張 志,李光明,張林奎
(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心,四川 成都 610081)
在全國(guó)“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中,能源資源安全戰(zhàn)略占據(jù)有重要地位,對(duì)于保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全意義非凡。西藏地處我國(guó)西部邊陲,發(fā)育有銅、金、鉬、鉻、銻、鉀鹽等多種戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,是我國(guó)非常重要的銅等戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源基地。因此,西藏地區(qū)戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的找礦勘查與科學(xué)研究工作承載著經(jīng)濟(jì)與國(guó)防雙重意義。
喜馬拉雅成礦帶位于我國(guó)西藏南部,并進(jìn)入印度、尼泊爾、不丹等國(guó),因此該帶內(nèi)賦存的礦產(chǎn)資源不僅具有經(jīng)濟(jì)意義,在某種程度上還具有一定的戰(zhàn)略意義。喜馬拉雅成礦帶是全球巨型成礦域——特提斯成礦域的重要組成部分(Hou et al., 2015),位于由印度-亞洲大陸碰撞造山過(guò)程形成的全球最年輕、最典型的陸-陸碰撞造山帶——喜馬拉雅造山帶中。因其特殊的地理位置、多類型的成礦作用、多階段的成礦歷史、優(yōu)越的成礦條件而備受廣大礦床學(xué)家關(guān)注(侯增謙,2010;侯增謙等,2003, 2006a, 2006b, 2008;聶鳳軍等,2005;楊竹森等,2006;Yang et al., 2009;鄭有業(yè)等,2014)。早期研究發(fā)現(xiàn),該帶以發(fā)育大量金、金銻以及銻礦床(點(diǎn))為顯著特色,被公認(rèn)為青藏高原重要的金銻礦化集中區(qū)(聶鳳軍等,2005)。隨著勘查程度的提升,在該帶上相繼評(píng)價(jià)出扎西康(梁維等,2013,2014,2015;李應(yīng)栩等,2015;Duan et al., 2016; Wang et al., 2017, 2018, 2019; Xie et al., 2017; Sun et al., 2018; Zhou et al., 2018)、西午、柯月(林彬等,2016)、吉松(梁維等,2019)、則當(dāng)?shù)纫慌笾行豌U鋅礦床,表明喜馬拉雅成礦帶除了金銻,鉛鋅也有富集。近年來(lái),筆者所在團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目在該帶東段發(fā)現(xiàn)了錯(cuò)那洞錫鈹鎢多金屬礦床(張志等,2017;李光明等,2017;張林奎等,2018;Cao et al., 2020, 2021),為該帶成礦元素組合又增添了新的成員,打開(kāi)了喜馬拉雅帶尋找稀有金屬礦的新窗口。隨后,筆者所在團(tuán)隊(duì)又在該帶洛扎地區(qū)發(fā)現(xiàn)了鈹鈮鉭礦找礦線索(黃勇等,2019;付建剛等,2020,2021),顯示喜馬拉雅地區(qū)具較大的稀有金屬找礦前景。更可喜的是,近年來(lái)中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所吳福元院士團(tuán)隊(duì)及秦克章研究員團(tuán)隊(duì)在該帶西部珠峰地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了較好的鋰礦找礦線索(吳福元等,2021;秦克章等,2021;劉小馳等,2021;劉晨等,2021)。前述諸多稀有金屬找礦線索的發(fā)現(xiàn)表明,喜馬拉雅帶有望成為我國(guó)新的一條稀有金屬成礦帶(圖1),應(yīng)加大勘查投入并加強(qiáng)綜合研究。
圖1 喜馬拉雅帶淡色花崗巖分布圖與稀有金屬礦化線索分布點(diǎn)(據(jù)Wu et al., 2020修編)Fig.1 Distribution of the Himalayan leucogranites and the rare metal mineral locations(after Wu et al., 2020)
礦床學(xué)的科學(xué)研究要服務(wù)于找礦勘查,而找礦勘查要面向國(guó)家需求。鈹鋰鈮鉭等稀有金屬礦屬于目前我國(guó)新確立的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源中的緊缺礦產(chǎn)資源,對(duì)于稀有金屬礦的找礦勘查工作是當(dāng)前國(guó)家對(duì)于能源資源安全需求的重要組成部分。盡管目前喜馬拉雅帶發(fā)現(xiàn)了諸多令人振奮的稀有金屬找礦線索,也有諸多優(yōu)秀的關(guān)于稀有金屬成礦作用的科學(xué)研究成果報(bào)道,但目前喜馬拉雅帶的稀有金屬大部分為找礦線索,還未進(jìn)行勘查評(píng)價(jià)也并未達(dá)到“礦床”級(jí)別。但值得肯定的是,喜馬拉雅帶能夠找到稀有金屬礦,這讓喜馬拉雅帶的找礦工作打開(kāi)了新篇章。目前,喜馬拉雅帶稀有金屬找礦線索較多,發(fā)現(xiàn)的礦化類型也較多,針對(duì)什么樣的礦化類型重點(diǎn)開(kāi)展工作對(duì)于該帶稀有金屬找礦至關(guān)重要。鑒于此,本文梳理總結(jié)了當(dāng)前我國(guó)西藏境內(nèi)喜馬拉雅帶稀有金屬礦已有的找礦勘查與科學(xué)研究成果,提出了進(jìn)一步工作的重點(diǎn)方向,以期為喜馬拉雅帶稀有金屬的找礦勘查提供些許參考。
