0 引言

蒙古西部阿尔泰钨-钼-铜-铅-锌-银多金属成矿带是钨矿床高度发育区^[1], 矿床成因类型主要为石英脉型和云英岩化花岗岩型^[2], 古生代是其重要成矿期^[3].苍希格钨矿床位于该成矿带北段^[4], 与周边乌兰乌拉钨矿床(WO₃：3100 t)、布拉特钼矿床(Mo：2000 t)等组成克孜勒套矿田^[5].本文重点阐述苍希格钨矿床地质特征及矿床成因, 并建立成矿模型, 以期为蒙古西北部阿尔泰成矿带的勘查找矿工作提供参考.

1 区域地质概况

苍希格钨矿床在大地构造位置上属德隆-尤斯蒂德构造带, 西部与阿尔泰构造带相接, 东部与阿奇特湖构造带毗邻(图 1).区域内出露地层主要为中-上奥陶统巴赫留克组和下志留统穆哈组, 其中巴赫留克组为一套陆源火山碎屑沉积, 岩性主要有砂岩、凝灰质砂岩、粉砂岩, 安山岩、玄武岩及其凝灰岩、凝灰角砾岩.区域内构造发育, 东侧紧邻科布多深大断裂, 该断裂为一右行走滑断裂, 走向延长大于500 km, 宽达10 km ^[7].区域内岩浆活动强烈, 主要发育晚泥盆-早石炭世乌兰乌拉杂岩体及早泥盆世陶伊陶古什杂岩体, 其中乌兰乌拉杂岩体岩性为浅色中粒二长花岗岩、中粗粒黑云母花岗岩、花岗斑岩及花岗细晶岩脉等；陶伊陶古什杂岩体岩性为辉长岩、闪长岩等.

2 矿区地质特征 2.1 地层

矿区内出露地层主要为中-上奥陶统巴赫留克组(O_2-3bh), 岩性主要为粉砂岩、凝灰质粉砂岩、安山凝灰岩、灰绿色玄武凝灰岩、砂质凝灰岩、粉砂质凝灰岩、凝灰角砾岩及少量角岩.岩性组合分布具有明显分带性, 西侧为凝灰岩、安山-玄武质凝灰岩、凝灰角砾岩, 中间少量角岩, 东侧为粉砂岩(图 2).

2.2 构造

矿区构造发育, 以NE向断裂构造为主.规模长数十米至百米, 宽1 m左右, 倾向NW, 产状较陡, 多在80°以上, 局部反转, 倾向SE, 后期多被石英脉、云英岩脉充填, 是矿区的控矿、容矿构造, 向北部隐伏于地层之下.

另外, 沿主断裂方向裂隙及节理发育, 热液沿裂隙、节理上侵, 形成网脉状、脉状、浸染状蚀变及矿化.

2.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩发育, 主要为早泥盆世陶伊陶古什杂岩体(νδD₁t)(图 2), 岩性为辉长岩、闪长岩等, 北东向条带状展布, 以岩脉、岩墙形态产出, 侵入于巴赫留克组火山沉积岩中.此外, 矿区广泛发育石英脉和伟晶岩脉.

2.4 围岩蚀变

矿区围岩蚀变强烈, 主要表现为硅化、云英岩化、萤石化、钠长石化、绿泥石化和碳酸盐化, 随着深度增加, 硅化、云英岩化等存在逐渐增强的趋势.

硅化是矿区内分布最广泛的蚀变类型, 表现为石英细脉和次生石英岩化两类, 其中, 石英细脉系围岩受热液交代作用析出的SiO₂沿构造裂隙系统充填形成, 与矿化关系密切(图 3a、b、c).

云英岩化表现为脉状、不规则脉状, 多沿硅化石英脉两侧发育, 或沿张性裂隙充填, 多为脉宽0.5~10 cm的短脉, 常伴有团块状、浸染状白钨矿化, 与硅化关系密切(图 3d).

萤石化表现为浅绿色、紫色萤石, 与硅化以及云英岩化关系密切, 是矿化的标志之一.

