新疆大紅柳灘喀拉喀鋰鈹?shù)V床地質(zhì)特征與成礦機(jī)制探討

譚克彬

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六地質(zhì)大隊(duì) 哈密 839000）

西昆侖大紅柳灘稀有金屬成礦帶是我國(guó)十分重要的稀有金屬成礦帶之一，上世紀(jì)五十年代新疆地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì)在該成礦帶發(fā)現(xiàn)了大紅柳灘中型鋰礦。大紅柳灘鋰礦發(fā)現(xiàn)以來(lái)，大量學(xué)者及地勘單位在本區(qū)開(kāi)展科學(xué)研究和地質(zhì)找礦工作，提高了本區(qū)的研究水平，尤其是2000年之后，多家地勘單位在本區(qū)開(kāi)展稀有金屬找礦工作，但僅零星發(fā)現(xiàn)一些稀有金屬礦找礦線索，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)重大突破。直到2013年，新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第六、十地質(zhì)大隊(duì)開(kāi)展大紅柳灘一帶1∶5萬(wàn)區(qū)域化探工作，在大紅柳灘東南約15千米圈定了喀拉喀化探綜合異常（HS26），新發(fā)現(xiàn)和評(píng)價(jià)了喀拉喀大型偉晶巖型鋰鈹?shù)V床，此后陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了龍門(mén)山鋰礦、盤(pán)龍鋰礦、俘虜溝鋰礦、509道班西鋰礦等大型礦床，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域找礦的重大突破。因此，研究喀拉喀鋰鈹?shù)V床的地質(zhì)特征和成礦機(jī)制，實(shí)現(xiàn)本區(qū)地質(zhì)找礦的新突破具有重要意義。

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

喀拉喀鋰鈹?shù)V床位于羌塘地塊、可可西里-巴顏喀拉斷褶帶內(nèi)（Ⅲ-1），成礦帶屬于大紅柳灘RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母礦帶，見(jiàn)圖1。

圖1 喀拉喀一帶地質(zhì)礦產(chǎn)略圖（據(jù)西安地質(zhì)調(diào)查中心修編）

區(qū)域地層、侵入巖受呈康西瓦-鯨魚(yú)湖深大斷裂、大紅柳灘-郭扎錯(cuò)深大斷裂控制，宏觀呈北西西-南東東展布。區(qū)域基底主要由古元古界康西瓦巖群（Pt1K）高綠片巖相變質(zhì)碎屑巖，長(zhǎng)城系甜水海巖群（ChT）高綠片巖相淺海相陸緣細(xì)碎屑巖、酸性火山巖組成；蓋層由二疊系黃羊嶺群（P1-2H）淺變質(zhì)碎屑巖，三疊系巴顏喀拉山群（TB）淺變質(zhì)淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖及晚三疊世中酸性侵入巖組成，基底與蓋層之間呈斷層接觸。古元古界康西瓦巖群主要形成沉積改造型鐵礦；三疊紀(jì)侵入巖體內(nèi)形成與構(gòu)造-巖漿熱液成礦作用有關(guān)的熱液型銅鉛鋅金多金屬礦，三疊紀(jì)侵入巖與三疊系巴顏喀拉山群（TB）的外接觸帶是形成偉晶巖型鋰鈹稀有金屬礦成礦的有利地區(qū)。

三疊紀(jì)侵入巖主要分布在賽圖拉鎮(zhèn)-大紅柳灘一帶，其中大紅柳灘巖體是成礦最有利的巖體之一。大紅柳灘巖體出露面積約850 平方千米，呈北西-南東向展布，延伸長(zhǎng)大于50千米。該巖體主要侵入于三疊系巴顏喀拉山群中，主要巖性為斑狀黑云母花崗閃長(zhǎng)巖、黑云母石英閃長(zhǎng)巖、英云閃長(zhǎng)巖、二云母花崗巖（209.6±1.5Ma，魏小鵬，2017年）、二長(zhǎng)花崗巖（217.4±2.2Ma，喬耿彪），均為S型花崗巖。大紅柳灘巖體內(nèi)外接觸帶廣泛發(fā)育花崗偉晶巖脈，為形成偉晶巖型礦床提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源及成礦空間。目前，在該巖體外接觸帶發(fā)現(xiàn)了大紅柳灘、喀拉喀、509道班西、龍門(mén)山等大型偉晶巖脈礦床，顯示了巨大的成礦潛力。