喜馬拉雅造山帶主體由4個(gè)近平行的東西向的構(gòu)造單元組成(圖1B、圖2A),從南至北分別為亞喜馬拉雅、低喜馬拉雅、高喜馬拉雅和特提斯喜馬拉雅,分別由主邊界逆沖斷層(MBT)、主中央逆沖斷層(MCT)和藏南拆離系(STDS)分隔(Yin et al., 2000;Pan et al., 2012)。
喜馬拉雅帶位于印度河-雅魯藏布江縫合帶(ITS)以南,東西向延伸超過(guò)1300 km,是西藏著名的銻金多金屬成礦帶(圖1A;Yin et al., 2000;Pan et al., 2012)。特提斯喜馬拉雅帶主要由古生界—中生界組成(Pan et al., 2012; Kohn, 2014; Zhang et al., 2020, 2021)。中生界主要由中下三疊統(tǒng)、上三疊統(tǒng)、侏羅系和白堊系組成。中下三疊統(tǒng)巖石組合由淺海相砂巖和頁(yè)巖(板巖)組成。上三疊統(tǒng)巖石組合由陸棚砂巖和板巖(頁(yè)巖)組成。侏羅系巖石組合包括泥晶灰?guī)r(板巖)、細(xì)粒變質(zhì)砂巖和泥晶灰?guī)r與火山巖夾層。白堊系巖石組合主要由碎屑巖和白堊系雙峰式火山巖組成(Zhu et al., 2008, 2009; Liu et al., 2015; Zhou et al., 2017; Huang et al., 2019)。古生界可見(jiàn)下二疊統(tǒng)地層,巖石組合由礫巖、砂巖、生物碎屑大理巖和粉砂質(zhì)板巖組成。高喜馬拉雅由元古界至古生界高級(jí)變質(zhì)沉積巖和變質(zhì)火成巖組成(Le Fort, 1975; Searle et al., 2003)。這些高級(jí)變質(zhì)巖主要可見(jiàn)有藍(lán)晶石/硅線石混合巖、石英巖、鈣硅酸鹽、正片麻巖、副片麻巖和片巖等(Le Fort, 1975; Searle et al., 2003)。低喜馬拉雅由元古界地層組成,巖石組合為低級(jí)變質(zhì)沉積序列,可見(jiàn)典型的綠片巖相變質(zhì)作用(Kohn, 2014)。印度板塊向北俯沖在特提斯喜馬拉雅地區(qū)形成了一系列復(fù)雜的前陸褶皺和東西向脆性韌性斷裂,在高喜馬拉雅與低喜馬拉雅地區(qū)則發(fā)育大量的逆沖斷層(Kohn, 2014)。
喜馬拉雅帶巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈,形成了多期次巖漿作用記錄,主要包括新元古代雙峰式巖漿活動(dòng)(>800Ma;其酸性端元主要為花崗片麻巖,基性端元主要斜長(zhǎng)角閃巖)(Ding et al., 2016; Wang et al., 2017; Zhang et al., 2021)、古生代巖漿活動(dòng)(±500Ma,巖性主要為花崗片麻巖)(Ding et al., 2015; Zhang et al., 2019)、早白堊世(145~130 Ma)雙峰式巖漿活動(dòng)(其酸性端元可見(jiàn)有流紋巖、英安巖等,基性端元可見(jiàn)有玄武巖、輝綠巖、輝長(zhǎng)巖、輝綠輝長(zhǎng)巖等)(Zhu et al., 2008, 2009; Liu et al., 2015; Zhou et al., 2017; Huang et al., 2019)和新生代(44~7 Ma)淡色花崗巖漿活動(dòng)(Zeng et al., 2011, 2015; Zheng et al., 2016; Gou et al., 2016; Liu et al., 2014, 2016, 2017, 2019; Huang et al., 2017)。
喜馬拉雅帶主要可見(jiàn)有金銻、鉛鋅及稀有金屬三大類成礦作用。金銻成礦作用較強(qiáng),目前已發(fā)現(xiàn)有50余個(gè)金、銻或金銻礦床(點(diǎn)),代表性的礦床有馬攸木、邦布、故窮、念扎、查拉普、折木朗、明塞、馬扎拉等(圖2B)。代表性的鉛鋅礦床主要有扎西康、西午、柯月、吉松、夏隆崗、卡達(dá)等(圖2B)。稀有金屬礦為近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的成礦作用類型,代表性的礦床為錯(cuò)那洞,另在拉隆、瓊嘉崗等地也發(fā)現(xiàn)了較好的找礦線索(圖1B)。
