可可托海稀有金屬礦3號脈主要地質(zhì)特征及找礦遠景

呂亞寧

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局701隊 昌吉 831100）

可可托海稀有金屬礦3號脈主要地質(zhì)特征及找礦遠景

呂亞寧

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局701隊 昌吉 831100）

經(jīng)過70多年的斷續(xù)礦產(chǎn)地質(zhì)勘查、開發(fā)與科學研究，世界著名的新疆可可托海特大型花崗偉晶巖型鋰、鈹、鉭、鈮稀有金屬礦床仍活力煥發(fā)，主礦3號脈深、邊部顯示良好的找礦前景。

可可托海 花崗偉晶巖 稀有金屬 鋰、鈹、鉭、鈮3號脈 地質(zhì)特征 找礦遠景

根據(jù)全國危機礦山接替資源找礦項目管理辦公室安排部署,由新疆有色地質(zhì)701隊并中國地質(zhì)大學(北京)承擔的新疆維吾爾自治區(qū)富蘊縣可可托海稀有金屬礦接替資源勘查項目,通過2006～2008年近3年的實施,取得了較好的找礦成果,并有望獲得新的找礦突破。

1 區(qū)域地質(zhì)

可可托海稀有金屬礦區(qū)大地構(gòu)造位置處于西伯利亞板塊阿爾泰陸緣活動帶哈龍-青河古生代巖漿弧中部。區(qū)地層分區(qū)為阿勒泰鎮(zhèn)三級地層小區(qū)?？煽赏泻８浇雎兜貙佑校褐?上奧陶統(tǒng)哈巴河群（O2-3hb）,下泥盆統(tǒng)康布鐵堡組（D1k）,中泥盆統(tǒng)阿勒泰組（D2a）,上石炭統(tǒng)喀拉額爾齊斯組（C3k）,第三系中-始新統(tǒng)（E1-2h）,第四系上-全更新統(tǒng)（Q3-4）。

區(qū)內(nèi)有三個規(guī)模較大的褶皺構(gòu)造：諾爾特復向斜、哈龍-青河復背斜、克蘭復向斜?？煽赏泻５V區(qū)位于哈龍-青河復背斜中部。

區(qū)內(nèi)侵入巖十分發(fā)育,巖體多,類型較為齊全,巖性、產(chǎn)狀、形態(tài)都很復雜,具有多期次、多成因等特征。基性巖類僅占侵入巖的2%～5%,其余皆為酸性花崗巖類。

花崗巖的分布受區(qū)域構(gòu)造控制,巖體長軸方向基本上與區(qū)域構(gòu)造方向一致,花崗巖體呈巖基、巖株、巖鐘、巖瘤、巖脈等產(chǎn)出,規(guī)模大小不一。

偉晶巖的分布主要受構(gòu)造和花崗巖控制。區(qū)內(nèi)大部分偉晶巖分布于花崗巖體的內(nèi)、外（距花崗巖體2～10 km或更遠）接觸帶和花崗巖體頂部的凹陷殘山地段及捕虜體發(fā)育地段。圍巖為各類片麻巖、片巖或輝長巖-閃長巖體等。

區(qū)域礦產(chǎn)主要有稀有金屬、銅、鎳、鐵、鉛鋅、金、云母等。此外在稀有金屬礦床中還產(chǎn)有寶石。

2 地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層為中-上奧陶統(tǒng)哈巴河群上亞群（O2-3hbc），呈殘山分布于礦床的南部；呈弧型厚層狀展布,在巖體內(nèi)為頂蓋殘留體,呈大小不等的透鏡狀分布,片理走向 300°～360°,傾向北東,傾角 60°～90°。其主要巖性有：棕色及灰色的含十字石黑云母斜長石石英片巖、棕色灰色石英黑云母片巖。第四系更-全新統(tǒng)（Q3—4）。

3 構(gòu)造

礦區(qū)內(nèi)控礦構(gòu)造主要是北西向和近東西向兩個斷裂,一般構(gòu)成區(qū)內(nèi)主體構(gòu)造格局,由于晚期構(gòu)造活動的迭加和繼承性,控礦構(gòu)造為迭加構(gòu)造。

北西向斷裂長1～2 km,走向290°～310°,傾向南西,傾角20°～45°。東西向斷裂,大多被花崗偉晶巖脈所充填,嚴格控制著區(qū)內(nèi)偉晶巖的形態(tài)和分布,為成礦前的斷裂。

區(qū)內(nèi)節(jié)理發(fā)育,縱橫交錯,節(jié)理一般是在中基性輝長巖冷卻成巖階段形成原生節(jié)理,后經(jīng)花崗巖漿的上升侵入作用和構(gòu)造活動,使原生節(jié)理繼承發(fā)展和追蹤,同時又形成新的節(jié)理,使區(qū)內(nèi)節(jié)理構(gòu)造更加復雜化。

