若羌庫(kù)木薩依偉晶巖分異演化及鋰成礦過程

摘" "要：研究區(qū)位于祁連-昆侖構(gòu)造帶、柴達(dá)木陸塊和塔里木陸塊之間，處于阿爾金山中段。若羌庫(kù)木薩依花崗偉晶巖型鋰多金屬礦床的主要礦石礦物為鋰輝石，含電氣石和鈮鐵礦族礦物，通過巖石學(xué)、礦物學(xué)研究，認(rèn)為庫(kù)木薩依偉晶巖是花崗質(zhì)巖漿分異演化的最終產(chǎn)物，顯示出含鋰白云母等相關(guān)礦物是偉晶巖形成過程中反映分異程度的有效指示劑。

關(guān)鍵詞：鋰輝石；偉晶巖；巖漿分異

隨著鋰元素在新能源車、電能儲(chǔ)存、核聚變可控性方面的應(yīng)用，鋰逐漸成為我國(guó)發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵能源金屬，受到地學(xué)界的高度關(guān)注[1-6]。以鋰為代表的關(guān)鍵稀有金屬資源“家底”關(guān)系到我國(guó)新能源戰(zhàn)略發(fā)展。我國(guó)鋰礦對(duì)外依存度高，國(guó)內(nèi)產(chǎn)量不足，國(guó)外獲取受阻風(fēng)險(xiǎn)加大，亟需加大國(guó)內(nèi)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查力度，以期發(fā)現(xiàn)更多大型鋰礦床資源基地，以保障鋰資源安全。

近幾年，隨著鋰礦勘查資金的持續(xù)投入，新疆阿爾金地區(qū)先后發(fā)現(xiàn)了恰達(dá)克鋰礦、瓦石峽南鋰礦、阿亞克（吐格曼北）鋰礦、吐格曼鋰鈹?shù)V、庫(kù)木薩依鋰礦、沙梁西鋰礦、塔什達(dá)坂鋰礦等中型鋰礦床[12-15]，形成一條重要的偉晶巖型鋰礦成礦區(qū)帶。庫(kù)木薩依鋰鉭稀有金屬礦床圈定礦體41條?，初步估算氧化鋰資源量45 227.82 t，平均品位0.70%。圍繞庫(kù)木薩依偉晶巖脈群，重點(diǎn)對(duì)鋰輝石偉晶巖開展巖相學(xué)、礦物學(xué)研究，以期對(duì)阿爾金地區(qū)含礦偉晶巖成因、演化程度和成礦序列提供指示性標(biāo)志。

1" 地質(zhì)背景

阿爾金造山帶位于青藏高原北緣，處于塔里木板塊與秦祁昆造山系之間，由原特提斯洋俯沖碰撞及增生造山作用形成復(fù)合型造山帶[15-17]。由北向南構(gòu)造單元依次為塔里木盆地、紅柳溝-拉配泉蛇綠混雜巖帶、阿中地塊、江嘎薩依-巴什瓦克高壓變質(zhì)增生雜巖帶、阿帕－芒崖蛇綠混雜巖帶等（圖1-a）。研究區(qū)位于阿中地塊，區(qū)域構(gòu)造較發(fā)育，地層變質(zhì)程度較高，巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈。

2" 巖石學(xué)特征

研究區(qū)廣泛出露英格里克構(gòu)造蛇綠混雜巖復(fù)理石巖建造（圖1-b），呈NE向帶狀展布，主要巖石類型為灰－深灰色矽線石榴二云片巖、石榴斜長(zhǎng)二云石英片巖夾劈理化石英巖、黑云石英巖、石榴黑云斜長(zhǎng)片麻巖、石榴黑云二長(zhǎng)片麻巖、變粒巖等，發(fā)育綠泥石化、綠簾石化、碳酸鹽化、黑云母化等。

區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，南部大面積出露青白口紀(jì)花崗巖，呈巖基狀產(chǎn)出，侵入于英格里克構(gòu)造蛇綠混雜巖復(fù)理石巖中，二者接觸部位可見綠片巖相變質(zhì)變形特征。在花崗巖外接觸帶上見含透輝硅灰石大理巖、透輝硅灰石巖。該巖體為酸性深成巖，受構(gòu)造作用影響，礦物較破碎，裂隙較發(fā)育。在花崗巖外接觸帶發(fā)育偉晶巖脈群，圈定偉晶巖脈80余條?，長(zhǎng)200～1 600 m，寬1～45 m，花崗偉晶巖脈極度發(fā)育區(qū)域，花崗細(xì)晶巖脈弱化，脈巖普遍云英巖化。巖脈以二長(zhǎng)花崗偉晶巖為主體，據(jù)特征礦物可進(jìn)一步劃分為白云母花崗偉晶巖、含石榴子石白云母花崗偉晶巖、含電氣石鋰輝石花崗偉晶巖、含黃玉鋰輝石花崗偉晶巖及少量碎裂花崗偉晶巖。主要礦石礦物為鋰電氣石、鋰云母、鋰輝石、綠柱石等，礦物分帶明顯。