喜馬拉雅成礦帶位于雅魯藏布江縫合帶以南的喜馬拉雅地區(qū)(圖2A)。一直以來(lái),喜馬拉雅地區(qū)主要是以構(gòu)造單元進(jìn)行劃分與命名,從北自南劃分出了特提斯喜馬拉雅、高喜馬拉雅、低喜馬拉雅和亞喜馬拉雅等次級(jí)構(gòu)造單元。但由于喜馬拉雅地區(qū)屬于高寒山區(qū),交通條件極差,因此找礦勘查工作長(zhǎng)期未有明顯成果,而喜馬拉雅地區(qū)也長(zhǎng)期未有“成礦帶”之稱。據(jù)考證,Jankovic等早在上世紀(jì)70年代已將喜馬拉雅地區(qū)納入特提斯歐亞成礦帶的范疇(Jankovic, 1977),但并未厘定喜馬拉雅次級(jí)成礦帶。1979年,我國(guó)西藏地區(qū)組織實(shí)施的1∶100萬(wàn)拉薩幅區(qū)調(diào)工作在喜馬拉雅地區(qū)發(fā)現(xiàn)了較多銻、金、鉛鋅等成礦作用,但未開(kāi)展進(jìn)一步的勘查評(píng)價(jià)工作,也尚未建立起“成礦帶”的概念。1989年,賴祥政等(1989)正式以“喜馬拉雅成礦帶”為名介紹了該帶的礦床地質(zhì)特征,但該“喜馬拉雅成礦帶”范圍較大,可分為次喜馬拉雅帶、低喜馬拉雅帶、高喜馬拉雅帶、藏南喜馬拉雅帶、印度河-雅魯藏布江縫合線帶、岡底斯帶6個(gè)區(qū)帶,其中藏南喜馬拉雅帶與本文所述的喜馬拉雅帶大致相當(dāng)。隨后,在西藏自治區(qū)于2002年啟動(dòng)的第一輪礦產(chǎn)資源規(guī)劃中將雅魯藏布江縫合帶以南的喜馬拉雅地區(qū)正式命名為喜馬拉雅成礦帶。隨著該帶金、銻、鉛鋅等找礦成果的不斷增加,該帶名稱隨之發(fā)生諸多變化。鄭有業(yè)等(2004,2014)將該帶命名為藏南金銻成礦帶或北喜馬拉雅金銻多金屬成礦帶;楊竹森等(2006)將其稱之為藏南拆離系金銻礦帶;戚學(xué)祥等(2008)則稱其為喜馬拉雅前陸褶皺帶金銻成礦帶。目前該帶名稱尚未統(tǒng)一,一是由于找礦工作程度的限制,二是想要討論的成礦帶范圍不一致?,F(xiàn)有勘查與研究成果顯示,喜馬拉雅地區(qū)的金、銻、鉛鋅成礦作用主要發(fā)育于特提斯喜馬拉雅地區(qū),稀有-鎢錫等成礦作用在特提斯喜馬拉雅至高喜馬拉雅地區(qū)均有發(fā)育。鑒于此,筆者建議將西藏雅魯藏布江縫合帶以南發(fā)育有稀有、金、銻、鉛鋅等成礦作用的喜馬拉雅地區(qū)統(tǒng)一命名為喜馬拉雅稀有-金銻-鉛鋅多金屬成礦帶,可簡(jiǎn)稱為喜馬拉雅成礦帶。
圖2 喜馬拉雅成礦帶東段發(fā)育的金銻-鉛鋅礦床(點(diǎn))分布圖(據(jù)Zhang et al., 2020修編)Fig.2 Distribution of Au-Sb and Pb-Zn deposits or ore occurrences of the eastern Himalayan belt (after Zhang et al., 2020)
喜馬拉雅帶發(fā)現(xiàn)有稀有金屬成礦作用可追溯到上世紀(jì)20—30年代,Heron(1922)報(bào)道了在珠峰地區(qū)探險(xiǎn)的地質(zhì)成果中已發(fā)現(xiàn)有綠柱石。Heim and Ganss(1939)①報(bào)道了瑞士探險(xiǎn)隊(duì)1936年在印度西北部Bhagat Kharak冰川一帶的偉晶巖中發(fā)現(xiàn)了鋰輝石。我國(guó)科研工作者對(duì)喜馬拉雅地區(qū)稀有金屬礦關(guān)注相對(duì)較晚,賴祥政等(1989)首次對(duì)喜馬拉雅帶的寶石礦產(chǎn)進(jìn)行了介紹,提出偉晶巖型綠柱石是喜馬拉雅帶重要的寶石礦產(chǎn)。隨后關(guān)于喜馬拉雅帶稀有金屬礦的找礦勘查與研究工作長(zhǎng)期處于停滯狀態(tài)。得益于喜馬拉雅帶廣泛分布的淡色花崗巖巖石學(xué)研究新進(jìn)展(吳福元等,2015;Wu et al., 2020),高分異花崗巖可能形成稀有金屬礦產(chǎn)資源的新找礦方向登上喜馬拉雅帶找礦舞臺(tái)。2016年,由成都地質(zhì)調(diào)查中心組織的地調(diào)科研隊(duì)伍在喜馬拉雅東段錯(cuò)那洞地區(qū)率先取得了鈹稀有金屬礦找礦新發(fā)現(xiàn)(張志等,2017;李光明等,2017),隨后又在洛扎縣拉隆地區(qū)發(fā)現(xiàn)了鈹-鈮-鉭成礦作用(付建剛等,2020,2021)。2021年,中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所吳福元院士團(tuán)隊(duì)及秦克章研究員團(tuán)隊(duì)又在珠峰及其外圍地區(qū)發(fā)現(xiàn)了較好的鋰礦找礦線索(吳福元等,2021;秦克章等,2021;劉小馳等,2021;劉晨等,2021),顯示喜馬拉雅帶良好的稀有金屬礦找礦前景。目前,僅我國(guó)西藏境內(nèi)的喜馬拉雅帶已發(fā)現(xiàn)有偉晶巖型鋰鈹?shù)V、錫石-硫化物型錫鈹?shù)V、矽卡巖型鈹錫鎢礦、矽卡巖型鈹鈮鉭礦、鈉長(zhǎng)石花崗巖型鈹鈮鉭礦、熱液脈型螢石鈹?shù)V6種稀有金屬礦化類型,現(xiàn)將該帶上已發(fā)現(xiàn)的主要稀有金屬找礦線索介紹如下。
