新疆巴什蘇洪地區稀有礦床特征及找礦方向探討

蔡厚安，侯朝勇，張文杰，裴森龍，肖文進

(有色金屬礦產地質調查中心，北京 100012)

0 引言

塔里木盆地北緣分布著一套堿性巖帶(圖1)，是我國重要的堿性侵入巖成礦帶之一[1]。前人在該堿性巖帶內針對區內的構造演化，巖石成因做過大量工作[2-8]。堿性巖帶內分布著波孜果爾超大型稀有稀土礦床等眾多礦床和礦點[9-11]。新發現的巴什蘇洪稀有稀土礦也位于該堿性巖帶內，礦區中心坐標XX°32′E、YY°06′N，行政區劃屬阿圖什市哈拉峻鄉巴什蘇洪村管轄(圖1)。楊林春等[12]對礦區內的巴什蘇洪巖體開展了巖石地球化學和年代學研究；王浩[13]研究了區內堿性巖副礦物特征。本文系統總結該礦的地質特征，并剖析其找礦方向。對鄰區稀有稀土礦勘探有一定的借鑒意義。

1 成礦地質背景

1.1 區域地質背景

研究區屬塔里木盆地北緣雜巖帶的西段。區內分布著一系列的富堿性小巖體，其分布主要受區域深大斷裂控制。侵入類型有巖體、巖基、巖株、巖床及巖脈。巖性有超基性—基性堿性巖類、中酸性堿性巖類及酸性富堿性巖類，有些組成復式雜巖體，表現出一套由基性—酸性的巖石組合(圖1)。部分巖體在晚期還有輝綠巖脈的侵入穿插。

圖1 西南天山侵入巖分布圖(據文獻[10]修改)

1.2 礦區地質背景

區內主要出露的地層為古生代下二疊統巴立克里克組(P1b)，為一套海陸交互相巖石組合，巖性上為碎屑巖和碳酸鹽巖交互出現，根據巖性可劃分為四段，并被巴什蘇洪雜巖體侵入。NE—SW向的斷裂和由北向南的推覆構造構成了區內的構造格架，區內還發育一些近SN向的次級斷裂，將沉積巖地層錯斷開來。巖漿巖主要為巴什蘇洪雜巖體，可識別出四期，其中第一期為中粒橄欖輝長巖體，第二期為中粗粒霓石正長巖體，第三期為火成碳酸巖體，第四期為中細粒堿性花崗巖體。巖體呈圓珠狀零星出露，長8 km，寬5 km，面積40 km2，出露面積20 km2。近EW向展布，與區域構造方向一致(圖2)。圍繞巖體有一近30 km2的1∶5萬水系沉積物綜合異常HS-30，異常元素組合為Nb-Y-Zr-P(圖2)。

1.3 礦區地球物理背景

本次1∶5萬航磁工作在區內圈定2個航磁異常(圖3)，北部異常近EW向不規則板狀，西寬東窄，東西長約12.5 km，南北寬1.3～4.7 km；總體上異常變化梯度大，細節上南大北小，東大西小，被負磁異常包圍。異常西、北、東三側出露下二疊統巴立克里克組(灰巖夾少量砂巖)，西北部出露霓石正長巖、淺灰白色堿長花崗巖，東部出露灰綠色蝕變細粒輝長巖，南部為第四系覆蓋。該異常與近EW向巴什蘇洪雜巖體對應較好，其中東部2個異常中心對應2個輝長巖體。1∶5萬礦產圖上標注有巴什索貢稀土礦點和銅礦點，位于該異常西北部邊緣地帶。標注的阿亞克蘇洪鐵礦點位于異常東南緣。南側緊靠NEE向斷裂構造。南部異常面積小，近EW向板狀，東西長約5.4 km，南北寬約1.2 km；磁場值10～85 nT，為工作區低緩磁異常；異常中心位于中東部，異常值85 nT，異常變化梯度東大西??；地表為第四系覆蓋，推測有隱伏巖體存在。地面電法和磁法剖面工作圈定了低磁高阻低極化區(圖4)，是未來工作需要注意的重點區之一。

