四川甲基卡地區(qū)花崗巖型稀有金屬礦找礦規(guī)律及標(biāo)志

秦宇龍，郝雪峰，徐云峰，王顯鋒

（四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

四川甲基卡地區(qū)花崗巖型稀有金屬礦找礦規(guī)律及標(biāo)志

秦宇龍，郝雪峰，徐云峰，王顯鋒

（四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081）

四川甲基卡地區(qū)位于青藏高原東部揚子板塊西緣巴顏喀拉地塊，是我國重要的花崗巖型稀有金屬礦成礦遠景區(qū)，分布其中的甲基卡偉晶巖型稀有金屬礦床是我國規(guī)模最大的固體鋰礦床，形成了Li－Be－Nb－Ta等成礦系列。通過對甲基卡偉晶巖型稀有金屬礦床成礦條件、含稀有金屬偉晶巖脈分類、稀有元素礦物期次劃分及產(chǎn)出特征、稀有元素品位變化規(guī)律及富集規(guī)律、礦床成因及找礦標(biāo)志的分析研究，探討了該區(qū)鋰礦的成礦規(guī)律，總結(jié)出了尋找甲基卡式鋰礦的一系列重要找礦標(biāo)志，對礦床外圍及區(qū)域其他相似地質(zhì)條件地區(qū)找礦工作具有一定的指導(dǎo)意義。

四川；偉晶巖；稀有金屬元素；成礦規(guī)律；找礦標(biāo)志；甲基卡

0 引言

鋰資源是當(dāng)前及今后發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)所需要的功能材料和結(jié)構(gòu)材料。尤其是鋰金屬在工業(yè)中具有十分獨特的地位，被譽為21世紀的“能源金屬”和“推動世界前進的元素”，其戰(zhàn)略地位已經(jīng)受到世界各國的高度重視，被國家列為“十二五”規(guī)劃發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)不可缺少的綠色能源、新能源。甲基卡找礦工作起始于20世紀60年代，經(jīng)過幾代地質(zhì)工作者的不懈努力，不斷有新發(fā)現(xiàn)，特別是近年來在甲基卡地區(qū)鋰資源的找礦工作有重大突破。本次工作在前人研究的基礎(chǔ)上，通過對甲基卡偉晶巖型稀有金屬礦床成礦條件、含稀有金屬偉晶巖脈分類、稀有元素礦物期次劃分及產(chǎn)出特征、稀有元素品位變化規(guī)律及富集規(guī)律、礦床成因及找礦標(biāo)志的分析研究，探討了四川甲基卡地區(qū)鋰礦的成礦規(guī)律，總結(jié)出了尋找甲基卡式鋰礦的一系列重要找礦標(biāo)志。本研究對礦床外圍及區(qū)域其他相似地質(zhì)條件地區(qū)找礦工作具有一定的指導(dǎo)意義。

1 成礦背景

研究區(qū)地處被動大陸邊緣盆地，巴顏喀拉地塊壤塘—馬爾康前陸海盆地和石渠—雅江殘余海盆地［1］，沉積了逾萬米的三疊系西康群一套砂泥質(zhì)地層。隨著印支構(gòu)造旋回的回返，本區(qū)形成陸地，結(jié)束了沉積歷史。在印支構(gòu)造旋回晚期，本區(qū)在構(gòu)造內(nèi)外力作用下主要表現(xiàn)為陸內(nèi)擠壓、匯聚、碰撞的造山環(huán)境。其結(jié)果是大量熱穹窿的形成、硅鋁層的熔融，巖漿侵入活動強烈，生成了一系列中酸性巖體。印支晚期—燕山早期本區(qū)處于相對寧靜期中，利于侵入巖漿巖分異、交代，形成了富含揮發(fā)分和稀有金屬的殘余巖漿。這種殘余巖漿在成礦有利場所聚集成稀有金屬偉晶巖礦床。

2 成礦規(guī)律、成因及找礦標(biāo)志

2．1 成礦規(guī)律

2．1．1 成礦背景

甲基卡地區(qū)大地構(gòu)造位置如圖1所示。

圖1 工作區(qū)大地構(gòu)造圖（據(jù)文獻［1］修編）Fig．1 Tectonic map of the study area（after reference［1］