錯(cuò)那洞錫鈹鎢礦位于藏南扎西康礦集區(qū)南部(圖3),是喜馬拉雅帶首個(gè)成型的錫鈹稀有金屬礦床(張志等,2017;李光明等,2017)。該礦床由礦調(diào)工作發(fā)現(xiàn),賦存于錯(cuò)那洞穹隆構(gòu)造中(張林奎等,2018)。早期,找礦工作主要針對(duì)穹隆中大規(guī)模展布的矽卡巖帶,并發(fā)現(xiàn)了規(guī)模較大的鈹鎢礦體。然而,研究工作顯示,矽卡巖中的鈹僅有極少量賦存于硅鈹石、羥硅鈹石中而可以被利用,大部分則進(jìn)入了符山石、石榴石等矽卡巖硅酸鹽礦物晶格中(筆者團(tuán)隊(duì)未發(fā)表資料;何暢通等,2020),難以在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下被利用。隨后,在進(jìn)一步的勘查工作中,發(fā)現(xiàn)了較好的錫石-硫化物型錫鈹鎢礦,錫主要以錫石形式存在,鎢主要以白鎢礦形式存在,鈹主要以綠柱石形式存在,各成礦元素的利用性均較好(李光明等,2021),該發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了錯(cuò)那洞找礦工作的新方向。
年代學(xué)資料來(lái)源:吉松據(jù)梁維等,2019;扎西康據(jù)Sun et al., 2018; 明塞-姐納各普據(jù)Zhang et al., 2020; 董隨亮等,2017;錯(cuò)那洞據(jù)Cao et al., 2020, 2021; 夏隆崗、則當(dāng)、拉木由塔、塔嘎等礦床Ar-Ar年代學(xué)及錯(cuò)那洞部分獨(dú)居石及錫石U-Pb年代學(xué)資料為筆者待發(fā)表資料,顯示稀有-鉛鋅-金銻在時(shí)空上的緊密聯(lián)系圖3 扎西康礦集區(qū)地質(zhì)圖Fig.3 Geological map of zhaxikang Ore concentration area
錯(cuò)那洞地區(qū)目前發(fā)現(xiàn)有矽卡巖型鈹鎢礦、偉晶巖型鈹銣礦、錫石-硫化物型錫鈹鎢礦、云英巖型錫礦、熱液脈型螢石鈹?shù)V5種礦化類型,其中錫石-硫化物型錫鈹鎢礦及云英巖型錫礦最具找礦價(jià)值。目前錯(cuò)那洞地區(qū)已發(fā)現(xiàn)有祥林、昌明、日納、余那扎4個(gè)稀有金屬礦化點(diǎn)(圖3),其中位于錯(cuò)那洞北部的祥林礦段發(fā)育有成礦作用類型最多、成礦強(qiáng)度最大的錫鈹鎢礦,且勘查工作程度最高(圖4),可作為錯(cuò)那洞地區(qū)錫鈹鎢成礦作用的代表,本文作為重點(diǎn)介紹。
圖4 錯(cuò)那洞祥林礦段地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.4 Geological map of Xianglin deposit
錯(cuò)那洞祥林礦段發(fā)育上述5種礦化類型,鑒于矽卡巖中同時(shí)發(fā)育有可被利用的鎢礦,因此找礦工作中除了重點(diǎn)勘查錫石-硫化物型錫鈹鎢礦外,還兼顧了矽卡巖型鈹鎢礦。通過(guò)地表槽探及稀疏鉆探工程控制,目前祥林地區(qū)共圈定錫石-硫化物型錫鈹鎢礦體8條,圈定出了矽卡巖型鈹鎢礦體9條。其中,Z6號(hào)礦體為代表性錫石-硫化物型錫鈹鎢礦體,而Z1-1號(hào)礦體為代表性矽卡巖型鈹鎢礦體。Z6號(hào)錫石硫化物型礦體目前由11個(gè)地表工程及2個(gè)鉆孔控制,已控制走向長(zhǎng)720m,單工程Sn見(jiàn)礦厚度在0.99~16.58m之間,礦體平均厚度4.31m,單工程Sn平均品位在0.22%~4.62%之間,礦體平均品位1.66%;伴生WO3平均品位0.08%。Z1-1號(hào)礦體目前由6個(gè)鉆孔及11個(gè)地表工程控制,走向上工程控制間距100~570m,傾向上工程控制間距160~360m。目前控制走向長(zhǎng)1150m,控制傾向延伸790m,控制鎢礦平均厚度3.38m,WO3平均品位0.18%(夏祥標(biāo)等,2021②)。
最新的地質(zhì)調(diào)查工作中,新解體出了Z10號(hào)云英巖型錫礦體,又在祥林地區(qū)北部新發(fā)現(xiàn)了Z15號(hào)錫石-硫化物型錫礦體,同時(shí)在祥林東部地區(qū)新發(fā)現(xiàn)了Z13號(hào)錫石-硫化物型錫礦體。其中Z10礦體為受北東向斷裂構(gòu)造帶控制的云英巖型礦體,主要賦存于強(qiáng)云英巖化二云母花崗巖中,目前由4個(gè)工程控制,控制走向長(zhǎng)220m,單工程見(jiàn)礦厚度2.77~8.47m之間,礦體平均厚度5.76m。單工程Sn平均品位在0.22%~0.52%之間,礦體Sn平均品位0.47%,伴生WO3平均品位0.08%,伴生BeO平均品位0.04%。Z15號(hào)錫石-硫化物型錫礦體目前由4個(gè)地表工程控制,初步控制走向長(zhǎng)>300m,礦體單工程厚度在3.4~27.11m之間,礦體平均厚度11.28m。單工程Sn平均品位在0.38%~0.91%之間,礦體Sn平均品位0.57%。Z13號(hào)錫石-硫化物型錫礦體目前由4個(gè)地表工程控制,初步控制走向長(zhǎng)>400m,礦體厚度在1.6~5.25m之間,共生W,伴生Be,Sn平均品位1.17%,WO3平均品位0.30%,BeO平均品位0.042%。新發(fā)現(xiàn)的Z13及Z15號(hào)礦體均具備較大的進(jìn)一步找礦價(jià)值。
研究顯示,祥林礦區(qū)主要礦石礦物為錫石、白鎢礦、綠柱石、螢石,脈石礦物主要可見(jiàn)石英、絹云母、電氣石,以及大量的鈣鋁榴石、符山石、鈣鐵輝石、陽(yáng)起石、綠簾石、綠泥石等矽卡巖礦物。其中錫石-硫化物型錫鈹鎢礦體的礦物組合為錫石+毒砂+白鎢礦+綠柱石+黃鐵礦,另可見(jiàn)少量閃鋅礦。最新的實(shí)驗(yàn)室流程選礦試驗(yàn)工作顯示,祥林地區(qū)錫石-硫化物型錫鈹?shù)V石經(jīng)過(guò)“重選-浮選”工藝,獲得了品位為52.52%的錫精礦產(chǎn)品,回收率71.32%;品位為96.97%的螢石精礦產(chǎn)品,回收率68.16%;獲得BeO為0.98%的鈹粗精礦,BeO的回收率31.18%,初步表明礦區(qū)錫石-硫化物型錫鈹?shù)V中錫、鈹、鎢均可以被利用(李光明等,2021;梁維等,2020,2021)。
