新疆和田509道班西鋰鈹多金屬礦床花崗巖U-Pb年齡及其構(gòu)造意義

譚克彬 郭岐明 郭勇明

（①新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì) 哈密839000②陜西地質(zhì)調(diào)查院 西安710000 ③新疆寶地礦業(yè)股份有限公司 哈密 839000）

1 前言

新疆西昆侖地區(qū)是我國(guó)最重要的鉛鋅和鋰鈹?shù)认∮薪饘俪傻V區(qū)帶之一，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了火燒云超大型世界級(jí)鉛鋅礦和大紅柳灘鋰鈹多金屬礦床[1-3]。隨著國(guó)家對(duì)戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)的重視和投入，近年來(lái)在大紅柳灘一帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列鋰鈹多金屬礦床（點(diǎn)），寧強(qiáng)溝、異石溝、喀拉卡鋰、鈹多金屬礦床（點(diǎn)），使得該地區(qū)成為和四川甲基卡花崗偉晶巖型鋰鈹?shù)V床類似的稀有金屬礦集區(qū)[4，5]。509 道班西鋰鈹多金屬礦床即是近年來(lái)在大紅柳灘南部新發(fā)現(xiàn)的一處礦床。前人僅開展了成礦地質(zhì)特征和成礦規(guī)律的初步總結(jié)[6]，而對(duì)于礦化密切相關(guān)的花崗質(zhì)巖石研究較少，這對(duì)于進(jìn)一步理解成巖成礦作用不利。基于此，筆者在詳細(xì)野外地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過(guò)先進(jìn)的鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡測(cè)試，獲取了二云二長(zhǎng)花崗巖和石英閃長(zhǎng)巖的成巖年齡，探討了其大地構(gòu)造意義，以期為后續(xù)找礦工作提供理論參考。

2 礦區(qū)地質(zhì)背景

礦區(qū)內(nèi)出露地層主要為三疊系巴顏喀拉山群中組上段，巖性為一套細(xì)碎屑巖類復(fù)理石建造，經(jīng)中－低級(jí)區(qū)域變質(zhì)作用形成淺變質(zhì)碎屑巖、板巖、片巖等。其中淺變質(zhì)碎屑巖具有較好的滲透性，有利于含礦氣液的運(yùn)移；板巖、片巖對(duì)于含礦溶液的熱、氣、液等具有一定的儲(chǔ)藏、封閉作用，更為礦物的結(jié)晶創(chuàng)造了良好的條件。礦區(qū)受大紅柳灘斷裂和奇臺(tái)達(dá)坂斷裂帶兩組斜交斷裂帶雙重作用，致礦區(qū)次級(jí)斷裂破碎帶比較發(fā)育，呈密集條帶狀展布，邊部巖石發(fā)育糜棱巖化。區(qū)內(nèi)節(jié)理十分發(fā)育，為巖漿活動(dòng)所形成的節(jié)理與早期斷裂活動(dòng)遠(yuǎn)程效應(yīng)下的次級(jí)節(jié)理，是區(qū)內(nèi)主要的控礦、容礦構(gòu)造，區(qū)內(nèi)片理化帶比較發(fā)育，走向北西-南東向，呈帶狀延伸，但強(qiáng)弱程度不同?；◢徺|(zhì)侵入體呈巖株?duì)町a(chǎn)出侵位于巴顏喀拉山群中組上段，從不含礦偉晶巖脈與含礦偉晶脈分別位于巖體外接觸帶0～500米、500～1500米范圍，且成群成帶密集分布，具有明顯的分帶性，其走向與巖體的接觸帶平行，暗示了偉晶巖脈與巖體在空間上關(guān)系密切。

3 侵入巖地質(zhì)特征

3.1 地質(zhì)特征

礦區(qū)巖漿活動(dòng)較強(qiáng)，花崗偉晶巖脈發(fā)育，主要分布在西南一帶。西南一帶發(fā)育規(guī)模較大的晚三疊世似斑狀中－粗粒二云母二長(zhǎng)花崗巖和中－細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖。二云母二長(zhǎng)花崗巖呈長(zhǎng)巖株?duì)町a(chǎn)出，走向北西－南東，侵入于三疊系巴顏喀拉山群中組上段，其接觸界線不規(guī)則，大部分傾向北東；石英閃長(zhǎng)巖分布于工作區(qū)西部、西南部，出露面積較小，呈小巖珠形式出露，與晚三疊世（似斑狀）中－粗粒二云母二長(zhǎng)花崗巖呈脈動(dòng)侵入接觸，被晚期偉晶巖脈沿裂隙侵入（圖1）。