黑云母二長(zhǎng)花崗巖為灰白色，塊狀構(gòu)造，花崗結(jié)構(gòu)。主要礦物為石英（45%），鉀長(zhǎng)石（20%），斜長(zhǎng)石（20%），黑云母（10%），副礦物為方解石、磷灰石、石榴子石等。石英呈他形粒狀變晶，粒徑0.08～3 mm，顆粒之間鑲嵌接觸，接觸界線多呈平直界線，局部為凹凸?fàn)钋€，粒徑大小不等，較大晶體常聚集成條帶狀，弱定向分布；長(zhǎng)石呈他形粒狀變晶，粒徑0.12～4.2 mm，包括鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石，二者含量相當(dāng)，鉀長(zhǎng)石可見正長(zhǎng)石，微弱泥化，斜長(zhǎng)石主要為鈉長(zhǎng)石；黑云母呈片狀，片徑0.1～0.62 mm，褐-淺褐黃色，少量綠泥石化，半定向分布。

據(jù)花崗偉晶巖脈的產(chǎn)出特征及穿插關(guān)系，花崗偉晶巖脈分為兩期，早期為不含礦花崗偉晶巖脈，具一定分帶性；晚期為含鋰、鈮鉭稀有金屬礦花崗偉晶巖脈，發(fā)育云英巖化、鈉長(zhǎng)石化，分帶性不明顯。晚期巖脈（含鋰輝石花崗偉晶巖脈）局部地段明顯切穿早期巖脈。

含礦偉晶巖脈長(zhǎng)200～1 600 m、寬0.5～8 m，局部膨大，脈體多呈單體或分支復(fù)合特征，主要為含電氣石鋰輝石白云母花崗偉晶巖（圖2-a），少量為含黃玉鋰輝石花崗偉晶巖（圖2-b）。含礦偉晶巖脈內(nèi)部礦物分帶現(xiàn)象不明顯，鋰輝石呈雜亂無章的方式產(chǎn)出，局部見少量分異現(xiàn)象，含礦偉晶巖中見透鏡狀石英核；鋰輝石晶體在巖脈內(nèi)分布不均勻，常呈集合體團(tuán)狀產(chǎn)于脈體中部，外側(cè)脈石礦物發(fā)育較多，輝石較少，局部可見平行集束狀鋰輝石晶體產(chǎn)于脈體邊緣，垂直巖脈走向生長(zhǎng)（圖2-c）。含礦巖脈中部的鋰輝石晶形較大，邊部較小，與成礦環(huán)境密切相關(guān)。

含鋰輝石花崗偉晶巖薄片中長(zhǎng)石含量多，斜長(zhǎng)石和堿性長(zhǎng)石含量相當(dāng)，斜長(zhǎng)石呈半自形板狀，粒徑0.2～4 mm，具聚片雙晶，以鈉長(zhǎng)石為主，含量約30%；堿性長(zhǎng)石粒徑變化大，部分結(jié)晶較粗，粒徑0.1～3.2 mm，常呈他形粒狀、填隙狀或半自形板狀分布，雙晶多不可見，表面輕微泥化，含量約35%；石英呈他形粒狀、填隙狀，粒徑0.05～2 mm，可見裂紋，常具波狀消光，含量約20%；輝石呈半自形柱粒狀，粒徑0.1～2 mm，單偏下無色，解理發(fā)育，含量約13%。根據(jù)化學(xué)分析結(jié)果，結(jié)合鏡下特征，判斷為鋰輝石（圖2-d）；白云母呈葉片狀，粒徑0.2～0.5 mm，結(jié)合共生礦物及電子探針數(shù)據(jù)，推測(cè)可能為鋰云母或鋰白云母（圖2-e）；石榴石偶見，均質(zhì)性，單偏下微帶褐色調(diào)，他形粒狀，內(nèi)部包裹細(xì)小的長(zhǎng)英質(zhì)礦物；磷灰石呈半自形-他形粒狀，粒徑0.1～0.5 mm，表面干凈無蝕變，含量約1%；鈮鉭鐵礦為巖石中的副礦物之一，（圖2-f）粒徑細(xì)小，呈針柱狀、細(xì)小柱粒狀，分布在透明礦物粒間、粒內(nèi)。