A-B.脈狀錫石-硫化物脈型礦體;C-D.塊狀錫石-硫化物礦石;E.云英巖型礦石,可見(jiàn)大顆粒錫石;F.云英巖型礦體中可見(jiàn)錫石-石英細(xì)脈;G.螢石鈹?shù)V體中螢石與綠柱石共生;H.錫石-硫化物型礦體中錫石可見(jiàn)環(huán)帶結(jié)構(gòu);I.錫石與綠柱石共生。Cst—錫石;Brl—綠柱石;Fl—螢石圖5 祥林礦區(qū)礦體與礦石特征Fig.5 Characteristics of ore body and ore in Xianglin deposit
拉隆為近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的穹隆構(gòu)造,并發(fā)現(xiàn)了與高分異淡色花崗巖相關(guān)的鈹鈮鉭稀有金屬成礦作用(付建剛等,2020,2021)。據(jù)地質(zhì)填圖工作及相關(guān)研究顯示,拉隆穹隆與錯(cuò)那洞穹隆相似,也發(fā)育核部、中部及蓋層三層結(jié)構(gòu)(圖6;付建剛等,2020)。其中核部主要由二云母花崗巖、白云母花崗巖、偉晶巖、偉晶質(zhì)花崗巖和鈉長(zhǎng)石花崗巖組成(未見(jiàn)老基底出露)。中部為滑脫系,主要由一套中-高變質(zhì)程度的片巖和夾于片巖之中的大理巖、矽卡巖、變形花崗巖和偉晶巖組成,整體表現(xiàn)為一條規(guī)模較大的韌性剪切帶。蓋層主要由變質(zhì)程度低的千枚巖和低變質(zhì)或未變質(zhì)的粉砂質(zhì)板巖組成。拉隆穹隆發(fā)育有典型的巴洛式變質(zhì)作用(由外向內(nèi)呈現(xiàn)出硬綠泥石變質(zhì)礦物帶、石榴石-黑云母變質(zhì)礦物帶、十字石-石榴石變質(zhì)礦物帶、藍(lán)晶石變質(zhì)礦物帶)和熱接觸變質(zhì)作用(付建剛等,2020,2021)。
圖6 拉隆穹隆地質(zhì)圖(據(jù)付建剛等,2021修編)Fig.6 Geological map of the Lalong dome (after Fu et al., 2021)
據(jù)付建剛等(2021)調(diào)查研究顯示,目前拉隆穹隆主要發(fā)現(xiàn)了矽卡巖型鈹鈮鉭礦及鈉長(zhǎng)石花崗巖型鈹鈮鉭礦兩種稀有金屬礦化類型。矽卡巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦主要賦存在滑脫系矽卡巖中,環(huán)繞穹隆分布,主要礦石礦物可見(jiàn)有羥硅鈹石、硅鈹石、綠柱石、白鎢礦、錫石、鈮鉭礦等(付建剛等,2021)。其中,調(diào)查發(fā)現(xiàn)的含礦矽卡巖帶長(zhǎng)約3~4 km,寬約30~80 m,延伸較穩(wěn)定。鈉長(zhǎng)石花崗巖型鈹鈮鉭礦賦存于穹隆產(chǎn)出的鈉長(zhǎng)石花崗巖中,在空間上與矽卡巖非常密切。調(diào)查顯示,拉隆鈉長(zhǎng)石花崗巖主要呈白色或奶白色,主要組成礦物為鈉長(zhǎng)石、石英、白云母和石榴石。鈉長(zhǎng)石花崗巖中Be、Nb、Ta含量整體較高,部分已達(dá)到工業(yè)品位,其中Nb含量最高可達(dá)215×10-6,Ta含量最高可達(dá)145×10-6,均高于其工業(yè)品位(付建剛等,2021)。目前根據(jù)稀疏的地表工程已圈定出矽卡巖型鈹鈮鉭礦及鈉長(zhǎng)石花崗巖型鈹鈮鉭工業(yè)礦體各1條,后續(xù)找礦潛力較大。
近年來(lái)中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所吳福元院士團(tuán)隊(duì)及秦克章研究員團(tuán)隊(duì)在珠峰地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了熱曲、瓊嘉崗、普士拉、前進(jìn)溝等偉晶巖型及鋰云母/鋰電氣石型鋰稀有金屬找礦線索,找礦意義重大。鑒于這些地區(qū)均在珠峰地區(qū)外圍,且相隔不是太遠(yuǎn),本文暫以珠峰地區(qū)鋰礦予以概括。
瓊嘉崗偉晶巖型鋰礦位于西藏定日縣崗嘎鎮(zhèn)以南,發(fā)育有40余條鋰輝石偉晶巖脈,具超大型規(guī)模遠(yuǎn)景。秦克章等(2021)調(diào)查研究顯示,瓊嘉崗鋰輝石偉晶巖呈囊狀體、厚板狀,產(chǎn)出于高喜馬拉雅帶震旦系肉切村群大理巖和弱矽卡巖化大理巖中,偉晶巖體最寬可達(dá)百米,走向延長(zhǎng)數(shù)百米至上千米。該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的偉晶巖可分為細(xì)粒鈉長(zhǎng)石帶(Ⅰ帶)、分層細(xì)晶巖帶(Ⅱ帶)和塊體微斜長(zhǎng)石+鋰輝石帶(Ⅲ帶)。其中含有鋰輝石的偉晶巖帶內(nèi)主要以塊體微斜長(zhǎng)石,以及塊體中的中-粗晶鋰輝石、細(xì)粒石英和細(xì)粒鈉長(zhǎng)石集合體組成,主要礦物包括微斜長(zhǎng)石、青綠色鋰輝石(粒徑10~15cm,以長(zhǎng)柱狀為主,少量短柱狀和粒狀)等。分析結(jié)果顯示,鋰輝石偉晶巖氧化鋰含量在0.02%~3.30%之間,平均為1.30%,大部分鋰輝石偉晶巖樣品均達(dá)到工業(yè)品位要求。目前僅針對(duì)少部分鋰輝石偉晶巖脈進(jìn)行了初步的評(píng)價(jià)工作,已顯示出該地區(qū)的鋰礦找礦潛力巨大。