2 礦區(qū)地質(zhì)

2.1 地層

礦區(qū)出露地層為中生界三疊系巴顏喀拉山群上組（TB3），分布于工作區(qū)中東部，呈北西-南東向展布，上部出露巖性主要為云母片巖，下部出露巖性為黑云母石英片巖、二云母石英片巖，二者呈互層產(chǎn)出。地層南西被三疊紀(jì)二云母二長(zhǎng)花崗巖侵入，北西被三疊紀(jì)黑云母花崗巖侵入，地層傾向北東，傾角60°-76°，見(jiàn)圖2。

圖2 喀拉喀鋰鈹?shù)V床地質(zhì)略圖

2.2 構(gòu)造

受大紅柳灘—郭扎錯(cuò)斷裂及奇臺(tái)達(dá)坂斷裂等區(qū)域性斷裂的控制，礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造線呈北西西-南東東展布。區(qū)內(nèi)大型斷裂、褶皺構(gòu)造均不發(fā)育，發(fā)育劈理、片理、節(jié)理等構(gòu)造，局部可見(jiàn)走滑斷層及揉皺構(gòu)造。斷層對(duì)偉晶巖脈及礦體具破壞作用。

2.3 侵入巖

礦區(qū)分布在礦區(qū)西南部和東北部，是大紅柳灘巖體向東南的延伸部分。出露巖體主要為晚三疊世黑云母花崗巖（βγT3）、二云母二長(zhǎng)花崗巖（ηγβmT3）。二云母二長(zhǎng)花崗巖鋁飽和度0.84-1.16，為次鋁—過(guò)鋁的“S”型花崗巖類；分異指數(shù)為62.45-91.18，分異程度較高；K2O+Na2O為（5.09-8.47）×10-2，以富堿為特征；里特曼指數(shù)變化在1.17-2.35，為鈣堿性系列；微量元素曲線顯示形成環(huán)境為巖漿弧，表明巖漿來(lái)源于地殼的部分熔融（郭岐明，2019）。二云母二長(zhǎng)花崗巖體中發(fā)育花崗偉晶巖脈和電氣石化，且Li、Be、Cs、Nb、Rb 等元素平均含量為59.8×10-6、4.9×10-6、10.5×10-6、11.5×10-6、128.2×10-6，表明Li、Be、Cs、Nb、Rb 等稀有元素在二云母二長(zhǎng)花崗巖體中顯著富集，與礦區(qū)偉晶巖成礦密切相關(guān)。

2.4 偉晶巖脈

礦區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)偉晶巖脈114條，分布于巖體內(nèi)外接觸帶，主要分布在接觸帶1.5 千米范圍內(nèi)，多與區(qū)域構(gòu)造線及地層走向近平行。偉晶巖脈體長(zhǎng)30-1600米，寬2.00-42.00 米，最寬達(dá)195 米。根據(jù)脈巖的走向分為北西向、北東向兩組，以北西向脈巖為主，傾向北東，與地層層面近平行或小角度斜交。根據(jù)脈巖空間分布及主要礦物含量及其與成礦之間的關(guān)系，將偉晶巖脈分為三條帶：電氣石-微斜花崗偉晶巖脈帶（Ⅰ），主要分布在巖體內(nèi)接觸帶；鋰輝石-鈉長(zhǎng)花崗偉晶巖脈帶（Ⅱ），分布在巖體外接觸帶100-1500 米范圍內(nèi)；鋰云母-鋰輝石-白云母花崗偉晶巖脈帶（Ⅲ），分布在巖體外接觸帶1500-3000 米范圍內(nèi)，表1。

表1 喀拉喀鋰鈹?shù)V偉晶巖脈特征一覽表

從南到北，從南部分侵入體內(nèi)部向外，再到北部侵入體接觸帶附近，即從Ⅰ號(hào)帶到Ⅲ號(hào)帶，主要顯示出以下特征：①偉晶巖的數(shù)量逐漸減小，且規(guī)模從大脈逐漸變?yōu)榧?xì)脈；②電氣石的含量從10-30%逐漸減少至1-3%，白云母的含量從微量逐漸增加到5-10%；③微斜長(zhǎng)石含量與鋰輝石含量呈負(fù)相關(guān)，鈉長(zhǎng)石含量與鋰輝石含量呈正相關(guān)，表明Li 富集成礦與Na 交代K 有密切關(guān)系；④Rb 元素在多數(shù)偉晶巖脈中富集，Li、Be 元素在Ⅱ、Ⅲ號(hào)帶中明顯富集，其中Ⅱ號(hào)鋰輝石-鈉長(zhǎng)花崗偉晶巖脈帶是鋰鈹?shù)V的主要含礦帶。

