華克強(qiáng)，陳德本，劉 承

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)大隊(duì)，新疆 庫爾勒 841000）

1 區(qū)域成礦地質(zhì)背景

阿爾金地區(qū)地處青藏高原北緣，塔里木板塊與柴達(dá)木地塊的交接部位（圖1），其主體屬阿爾金構(gòu)造帶中段阿中地塊。阿爾金構(gòu)造帶構(gòu)成了塔里木地塊和柴達(dá)木地塊地質(zhì)邊界，形成的阿爾金山系，成為塔里木盆地和柴達(dá)木盆地的地理分界線，它是青藏高原的北部走滑轉(zhuǎn)換邊界[1]。

圖1 阿爾金地區(qū)區(qū)大地構(gòu)造位置及稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)簡圖

區(qū)內(nèi)，經(jīng)歷了多期造山作用，同時誘發(fā)了頻繁、強(qiáng)烈、多期次的構(gòu)造～巖漿活動。晉寧期、加里東期、海西～印支期、燕山期均有不同規(guī)模的巖漿活動，導(dǎo)致了區(qū)內(nèi)侵入巖廣泛分布。尤其是古生代巖漿活動與阿爾金地區(qū)稀有金屬成礦關(guān)系密切（圖1）。

2 與成礦有關(guān)的巖漿巖

區(qū)域經(jīng)歷了多期造山作用，同時誘發(fā)了頻繁、強(qiáng)烈、多期次的構(gòu)造-巖漿活動。其中以中酸性侵入巖為主體，分布廣泛，新元古代、早古生代、中生代等均有規(guī)模不等的中酸性巖侵入（圖2），多沿阿爾金山呈北東向帶狀展布，巖石類型復(fù)雜、多成因、來源多樣，充分反映了造山帶花崗巖豐富多樣的特點(diǎn)。

圖2 阿爾金地區(qū)地質(zhì)簡圖

本次依據(jù)阿爾金地區(qū)巖漿巖侵入時代，進(jìn)一步將阿爾金構(gòu)造帶中段阿中地塊可進(jìn)一步劃分為北帶、中帶和南帶3個次級構(gòu)造-巖漿巖帶[2]?？臻g上以卡爾恰爾-闊實(shí)斷裂（阿中斷裂）、約馬克其-庫蘭勒格斷裂為界由北向南初步劃分為北帶、中帶、南帶等3個構(gòu)造-巖漿巖帶（圖2）。

北帶主要分布于卡爾恰爾-闊實(shí)斷裂（阿中斷裂）北側(cè)，NE向帶狀分布，呈大小不等的巖株?duì)罨驇r基狀侵入新元古代地層中。主要巖石組合以奧陶紀(jì)中酸性侵入體為主（形成時代449Ma～482Ma），夾少量前寒武紀(jì)變質(zhì)侵入體。已發(fā)現(xiàn)的鋰鈹?shù)认∮薪饘俚V點(diǎn)多分布于奧陶紀(jì)侵入體外接觸帶附近。

中帶北側(cè)卡爾恰爾-闊實(shí)斷裂（阿中斷裂）為界、南側(cè)以約馬克其-庫蘭勒格斷裂為界，呈大小不等的巖株?duì)罨驇r基狀產(chǎn)出，侵入新太古代-古元古代地層中。主要巖石組合以前寒武紀(jì)變質(zhì)侵入體為主（形成時代867Ma～1035Ma），夾少量奧陶紀(jì)中酸性侵入體。

南帶主要分布于約馬克其-庫蘭勒格斷裂南側(cè)，沿阿爾金南緣斷裂帶北側(cè)分布，呈大小不等的巖株?duì)罨驇r基狀侵入于元古代地層中。主要巖石組合以奧陶紀(jì)-寒武紀(jì)多源混合中酸性侵入體為主（形成時代為496.9Ma±1.9Ma～523Ma），夾少量前寒武紀(jì)變質(zhì)侵入體。

徐興旺等人于2018～2019年，獲吐格曼含礦偉晶巖形成時代為468Ma～454Ma（表1，編號21），與北帶巖漿巖形成年齡462Ma～487Ma相近。

表1 吐格曼-拜什礦區(qū)含礦偉晶巖脈定年結(jié)果

綜合研究，認(rèn)為含稀有金屬礦偉晶巖形成與北帶花崗巖系列形成關(guān)系密切。

3 稀有金屬礦成礦規(guī)律

3.1 稀有金屬礦空間分布規(guī)律

3.1.1 地層對稀有金屬礦空間展布的控制

阿爾金地區(qū)稀有金屬礦于地層內(nèi)分布較廣，早元古代-新元古代地層內(nèi)均有分布。圍巖的物理性質(zhì)對偉晶巖的發(fā)育程度、性質(zhì)和封閉條件的好壞具有一定影響，而這些條件又直接關(guān)系到偉晶巖的形態(tài)、規(guī)模和結(jié)晶作用的完善程度。

