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）

1 前言

新疆西昆侖大紅柳灘地區(qū)是我國(guó)最重要的稀有金屬成礦帶之一，近年來(lái)在該地區(qū)外圍509道班西一帶陸續(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)）[1-4]。前人對(duì)這些新發(fā)現(xiàn)的礦床開(kāi)展了基礎(chǔ)地質(zhì)、巖石化學(xué)、礦物學(xué)、年代學(xué)等研究工作[5-9]，豐富了研究區(qū)戰(zhàn)略性稀有金屬礦產(chǎn)成礦理論，為下一步找礦工作奠定了良好的基礎(chǔ)。盡管如此，509道班西一帶鋰鈹?shù)V化還未有系統(tǒng)的成礦規(guī)律總結(jié)，礦化的空間分帶及成因，成礦階段劃分還不明晰，和鄰近典型的大紅柳灘鋰鈹?shù)V床相比，其找礦遠(yuǎn)景值得進(jìn)一步探討?；诖?，筆者在成礦地質(zhì)背景分析的基礎(chǔ)上，從空間和時(shí)間兩個(gè)維度總結(jié)了成礦規(guī)律，并給予典型礦床對(duì)比、成礦條件分析和最新的找礦成果，評(píng)價(jià)了找礦遠(yuǎn)景，以期為下一步區(qū)域稀有金屬找礦提供參考。

2 成礦地質(zhì)背景

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露三疊紀(jì)巴顏喀拉山群中組上段，原巖為一套細(xì)碎屑巖類(lèi)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。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于苦水湖背斜北翼，為一單斜構(gòu)造。地層走向?yàn)镹W290°～320°，傾向北東，傾角54°～69°。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、糜棱巖化或片理化。

區(qū)內(nèi)節(jié)理十分發(fā)育，早期節(jié)理為巖漿活動(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；中期節(jié)理將沿早期節(jié)理鋰輝石單晶體沿短軸方向截?cái)?，?duì)礦體有一定的破壞作用；晚期節(jié)理將鋰輝石單晶體沿長(zhǎng)軸方向截?cái)啵⒅衅诠?jié)理錯(cuò)斷，致使鋰輝石單晶體破碎，并發(fā)生重結(jié)晶。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。

2.3 巖漿巖

晚三疊世二云母二長(zhǎng)花崗巖體呈巖株?duì)町a(chǎn)出，侵位于三疊紀(jì)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。

巖石地球化學(xué)特征顯示其為高鉀鈣堿性系列，屬于過(guò)鋁質(zhì)S型花崗巖，是陸陸碰撞過(guò)程中地殼熔融的產(chǎn)物[3,10]。二云母二長(zhǎng)花崗巖中Li、Be、Rb 等稀有元素含量相對(duì)較高，呈富集型分布，暗示其能夠?yàn)橄∮薪饘僭爻傻V提供物源，應(yīng)是成礦母巖。二云母二長(zhǎng)花崗巖、不含礦偉晶巖、含礦偉晶巖三者的稀土元素分配型式具有相似性和可比性，指示了三者之間具有同源性[9,10]。二云母二長(zhǎng)花崗巖、含礦偉晶巖脈形成年齡分別為208.8±1.7Ma、200.8±1.6Ma，說(shuō)明二者形成于準(zhǔn)同期或稍晚，指示含礦偉晶巖脈是二云母二長(zhǎng)花崗巖漿晚期殘余巖漿的產(chǎn)物[5,6,9]。

3 成礦規(guī)律

3.1 空間分布特征

區(qū)域上以鋰為主的偉晶巖型稀有金屬礦較為發(fā)育，早在上世紀(jì)60年代已發(fā)現(xiàn)的有阿克塔斯鋰礦，近幾年來(lái)在509 道班西一帶取得重大突破[11]。宏觀(guān)上看，稀有金屬礦床呈北西向展布，均位于晚三疊世二長(zhǎng)花崗巖體（大紅柳灘巖體）北東一側(cè)外接觸帶。在大紅柳灘巖體南西一側(cè)外接觸帶應(yīng)該具有相同的成礦地質(zhì)條件，如果其南西側(cè)外接觸亦發(fā)育此類(lèi)稀有金屬礦化，那么區(qū)域上空間分布將變成環(huán)繞晚三疊世二長(zhǎng)花崗巖體（大紅柳灘巖體）在外接觸帶的一定范圍內(nèi)廣泛發(fā)育，對(duì)于后續(xù)找礦具有非常強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