3" 礦物學(xué)特征

本文偉晶巖礦物樣品的觀察、背散射電子（BSE）圖像拍攝分析和電子探針測(cè)試由新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查發(fā)局第三地質(zhì)大隊(duì)實(shí)驗(yàn)室完成。測(cè)試過程中使用天然樣品和人工合成氧化物為標(biāo)準(zhǔn)樣品[18]。

鈮鉭鐵礦 光片中可見金屬礦物種類較單一，主要為鈮鉭鐵礦，單晶狀零星分布在透明礦物之間，呈半自形粒狀、自形針柱狀，反射色呈灰色，粒徑多在0.01～0.16 mm，含量接近1%。根據(jù)電子探針能譜數(shù)據(jù)可知，該樣品中鈮鉭鐵礦的種類主要為鉭錳礦（圖2-g），鉭、錳含量較高。此外，根據(jù)電子探針成像可知，鉭錳礦主要分布于石英、長(zhǎng)石顆粒間，少數(shù)分布于鋰輝石顆粒中。

電氣石 手標(biāo)本上為黑色柱粒狀晶體，顯微鏡單偏光下呈墨綠色，內(nèi)部常有包體，切面為柱狀電氣石的橫截面（圖2-h），呈近弧面三角形。電氣石呈墨綠色，多色性、吸收性明顯，半自形-他形粒狀，粒徑0.2～1 mm，含量約2%，根據(jù)電子探針能譜數(shù)據(jù)判斷可能為鐵電氣石。

鋰輝石 輝石呈半自形柱粒狀，粒徑0.1～2 mm，單偏下無色，解理發(fā)育，含量約13%，據(jù)樣品化學(xué)分析結(jié)果及鏡下特征判斷為鋰輝石，因電子探針無法測(cè)Li元素，對(duì)其測(cè)試結(jié)果顯示除鋰元素以外的歸一化結(jié)果，也與鋰輝石成分特征符合。鋰輝石蝕變較強(qiáng)，多蝕變?yōu)轺[片狀白云母、黏土礦物、鈉長(zhǎng)石等次生礦物的集合體，顯示臟濁的表面，保留長(zhǎng)柱狀鋰輝石外形。鋰主要賦存于鋰輝石中，其氧化鋰占原礦總氧化鋰的89.83%；賦存于云母中的鋰占原礦總氧化鋰的5.49%；賦存于鋰綠泥石、透鋰長(zhǎng)石、鐵鋰閃石、磷鋰鋁石和鋰硬錳礦中的氧化鋰占原礦總氧化鋰的1.50%；以鋰礦物包裹體分散于石英、長(zhǎng)石中氧化鋰占原礦總氧化鋰的3.18%。

白云母 白云母為含鋰的白云母。礦石中白云母嵌布粒度相對(duì)較粗，主要呈片狀、葉片狀，少數(shù)呈鱗片狀集合體，可見與石英、鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、鋰輝石連生，呈疊片狀集合體，少數(shù)白云母呈微細(xì)粒形包裹在石英或鋰輝石中。白云母呈葉片狀，灰白色，透明，玻璃光澤，薄片具彈性，莫氏硬度2～3，密度2.8～2.9 g/cm3。從表1可看出，白云母中普遍含鐵，F(xiàn)eO含量0.94%～6.09%，平均3.06%；Rb2O 0.04%～0.65%，平均0.39%；Cs2O 0%～0.34%，平均0.12%。

4" 巖石成因討論

電氣石為鋰富集礦物，鋰電氣石反映巖漿極高的演化程度，黑電氣石中微量元素差別不大，但Li含量隨演化呈逐漸升高趨勢(shì)，Mn含量較高，反映出巖漿分異程度的升高。

鈮鐵礦族礦物是巖漿發(fā)生高度分異演化的結(jié)晶產(chǎn)物，指示巖漿較高的分異程度。在過鋁質(zhì)花崗巖中鈮錳礦的溶解度大于鈮鐵礦，反映相對(duì)更高的分異程度。含鋰白云母或鋰云母的偉晶巖中通常含有富錳的鈮鐵礦族礦物，如華南宜春雅山巖體及新疆阿爾泰3號(hào)脈中鈮鐵礦族礦物均接近富Mn端元。庫(kù)木薩依偉晶巖中鈮鐵礦族礦物具富Mn特征，顯著高于錯(cuò)那洞、夏如、佩枯措、告烏、然巴等花崗巖（偉晶巖）中鈮鐵礦族礦物Mn的含量，亦高于普士拉、熱曲鋰輝石偉晶巖和前進(jìn)溝鋰云母?jìng)ゾr中鈮鐵礦族礦物中的Mn含量。