3.2 巖石學(xué)特征

似斑狀中粒二云母二長(zhǎng)花崗巖：巖石呈花崗結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造，主要礦物成分為石英25%、斜長(zhǎng)石30%、鉀長(zhǎng)石37%、黑云母1%、白云母2%、電氣石4%、石榴子石1%。石英呈它形粒狀，受應(yīng)力作用發(fā)生破碎，具波狀消光，見變形紋變形帶，部分顆粒間呈鋸齒狀鑲嵌，由動(dòng)態(tài)重結(jié)晶作用形成，斜長(zhǎng)石雙晶紋細(xì)密，主要為更長(zhǎng)石，部分雙晶發(fā)生彎曲、錯(cuò)位。鉀長(zhǎng)石主要有微斜長(zhǎng)石和條紋長(zhǎng)石，顆粒較大，裂紋發(fā)育，包含石英顆粒和云母碎片，副礦物見電氣石、石榴子石，可能與后期氣液交代作用有關(guān)（圖1b）。

晚三疊世中－細(xì)粒石英閃長(zhǎng)巖：巖石呈灰色，細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造。主要組成礦物為斜長(zhǎng)石75～85%、石英10～15%±、黑云母3～5%，及少量角閃石、白云母等。斜長(zhǎng)石，呈半自形柱狀，鈉長(zhǎng)石雙晶清晰；黑云母，自形片狀，褐色；石英，煙灰色，它形填隙粒狀；另有少量綠簾石等。巖石礦物粒徑大小以1～1.5毫米為主，個(gè)別2～2.5毫米，礦物之間相互緊密接觸，雜亂分布。巖石蝕變特征表現(xiàn)為次生綠簾石化，常與黑云母賦存一起。副礦物可見磁鐵礦、磷灰石、榍石等零星分布（圖1d）。

圖1 509道班西礦床中灰白色二云母花崗巖（a，b）和灰綠色石英閃長(zhǎng)巖（c，d）野外和鏡下照片

4 鋯石U-Pb年齡

眾多學(xué)者對(duì)西昆侖大紅柳灘巖體花崗巖進(jìn)行過(guò)詳細(xì)的年代學(xué)研究，喬耿彪等[7]測(cè)得大紅柳灘巖體二長(zhǎng)花崗巖的形成年齡為220±2.2～217.4±2.2Ma；魏小鵬等[8]測(cè)得大紅柳灘巖體二云母花崗巖的形成年齡為209.6±1.3Ma；李侃等[9]測(cè)得大紅柳灘巖體中二長(zhǎng)花崗巖加權(quán)平均年齡為213±2.1Ma、黑云母鈉長(zhǎng)花崗巖加權(quán)平均年齡為214±1.8M；據(jù)《新疆西昆侖地區(qū)1∶5 萬(wàn)I44E002006 等四幅區(qū)調(diào)報(bào)告》資料，奇臺(tái)達(dá)坂一帶未分異的I型花崗巖形成于晚三疊世，其中英云閃長(zhǎng)巖（214.7±2.0Ma）、石英閃長(zhǎng)巖（211.3±3.3Ma）、花崗閃長(zhǎng)巖（210.6±2.8Ma）。

本次工作在礦區(qū)西南部采集了一套二云母二長(zhǎng)花崗巖樣品，樣品中挑選出來(lái)的鋯石數(shù)量較多，用于測(cè)試的鋯石大多呈自形程度較高的淺黃色－無(wú)色透明的長(zhǎng)柱狀，個(gè)別短柱狀，柱狀晶體長(zhǎng)寬比約為2∶1，鋯石粒度多在80～150μm（圖2）。鋯石陰極發(fā)光CL圖像顯示，鋯石形態(tài)完整，晶形完好，晶棱鋒銳、清晰，整體發(fā)光性較好；鋯石多具有明顯的核－邊結(jié)構(gòu)特征（除圖2 中3、5、6、7、9、10、13、14 號(hào)點(diǎn)），核部與邊部界線清晰且陰極發(fā)光強(qiáng)度不同，核部殘留的繼承鋯石陰極發(fā)光明顯強(qiáng)于后期的巖漿增生邊（圖2中2、4、8、12、15、16、18、19、20、21、22、23、24 號(hào)鋯石），說(shuō)明繼承核的U含量很低。后期的巖漿增生邊顯示比較清晰的振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，具巖漿成因結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