區(qū)內(nèi)偉晶巖礦床主要產(chǎn)于在強(qiáng)變形帶和奧陶紀(jì)侵入體發(fā)育的地區(qū)。而且主要產(chǎn)于各地層云母石英片巖段，少量在產(chǎn)于片麻巖中[3]。主要在于以云母石英片巖為主的結(jié)晶片巖具有強(qiáng)烈吸收揮發(fā)份和堿金屬的巖石，而片麻巖對它們的吸收是較小的。

區(qū)內(nèi)含礦花崗偉晶巖脈的延伸與片理面或地層走向節(jié)理方向基本一致。這亦說明以云母石英片巖為主的片巖對區(qū)內(nèi)含礦花崗偉晶巖脈的形態(tài)、規(guī)模及其展布具有一定的控制作用。

3.1.2 構(gòu)造對稀有金屬礦空間展布的控制

區(qū)內(nèi)斷裂均勻發(fā)育，脆—韌性剪切變形強(qiáng)烈，尤其是斷裂構(gòu)造及脆—韌性剪切帶、糜棱巖化帶對礦產(chǎn)的空間展布有明顯的控制作用。

（1）斷裂構(gòu)造對稀有金屬礦空間展布的控制。

阿爾金地區(qū)斷裂構(gòu)造十分發(fā)育，它為巖漿期后熱液的活動提供了十分便利的條件；深部巖漿中的含礦揮發(fā)組分匯集富集形成含礦熱液；斷裂構(gòu)造為Li、Be等成礦物質(zhì)的遷移與富集提供了礦液運(yùn)移的通道和礦質(zhì)賦存的空間?？柷?闊實(shí)大（阿中斷裂）斷裂是調(diào)查區(qū)內(nèi)主要的導(dǎo)礦-構(gòu)造，控制如瓦石峽（大型）、吐格曼、塔什達(dá)坂等稀有金屬礦點(diǎn)的分布，該類礦點(diǎn)均產(chǎn)于該斷裂附近或其次一級的北東向斷裂內(nèi)。

綜合認(rèn)為，卡爾恰爾-闊實(shí)大（阿中斷裂）斷裂對區(qū)內(nèi)稀有金屬礦點(diǎn)的展布控制明顯。

（2）脆-韌性剪切帶對稀有金屬礦空間展布的控制。

卡爾恰爾-闊實(shí)大（阿中斷裂）斷裂兩側(cè)主要其北部發(fā)育有大量的脆-韌性剪切帶，稀有金屬礦與韌性剪切帶有著密切的成因聯(lián)系，其原因在于韌性剪切帶形成于深部構(gòu)造層次，流體來源深，溫度壓力高，這種構(gòu)造環(huán)境非常有利于高溫、高壓流體長期穩(wěn)定的存在。

由于后期造山運(yùn)動的影響，使這些形成于深部的韌性剪切帶及其含礦流體被抬升至淺部，隨著溫度壓力的降低，物理化學(xué)條件的改變及地表水的參與，易于含礦流體沉淀，形成稀有金屬礦。此外，韌性剪切帶內(nèi)巖石較之圍巖具有較大的滲透性，有利于成礦物質(zhì)的遷移與富集。

因此區(qū)內(nèi)卡爾恰爾-闊實(shí)大（阿中斷裂）斷裂以北的稀有金屬礦點(diǎn)多分布于脆-韌性剪切帶中或其附近。

3.1.3 巖漿活動對稀有金屬礦空間展布的控制

調(diào)查區(qū)侵入巖發(fā)育，總體呈北東—南西向展布，受斷裂構(gòu)造控制明顯；時間上巖漿活動限于新元古代和早古生代，巖性以中—酸性侵入巖為主；區(qū)內(nèi)巖漿活動不僅提供了成礦熱液，還促使圍巖中各成礦元素活化遷移富集，常伴隨一定的成礦作用，在巖體或巖體周圍常形成一定的礦產(chǎn)，與巖體存在一定的依從關(guān)系。