4 巖漿巖

4.1 基性巖類

變質(zhì)基性巖,原巖為角閃輝長巖,經(jīng)區(qū)域變質(zhì)為斜長角閃巖和角閃斜長巖,在重結(jié)晶作用過程中,則有粗粒和細粒結(jié)構(gòu)之分,后經(jīng)熱液蝕變作用,又迭加了不同的蝕變礦物,分布在礦區(qū)的中間部位。角閃斜長巖多分布在礦區(qū)北部、3號脈四周,斜長角閃巖分布在礦區(qū)南部、呈楔形插入角閃斜長巖中。

各巖性之間的接觸關(guān)系：角閃斜長巖與斜長角閃巖呈漸變過渡關(guān)系,角閃巖分布于角閃斜長巖體內(nèi),呈變質(zhì)結(jié)晶分異的漸變過渡形式,斜長角閃巖、變粒巖與圍巖角閃斜長巖、結(jié)晶片巖呈侵入穿切關(guān)系。

據(jù)脈巖成分及產(chǎn)狀關(guān)系,可能是基性巖晚期伴生的脈巖,沿原生裂隙侵入而成。

4.2 酸性巖類

黑云二長花崗巖：它與礦區(qū)外圍大花崗巖基連為一體,為巖株狀。

二云二長花崗巖：礦區(qū)內(nèi)規(guī)模小而少,分布在1號和3號偉晶巖脈之間,呈巖株及透鏡狀,在礦區(qū)東北部呈巖枝狀產(chǎn)出。

偉晶巖脈：礦區(qū)內(nèi)偉晶巖脈發(fā)育,其稀有金屬儲量巨大,地質(zhì)特征典型。偉晶巖脈主要產(chǎn)于角閃斜長巖中,其次是斜長角閃巖,少數(shù)產(chǎn)在片巖及花崗巖內(nèi)。偉晶巖脈走向北西300°～340°,傾向南西,傾角10°～40°,最長達2 000 m,厚4～5 m,在構(gòu)造交匯處,一般形成膨脹體,富含稀有金屬。

石英脈：礦區(qū)內(nèi)石英脈分布較少,規(guī)模較小,多呈北西及近東西向分布,長一般幾～十幾米,厚0.10～1.0 m。

5 3號脈礦體地質(zhì)特征

可可托海含礦偉晶巖脈產(chǎn)于片巖、花崗巖及角閃巖、斜長角閃巖類之中,其中產(chǎn)于基性巖類中的偉晶巖脈數(shù)量最多,規(guī)模最大,礦化最好。其中3號脈最為著名。

3 號礦脈的地質(zhì)勘查工作始于1935年,有長達70多年的勘查開發(fā)歷史。3號礦脈由巖鐘狀及緩傾斜脈狀體兩部分構(gòu)成,其空間形態(tài)象一個實心的草帽(圖 1)。

圖1 可可托海3號偉晶巖脈結(jié)構(gòu)立體示意圖

巖鐘部分走向335°,傾斜北東,傾角上盤40°～80°,下盤80°,沿走向長250 m,寬150 m,深250 m。

緩傾斜脈體部分走向310°～320°,傾向南西,傾角10°～40°。沿走向已知長 2 000 m,沿傾斜長1 500 m,厚20～60 m,平均40 m。礦脈西南部分尚未圈定。

礦脈地表露頭僅為“草帽”的頂部（巖鐘的上部）,近似梨形。位于東、南、西三面環(huán)山,北瀕庫-額爾斯河的干谷中,分布在干谷的西山坡下。出露的絕對標高1 215～1 270 m。

3 號脈總體形態(tài)是一個長2 000 m,走向310°～335°,傾向南西,傾角10°～40°,其上盤產(chǎn)有大小不等的巖鐘狀膨脹體,并沿傾斜方向呈階梯狀緩傾斜脈狀體。緩傾斜脈狀體與礦床偉晶巖脈的產(chǎn)狀相一致,反映了偉晶巖脈的產(chǎn)狀由成礦前圍巖的裂痕所控制,巖鐘部是由特殊構(gòu)造形成的。

礦脈內(nèi)部結(jié)構(gòu)與構(gòu)造:結(jié)構(gòu)是指礦脈內(nèi)部巖石或礦帶（稱結(jié)構(gòu)帶）劃分,構(gòu)造是指結(jié)構(gòu)帶在空間的分布狀態(tài)。3號脈結(jié)構(gòu)帶因礦體形態(tài)而異,巖鐘部分可劃出9個帶,緩傾斜部分可分出7個帶。