2 礦床特征

2.1 巴什蘇洪雜巖體巖石學特征

巴什蘇洪雜巖體可識別出四期，各期次相互之間呈侵入接觸關系；而雜巖體侵入到地層中，接觸部位見角巖化和蝕變(圖2)。野外調查過程中還發現兩組相交的后期侵入輝綠巖脈，與成礦無關，未納入雜巖體之中。其中第一期中細粒橄欖輝長巖體含磁鐵礦，第三期火成碳酸巖體純度高，白度好，有害元素極低，有成為超大型重質碳酸鈣礦的潛力[14]。巴什蘇洪稀有稀土礦主礦體主要產于第四期中細粒堿長花崗巖體中。

中粒橄欖輝長巖巖石標本呈塊狀，灰色—灰黑色，中粒結構，主要造巖礦物為輝石Py(約25%)、斜長石Pl(54%)，次要礦物為橄欖石Ol(12%)，副礦物為磁鐵礦Mt、尖晶石Spl等礦物，中粗粒結構，磁鐵礦化較強。霓石正長巖標本呈塊狀，灰白色，不等粒結構，塊狀構造。主要造巖礦物為堿性長石(60%)、斜長石(5%)、霓石(15%)，副礦物有磁鐵礦(2%)等?；鸪商妓釒r呈灰白—白色，塊狀結構，中細?！写至＝Y構，主要礦物為方解石(75%)，副礦物種類較多，也比較復雜，有鉻尖晶石、硫鐵礦等?；疑珘A性花崗巖，鏡下觀察為中細粒結構，塊狀構造，主要礦物為堿性長石Af(45%)、石英Qz(18%)、斜長石Pl(8%)，次要礦物為霓石Aeg(10%)、黑云母Bt(8%)，副礦物種類較多，比較復雜，有燒綠石、獨居石、鈮鐵礦、易解石等?；野咨揲L偉晶巖，中粗粒結構，塊狀構造。主要礦物為鈉長石(30%)、霓輝石(30%)、石英(35%)。次要礦物成分較為復雜，通過人工重砂可知，有鋯石、磷灰石、碳硅石、銳鈦礦、燒綠石、黃鐵礦、鈮鉭鐵礦、赤褐鐵礦、磁鐵礦、鈉鐵閃石等。

2.2 礦化特征

堿性霓石正長巖侵入于下二疊統巴立克里克組中，具輕度高齡土化蝕變，巖體和地層接觸部位常見矽卡巖化，蝕變帶寬約30～50 m。脈狀堿長花崗巖侵入霓石正長巖中，在接觸帶常見霓長偉晶巖化，是稀有稀土礦賦礦最佳位置。野外觀察及采樣分析表明：由基性—超基性巖、堿性巖和火成碳酸巖組成的雜巖體中，存在稀有-稀土礦化，分析表明：這種稀有-稀土礦化是和第四期堿性花崗巖以及側向偉晶巖有關。

野外分別采集了14件輝長巖、26件正長巖、10件堿性花崗巖和15件偉晶巖撿塊樣品分析，其中輝長巖的稀土總量(不含Pm，后同)在19.73×10-6～98.09×10-6之間變化，平均值為63.79×10-6，w(Nb)在6.84.00×10-6～11.8×10-6之間變化，平均值為9.93×10-6，w(Ta)在0.453×10-6～1.12×10-6之間變化，平均值為0.70×10-6；正長巖的稀土總量在100.00×10-6～1879.68×10-6之間變化，平均值為700.92×10-6，w(Nb)在15.1×10-6～274×10-6之間變化，平均值為92.44×10-6，w(Ta)在0.95×10-6～22.9×10-6之間變化，平均值為6.16×10-6；堿性花崗巖的稀土總量在571.22×10-6～1234.78×10-6之間變化，平均值為388.63×10-6，w(Nb)在59.9×10-6～361×10-6之間變化，平均值為111.38×10-6，w(Ta)在3.03×10-6～21.9×10-6之間變化，平均值為6.12×10-6；霓長偉晶巖的稀土總量在101.90×10-6～3990.5×10-6之間變化，平均值為1344.92×10-6，w(Nb)在26.1×10-6～1001×10-6之間變化，平均值為380.21×10-6，w(Ta)在1.00×10-6～58.5×10-6之間變化，平均值為24.10×10-6。