區(qū)內(nèi)早古生代中酸性侵入巖與區(qū)內(nèi)稀有金屬礦成礦關(guān)系十分密切，已發(fā)現(xiàn)的鋰鈹?shù)认∮薪饘俚V均產(chǎn)于區(qū)內(nèi)奧陶紀(jì)侵入體外接觸帶約0.1km～4km附近，由此認(rèn)為區(qū)內(nèi)奧陶紀(jì)侵入的分布與區(qū)內(nèi)稀有金屬礦點(diǎn)的空間展布有極大的關(guān)聯(lián)性。

3.2 成礦時間演化規(guī)律

3.2.1 區(qū)內(nèi)含礦偉晶巖形成時代

稀有金屬花崗偉晶巖測年的方法較多，有鋯石U-Pb、云母Ar-Ar、K-Ar和全巖Rb-Sr等定年方法。近年來，鈮鉭礦與錫石等礦物U-Pb定年也被應(yīng)用到稀有金屬花崗偉晶巖定年。然而，研究發(fā)現(xiàn)一些礦床不同方法給出的結(jié)果差異較大。

本次我單位委托中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所開展“阿爾金西段鋰鈹稀有金屬礦綜合研究”項(xiàng)目，于阿爾金地區(qū)吐格曼鋰鈹?shù)V區(qū)中含礦偉晶巖累計(jì)采集6件樣品開展了系統(tǒng)的同位素年代學(xué)研究。其中，對ρ13號脈含鋰輝石花崗偉晶巖樣品進(jìn)行鋯石U-Pb測試和白云母40Ar/39Ar測試、對ρ8號脈含錫石鋰輝石偉晶巖樣品進(jìn)行鋯石U-Pb和錫石U-Pb測試、對ρ9號脈含鈮鉭鐵礦偉晶巖樣品進(jìn)行鈮鉭鐵礦U-Pb測試及對ρ58號含電氣石綠柱石花崗偉晶巖脈樣品進(jìn)行鋯石U-Pb測試。

分析結(jié)果顯示，含鋰輝石花崗偉晶巖中錫石206Pb/238U年齡與含鈮鉭鐵礦花崗偉晶巖偉晶巖中鈮鉭鐵礦206Pb/238U年 齡 分 別 為468Ma±8.7Ma、464Ma±2.7Ma， 兩 件含鋰輝石花崗偉晶巖樣品中鋯石206Pb/238U年齡分別為458.7Ma±2.3Ma、454.7Ma±4.0Ma，含鋰輝石偉晶巖中白云母40Ar/39Ar坪年齡為350.2Ma±2Ma。具體分析結(jié)果見表1。

綜合認(rèn)為，阿爾金地區(qū)鋰鈹花崗偉晶巖形成于468～454Ma，成礦作用主要發(fā)生在早古生代奧陶紀(jì)。

3.2.2 成礦時間演化

太古-古元古代，包括調(diào)查區(qū)在內(nèi)的阿爾金地區(qū)總體處于地殼演化的早期階段，構(gòu)造不穩(wěn)定的盆地沉積和火山噴發(fā)事件形成了富含稀有金屬等多金屬的太古-古元古代火山-沉積建造。高熱流作用使地殼深部重融形成大規(guī)模的重融型古花崗巖套，太古-古元古代地層發(fā)生角閃巖相動力熱流變質(zhì)，活化并富集了多金屬成礦物質(zhì)，形成了區(qū)內(nèi)富含Li、Be等稀有金屬、Cu、Zn、W、Sn等成礦元素的結(jié)晶基底。

從成礦時代上看，阿爾金地區(qū)含鋰鈹?shù)认∮薪饘俚V偉晶巖其主要形成于468Ma～454Ma，奧陶紀(jì)為阿爾金地區(qū)內(nèi)稀有金屬礦主要成礦期。

由此推測，早古生代超大陸解體的板塊裂離-俯沖～碰撞-晚造山期伸展階段。在調(diào)查區(qū)形成一系列以北東向?yàn)橹鲾嗔褬?gòu)造。在晚寒武世-奧陶世板塊俯沖碰撞。這一階段形成了阿爾金俯沖-碰撞型中酸性侵入巖。巖漿熱液侵入不同的深度冷凝結(jié)晶并發(fā)生分異。在此過程中，巖漿中的揮發(fā)組分?jǐn)y帶著稀有金屬向巖體的頂部及邊部集中，形成富含Li、Be等稀有金屬的高揮發(fā)分熔漿[4]。在巖漿熱能的驅(qū)動下沿斷裂帶運(yùn)移，同時萃取圍巖中的成礦物質(zhì)。在淺表環(huán)境，由于溫度、壓力等物理化學(xué)條件的改變，在斷裂帶的張裂隙沉淀形成Li、Be等稀有金屬礦床。