據(jù)全國礦產(chǎn)資源潛力評價成礦區(qū)帶的劃分［1］，甲基卡地區(qū)橫跨北巴顏喀拉—馬爾康A(chǔ)u－Cu－Ni－Pt－Fe－Mn－Pb－Zn－Li－Be－Nb－Ta－云母成礦帶（Ⅲ－30）和南巴顏喀拉—雅江Li－Be－Au－Cu－Pb－Zn－水晶成礦帶（Ⅲ－31）（圖2）。

甲基卡工作區(qū)主體位于石渠—雅江Li－Be－Au－Pb－Zn－Sn成礦帶（Ⅳ－11）和爐霍—道孚Au－Fe－Cu－Pb－Zn成礦帶（Ⅳ－6），跨及丹巴楊柳坪Cu－Ni－Pt－Ag成礦區(qū)（Ⅳ－7）。石渠—雅江Li－Be－Au－Pb－Zn－Sn成礦區(qū)帶（Ⅳ－11）內(nèi)又可進一步劃分出甲基卡—容須卡鋰成礦區(qū)（V－3）。

2．1．2 稀有元素礦物的產(chǎn)出特征

根據(jù)甲基卡地區(qū)鋰、鈹、鈮、鉭等稀有元素礦物產(chǎn)出條件、相互穿插關(guān)系、礦物共生組合及其化學(xué)性質(zhì)等，將稀有元素礦物分為原生期（第一期）、交代期（第二期）及第三期以后［2］。

圖2 工作區(qū)成礦帶劃分圖（據(jù)文獻［1］修編）Fig．2 Map of metallogenic belts in the study area（after reference［1］）

第一期鋰輝石為原生期生成的，多為巢狀，呈灰白色至淺灰白帶綠色，主要產(chǎn)于礦脈中部的塊狀石英微斜長石帶及中、粗粒石英微斜長石帶，鋰輝石含量為10%～20%；在細、中、粗粒石英鈉長石鋰輝石帶中也有部分殘存。晶體粗大，多呈板柱狀、板狀巨晶，細晶少見，長10～50 cm，寬2～8 cm，多為自形晶，排列方向規(guī)律性差，與小塊狀、塊狀石英及微斜長石共生，有時有切穿鈉更長石現(xiàn)象。該期鋰輝石常被鈉長石、白云母及石英等溶蝕和交代，其晶形多被破壞而不完整。該期鋰輝石在區(qū)內(nèi)分布較廣，并可以手選，具有較大的工業(yè)意義。

第二期鋰輝石為交代期生成的鋰輝石，產(chǎn)于細、中、粗粒石英鈉長石鋰輝石交代帶（或集合體）中，含量常達15%～25%，最高可達40%～50%，呈翠綠色、灰白色。晶形較完整，呈長條狀、柱狀、板柱狀和毛發(fā)狀，粒狀少見，長0．5～15 cm，寬0．2～3 cm，多為半自形，部分為自形晶。鋰輝石常呈平行長條狀微斜長石殘體分布，少數(shù)有穿插和交代微斜長石現(xiàn)象，或者和拉長粒狀石英相間平行排列，垂直脈壁產(chǎn)出，而且常穿插第一期鋰輝石，自身又常被第三期鋰輝石穿插，和石英、葉鈉長石緊密共生。見有晚期生成的石英、鈉長石、白云母交代和溶蝕現(xiàn)象，但不強烈。該期鋰輝石分布廣泛，是區(qū)內(nèi)主要成礦期和工業(yè)利用產(chǎn)物。

第三期及以后鋰輝石產(chǎn)于鈉長石鋰輝石型偉晶巖縱裂隙中，含量微，呈白色或無色，針狀，長約0．5 cm，常與葉鈉長石、石英組成細脈，多平行偉晶巖某組裂隙產(chǎn)出，穿插所有交代作用帶。該期鋰輝石分布極少，僅具礦物學(xué)意義。