2.3 礦體特征

本次工作基本查明巴什蘇洪鈮鉭礦床規模、形態、變化特征。巴什蘇洪賦礦巖體為堿長花崗巖脈及側向的霓長偉晶巖，其侵入在霓石正長巖，呈脈狀，局部呈網脈狀，厚度多為1～15 m，單礦脈厚度變化不大。產狀往北陡傾，傾角多為55°～70°。東西延展近2 km，地表調查有數條厚大礦體露頭延伸至第四系覆蓋，成礦遠景較大。通過大比例尺地質填圖、槽探及鉆探工程驗證(圖5)，初步圈定第四期堿長花崗巖脈鈮鉭礦化帶，長4000 m，寬1000 m，多數礦(化)體厚1～5 m，有3條礦體厚度≥10 m。地表出露鈮鉭礦體21條(圖1b)，長1950 m，厚40～100 m，延伸穩定，具有較好的勘探遠景[15]。

從巴什蘇洪雜巖體的重砂分析及電子探針結果來看，其賦礦礦物以鈮鐵礦-鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、易解石、燒綠石、鈮鐵金紅石為主，并有大量的獨居石。這些都說明，巴什蘇洪雜巖體中的鈮-鉭是賦存在可分選、可分離的礦物中的，以鈮鐵礦-鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、易解石、燒綠石、鈮鐵金紅石為主的富含鈮鉭礦物是稀有金屬鈮鉭的主要載體礦物，而獨居石是稀土元素(Ce，La，Nd，Th)的主要載體礦物。

2.4 礦化類型

本次工作在巴什蘇洪巖體中發現有兩種含礦形式：①含稀有-稀土的堿長花崗巖脈，以脈狀、網脈狀分布于，此類巖脈數量多、分布廣，且對圍巖有浸染礦化作用；②堿長花崗巖和霓石正長巖接觸部位的霓長偉晶巖，分布較為局限，但稀有稀土富集，且含量明顯高于堿長花崗巖。因此，礦床屬堿性花崗巖和堿性偉晶巖復合型礦床。

3 找礦方向

在巴什蘇洪地區尋找稀有稀土礦床，最有希望的目標地質體是堿長花崗巖及其邊部的霓長偉晶巖，這也符合一般與堿性巖有關的稀有稀土礦床的成礦規律。一般來說，這類與堿性巖有關的稀有稀土礦床無外乎兩類，一類是與堿性巖-碳酸巖巖石組合有關的稀有稀土礦(如白云鄂博、牦牛坪、廟埡)[16-18]，另一類是與堿性巖演化到后期的偉晶巖有關的稀有稀土礦床，如波孜果爾大型稀有稀土礦床。而后者正在也出露在南天山堿性巖帶的拜城縣附近(圖1)，與西南天山堿性巖帶處于同一個大的堿性巖帶—塔里木北緣堿性巖帶，擁有相同的巖石組合、地層和構造背景。因此，在本區尋找堿長花崗巖及側向的偉晶巖，是本區下一步找礦的主要方向。

本次工作通過電法和磁法剖面工作，結合地質狀況，在巴什蘇洪巖體正長巖與二疊系大理巖接觸的北界，發現了埋深約80 m的低磁高阻低極化異常體，推測可能是偉晶巖的囊狀集合體(圖4)[19]，有待后續工作驗證。

礦區南部，主要分布有1∶5萬航磁局部異常和1∶20萬化探Hs-36Y、Zr、Zn、Sn、La、Ti綜合元素異常，與礦區內的化探異常Hs-36與Hs-31、Hs-32位于同一NNE向異常帶上，成礦地質環境條件較為有利，具備一定的尋找稀有稀土金屬礦產的有利條件。

4 結論

1)巴什蘇洪稀有稀土礦屬堿性花崗巖和堿性偉晶巖復合型礦床。有兩種含礦形式：含稀有稀土的堿長花崗巖脈和側向的霓長偉晶巖。主礦體為第四期中細粒堿性花崗巖體，礦體呈近東西向密集脈狀，陡傾，分布穩定連續。估算鈮鉭資源量超過1萬噸，達中型規模，具有成為低品位、大范圍、中厚度復合型的大型稀有稀土金屬礦床遠景。

2)未來找礦勘查工作的方向應注意礦區南部可能的隱伏巖體含礦性研究以及NNE構造帶相同地質背景區域的調查，礦區內應注意物探工作圈定的低磁高阻低極化區是否與偉晶巖有關的研究工作。

注釋：

① 新疆維吾爾自治區地質調查院. 新疆維吾爾自治區阿克塔拉幅、庫鐵熱克幅、哈拉峻幅、庫魯木都克村幅、托斯莫幅1∶5萬區域地質調查報告[R]. 2014.