．橄榄辉长岩;3．辉长苏长岩;4．正长辉长岩;5．二长辉长岩;6．辉长岩;7．石英闪长岩;8．二长岩;9．二长闪长岩;10．闪长岩;11．霞石正长岩;12．正长岩;13．石英正长岩;14．石英二长岩;15．英云闪长岩;16．碱性花岗岩;17．正长花岗岩;18．二长花岗岩;19．花岗闪长岩;20．霞辉二长岩;21．橄榄岩;22．霞霓岩;23．企猎岩;24．霓霞岩;25．厄塞岩;26．霞石正长岩;(B)构造环境名称:Ⅰ．地幔斜长(拉斑玄武质)—幔源花岗岩;Ⅱ．板块碰撞前消减地区花岗岩;Ⅲ．板块碰撞后隆起期花岗岩;Ⅳ．晚造山期花岗岩;Ⅴ．造山后A型花岗岩;Ⅵ．同碰撞期地壳熔融花岗岩。

分析数据显示该岩体具有较高的Na、K含量，Na2O+K2O总量在7．98% ～11．2%之间，里特曼指数σ［ω(Na2O+K2O)2/ω(SiO2)－43］除 GS—1样品 ＞3．3显示为碱性岩外，其余均＜3．3，属于钙碱性系列。表中各样品Al2O3在14．30% ～17．51%之间，CIPW刚玉1．71% ～3．12%(不含 GS—1)，平均2．25%(＞1)，铝饱和系数 A/CNK 在 1．11 ～1．22(＞1．05)，表现为过铝性质(图 3-B)。在忠宝岩体中 ω(K2O)/ω(Na2O)除 GS—1、GS—5＜1外，其他样品 ω(K2O)/ω(Na2O)＞1，显示为 S型花岗岩特征［6］。

根据多阳离子参数R1［4Si－11(Na+K)－2(Fe+Ti)］和 R2［6Ca+2Mg+Al］作岩石分类(图 4-A)和构造环境图(图4-B)，忠宝岩体的主要岩性应为正长花岗岩和二长花岗岩;在构造环境图中除GS—1落于Ⅴ区和Ⅳ区的交界处外，其余样品均落在皮切尔(1979)的Ⅵ区及其边缘;在SiO2—KA2图上(图5-A)，2～6号样均投影于勒梅特世界平均花岗岩演化线前端上方，超出汇聚造山花岗岩范围;在Maniar＆Picoli(1989)的判别图上(图5-B)，所有样品均投影于后造山花岗岩区与造山花岗岩区交界线的后造山区一侧，基本为后造山花岗岩类，该花岗岩应属壳源重熔“S”型陆缘弧花岗岩。

图5 忠宝岩体SiO2—KA2(A)和SiO2-Al2O3构造环境判别图(B)Fig．5 Discrimination diagram of SiO2-KA2(A)and SiO2-Al2 O3 in tectonic environment of Zhongbao rock

5 结论

通过对忠宝岩体岩石化学特征的分析研究:

(1)在酸性程度上该岩体既有中酸性的，也有酸性的，但以酸性岩为主，结合矿化体的分布范围不难看出与成矿关系最为密切的是二长花岗岩;

(2)忠宝岩体为过铝质、碱性系列和钙碱性系列花岗岩，但以钙碱性系列为主，与成矿关系密切的应以过铝质、钙碱性系列花岗岩为主;

(3)忠宝岩体为后造山花岗岩类，具“S”型花岗岩的特征。

［1］ 刘智，涂其军，魏华．新疆托克逊县忠宝钨矿矿床地质特征及成因探讨［J］．资源环境与工程，2009，23(6):771 －778．

［2］ 李爱民，严隋强，路枫．新疆托克逊县忠宝钨矿地质特征［J］.西部探矿工程，2011，23(11):170 －172．

［3］ 董莲慧，冯京，刘德权，等.新疆成矿单元划分方案研究［J］．新疆地质，2010，28(1):1 －15．

［4］ 袁建江，杨晓峰，张红军，等.新疆托克逊县忠宝钨矿床地质特征及找矿规律［J］．科技视界，2011，22(1):143 －148．

［5］ HughR．Rollison.岩石地球化学［M］．杨学明，杨晓勇，陈双喜，译．合肥:中国科学技术大学出版社，2000．

［6］ 路凤香，桑隆康，等.岩石学［M］.北京:地质出版社，2002．