劉小馳等(2021)報(bào)道了珠峰北側(cè)熱曲地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鋰輝石偉晶巖,出露規(guī)模相差較大,長(zhǎng)度0.5~3m、厚度0.2~1.5m不等。偉晶巖本身受到拆離斷層的顯著控制,總體為北西—南東向延伸,呈脈狀、透鏡體狀、板狀產(chǎn)出于“黃帶層”下部的大理巖當(dāng)。熱曲地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鋰輝石偉晶巖未見(jiàn)明顯的分帶特征,也未見(jiàn)相應(yīng)的淡色花崗巖出露。這些鋰輝石偉晶巖主要由鋰輝石、石英、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、白云母、磷灰石、透鋰長(zhǎng)石、綠柱石、錫石、鈮鉭鐵礦等組成,其中部分偉晶巖中鋰輝石含量可達(dá)30vol%~40vol%。該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的礦化鋰輝石偉晶巖脈本身就是非常好的找礦標(biāo)志,值得開(kāi)展進(jìn)一步的勘查評(píng)價(jià)工作。
Liu et al.(2020)報(bào)道了普士拉峰北側(cè)發(fā)現(xiàn)的卓莫古含鋰輝石偉晶巖。該地發(fā)現(xiàn)的鋰輝石偉晶巖與瓊嘉崗相隔較近,其鋰輝石偉晶巖通常侵位于鈉長(zhǎng)石花崗巖中以及巖體上部的大理巖中。目前該地區(qū)已發(fā)現(xiàn)有15條鋰輝石偉晶巖脈,脈長(zhǎng)大多>10m,脈寬在0.5~2.5m之間。該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鋰輝石偉晶巖脈大部分無(wú)明顯分帶,礦物組合為鋰輝石+鉀長(zhǎng)石+石英+鈉長(zhǎng)石。個(gè)別大的偉晶巖脈可見(jiàn)有外帶(石英+鈉長(zhǎng)石+白云母)中間帶(石英+鈉長(zhǎng)石+電氣石)核心區(qū)(石英+鉀長(zhǎng)石+鋰輝石或石英+鈉長(zhǎng)石+鋰輝石)的分帶特征。
此外,劉晨等(2021)報(bào)道了珠峰北側(cè)前進(jìn)溝地區(qū)發(fā)現(xiàn)的以鋰云母和鋰電氣石為主的偉晶巖型鋰礦化線索。該地區(qū)發(fā)現(xiàn)的鋰成礦偉晶巖主要由鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石、石英、云母(鐵鋰云母和鋰云母)、電氣石(黑電氣石和鋰電氣石)等組成,副礦物主要有綠柱石、鈮鐵礦族礦物、含鈮金紅石、鋯石、獨(dú)居石等,顯示一定的鋰云母-鋰電氣石偉晶巖型鋰礦找礦潛力。
鑒于喜馬拉雅帶稀有金屬找礦工作尚處于起步階段,目前關(guān)于該帶稀有金屬成礦作用的研究相對(duì)較少,主要集中在稀有金屬成礦花崗巖巖石學(xué)研究與成礦作用過(guò)程研究?jī)煞矫妗?/p>
在成礦花崗巖巖石學(xué)研究方面,淡色花崗巖的成因是繞不開(kāi)的話題。淡色花崗巖為L(zhǎng)e Fort于1973年引入的花崗巖名稱概念,由于其大面積分布于世界上最年輕的造山帶而被廣泛關(guān)注,相關(guān)研究文獻(xiàn)數(shù)以千計(jì)。傳統(tǒng)研究認(rèn)為,喜馬拉雅淡色花崗巖是高喜馬拉雅變質(zhì)巖系經(jīng)原地低程度部分熔融而成(Harris et al., 1994),并長(zhǎng)期占據(jù)學(xué)術(shù)界主導(dǎo)地位,而這種成因類型的花崗巖被認(rèn)為是較少伴有稀有金屬成礦作用的(吳福元等,2021)。隨著研究程度的深入,諸多研究認(rèn)為喜馬拉雅淡色花崗巖并不是原地低程度部分熔融而成,而更可能為原生巖漿經(jīng)歷高度結(jié)晶分異而成(吳福元等,2015,2021;Wu et al., 2020),而這種高分異花崗巖通常被認(rèn)為具備形成稀有金屬礦產(chǎn)資源的較好潛力(陳駿等,2008)。該創(chuàng)新認(rèn)識(shí)為喜馬拉雅帶稀有金屬找礦工作指明了新的方向。盡管目前喜馬拉雅淡色花崗巖的成因仍然存在爭(zhēng)議,但這些淡色花崗巖確實(shí)可以形成Li-Be-Nb-Ta等稀有金屬成礦作用是毋庸置疑的,就這點(diǎn)來(lái)看,高分異花崗巖的成因認(rèn)識(shí)更具有合理性。然而,鑒于筆者知識(shí)有限,尚無(wú)法較為全面、客觀的評(píng)述喜馬拉雅淡色花崗巖成因這一重大科學(xué)問(wèn)題,因此本文對(duì)于喜馬拉雅淡色花崗巖成因暫不做詳細(xì)討論。