含礦花崗偉晶巖脈在空間上位于二云母二長(zhǎng)花崗巖體外接觸帶500～1500米的范圍內(nèi)，且成群成帶分布。距離母巖500～800米范圍內(nèi)為Ⅰ號(hào)帶，也是區(qū)內(nèi)主要的含礦偉晶巖脈分布區(qū)，距離母巖800～1500米內(nèi)為Ⅱ號(hào)帶，含礦花崗偉晶巖脈零星發(fā)育。

Ⅰ號(hào)帶呈北西向展布，依據(jù)其野外產(chǎn)出特征，由西向東分布有Ⅱ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ四個(gè)含礦偉晶巖脈群。Ⅰ、Ⅱ號(hào)脈群以西溝第四系沖溝為界，兩個(gè)脈群偉晶巖脈產(chǎn)狀不同，Ⅰ號(hào)脈群主體產(chǎn)狀為南西緩傾，而Ⅱ號(hào)脈群產(chǎn)狀為北東陡傾；Ⅰ、Ⅳ號(hào)脈群亦以第四系沖洪積為界，兩個(gè)脈群產(chǎn)狀基本為南西緩傾或者北東緩傾，但二者偉晶巖脈主體的發(fā)育標(biāo)高有所差異，Ⅰ號(hào)脈群主體在5000 米以下，Ⅳ號(hào)脈群主體在5000～5450 米之間；Ⅴ號(hào)脈群從空間上看應(yīng)為Ⅳ號(hào)含礦偉晶巖脈群的東南延伸，其上部為三疊紀(jì)巴顏喀拉山群地層覆蓋，偉晶巖脈標(biāo)高基本一致，但產(chǎn)狀較Ⅳ號(hào)脈群散亂，既有朝南又有朝北，傾角較陡。

Ⅱ號(hào)帶含礦偉晶巖脈極少，僅見(jiàn)一處，圈定為Ⅲ號(hào)含礦偉晶巖脈群，地表含礦偉晶巖脈表現(xiàn)為幾條細(xì)長(zhǎng)脈沿構(gòu)造節(jié)理發(fā)育。Ⅲ號(hào)脈群與其他四個(gè)脈群在成因上可能具有差異性，Ⅰ號(hào)帶四個(gè)脈群繞大巖體外圍發(fā)育，與母巖的產(chǎn)狀密切相關(guān)，Ⅱ號(hào)帶Ⅲ號(hào)脈群明顯距離母巖較遠(yuǎn)，從巖漿熱液成礦理論分析，其應(yīng)為一個(gè)獨(dú)立的熱源。

含礦偉晶巖脈的發(fā)育主要形成于巖漿底辟上隆的晚期階段，脈體形態(tài)受控于區(qū)內(nèi)構(gòu)造樣式，主要有兩種類(lèi)型的控礦構(gòu)造：一種是巖漿底辟上隆過(guò)程中擠壓、熱脹冷縮作用形成的節(jié)理，一般呈北西向順走向延伸，其傾角不太穩(wěn)定，與巖漿上侵局部產(chǎn)狀關(guān)系密切；另一種是早期（三疊紀(jì)時(shí)期）區(qū)域性逆沖推覆構(gòu)造所形成的構(gòu)造薄弱面。含礦熱液沿著薄弱面上侵，在有利部位富集成礦，形成形態(tài)不一的含礦偉晶巖脈。

3.2 空間分帶成因探討

熱液成礦往往表現(xiàn)為多期次，且多數(shù)表現(xiàn)出圍繞某一點(diǎn)或區(qū)域（熱源）呈帶狀的特征，總結(jié)研究，發(fā)現(xiàn)距離中心熱源近的地方多為相對(duì)高溫元素成礦區(qū)，稍遠(yuǎn)為相對(duì)中溫元素成礦區(qū)，遠(yuǎn)處為相對(duì)低溫元素成礦區(qū)，不同區(qū)之間界線(xiàn)不明，呈過(guò)渡區(qū)[12]。結(jié)合本次預(yù)查工作建立成礦分帶平面、垂向分帶示意圖（圖1），以期進(jìn)一步詮釋該時(shí)期巖漿熱液成礦的空間分布規(guī)律。