2．1．3 含稀有金屬的偉晶巖分類

甲基卡地區(qū)稀有金屬花崗偉晶巖成因類型的劃分，主要采用能反映偉晶巖主要特征的占巖脈總體積10%以上的微斜長石、鈉長石、石英、鋰輝石、白云母和鋰云母6種礦物作為分類基礎(chǔ)。其中由于石英含量在各類偉晶巖中變化甚小，不具分類意義。故以其余5種礦物共生組合關(guān)系，劃分為如下5種成因類型：①微斜長石型；②微斜長石鈉長石型；③鈉長石型；④鈉長石鋰輝石型；⑤鈉長石鋰（白）云母型［3］。

2．1．4 稀有元素的品位變化規(guī)律

（1）Li2O品位沿礦體厚度方向的變化，往往是中心部位相對較富，上、下盤脈壁相對較貧；但也有特殊情況。

（2）Li2O品位沿礦脈走向上的變化，常是中間較富，兩端較貧。

（3）Li2O一般在主脈富集，支脈相對較貧；礦脈膨大部位較富，收縮部位相對較貧。因此，Li2O沿礦脈走向上的變化與礦脈厚度大小成正比。

（4）稀有元素之間的變化，沒有明顯的制約關(guān)系。Li2O與BeO具不甚明顯的消長關(guān)系，但Li2O較BeO穩(wěn)定。

2．1．5 稀有元素的富集規(guī)律

（1）稀有元素富集與礦脈形態(tài)、規(guī)模的關(guān)系。甲基卡地區(qū)以規(guī)則大脈狀、透鏡狀的偉晶巖脈礦化率最高，鋰礦化最好，特別在膨大部位，鋰輝石晶體較大且富集；規(guī)模大特別是厚度大的礦脈比規(guī)模較小特別是厚度小的礦脈鋰礦化要相對富集［4］；主脈較支脈鋰礦化富集。

（2）稀有元素富集與偉晶巖內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)系。甲基卡地區(qū)微斜長石鈉長石型偉晶巖中稀有元素的富集，主要與分異較好、具有帶狀結(jié)構(gòu)的偉晶巖有關(guān)，綠柱石往往富集在礦脈中部的小塊體條紋長石帶和石英核之間，呈囊狀產(chǎn)出。

在鈉長石鋰輝石（或鋰云母）型偉晶巖中，鋰輝石的富集與偉晶巖的結(jié)構(gòu)關(guān)系不明顯。一般細、中、粗粒石英鈉長石鋰輝石交代帶中鋰礦化都很富集，云英巖帶（或集合體）鋰礦化顯著變貧，其他細晶巖帶、塊體石英微斜長石帶以及石英核中，Li2O品位亦顯著下降。

（3）稀有元素富集與交代作用的關(guān)系。甲基卡地區(qū)稀有元素的富集程度與早期鈉長石化關(guān)系極為密切，凡是有鋰輝石出現(xiàn)和富集的地方，均有不同程度的鈉長石化現(xiàn)象，它們在空間上和薄板狀鈉長石緊密共生；早期白云母化及云英巖化有時有少量綠柱石的局部富集。但是，如果交代作用反復(fù)重疊發(fā)育或過于強烈，也會造成早成稀有礦物的破壞，如晚期葉鈉長石化、鋰輝石起了較大的破壞作用，使其形成腐鋰輝石，造成鋰的貧化。

（4）稀有元素的富集與偉晶巖類型的關(guān)系。前已述及不同成因類型的偉晶巖，稀有元素礦化類型及富集程度是不相同的。在Ⅰ類型偉晶巖中僅微具稀土及鈹?shù)V化，無工業(yè)意義；Ⅱ類型偉晶巖有粗晶綠柱石、鈮鉭鐵礦礦化，但不富集，一般工業(yè)意義不大；Ⅲ類型偉晶巖有細晶綠柱石礦化，但礦化亦貧，目前尚未發(fā)現(xiàn)有工業(yè)價值的礦床，Ⅳ類型偉晶巖普遍具鋰鈹鈮鉭銣銫礦化，是甲基卡地區(qū)鋰礦的主要工業(yè)類型，Ⅴ類型偉晶巖一般具有鋰云母礦化，無多大工業(yè)意義。