認(rèn)為鋰輝石偉晶巖是花崗質(zhì)巖漿進(jìn)一步發(fā)生巖漿分異的產(chǎn)物，有觀點(diǎn)認(rèn)為它們可能是變質(zhì)作用晚期原地深熔作用的產(chǎn)物，或在深熔過程中發(fā)生多階段熔融而非廣泛的分離結(jié)晶作用。綜上所述，通過庫(kù)木薩依地區(qū)偉晶巖礦物學(xué)研究，初步認(rèn)為鋰輝石偉晶巖是花崗質(zhì)巖漿強(qiáng)烈分異演化的結(jié)果。

白云母礦物中Rb，Cs銫等微量元素含量及K/Rb和K/Cs的特定比值可反映偉晶巖的演化趨勢(shì)和分異演化程度。伴隨演化程度加深，云母中Rb，Cs含量升高，K/Rb、K/Cs值降低。偉晶巖脈原生白云母K/Rb比值（8.90～47.09）和Cs含量（≤1500×10-6）變化范圍中等，大部分遠(yuǎn)低于高分異程度的加拿大Tanco礦床，即K/Rb值接近1，Cs含量大于10 000×10-6。在K/Rb-Cs散點(diǎn)圖中（圖3），偉晶巖脈分異程度遠(yuǎn)不及其他高分異鋰輝石偉晶巖。礦床內(nèi)無細(xì)晶石、重鉭鐵礦和銫榴石等高演化礦物產(chǎn)出，表明偉晶巖脈僅經(jīng)歷了中等程度的結(jié)晶分異。白云母K/Rb與Cs的關(guān)系，可作為指示巖漿分異演化程度的潛在指示標(biāo)志。

從圖3可看出，鋰輝石型偉晶巖脈白云母K/Rb比值一般低于100，明顯低于深熔成因偉晶巖的白云母K/Rbgt;250。鋰輝石偉晶巖脈主要經(jīng)中等或高等程度巖漿演化過程。Cs含量在含Li和貧Li偉晶巖中的分布有一定重疊，在200×10-6以下的白云母寄主偉晶巖一般貧Li，高于400×10-6的情況下可能伴隨Li礦化的出現(xiàn)。K/Rb≤20可作為區(qū)分含Li偉晶巖和貧Li偉晶巖的參考值，低于該比值的偉晶巖往往伴有不同程度鋰礦化。

5" 結(jié)論

（1） 庫(kù)木薩依鋰電氣石-鋰云母?jìng)ゾr的形成晚于所在巖體主體巖漿活動(dòng)，表明巖體晚期更富鋰氟流體。

（2） 庫(kù)木薩依偉晶巖中鋰礦物種類相對(duì)單一，主要為原生鋰輝石和少量次生鋰輝石、鐵鋰云母和鋰白云母，可能與偉晶巖侵入到花崗巖體中的結(jié)晶條件和富鋰流體作用相關(guān)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李建康，李鵬，王登紅，等.中國(guó)鈮鉭礦成礦規(guī)律[J].科學(xué)通報(bào)，64（15）：1545-1566

[2] 劉麗君，王登紅，劉喜方，等.國(guó)內(nèi)外鋰礦主要類型、分布特點(diǎn)及勘查開發(fā)現(xiàn)狀[J].中國(guó)地質(zhì)，2017，44（2）：263-278

[3] 王登紅，孫艷，劉喜方，等.鋰能源金屬礦產(chǎn)深部探測(cè)技術(shù)方法與找礦方向[J].中國(guó)地質(zhì)調(diào)查，2018，5（1）：1-9

[4] 翟明國(guó)，吳福元，胡瑞忠，等.戰(zhàn)略性關(guān)鍵金屬礦產(chǎn)資源：現(xiàn)狀與問題[J].中國(guó)科學(xué)基金，2019，3（2）：106-111

[5] 王核，徐義剛，閆慶賀，等.新疆白龍山偉晶巖型鋰礦床研究進(jìn)展[J].地質(zhì)學(xué)報(bào)，2021，95（10）：3085-3091

[6] 王核，黃亮，馬華東，等.西昆侖大紅柳灘.白龍山礦集區(qū)鋰礦成礦特征與成礦規(guī)律初探[J].巖石學(xué)報(bào)，2023，39（7）：1931-1949

[7] 付小方，袁藺平，王登紅，等.四川甲基卡礦田新三號(hào)稀有金屬礦脈的成礦特征與勘查模型[J].礦床地質(zhì)，2015.34（6）：1172-1186