在稀有金屬成礦作用過(guò)程研究方面,目前已有較多研究資料積累。據(jù)研究顯示,目前喜馬拉雅帶稀有金屬成礦作用主體可分期三期次。第一期為晚漸新世—早中新世偉晶巖型鋰成礦作用,其成礦作用時(shí)代在25~23Ma左右,如瓊嘉崗(秦克章等,2021)、熱曲(劉小馳等,2021)、普士拉(Liu et al., 2020)等珠峰地區(qū)出現(xiàn)的偉晶巖型鋰礦均形成于該時(shí)期。第二期為以拉隆為代表的鈹鈮鉭稀有金屬成礦作用,其成礦時(shí)代為早中新世(21Ma)(付建剛等,2020)。第三期以錯(cuò)那洞為代表,發(fā)育錫石-硫化物型錫鈹鎢礦、偉晶巖型鈹銣礦、矽卡巖型鈹鎢礦、云英巖型錫礦及熱液脈型螢石礦等多種礦化類型,成礦時(shí)代在18~14Ma之間(張林奎等,2018;Cao et al., 2020, 2021),具多階段成礦特征。從區(qū)域上目前已發(fā)現(xiàn)的稀有金屬成礦作用來(lái)看,從東至西,成礦時(shí)代逐漸變老,主要礦化類型具有從錫石-硫化物型錫鈹鎢礦→鈉長(zhǎng)石花崗巖型鈹鈮鉭礦→偉晶巖型鋰礦的變化特征。值得注意的是,該變化特征僅為目前有限的資料呈現(xiàn)的局部現(xiàn)象,隨著勘查與研究工作的深入,可能會(huì)總結(jié)出完全不同的變化規(guī)律。
在典型礦床研究方面,目前報(bào)道的研究資料相對(duì)較少,主要集中在錯(cuò)那洞礦床。據(jù)流體包裹體及C-H-O-S同位素研究顯示,錯(cuò)那洞礦床成礦流體主要源于中新世淡色花崗巖出溶的還原性成礦流體,成礦物質(zhì)主要來(lái)源于巖漿,少量來(lái)自圍巖,流體沸騰作用及其與圍巖之間的水巖反應(yīng)是成礦物質(zhì)沉淀的關(guān)鍵控制因素(Cao et al., 2020, 2021)。需要注意的是,錯(cuò)那洞礦床淺部發(fā)現(xiàn)了較多的代表氧化環(huán)境的鏡鐵礦及石膏等礦物組合,表明晚期很可能具有天水的加入,而天水的加入是否對(duì)物質(zhì)沉淀具有影響,需要進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)研究。
從目前喜馬拉雅帶稀有金屬研究現(xiàn)狀可以看出,尚存在如下關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題:
(1)制約稀有金屬成礦的地質(zhì)背景不清楚
已有研究表明,喜馬拉雅帶稀有金屬成礦作用與淡色花崗巖漿活動(dòng)是密切相關(guān)的。然而,淡色花崗巖的成因本身存在爭(zhēng)議,其形成的深部動(dòng)力學(xué)過(guò)程并不清楚。此外,喜馬拉雅帶大面積分布的中新世淡色花崗巖成巖時(shí)代與岡底斯斑巖銅礦帶成礦斑巖成巖時(shí)代高度一致,他們之間是否具有源于深部的內(nèi)在聯(lián)系也不清楚。因此,對(duì)于喜馬拉雅帶稀有金屬成礦地質(zhì)背景研究依然任重道遠(yuǎn)。
(2)形成不同稀有金屬礦化類型的關(guān)鍵控制因素不清楚
前述研究已表明,喜馬拉雅帶從東至西,控礦地質(zhì)體不相同,主要礦化類型也具有從錫石-硫化物型錫鈹鎢礦→鈉長(zhǎng)石花崗巖型鈹鈮鉭礦→偉晶巖型鋰礦的變化特征。是什么控制了不同稀有金屬礦化類型的產(chǎn)出?這是尚未解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。
(3)錫鎢與鈹鋰鈮鉭共生分異機(jī)制不清楚
從喜馬拉雅帶已發(fā)現(xiàn)的稀有金屬礦床來(lái)看,錫鎢的分布是十分局限的,目前僅在錯(cuò)那洞礦床有明確產(chǎn)出。錯(cuò)那洞礦床為錫鈹鎢共生,錫鎢與鈹成礦作用被認(rèn)為是同一成礦系統(tǒng)的產(chǎn)物(李光明等,2021)。然而,為何在其他地方?jīng)]有發(fā)現(xiàn)顯著的錫鎢成礦作用?它們之間的共生分異機(jī)制是什么?目前尚不清楚。此外,對(duì)于鎢錫的成因而言,近年來(lái)已有研究表明南嶺地區(qū)錫成礦花崗巖源于源巖經(jīng)黑云母脫水熔融而成(Yuan et al., 2019),而鎢成礦花崗巖源于源巖經(jīng)白云母脫水熔融而成。如果該成因觀點(diǎn)同樣適用于喜馬拉雅帶,那么喜馬拉雅帶錫鎢與稀有金屬的共生分異機(jī)制需要重新考慮。
(4)稀有金屬與鉛鋅-金銻成礦作用關(guān)系尚不明確
已有資料顯示,喜馬拉雅帶稀有金屬礦床的外圍往往分布有大量的鉛鋅及金銻成礦作用,如扎西康礦集區(qū)就是典型實(shí)例(圖3)。它們之間成礦時(shí)代相近,在平面上具有明顯的從高溫至中低溫的分帶特征,顯示為同一成礦系統(tǒng)產(chǎn)物的基本格架。然而,它們是否確實(shí)為同一成礦系統(tǒng)的產(chǎn)物?受什么樣的內(nèi)在因素控制?目前尚未有明確的答案,需要開(kāi)展進(jìn)一步的研究。