2．2 礦床成因

甲基卡二云二長花崗巖體是甲基卡地區(qū)的主要酸性巖漿侵入體，出露面積近30 km2。圍繞該巖體約400 km2范圍內(nèi)分布有上千條花崗偉晶巖脈。其中在距甲基卡巖體200～4 000m范圍內(nèi)，密集分布著大量以含鋰輝石為主的稀有金屬花崗偉晶巖脈，形成多個鋰輝石礦，有No134、No308、No9礦脈等（圖3）。

圖3 甲基卡礦脈分布Fig．3 Distribution map of Jiajika ore veins

上述事實說明甲基卡二云二長花崗巖是本地區(qū)稀有金屬偉晶巖的成礦母巖，其形成機理是：在燕山期有大量酸性巖漿侵入，隨著花崗巖漿的結(jié)晶分異作用和氣運作用的發(fā)展，在“巖漿室”頂部聚集富含揮發(fā)分熔體、射氣［5］。當(dāng)構(gòu)造平靜時，就在原地形成偉晶巖異離體，當(dāng)花崗巖漿系統(tǒng)平衡由于構(gòu)造活動關(guān)系而受到破壞時，就沿著構(gòu)造裂隙上升、充填，形成貫入偉晶巖。但各類型偉晶巖的形成不是一次完成的，而是不同成分的含礦溶液由巖漿源斷續(xù)按一定時間間隔脈動貫入的，即開始從巖漿源析出富含鉀的熔體，由這種熔體形成微斜長石型偉晶巖，繼而溢出富含鉀鈉的熔體，從而形成微斜長石鈉長石型偉晶巖；然后巖漿源的成分逐漸向富含鈉和鋰的方向變化，且揮發(fā)分增多，于是先后出現(xiàn)特殊的鈉和鈉－鋰部分，相應(yīng)地形成鈉長石型、鈉長石鋰輝石型和鈉長石鋰云母型偉晶巖。由于后期熔體中富含揮發(fā)分，故在遠離巖體空間產(chǎn)出。上述看法被不同類型偉晶巖的空間帶狀分布及早成偉晶巖被晚期偉晶巖穿插，以及在同一地段有2種以上類型偉晶巖存在等事實所證明。

但是，偉晶巖熔體侵入到構(gòu)造裂隙以后，還有一段發(fā)展歷史，即熔體貫入到相對封閉的裂隙中，隨著溫度、壓力的逐漸降低產(chǎn)生結(jié)晶分異作用。因此，形成明顯或不明顯的帶狀構(gòu)造。

在結(jié)晶作用晚期，不僅溶液中的鈉鋰濃度相應(yīng)增高，且有大量揮發(fā)分聚集，因此偉晶巖溶液的活動性增大，向偉晶巖頂部遷移，對早成礦物產(chǎn)生自交代作用。這種交代作用不局限在偉晶巖中間石英核外圍地段，即不受偉晶巖分異程度的控制，而受偉晶巖原生裂隙控制，可以在全脈強烈發(fā)育。在交代作用發(fā)生過程中，有大量稀有金屬礦物結(jié)晶出來，從而形成稀有金屬偉晶巖礦床。

2．3 找礦標(biāo)志

（1）地質(zhì)標(biāo)志。在二云二長花崗巖的巖舌、巖枝及曲線緩斜接觸地段，或其附近的巖體外接觸帶，背斜軸部和近軸部，以及背斜傾沒端，大量節(jié)理裂隙發(fā)育地段，是花崗偉晶巖賦存的有利部位。

（2）蝕變標(biāo)志。偉晶巖脈同堇青石、十字石和紅柱石變質(zhì)帶關(guān)系密切，初步認為含鋰偉晶巖脈一般位于堇青石帶中心部位。

（3）礦物標(biāo)志。含鋰輝石偉晶巖脈基本不含或含少量的白云母及黑色電氣石（鐵電氣石），巖石礦物結(jié)晶粒度中等以下；反之，含大量結(jié)晶顆粒粗大的白云母和黑色電氣石的偉晶巖不含鋰輝石或含鋰品位很低。