3 礦床地質(zhì)

3.1 礦脈特征

喀拉喀鋰鈹?shù)V礦床主要礦脈分布在Ⅱ號(hào)偉晶巖脈帶中，少部分在Ⅲ偉晶巖脈帶中。共圈定鋰（鈹）礦脈40個(gè)，其中鋰鈹?shù)V脈14個(gè)（含工業(yè)礦脈10個(gè)，低品位礦4 個(gè)），鈹?shù)V脈26 個(gè)（含工業(yè)礦脈5 個(gè)，低品位礦脈21 個(gè)）。鋰鈹?shù)V脈與鈹?shù)V脈在平面上的分布顯示，鋰鈹?shù)V脈位于二云母二長(zhǎng)花崗巖外接觸帶相對(duì)較遠(yuǎn)的位置，鈹?shù)V脈位于二云母二長(zhǎng)花崗巖外接觸帶相對(duì)較近的位置；從垂向分布看，在同一偉晶巖脈中，鋰在偉晶巖脈的中上部富集（圖3），而鈹分布較均勻。

圖3 喀拉喀鋰鈹?shù)V5號(hào)剖面示意圖

鋰鈹?shù)V脈主要產(chǎn)于Ⅱ號(hào)脈帶中，礦脈走向272-302°，傾向北東，傾角41-80°，長(zhǎng)130-1300米，平均厚度0.81-8.67米，控制礦脈斜深48-630米。礦脈Li2O平均品位0.454-1.505%，BeO 平均品位0.035-0.086%，伴生Rb2O平均品位0.079-0.135%，礦體品位變化系數(shù)9.22-87.98%，厚度變化系數(shù)15.64-65.78%，含礦巖石為鋰輝石花崗偉晶巖，礦脈圍巖為黑云母石英片巖、花崗偉晶巖。主要礦體特征見(jiàn)表2。

表2 喀拉喀主要礦脈特征一覽表

鈹?shù)V脈主要產(chǎn)于Ⅱ號(hào)脈帶中，礦脈走向北西向，傾向北東，傾角37°-72°；礦脈長(zhǎng)70-1400 米，平均厚度0.83-46.92米，控制斜深18-538米，礦脈BeO平均品位0.045-0.134%，Rb2O平均品位0.079-0.135%，品位變化系數(shù)1.21-136.41%，厚度變化系數(shù)16.26-64.71%。含礦巖石為花崗偉晶巖，圍巖為黑云母石英片巖、二云母石英片巖。

3.2 礦石特征

鋰鈹?shù)V的礦石礦物主要為鋰輝石、鋰磷鋁石、鋰白云母；鈹?shù)V石的礦石礦物僅見(jiàn)極少綠柱石，其主要礦石礦物尚未查清。脈石礦物主要為鈉長(zhǎng)石、石英、微斜長(zhǎng)石、電氣石等。礦石結(jié)構(gòu)為細(xì)粒偉晶結(jié)構(gòu)、中粗粒偉晶結(jié)構(gòu)、巨粒偉晶結(jié)構(gòu)，礦石構(gòu)造為塊狀構(gòu)造、鑲嵌狀構(gòu)造，見(jiàn)圖4。

圖4 喀拉喀鋰鈹?shù)V石特征

根據(jù)主含礦元素不同，礦石的自然類型分為鋰鈹?shù)V石及鈹?shù)V石；按礦石中礦石礦物分布特征，自然類型可分為塊狀礦石、鑲嵌狀礦石、浸染狀礦石三種類型。鋰鈹?shù)V石以鑲嵌狀及塊狀礦石為主，鈹?shù)V石以星散狀礦石為主。