[8] 王秉璋，韓杰，謝祥鐳，等.青藏高原東北緣茶卡北山印支期（含綠柱石）鋰輝石偉晶巖脈群的發(fā)現(xiàn)及Li-Be成礦意義[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2020，44（1）：69-79

[9] 秦克章，趙俊興，何暢通，等.喜馬拉雅瓊嘉崗超大型偉晶巖型鋰礦的發(fā)現(xiàn)及意義[J].巖石學(xué)報(bào)，2021，37（11）：3277-6285

[10] 王核，李沛，馬華東，等.新疆和田縣白龍山超大型偉晶巖型鋰銣多金屬礦床的發(fā)現(xiàn)及其意義[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2017，41（6）：1053-1062

[11] 王核，高昊，馬華東，等.新疆和田縣雪鳳嶺鋰礦床、雪盆鋰礦床和雙牙鋰礦床地質(zhì)特征及偉晶巖脈群分帶初步研究[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2020，44（1）：57-68

[12] 王核，黃亮，白洪陽(yáng)，等.中國(guó)鋰資源的主要類型、分布和開發(fā)利用現(xiàn)狀：評(píng)述和展望[J].大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2022.46（5）：848-866

[13] 徐興旺，洪濤，李杭，等.初論高溫花崗巖-偉晶巖鋰鈹成礦系統(tǒng)：以阿爾金中段地區(qū)為例[J].巖石學(xué)報(bào)，2020，36（12）：3572-3592

[14] 張煥，何鵬，蘆西戰(zhàn)，等.阿爾金北緣瓦石峽南部稀有金屬、稀土礦點(diǎn)的發(fā)現(xiàn)及意義[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2022，38（1）：34-36

[15] Gao YB，Zhao XM，Bagas L，Wang YL，et al.Newly discovered Ordovician Li-Be deposits at Tugeman in the Altyn-Tagh Orogen，NW China[J].Ore Geology Reviews，2021，139.

[16] Liu L，Wang C，Cao YT，Chen DL，Kang L，Yang WQ and Zhu XH.Geochronology of multi-stage metamorphic events：Constraints on episodic zircon growth from the UHP eclogite in the South Altyn，NW China[J].Lithos，2012，136-139：10-26.

[17] Hong T，Zhai MG，Xu XW，et al.Tourmaline and quartz in the igneous and metamorphic rocks of the Tashisayi granitic batholith，Altyn Tagh，northwestern China：Geochemical variability constraints on metallogenesis[J].Lithos，2021，400-401：106-358.

[18] 熊欣，李建康，張珈銘，等.川西扎烏龍偉晶巖型稀有金屬礦床的鋰、鈹?shù)V物學(xué)特征及其對(duì)成礦作用的指示[J].巖石學(xué)報(bào)，2023，38（2）：323-340

[19] 龐振甲，成歡，王瑞延.阿爾金地區(qū)曼特里克一帶花崗巖地球化學(xué)特征及構(gòu)造意義[J].新疆地質(zhì)，2022，40（3）：315-323.

[20] 李紹強(qiáng)，潘成澤.東昆侖-阿爾金構(gòu)造地球化學(xué)特征[J].新疆地質(zhì)，2001，19（3）：189-193.

[21] 李玉坤，劉承書，李關(guān)祿，等.新疆東天山二塘溝鋰異常地質(zhì)特征及成因分析[J].新疆地質(zhì)，2023，41（2）：147-154.

[22] 陳維斌，李鳳明，趙同陽(yáng)，等.新疆重要戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源潛力、找礦方向與前景展望[J].新疆地質(zhì)，2023，41（1）：1-8.

Differential Evolution and Lithium Mineralization Process of Kumusayi

Pegmatite in Ruoqiang County—Constraints from Mineralogy

Wang Hui， Ren Longfei， Deng Langjiang

（The Third Geological Brigade of Bureau of Geological and Mineral Resource Prospecting

and Development of Xinjiang，Korla，Xinjiang，841000，China）

Abstract： The research area is located between the Qilian Kunlun orogenic belt， the Qaidam and Tarim blocks， in the middle section of the Altun Mountains. The main ore mineral of the Kumusayi granite pegmatite type lithium polymetallic deposit in Ruoqiang County is spodumene， containing tourmaline and niobium iron group minerals. After petrological and mineralogical research， it is believed that the Kumusayi pegmatite is the final product of the differentiation and evolution of granite magma， indicating that related minerals such as lithium bearing white mica are effective indicators of the degree of differentiation in the formation process of pegmatite.

Key words： Spodumene; Pegmatite; Magma differentiation