巖鐘部分的結(jié)構(gòu)構(gòu)造是3號脈最完整的地段,由外向內(nèi)：

Ⅰ.文象及準文象結(jié)構(gòu)中粗粒偉晶巖帶；

Ⅱ.細粒鈉長石帶；

Ⅲ.塊體微斜長石帶；

Ⅳ.石英-白云母帶；

Ⅴ.葉鈉長石-鋰輝石帶；

Ⅵ.石英-鋰輝石帶；

Ⅶ.白云母-薄片鈉長石帶；

Ⅷ.鋰云母-薄片鈉長石帶；

Ⅸ.塊狀石英帶（核）。

緩傾斜部分：緩傾斜部分有7個結(jié)構(gòu)帶,其中外部3個帶連續(xù),內(nèi)部4個帶是斷續(xù)的。

連續(xù)的結(jié)構(gòu)帶（由上盤到下盤）：

Ⅰ.文象準文象結(jié)構(gòu)中粗粒偉晶巖帶；

Ⅱ.細粒鈉長石帶；

Ⅲ.細粒偉晶巖帶。

不連續(xù)的結(jié)構(gòu)帶（出現(xiàn)在礦脈膨脹地段）：

Ⅳ.塊狀微斜長石帶；

Ⅴ.石英-白云母帶；

Ⅵ.葉鈉長石-石英-鋰輝石帶；

Ⅶ.鋰云母-薄鈉長石帶。

巖鐘部分的典型地質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造,反映了3號礦脈偉晶巖作用演化的全過程。

礦脈規(guī)模巨大、交代強烈、結(jié)晶分異完善、礦化特征明顯、是世界級的大型稀有金屬花崗偉晶巖礦脈。已發(fā)現(xiàn)礦物76種,具有工業(yè)意義的礦物有綠柱石、鋰輝石、銫榴石、鈮鐵礦-鉭鐵礦簇及細晶石族等。稀有金屬礦產(chǎn)品主要為鈹、鋰、鈮、鉭。3號脈9個帶中,除鋰云母-薄片鈉長石帶因規(guī)模小品位低外,其他各帶都富含稀有金屬BeO、Li2O、Ta2O5及Nb2O5等,將稀有金屬礦物大量富集者劃為主產(chǎn)品,達到工業(yè)品位與主產(chǎn)品共生者為同生產(chǎn)品,低于工業(yè)品位但仍有回收價值的為副產(chǎn)品,按照上述原則可將3號脈劃為三種礦石類型：鈹?shù)V石類型（Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ帶）、鋰礦石類型（Ⅴ、Ⅵ帶）、鉭鈮礦石類型（Ⅶ帶）。

6 2008年工作主要成果及認識

6.1 主要鉆孔見礦情況

從2008年施工完成的7個孔的結(jié)果看,鉆孔中偉晶巖的穿礦厚度較以往施工的前排孔都有較大的增加。礦化情況各孔不一,其中ZK303孔礦化情況最好,孔中見到了粒度較大的綠柱石晶體,綠柱石礦化范圍的厚度超過12 m,見表1。

表1 2008年度施工鉆孔見礦情況一覽表

6.2 找礦成果及遠景認識

根據(jù)鉆探工作成果，4線～7線的鉆孔中經(jīng)測試分析存在達到工業(yè)要求的鈹、鋰及鉭鈮礦體。特別是ZK301孔中見到了粒徑較大的鋰輝石晶體，ZK501孔中見到了粒徑約0.8 m的綠柱石晶體。從以往工作總結(jié)的規(guī)律來看，鋰輝石、綠柱石等礦物粒徑較大者往往會形成密集分布的富礦段，從此意義上說，ZK301孔和ZK501孔中見到的現(xiàn)象意味著在深部（平面位置向西）很可能存在富礦段，需要進一步的驗證。

趙鵬大院士領(lǐng)導的專題科研組以GIS技術(shù)為主要手段，利用礦山三維數(shù)字模型,分析了礦區(qū)主要成礦巖體的形態(tài)、分布和稀有元素空間富集與分布特征,參考研究區(qū)高精度磁測數(shù)據(jù)的反演和解譯,發(fā)現(xiàn)了3號脈巖體南部一個新的“草帽狀”礦化異常,次一級巖體隆起部位與元素空間異?？臻g重疊好,顯示從礦區(qū)的礦田構(gòu)造與成礦元素空間富集規(guī)律來看,在3號脈的南側(cè)有發(fā)現(xiàn)另一個“鐘形”礦體的可能性。

根據(jù)專題科研組系統(tǒng)評價結(jié)論，按可可托海稀有礦山年30萬噸礦石的生產(chǎn)處理能力,礦區(qū)內(nèi)Li2O、BeO的預測礦體的資源量及低品位礦石的資源量,能保證礦山15～20年的正常生產(chǎn)的資源量。

［1］新疆富蘊縣可可托海稀有金屬礦接替資源勘查報告,2008.

［2］地大科研報告.

收稿:2015-03-25

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.03.013