钠长石化表现为灰白色钠长石细脉, 与石英细脉共生或单独出现, 常见于深部.

绿泥石化常沿凝灰质粉砂岩沉积构造层理面呈条带状发育, 宽1~10 mm不等, 与硅化关系较密切(图 3e).

碳酸盐化：为后期低温热液产物, 呈细脉状充填于裂隙中.

3 矿床地质特征 3.1 矿体特征

钨矿体基本产出形式为含钨石英脉, 围岩为中-上奥陶统巴赫留克组火山沉积岩及早泥盆世陶伊陶古什杂岩体, 受NE向断裂构造控制.矿区共发现钨矿体31个, 呈脉状、似脉状、透镜状, 其中表露矿体6个, 编号①~⑥号(图 2), 其余均为隐伏矿体.

根据矿脉空间分布特征, 总体可划分为东、西2组脉群(图 2).西部脉群包括③⑥号等10条矿脉, 倾向北西；东部脉群包括①②号等21条矿脉, 倾向南东. 2组脉群由南西向北东呈逐渐汇合趋势.另外, 从浅部向深部, 矿脉逐渐由石英细脉、网脉向厚大石英脉转变, 且矿脉深部大部分未封闭.

规模较大的矿体3个, 编号为①②③号(图 4).

① 号矿脉为石英脉, 赋矿围岩凝灰岩、辉长岩.规模最大, 形态较简单, 整体呈脉状、薄板状.矿脉长430 m, 厚0.14~8.04 m.矿脉走向25°, 北段倾向SE, 南段倾向NW, 倾角78~90°.沿走向和倾斜方向, 局部出现膨大狭缩和分支复合现象, 自地表向深部矿脉局部出现反倾.矿脉平均厚度2.21 m, WO₃平均品位为0.33%.

② 号矿脉位于①号脉西侧, 两者间距约30 m, 赋矿围岩为凝灰岩、辉长岩.整体呈脉状、薄板状, 矿脉长330 m, 厚度0.16~4.63 m, 矿脉走向25°, 以NW倾向为主, 倾角78~89°, 沿走向和倾斜方向, 局部出现膨大狭缩和分支复合现象, 自地表向深部矿脉局部出现反倾.矿脉平均厚度1.75 m, WO₃平均品位为0.34%.

③ 号矿脉赋矿围岩主要为凝灰岩.矿脉形态较简单, 整体呈脉状、薄板状, 矿脉长139 m, 厚度0.26~5.50 m, 走向52°, 以NW倾向为主, 倾角68~81°, 沿走向和倾斜方向, 局部出现膨大狭缩和分支复合现象.矿脉平均厚度1.48 m, WO₃平均品位为0.70%.

3.2 矿石特征

矿石金属矿物主要为黑钨矿, 次为白钨矿、磁黄铁矿、黄铜矿、黄铁矿、辉钼矿、辉铋矿、闪锌矿等.非金属矿物主要为石英和斜长石, 其次是白云母、黑云母、绿泥石、萤石、钾长石和方解石等.黑钨矿多呈巢状、团块状、浸染状分布在石英脉中, 黑色、黑褐色至红褐色, 呈连晶或单晶状产出, 为自形-半自形晶, 单晶晶体较粗大, 一般0.5~5 cm；团块状集合体一般为0.5 cm × 1.0 cm ~ 3.0 cm × 6.0 cm(图 3a).白钨矿呈团块状或不规则粒状、浸染状分布, 无色至淡褐色、蓝白色, 油脂光泽, 矿物粒度大小一般(0.1~0.2) mm × 1 mm ~1 mm × 1.2 mm, 个别可达1 cm (图 3b).

综合研究表明, 矿区金属矿物组合在水平和垂向上均具有一定的分带性.水平上, 由南向北, 矿物组合由黑钨矿-白钨矿(少量)-磁黄铁矿-黄铜矿-黄铁矿过渡为白钨矿-黑钨矿(少量)-黄铜矿-闪锌矿.垂向上, 由浅部至深部, 矿物组合由白钨矿-黑钨矿-黄铜矿-黄铁矿-菱铁矿过渡为白钨矿-辉钼矿-辉铋矿-黄铜矿-闪锌矿.