樣品的年齡數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，發(fā)現(xiàn)年齡信息較為豐富，分布范圍較廣。測(cè)年數(shù)據(jù)包含有986.8Ma、770.2～512.8Ma、364.4～223.5Ma 和208.1～219.9Ma的4 類結(jié)果，其中前三類數(shù)據(jù)（圖2 中1、3、7、10、11、15、16、17、18、19、21、22）內(nèi)部存在繼承鋯石核，由于普通鉛含量較少與諧和線發(fā)生了偏離，因此不參與加權(quán)平均年齡值得計(jì)算。

表1 509道班西礦床二云二長(zhǎng)花崗巖鋯石LA-ICP-MS分析結(jié)果

圖3 509道班西礦床二云二長(zhǎng)花崗巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和年齡(a)和加權(quán)平均年齡(b)

諧和度較好的10 組分析點(diǎn)中，14、20 號(hào)鋯石其中間均有繼承核，可能代表混合年齡，而其余的點(diǎn)（2、4、5、6、8、9、12、13 號(hào)鋯石）鋯石測(cè)點(diǎn)其中間沒(méi)有核，可能代表成巖年齡，8 組具有較集中的206Pb/238U年齡值介于208.1±3.2～219.9±2.8Ma 之間（圖3，表1），其206Pb/238U加權(quán)平均年齡值為208.8±1.7Ma，對(duì)應(yīng)的MSWD=0.13。因此，礦區(qū)二云二長(zhǎng)花崗巖和石英閃長(zhǎng)巖均形成于晚三疊世。

5 構(gòu)造意義

眾多資料表明，古特提斯洋是具多洋島特征以及雙極性特征，三疊紀(jì)時(shí)期礦區(qū)局限洋盆仍然處于接受沉積階段，巴顏喀拉盆地向甜水海陸塊之下俯沖，形成了奇臺(tái)達(dá)坂一帶具有俯沖性質(zhì)的TTG 巖類[10]；而隨后的甜水海地塊向北仰沖，沿郭扎錯(cuò)斷裂形成大量的三疊紀(jì)沉積增生楔，為一大套碎屑巖沉積建造，但該套碎屑巖無(wú)火山巖夾層，而且碎屑巖中火山質(zhì)碎屑很少或無(wú)，且該套地層的下部（奇臺(tái)達(dá)坂一帶）見含礫砂巖，可以看出，該地區(qū)此后再次拉張凹陷。到晚三疊世－早侏羅世時(shí)期，由于受南部岡瓦納大陸向北漂移，板塊擠壓漂移作用再次發(fā)生，盆地發(fā)生褶返封閉，地殼深部發(fā)生重熔，在礦區(qū)形成了一套未分異的I 型花崗巖[8，11]。之后，南昆侖地體與喀喇昆侖－甜水海聯(lián)合地體之間的古特提斯洋向北俯沖消減到昆侖聯(lián)合地體之下，使南昆侖地體在晚古生代－三疊紀(jì)期間發(fā)育190～220Ma具有島弧型鈣堿性花崗巖的巖漿弧，而康西瓦斷裂變質(zhì)帶的孔茲巖系的變質(zhì)年齡證明北部陸陸碰撞造山作用且已經(jīng)接近尾聲，地殼發(fā)生均衡性調(diào)整，地殼深部發(fā)生重熔，這一階段可能是形成礦區(qū)高分異的S型花崗巖的重要過(guò)程[9，12，13]。

6 結(jié)論

（1）509道班西鋰鈹多金屬礦床侵入巖主要為二云二長(zhǎng)花崗巖和石英閃長(zhǎng)巖。

（2）二云二長(zhǎng)花崗巖鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡值為208.8±1.7Ma（MSWD=0.13，n=8），屬晚三疊世。

（3）花崗質(zhì)巖石是晚三疊世古特提斯洋向北俯沖消減到昆侖聯(lián)合地體之下，巖漿底辟上隆作用的產(chǎn)物。