圖1 509道班西鋰鈹?shù)V床成礦空間分帶理想模式圖

從區(qū)內(nèi)巖漿熱液演化看，區(qū)內(nèi)偉晶巖脈僅發(fā)育一期，為晚三疊世末期，閃長(zhǎng)巖獲得鋯石U-Pb 年齡211.3±3.3Ma，二云母二長(zhǎng)花崗巖獲得鋯石U-Pb年齡208.8±1.7Ma[9]，在二者演化基礎(chǔ)上，巖漿演化進(jìn)入了末期階段，二云母二長(zhǎng)花崗巖晚期發(fā)生了結(jié)晶分異作用，大量含成礦元素的熱液流體沿著早期巖漿底辟作用、早期逆沖推覆作用所形成的通道上升，伴隨著成礦流體溫度由高－低變化，在相對(duì)高溫區(qū)域結(jié)晶出以電氣石為代表的高溫礦物，在相對(duì)中低溫區(qū)域結(jié)晶析出以鋰輝石為代表的中－低溫礦物，鋰輝石偉晶巖中獲得獨(dú)居石同位素年齡為200.8±1.6Ma[6]，而鋰輝石作為區(qū)內(nèi)主要成礦礦物，故相對(duì)中低溫區(qū)偉晶巖脈帶即是找礦工作的重中之重。

3.3 時(shí)間分布規(guī)律

區(qū)域上偉晶巖廣泛發(fā)育，目前鋯石同位素測(cè)年成果顯示有古元古代、中生代兩個(gè)階段。古元古代變質(zhì)偉晶巖比例較大，主要分布在哈巴克北寒武紀(jì)侵入巖的外接觸帶，為變質(zhì)地層重融作用的產(chǎn)物，形成于較深層次構(gòu)造，稀有金屬礦化弱，不具有找礦潛力；中生代偉晶巖為巖漿熱液型，以脈狀、透鏡狀為主，主要發(fā)育于康西瓦斷裂兩側(cè)，區(qū)內(nèi)稀有金屬礦與該期花崗偉晶巖有密切關(guān)系。

區(qū)域上偉晶巖脈型稀有金屬礦成礦年代學(xué)前人研究較多，上世紀(jì)至2010年前后，主要采用Ar40-Ar39法，對(duì)白云母進(jìn)行測(cè)年，所獲年齡有185～156Ma、191.1Ma 兩組，為早侏羅世。近年來(lái)，前人對(duì)含礦偉晶巖脈中鈮鉭鐵礦和錫石測(cè)年，認(rèn)為偉晶巖形成時(shí)代為212 Ma～218 Ma，含礦偉晶巖脈中獨(dú)居石的UPb同位素年齡200.8±1.6Ma，為晚三疊世[2,5,9]。

綜合分析，筆者認(rèn)為大紅柳灘一帶以鋰為主的稀有金屬礦床成礦時(shí)代為晚三疊世。

3.4 成礦階段劃分

礦區(qū)礦石成分復(fù)雜，變化多樣，但結(jié)構(gòu)、構(gòu)造相似，根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和相互穿插關(guān)系，本次研究將礦區(qū)礦石劃分為三期五個(gè)成礦階段，分別為：巖漿期、熱液期和表生期。其中巖漿期對(duì)應(yīng)巖漿晚期偉晶巖成巖階段；熱液期劃分為：鈉長(zhǎng)石化階段，韌性變形階段和汽-液成礦階段；表生期對(duì)應(yīng)地表風(fēng)化階段。

