西準謝米斯臺水根薩依鈮礦化的發現及意義

尹松，王元元，楊清茂，張葉軍，楊小強，楊延平

(核工業二一六大隊，新疆 烏魯木齊 830011)

謝米斯臺地區位處東-西準噶爾弧盆系塔爾巴哈臺-三塘湖復合島弧帶(Pz)西段(圖1-a)[1]、經歷了奧陶—志留紀活躍的島弧、弧前、弧后盆地的構造環境及志留—泥盆紀的造山作用[2-7]，具良好的成礦背景；成礦區帶上屬波謝庫爾-成吉斯-謝米斯臺銅多金屬成礦帶[8]，近年來發現了謝米斯臺銅礦床、阿爾木強銅鋅礦床、白楊河鈾鈹礦床、烏根薩拉鉬礦、自然銅礦化、斑巖型銅礦化等[9-14]，找礦效果良好。本次在謝米斯臺地區新發現了水根薩依鈮礦點，成礦地質特征區別于上述與花崗巖及火山巖有關的熱液礦床(點)，研究其地質礦化特征及成礦背景具重要意義。

1 礦化區地質概況

礦化區位于謝米斯臺山中段中部(圖1-a)，區內地質構造簡單，主要出露志留系謝米斯臺組、水根薩依巖體、花崗質偉晶巖脈，并分布多條有限延伸斷層(圖1-b，圖2)[1]。謝米斯臺組分布于礦化區西南部、東部，產出呈NW向緩傾的熔巖，區內該組出露巖性主要為褐紅色流紋巖，巖石流紋構造發育，斑晶成份以石英、堿性長石為主，與花崗巖接觸部位發育少量石英細脈。水根薩依巖體產于礦化區中北部，呈NWW向延展，巖株狀侵入謝米斯臺組中，溝北出露正長花崗巖、溝南出露正長花崗斑巖，二者礦物組成一致、結構漸變，呈相變接觸關系。花崗質偉晶巖脈產于礦化區中部，呈“S”型產出于水根薩依巖體與謝米斯臺組接觸部位，走向NNE、長約700 m、寬15～55 m，礦物組成較簡單，以微斜長石、石英為主。花崗質偉晶巖脈主要由微斜長石帶構成，石英帶次之，局部可見細晶巖帶和文象結構帶(圖2)。微斜長石帶構成花崗質偉晶巖脈的主體，巨粒-巨塊結構，主要由微斜長石組成，局部見少量石英(小于10%)；石英帶產于偉晶巖核部，寬約50～150 cm，巨粒-巨塊結構，主要由石英組成，局部見少量微斜長石(小于10%)；文象結構帶于偉晶巖外側局部分布，具粗粒-巨粒結構，文象結構，礦物組成以堿性長石(85%～80%)、石英(15%～20%)為主；細晶巖帶于偉晶巖邊部分布局限，寬不足1 m，具中細粒結構，礦物組成以堿性長石(85%～70%)、石英(15%～30%)為主。

2 礦化特征

2.1 地質礦化特征

礦化區鈮礦化沿花崗質偉晶巖脈產出，據賦礦巖石將其分為正長花崗斑巖型和偉晶巖型。正長花崗斑巖型鈮礦化呈塊狀及脈狀產出，前者與花崗質偉晶巖相鄰，與圍巖正長花崗斑巖呈漸變過渡關系；后者見于ZK3-4(圖1-c)，與圍巖流紋巖呈侵入接觸，圍巖具細脈狀硅化。花崗質偉晶巖型鈮礦化與正長花崗斑巖型鈮礦化相鄰，圍巖為流紋巖。金屬礦物組合為黃鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、鉭鈮鐵礦，稀散分布于透明礦物顆粒間(圖2-i，k)。正長花崗斑巖型鈮礦化脈石礦物為堿性長石、石英、斜長石；偉晶巖型鈮礦化脈石礦物主要為微斜長石。

圖1 礦化區大地構造位置圖(a)、礦化區地質圖(b)、ZK3-4柱狀圖(c)、探槽素描圖(d)Fig.1 Tectonic location(a)and geological survey figure(b)of Study area,ZK3-4 histogram(c),trial trench sketch(d)

2.2 鈮鉭分布特征

探槽及鉆孔系統化學分析樣采用ICP-MS法(核工業新疆理化分析測試中心)分析(表1)。TC3花崗質偉晶巖型鈮礦化主要分布于微斜長石帶，(Nb+Ta)2O5可達0.016 5%，花崗斑巖中(Nb+Ta)2O5為0.013 7%～0.018 7%。TC4偉晶巖型鈮礦化分布于微斜長石帶、細晶巖帶，花崗斑巖(Nb+Ta)2O5為0.011 5%～0.020 6%。TC6偉晶巖型鈮礦化分布于微斜長石帶，(Nb+Ta)2O5為0.012 5%～0.022 7%。ZK3-4偉晶巖型鈮礦化分布于微斜長石帶，(Nb+Ta)2O5均高于0.01%，靠近石英帶，鈮鉭品位多大于0.02%，最高達0.049 5%；石英帶中(Nb+Ta)2O5低，局部靠近微斜長石帶有較高顯示；正長花崗斑巖(Nb+Ta)2O5為0.01%～0.02%，最高0.030 8%；(含石英網脈)流紋巖(Nb+Ta)2O5低，局部因巖脈貫入有較高顯示。綜上，偉晶巖型鈮礦化主要產于微斜長石帶、極少為細晶巖帶；正長花崗斑巖型鈮礦化分布較均勻。