3.3 礦床成因

區(qū)內(nèi)稀有金屬礦床的成因類型屬偉晶巖型鉭、鈮、鋰、銣、銫、鈹稀有金屬礦床。

4 成礦模型

阿爾金地區(qū)是一個經(jīng)歷了新太古-元古代基底演化時期、青白口紀(jì)-早古生代板塊構(gòu)造演化時期、晚古生代-中生代陸內(nèi)演化早期、白堊紀(jì)末-新生代高原隆升—阿爾金斷裂系發(fā)育時期。早古生代板塊構(gòu)造演化階段是區(qū)內(nèi)含礦偉晶巖形成的主要構(gòu)造-巖漿事件。

區(qū)內(nèi)目前已發(fā)現(xiàn)的偉晶巖型稀有金屬礦點(diǎn)多分布于早-中奧陶世黑云（二長）花崗巖外接觸帶0.1km～4km之間。本次研究認(rèn)為其與區(qū)內(nèi)稀有金屬成礦有一定的專屬性。

區(qū)域大斷裂卡爾恰爾-闊實(shí)（阿中）大斷裂于阿爾金地區(qū)中部通過，為熱液運(yùn)移的良好通道，其次一級斷層、節(jié)理、裂隙區(qū)內(nèi)極為發(fā)育，既是含礦熱液運(yùn)移的良好通道，也是含礦體賦存的有利部位，為偉晶巖型稀有金屬礦的富集提供了良好空間。

經(jīng)歷寒武紀(jì)晚期-早奧陶世超大陸裂離-解體階段。早奧陶世末-中奧陶早期，北阿爾金地塊向中阿爾金地塊俯沖、碰撞作用下，碰撞帶的巖石發(fā)生強(qiáng)烈的變質(zhì)變形。同時導(dǎo)致下地殼部分熔融生成了大面積奧陶紀(jì)S型花崗巖向上侵位于不同的深度冷凝結(jié)晶。其中，黑云（二長）花崗巖向上侵位過程中，巖漿中的揮發(fā)組分?jǐn)y帶著稀有金屬向巖體的頂部及邊部集中，形成富含稀有金屬的高揮發(fā)分熔漿—即成礦巖漿（源）。在巖漿熱能的驅(qū)動下沿斷裂帶運(yùn)移（動），同時萃取圍巖中的成礦物質(zhì)，在淺表環(huán)境（深度約5km～10km）由于溫度、壓力等物理化學(xué)條件的改變，在斷裂帶的張裂隙沉淀成礦（儲），成礦作用方式以充填作用和交代作用為主。賦礦巖石主要為花崗偉晶巖，主要金屬礦物為鋰輝石、綠柱石等，近礦圍巖蝕變?yōu)楣杌?、白云母化、鈉長石化等。主要產(chǎn)于各地層云母石英片巖段，少量生產(chǎn)于片麻巖中。主要在于以云母石英片巖為主的結(jié)晶片巖具有強(qiáng)烈吸收揮發(fā)份和堿金屬的巖石，而片麻巖對它們的吸收是較小的。

礦體的富集受斷層、節(jié)理、裂隙構(gòu)造控制明顯。區(qū)內(nèi)礦體一般與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，多順層內(nèi)或小角度斜切片理、節(jié)理裂隙面產(chǎn)出。

區(qū)內(nèi)吐格曼、塔什達(dá)坂等鋰鈹?shù)认∮薪饘俚V多產(chǎn)于早-中奧陶世黑云（二長）花崗巖外接觸帶附近石英片巖中。斷裂構(gòu)造發(fā)育對區(qū)內(nèi)礦床形成具重要作用，成因類型為偉晶巖型。

根據(jù)控礦因素，結(jié)合相似的偉晶巖型稀有金屬礦成礦理論、阿爾金地區(qū)構(gòu)造演化格架、古生代構(gòu)造巖漿巖形成機(jī)制與演化以及典型礦床的時空分布與形成機(jī)制，建立了阿爾金一帶鋰鈹?shù)认∮薪饘俚V床的區(qū)域成礦模型（圖3）。

圖3 阿爾金地區(qū)偉晶巖型稀有金屬礦成礦模型