（4）物探標(biāo)志。重力布格異常條帶狀“凸起”、電法異常中巖體與圍巖導(dǎo)電性的差異作為尋找隱伏性（偉晶巖？）脈體的間接標(biāo)志。

（5）遙感標(biāo)志。遙感影像條帶狀凸起部位也是尋找（偉晶巖？）脈體的間接標(biāo)志。

（6）地貌標(biāo)志。由于偉晶巖脈抵抗風(fēng)化能力比圍巖強，常常形成突出的地貌或白色陡巖，也是尋找偉晶巖脈的標(biāo)志。

3 展望與思考

甲基卡地區(qū)存在近500余條偉晶巖脈［2］，其中具礦化的偉晶巖脈114條，達詳查勘探的僅19條，但對眾多偉晶巖的產(chǎn)出形態(tài)、規(guī)模以及含礦性還缺乏詳實的調(diào)查和研究，亦無工程揭露和取樣控制，尚有大部分偉晶巖脈未進行實地檢查。另外，在四川省還有可爾因、扎烏龍、赫德等地具有同甲基卡相類似的鋰礦存在，甲基卡地區(qū)的找礦思路可為其提供借鑒。四川省鋰礦成礦規(guī)律的研究和礦產(chǎn)預(yù)測結(jié)果表明［1］，鋰礦資源尚有很大的找礦前景。相信對甲基卡地區(qū)鋰礦找礦規(guī)律和標(biāo)志的研究，對礦床外圍和具有相似地質(zhì)條件地區(qū)的找礦工作具有一定的指導(dǎo)意義。

［1］ 胡世華，胡朝云，楊先光，等．四川省鋰礦資源潛力評價成果報告［R］．2013：58－112．

［2］ 唐國凡，吳盛先．四川省康定縣甲基卡花崗偉晶巖鋰礦床地質(zhì)研究報告［R］．1975：12－28．

［3］ 四川省地質(zhì)局科研所．康定甲基卡花崗偉晶巖地質(zhì)特征及稀有元素分布規(guī)律研究報告［R］．1980：21．

［4］ 張成華，杜成卓，蔡敦華，等．某區(qū)稀有金屬礦床成礦規(guī)律的初步探討［J］．中國地質(zhì)，1965（8）：20－28．

［5］ 付小方，侯立瑋，俞如龍，等．四川省西部三江中段成礦地質(zhì)構(gòu)造演化、成礦特征及成礦系列［J］．四川地質(zhì)學(xué)報，2006，26（4）：204－209．

Metallogenic Regularity and Prospecting Criteria of Granite Type Rare Metal Deposits in Jiajika Area，Sichuan Province

QIN Yu－long，HAO Xue－feng，XU Yun－feng，WANG Xian－feng
（Sichuan Institute of Geological Survey，Chengdu 610081，China）

Jiajika is an important granite type rare metal prospecting area in Balyanlkalla Block which is the junction belt between the eastern partof Qinghai－Tibet Plateau and western margin of the Yangtze Plate．Jiajika pegmatite type rare metal deposit with Li－Be－Nb－Tametallogenic series is the largest solid lithium deposit in China．Based on a comprehensive study of the metallogenic condition，dike type，mineral stage，occurrence，oregrade variation，concentration regularity，genesis，and prospecting criteria of Jiajika pegmatite type raremetal deposit，the metallogenic regularity and regional prospecting criteria of Jiajika type lithium deposit are summarized．These provide guiding effect for ore prospecting in peripheral of Jiajika depositand Jiajika area under similarity geological conditions．

Sichuan；pegmatite；rare elements；metallogenic regularity；prospecting criteria；Jiajika

P618．6

：A

：2095－8706（2015）07－0035－05

（責(zé)任編輯：刁淑娟）

2015－05－14；

2015－10－30。

中國地質(zhì)調(diào)查局“四川扎壩—龍古地區(qū)礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查（編號：12120113049500）”項目資助。

秦宇龍（1976—），男，高級工程師，主要從事區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查研究工作。Email：63328712＠qq．com。