3 賦礦花崗斑巖巖石地球化學特征

3.1 樣品采集與分析測試

樣品采集于賦礦正長花崗斑巖，主微量元素測試均在核工業新疆理化分析測試中心完成，分別采用波長色散型射線熒光光譜法及ICP-MS法測定。

圖2 礦化區地質礦化特征Fig.2 Metallogenic characteristics of study area

表1 水根薩依鈮礦點主要工程(Nb+Ta)2O5含量統計表Table 1(Nb+Ta)2O5Content statistical table of shuigenjiayi Niobium mines

3.2 主量元素地球化學特征

賦礦花崗斑巖具髙硅(SiO2=75.44%～79.91%)、富堿(K2O+Na2O=7.57%～9.09%)、低鋁(Al2O3=9.96%～12.45%)、低鈦(TiO2=0.14%～0.17%)、貧CaO(0.15%～0.42%)、MgO(0.12%～0.24%)、P2O5(0.02%～0.03%)的特征(表2)。巖石堿度率AR=4.04～4.94，屬堿性巖系列；鋁飽和指數A/CNK=0.96～0.97＜1、A/NK=1.32～1.37＞1，屬準鋁質花崗巖。

3.3 微量元素地球化學特征

賦礦花崗斑巖REE總量較高(205.3×10-6～258.13×10-6)、富集 LREE(LREE/HREE=1.3～1.74，(La/Yb)N=2.49～3.28)、(La/Sm)N=3.02～3.7、(Gd/Yb)N=0.63～0.64)，Eu負異常明顯(σEu=0.12～0.15)，稀土元素分布曲線呈略右傾海鷗型(圖3-a)。微量元素富集 Ga(10 000Ga/Al值為 3.98～4.14)，蛛網圖顯示強烈虧損Ba，Sr，相對富集Rb，Th(圖3-b)[15,16]。

表2 水根薩依鈮礦斑巖體及微量元素分析結果及參數表Table 2 Major element and microelement analysis result and parameter table of Shuigensayi niobium mineral

4 討論

4.1 賦礦花崗斑巖巖石類型及構造環境

賦礦花崗斑巖具髙硅、富堿、低鋁、低鈦、貧CaO、MgO、P2O5等特征；稀土分布曲線顯示右傾海鷗型，強烈虧損Ba，Sr，相對富集Rb，Th，10 000Ga/Al值為3.98～4.14；在K2O-Na2O圖解、(Zr+Ce+Y)-Rb/Ba(圖4)[17,18]，均顯示A型花崗巖特征。賦礦花崗巖體與其北側的哈勒蓋特希巖體巖性組合相同[3]，巖石地球化學特征相似，暗示二者同期，為中志留世。賦礦花崗巖鋁飽和指數A/CNK＜1、A/NK≥1、CaO+Na2O+K2O＜Al2O3＜Na2O+K2O，結合(Yb+Ta)-Rb、Ta-Yb、(Y+Nb)-Rb、SiO2-Rb/Zr等圖解判斷，賦礦花崗巖形成于后碰撞環境擠壓-伸展轉變期，與區域資料一致(圖5)[3,19]。

4.2 成礦背景淺析

礦化區鈮礦化分屬花崗巖型與偉晶巖型，與正長花崗斑巖與偉晶巖成因聯系密切。花崗質偉晶巖脈，巖漿分異程度極高，組成極簡單，幾乎僅由微斜長石帶和石英帶組成，與正長花崗斑巖組成一致，揭示二者同源，暗示鈮礦化可能形成于花崗質巖漿演化的不同階段，鈮礦化成礦背景應與賦礦斑巖體一致，同為后碰撞階段的擠壓-伸展轉變期。

4.3 研究意義

水根薩依鈮礦化包括花崗巖型鈮礦化與偉晶巖型鈮礦化兩種，為謝米斯臺地區新的礦化類型。礦化區已有資料顯示偉晶巖型鈮礦化深部礦化程度優于地表，表明向深部勘探具一定價值。偉晶巖產出具成群成帶分布特征，與花崗巖類具一定伴生關系[20]，謝米斯臺山因地形條件差，研究程度較低，且花崗巖類分布廣泛，暗示謝米斯臺地區具鈮等稀有金屬找礦遠景，沿花崗斑巖與志留系接觸帶產出偉晶巖為直接找礦標志。

5 結論

(1)水根薩依鈮礦點礦化產出受正長花崗斑巖與流紋巖接觸帶控制，礦化屬正長花崗斑巖型及花崗質偉晶巖脈型；

圖3 稀土元素球粒隕石化配分曲線(a)及微量元素原始地幔化蛛網圖(b)Fig.3 REE disrtibution patterns(a)and trace spectra(b)

圖4 K2O-Na2O圖解及(Zr+Ce+Y)-Rb/Ba圖解Fig.4 K2O-Na2O diagram and(Zr+Ce+Y)-Rb/Ba diagram

Fig.5構造環境判別圖解Fig.5 Tectonic environment discrimination diagrams

(2)賦礦花崗巖髙硅、富堿、低鋁、低鈦、貧CaO、MgO、P2O5，稀土分布曲線顯示右傾海鷗型，強烈虧損Ba，Sr，相對富集Rb，Th，屬A型花崗巖；

(3)水根薩依鈮礦化與正長花崗斑巖、偉晶巖具成因聯系，推測其形成時代為中志留世，成礦背景為后碰撞階段的擠壓-伸展轉變期；

(4)水根薩依鈮礦化區深部具一定找礦價值，謝米斯臺地區具鈮多金屬找礦遠景。