巖漿晚期偉晶巖成巖階段：巖漿演化到晚期富含流體的巖漿沿裂隙等構(gòu)造薄弱帶浸入形成花崗偉晶巖脈（前述不含礦花崗偉晶巖）。主要礦物組成為巨晶微斜長(zhǎng)石、粗粒厚板狀的鈉長(zhǎng)石、他形粒狀石英和白云母等礦物。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造為塊狀構(gòu)造、巨晶結(jié)構(gòu)或花崗結(jié)構(gòu)。

鈉長(zhǎng)石化階段：巖漿作用已經(jīng)結(jié)束，進(jìn)入熱液蝕變期。主要生成礦物為鈉長(zhǎng)石、鋰云母、鋰輝石等礦物。該階段生成的鈉長(zhǎng)石多呈薄板狀，聚片雙晶發(fā)育，多呈放射狀、無(wú)定向性分布，交代斜長(zhǎng)石，常與石英集合體呈團(tuán)塊。鋰輝石呈自形-半自形柱狀晶，比較破碎，次生白云母化較強(qiáng)，部分晶體由白云母集合體替代。白云母呈片狀，一組解理極為發(fā)育，部分交代斜長(zhǎng)石。前一階段形成的微斜長(zhǎng)石和厚板狀鈉長(zhǎng)石多被這一階段形成的薄板狀鈉長(zhǎng)石交代而消失殆盡或呈交代殘余結(jié)構(gòu)出現(xiàn)（圖2a）。

韌性變形階段：以礦物變形為特征，主要生成礦物為鋰云母、磁鐵礦、黃鐵礦等礦物。在韌性變形階段各種礦物變形明顯，前一階段形成的鈉長(zhǎng)石等被變形搓動(dòng)而定向排列，鋰輝石發(fā)生扭折呈膝折狀，石英多發(fā)生動(dòng)態(tài)重結(jié)晶，粒度變細(xì)或發(fā)生亞顆?；▓D2b）。該階段新形成的絹云母和鋰云母粒度較細(xì)，多呈條帶狀定向排列。此階段出現(xiàn)白云母化、鈉長(zhǎng)石化、硅化、金屬礦化等。在金屬礦化中，磁黃鐵礦與黃鐵礦共生，二者集合體呈團(tuán)塊狀，褐鐵礦沿黃鐵礦、磁黃鐵礦邊緣及裂隙交代，部分褐鐵礦集合體呈黃鐵礦假像，圍繞黃鐵礦、磁黃鐵礦邊緣分布呈環(huán)帶狀（圖2c）。

汽－液成礦階段：隨著溫度壓力的降低和巖漿熱液的演化，成礦流體開(kāi)始?xì)饣?，多形成電氣石、鋰云母和錫石等礦物。這一階段形成的礦物粒度較粗，多包裹前期礦物。礦石中可見(jiàn)電氣石包裹變形的條紋長(zhǎng)石等礦物（圖2d），說(shuō)明其形成于塑性變形以后。

地表風(fēng)化階段：礦石成礦熱液期結(jié)束后，隨著地層抬升和剝蝕，礦石逐漸出露地表，進(jìn)入地表風(fēng)化階段。主要形成為粘土礦物等。粘土礦物主要呈浸染狀交代長(zhǎng)石、云母等礦物；另一特征是礦石碎裂明顯，裂隙發(fā)育。

4 找礦遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)

4.1 區(qū)域典型礦床對(duì)比分析

西昆侖地區(qū)偉晶巖型鋰礦早在上世紀(jì)六、七十年代即已發(fā)現(xiàn)，早期發(fā)現(xiàn)的有大紅柳灘鋰礦，首采區(qū)儲(chǔ)量為8.6 萬(wàn)噸，氧化鋰品位1.25～1.65%，晶體品位6.7～7.4%，且含鉭、鈮稀有金屬1000 多噸，錫1 萬(wàn)多噸[4]。區(qū)域上，四川甘孜州甲基卡礦區(qū)外圍實(shí)現(xiàn)了重要找礦突破，累計(jì)新增氧化鋰資源量100 萬(wàn)噸、氧化鋰平均品位1.41%，全區(qū)探獲資源總量超過(guò)200 萬(wàn)噸，同時(shí)共伴生鈹、鈮鉭、銣、銫、錫等礦種，均可綜合利用，奠定了1處世界級(jí)鋰輝石礦資源基地[3]。