盡管目前關(guān)于喜馬拉雅淡色花崗巖的成因研究已有較多資料積累,但關(guān)于稀有金屬成礦作用的研究?jī)H停留在初級(jí)階段,且目前的研究均停留在地表露頭尺度,還不能完全反映稀有金屬成礦過(guò)程的全貌。因此,針對(duì)喜馬拉雅稀有金屬成礦作用更深入的研究對(duì)于區(qū)域找礦工作而言意義重大。結(jié)合不斷深入的勘查評(píng)價(jià)工作,筆者建議今后喜馬拉雅稀有金屬成礦作用研究應(yīng)加強(qiáng)如下幾方面:(1)結(jié)合目前區(qū)域上已發(fā)現(xiàn)的稀有金屬礦化類型,系統(tǒng)厘定高分異淡色花崗巖巖相分帶與稀有金屬成礦分帶的相互關(guān)系;詳細(xì)解剖典型成礦偉晶巖的礦物組成分帶及相應(yīng)的稀有金屬礦化分帶,建立喜馬拉雅式高分異淡色花崗巖-偉晶巖巖相分帶與相應(yīng)的稀有金屬分帶,以指導(dǎo)勘查評(píng)價(jià)工作;(2)對(duì)喜馬拉雅帶已有稀有金屬礦化組合進(jìn)行系統(tǒng)研究,探討鋰-鈹-鈮-鉭-鎢-錫共生分離機(jī)制;(3)加強(qiáng)典型礦床研究,在此基礎(chǔ)上將喜馬拉雅帶已發(fā)現(xiàn)的稀有金屬礦化類型作為一個(gè)整體或一個(gè)成礦系列來(lái)考慮,總結(jié)其成礦規(guī)律,建立喜馬拉雅式稀有金屬礦成礦模式與勘查模型;(4)加強(qiáng)喜馬拉雅帶稀有金屬成礦作用與鉛鋅及金銻成礦作用關(guān)系研究,為區(qū)域協(xié)同找礦工作提供指導(dǎo)。
前文已經(jīng)提及,喜馬拉雅帶發(fā)育有6種稀有金屬礦化類型。但就可利用性及找礦前景來(lái)看,目前矽卡巖型鈹?shù)V利用性較差,而鈉長(zhǎng)石花崗巖型鈹-鈮-鉭礦及熱液脈型螢石-鈹?shù)V規(guī)模有限。在已發(fā)現(xiàn)的稀有金屬礦化類型中,錫石-硫化物型錫-鈹?shù)V及偉晶巖型鋰-鈹?shù)V均有較好的找礦效果或重要找礦發(fā)現(xiàn),且可利用性較好,最具經(jīng)濟(jì)意義上的找礦價(jià)值。因此,建議該階段重點(diǎn)開(kāi)展錫石-硫化物型錫-鈹?shù)V及偉晶巖型鋰-鈹?shù)V的找礦勘查工作,次要開(kāi)展鈉長(zhǎng)石花崗巖型鈹-鈮-鉭礦及熱液脈型螢石-鈹?shù)V的研究與找礦評(píng)價(jià),力爭(zhēng)取得突破。此外,要做好區(qū)域稀有金屬潛力評(píng)價(jià)工作,為區(qū)域稀有金屬找礦工作提供支撐,同時(shí)兼顧資源潛力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性和環(huán)境影響“三位一體”綜合評(píng)價(jià),推動(dòng)喜馬拉雅帶稀有金屬礦產(chǎn)勘查與開(kāi)發(fā)利用。
需要指出的是,喜馬拉雅帶新發(fā)現(xiàn)的稀有金屬成礦作用大部分靠近我國(guó)邊境地區(qū),通過(guò)進(jìn)一步的勘查評(píng)價(jià)工作有望形成西藏地區(qū)新的稀有金屬成礦帶,具有重大的戰(zhàn)略意義。
致謝:在論文的撰寫(xiě)過(guò)程中得到了中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所吳福元院士及秦克章研究員、南京大學(xué)王汝成教授、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所唐菊興研究員到錯(cuò)那洞地區(qū)考察時(shí)的學(xué)術(shù)指導(dǎo)!參加野外工作的還有梁維高級(jí)工程師、董隨亮高級(jí)工程師、夏祥標(biāo)正高級(jí)高級(jí)工程師、付建剛副研究員、曹華文副研究員、王藝云博士、卿成實(shí)博士、張海博士、李應(yīng)栩副研究員、吳建陽(yáng)高級(jí)工程師、馬國(guó)桃高級(jí)工程師、董磊高級(jí)工程師、代作文博士、黃春梅博士、郭偉康博士、徐培言博士等。審稿人對(duì)論文提出了建設(shè)性的修改意見(jiàn),一并謹(jǐn)致謝忱。
中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心(以下簡(jiǎn)稱“成都中心”)對(duì)于青藏高原的大地構(gòu)造演化、礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)及成礦作用研究均作出了重大貢獻(xiàn),作為主要承擔(dān)單位完成的“青藏高原地質(zhì)理論創(chuàng)新與找礦重大突破”項(xiàng)目更是獲得了2011年度國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng),是青藏高原地調(diào)科研重磅級(jí)功勛單位。筆者自2015年畢業(yè)進(jìn)入成都中心工作以來(lái),一直在喜馬拉雅帶從事稀有-鉛鋅-金銻礦產(chǎn)勘查評(píng)價(jià)與成礦作用研究工作,筆者感恩成都中心對(duì)我的培養(yǎng),謹(jǐn)以此文祝賀成都中心成立60周年,祝福成都中心蓬勃發(fā)展,再創(chuàng)佳績(jī)。
注釋:
①Heim A, Gansser A, 1939. Central Himalaya, Geological observations of the Swiss expeditions 1936[R]. Mémoire Société Helvetique Science,73:1-245.
②夏祥標(biāo),李光明,張林奎,等,2021. 西藏山南市錯(cuò)那縣吉松祥林鈹錫多金屬礦調(diào)查評(píng)價(jià)報(bào)告[R]. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心, 1-189.