矿石以自形-半自形不等粒中粗粒结构为主, 构造主要为致密块状构造, 其次为网脉状构造.

4 矿床成因与成矿模式探讨 4.1 成矿物质来源

前人研究表明, 绝大多数锡钨多金属矿床成矿作用与酸性侵入岩浆作用有关^[8]. T. Graupner等^[5]通过分析成矿流体及流体包裹体特征, 对该矿田成矿机理进行了分析. Kempe等^[6]对乌兰乌拉钨矿床成矿时代进行了研究, 显示克孜勒套矿田的矿化是形成于一个低矿化度、低铁和富CO₂的热液流体系统.矿田深部存在隐伏岩体, 该岩体应属于晚泥盆-早石炭世乌兰乌拉杂岩体, 整体上构成一个大型花岗岩穹隆构造^[9].从矿区蚀变和矿化特征看, 区内由深部到地表, 硅化、云英岩化、绿泥石化等热液蚀变广泛发育, 近矿围岩黄铁矿化、黄铜矿化、磁黄铁矿化、白钨矿化等矿化明显, 这些蚀变和矿化均沿区内构造裂隙系统分布.因此, 苍希格钨矿成矿物质与早泥盆世陶伊陶古什杂岩体辉长岩、闪长岩关系不大, 与深部花岗岩体关系密切, 且成矿过程中热液与围岩产生了强烈的水岩反应.

4.2 成矿温度

Graupner等^[5]对矿区含钨石英脉假次生流体包裹体开展了温度测定, 均一温度为190~320 ℃ (428 ℃), 与普遍共识的含钨石英脉的流体包裹体均一温度范围(150~400 ℃)一致^[8-10].石英脉外围的云英岩型钨矿化的矿化温度更高.

4.3 成矿时代

蒙古阿尔泰造山带为海西期构造带, 花岗岩主体主要形成于加里东期和海西期^[11-15], Kempe等^[6]采用Sm-Nd同位素法对乌兰乌拉钨矿脉进行了年龄测定, 矿脉中黑钨矿和萤石的等时线年龄为303±17 Ma, 克孜勒套矿田钨矿化与晚泥盆-早石炭世乌兰乌拉杂岩体关系密切, 综合分析认为苍希格钨矿成矿时代与乌兰乌拉钨矿一致, 为海西期晚泥盆-早石炭世.

4.4 矿床成因分析

海西期, 随着科布多深大断裂的频繁活动, 地壳深部熔融产生的岩浆沿断裂构造侵位上升, 在上升过程中, 岩浆所产生的含矿热液在高温高压作用下, 不断以充填方式进入NE向次级构造系统, 并与围岩发生不同程度的交代作用, 最终富集成矿.热液中黑钨矿首先结晶, 之后石英及萤石生成, 然后是白钨矿, 最后沉淀的是石英-低温金属硫化物组合.矿体严格受断裂构造和构造裂隙系统控制, 主要以充填方式成矿.矿体呈脉状及不规则细脉网脉状, 多成带、成群出现.综上所述, 认为苍希格钨矿床成因类型为中高温热液石英脉型矿床^[16-17].

4.5 成矿模式初探

根据苍希格钨矿成矿地质特征、矿体特征等, 结合石英脉型钨矿典型“5层楼”成矿模式^[18-20], 初步建立苍希格钨矿成矿模式图, 见图 5.

5 结论

1) 苍希格钨矿床主要矿石类型为石英脉型黑(白)钨矿石, 少量为云英岩型.

2) 海西期二长花岗岩为区域钨矿成矿母岩, 断裂构造为区域内成矿的重要影响因素, 为导矿、容矿构造.

3) 依据矿体特征、围岩蚀变特征、矿物组合特征及成矿温度等, 初步分析认为, 苍希格钨矿床成因类型为中高温热液石英脉型矿床.

4) 依据成矿模式, 深部花岗岩体接触带具有较大的找矿潜力.