圖2 509道班西鋰鈹?shù)V床含礦偉晶巖鏡下照片

表1 509道班西鋰鈹?shù)V床花崗偉晶巖中礦物生長(zhǎng)順序表

近幾年，隨著國(guó)家戰(zhàn)略性稀有金屬礦產(chǎn)勘查力度的進(jìn)一步加強(qiáng)，大紅柳灘地區(qū)相繼新發(fā)現(xiàn)多個(gè)鋰礦，如陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心、西安地質(zhì)調(diào)查中心、新疆第六地質(zhì)大隊(duì)等先后發(fā)現(xiàn)的寧強(qiáng)溝、異石溝、喀拉卡礦床（點(diǎn)），以及在外圍新發(fā)現(xiàn)多處礦點(diǎn)、礦化點(diǎn)[1,2,4]。此外，在新疆南部厘定出一條600 千米長(zhǎng)的木吉－大紅柳灘稀有金屬成礦帶，提出新疆昆侖－喀喇昆侖稀有金屬資源潛力完全可以媲美四川西部稀有金屬成礦區(qū)。本地區(qū)和四川甲基卡鋰礦成礦地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件對(duì)比結(jié)果顯示，大紅柳灘地區(qū)鋰礦與四川甲基卡式鋰礦具有相似性和可比性，暗示了該區(qū)具有極大的找礦潛力。

4.2 成礦地質(zhì)條件分析

研究區(qū)位于巴顏喀拉晚古生代-中生代邊緣裂陷帶西部，伴隨有印支晚期大規(guī)模巖漿活動(dòng)，帶內(nèi)發(fā)育晚三疊世同碰撞二云母二長(zhǎng)花崗巖及其與之關(guān)系密切的（含礦）花崗偉晶巖脈；勘查區(qū)隸屬于大紅柳灘RM-Fe-Pb-Zn-CuⅣ級(jí)礦帶，帶內(nèi)典型礦床主要有大紅柳灘鋰多金屬礦及新發(fā)現(xiàn)的寧強(qiáng)溝、異石溝、喀拉卡鋰、鈹多金屬礦床（點(diǎn)）。

區(qū)內(nèi)晚三疊世二云母二長(zhǎng)花崗巖為成礦母巖，為成礦提供了豐富的物質(zhì)來(lái)源，并在其外接觸帶形成大量（含礦）偉晶巖脈；區(qū)內(nèi)裂隙、節(jié)理等構(gòu)造發(fā)育，能夠?yàn)槌傻V流體提供必要的空間和通道。因此，勘查區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。

4.3 成礦事實(shí)分析

2017年，陜西省地質(zhì)調(diào)查中完成了”新疆和田縣大紅柳灘509道班西鋰、鈹多金屬礦調(diào)查評(píng)價(jià)“項(xiàng)目，獲得預(yù)測(cè)的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)的資源量（334）?鋰礦石量1679.34 萬(wàn)噸，Li2O 資源量34.83 萬(wàn)噸；獲得銣礦石量1707.33 萬(wàn)噸，Rb2O 資源量19990.29 噸；獲得鈹?shù)V石量1119.63萬(wàn)噸，BeO資源量5795.40噸。

2018年，陜西省地質(zhì)調(diào)查中心正在實(shí)施“新疆和田縣大紅柳灘509道班西鋰、鈹多金屬礦預(yù)查”項(xiàng)目，找礦成果突出。在Ⅰ―Ⅴ號(hào)區(qū)共圈定鋰礦體64 個(gè)，獲得鋰礦石資源量（3341）1621.23萬(wàn)噸，Li2O量（3341）28.24萬(wàn)噸萬(wàn)噸。

綜上所述，鋰金屬是“新能源金屬”和“推動(dòng)世界前進(jìn)的金屬”，用途廣泛，前景廣闊，市場(chǎng)需求量和價(jià)格進(jìn)一步增高。通過(guò)進(jìn)一步勘查，509道班西一帶有望形成類(lèi)似于大紅柳灘的中大型鋰鈹多金屬礦床，為國(guó)家和地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)注入新的動(dòng)力。