4 成礦機(jī)制探討

在三疊紀(jì)末期，大紅柳灘一帶受印度板塊的持續(xù)向北擠壓，深部富含Li、Be 等稀有金屬元素的硅鋁層發(fā)生滑脫并導(dǎo)致其部分熔融，生成富含Li、Be等“S”型初始花崗巖漿。花崗巖漿在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力的作用下向上運(yùn)移，并隨著溫度、壓力的逐漸降低，巖漿發(fā)生分異結(jié)晶作用，由于Li、Be 等稀有金屬元素化學(xué)活動(dòng)性極為活潑，Li、Be 等在殘余巖漿中進(jìn)一步富集，最終在巖體的頂部形成了富含揮發(fā)份和稀有金屬的偉晶巖巖漿。偉晶巖巖漿由于富含揮發(fā)份，具極高的活動(dòng)性及動(dòng)能，在巖體及內(nèi)外接觸帶的斷層破碎帶、節(jié)理、地層層間薄弱帶侵入形成含稀有金屬的晶巖脈，Li、Be 等稀有金屬元素在揮發(fā)份的作用下沿偉晶巖脈向上遷移，富集形成了偉晶巖脈礦體。

5 找礦標(biāo)志

喀拉喀鋰鈹?shù)V礦床成因?yàn)閭ゾr型礦床。總結(jié)其成礦地質(zhì)背景及礦床地質(zhì)特征，其主要找礦標(biāo)志有：

（1）大地構(gòu)造與成礦帶標(biāo)志：可可西里-巴顏喀拉斷褶帶，大紅柳灘RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母成礦帶。

（2）侵入巖與地層標(biāo)志：晚三疊紀(jì)大紅柳灘巖體S 型花崗巖（二云母二長(zhǎng)花崗巖）與三疊系巴顏喀拉山群外接觸帶100-3000米范圍。

（3）地球化學(xué)標(biāo)志：具有明顯的Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Sn 等異常組合，其中Li、Be 元為直接指示元素，Nb、Ta、Rb、Cs、Sn等元素組合為間接指示元素。

（4）脈巖標(biāo)志：花崗偉晶巖脈。其中含綠柱石、鋰輝石的鈉長(zhǎng)石花崗偉晶巖脈是直接找礦標(biāo)志。

（5）礦物標(biāo)志：鋰輝石、鋰云母、綠柱石為直接找礦標(biāo)志，鈉長(zhǎng)石、電氣石為間接找礦標(biāo)志。

（6）遙感影像標(biāo)志：在淺肉紅色（二云母二長(zhǎng)花崗巖）與灰色、灰黑色色調(diào)（三疊系巴顏喀拉山群）接觸帶附近的灰白色條帶狀影紋，多為花崗偉晶巖脈。

6 結(jié)論

喀拉喀鋰鈹?shù)V的初步勘查，發(fā)現(xiàn)了偉晶巖脈114條，含礦25 條，估算鋰鈹資源量均達(dá)到大型礦床規(guī)模，是大紅柳鋰礦發(fā)現(xiàn)以來(lái)的最新地質(zhì)找礦突破。礦床賦存在晚三疊紀(jì)大紅柳灘巖體與三疊系巴顏喀拉山群外接觸帶的偉晶巖脈中，目前在大紅柳灘巖體外接觸帶先后發(fā)現(xiàn)了509、龍門(mén)山等多個(gè)大型鋰鈹?shù)V床，表明偉晶巖型礦床受晚三疊紀(jì)“S”型花崗巖體及其外接觸帶形態(tài)控制明顯。本區(qū)除了大紅柳灘巖體外，在區(qū)域西部賽圖拉-康西瓦一帶以及大紅柳灘北部地區(qū)，還廣泛發(fā)育晚三疊紀(jì)“S”型花崗巖體及偉晶巖脈，具有相似的成礦地質(zhì)環(huán)境，有巨大的找礦空間?？︿団?shù)V的發(fā)現(xiàn)與勘查，為大紅柳灘一帶偉晶巖型稀有金屬礦的勘查工作提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)借鑒，有利于實(shí)現(xiàn)更大的找礦突破；喀拉喀鋰鈹?shù)V后期進(jìn)一步勘查與開(kāi)發(fā)，對(duì)于提高南疆地區(qū)人民生活水平、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定、促進(jìn)南疆地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有十分重要作用。

致謝：喀拉喀鋰鈹?shù)V的發(fā)現(xiàn)與勘查，得到了新疆維吾爾自治區(qū)地勘基金中心的大力支持，得到了尚海軍教授級(jí)高級(jí)工程師、仇銀江教授級(jí)高級(jí)工程師的廣泛指導(dǎo)?？︿団?shù)V項(xiàng)目組全體成員共同努力的結(jié)果，共同智慧的結(jié)晶。在此表示衷心感謝!