新疆福?？h卡魯安鋰輝石礦地質(zhì)特征及控礦因素

吳宏恩 艾西梅

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局 烏魯木齊 830000）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

卡魯安鋰輝石礦區(qū)處于喀納斯-可可托海古生代巖漿弧中部，哈龍-青河稀有金屬礦帶北西段，屬群庫爾-阿祖拜偉晶巖帶北端的延伸部分，成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。

區(qū)內(nèi)出露地層主要為中-上志留統(tǒng)庫魯木提群，為一套淺海-半淺海相碎屑巖類建造，受區(qū)域變質(zhì)作用，形成不同成分的片巖。

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以北西-南東向的哈龍復(fù)背斜和佳木開達(dá)板-阿爾泰山斷裂為主，東西向構(gòu)造以哈龍斷裂為代表。哈龍復(fù)式背斜規(guī)模較大，軸向北西，兩翼基本對(duì)稱，傾角較陡，在哈龍向北西傾沒。組成背斜的地層為中-上志留統(tǒng)庫魯木提群，因大量花崗巖侵入及斷裂的強(qiáng)烈破壞而出露極不完整，南翼絕大部分被花崗巖占據(jù)。佳木開達(dá)板-阿爾泰山一帶斷裂總體走向北西，傾向北東，傾角70°～80°，切割庫魯木提群及花崗巖體。哈龍斷層產(chǎn)狀為360°∠70°，延伸20多公里，向西在阿爾泰山南被北西向構(gòu)造所限，切割中-上志留統(tǒng)地層和片麻狀黑云母花崗巖體。

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為哈龍巖體和花崗偉晶巖脈。哈龍巖體形成于海西中-晚期（1∶20萬資料），呈巖基狀侵入于志留系地層中，形成一個(gè)巨大的花崗巖穹隆，主要巖性為片麻狀黑云母花崗巖、二云母花崗巖。在哈龍背斜的傾沒端、東西向斷裂與北西向斷裂的復(fù)合地帶及與之相應(yīng)的次級(jí)構(gòu)造中，有大量的偉晶巖脈分布，僅群庫爾、哈龍就有340余條偉晶巖脈，其中發(fā)育綠柱石、鋰輝石、白云母礦化的偉晶巖有103條，為阿勒泰稀有金屬成礦重要的遠(yuǎn)景區(qū)之一 (鄒天人等,2006)。

區(qū)域礦產(chǎn)主要有稀有金屬、白云母及寶石礦，大中型稀有礦床主要有卡魯安鋰礦、庫卡拉蓋鋰礦、柯魯木特鈹?shù)V及阿祖拜、群庫、虎斯特等稀有金屬礦，其中卡魯安鋰礦、庫卡拉蓋鋰礦就賦存于哈龍巖體西部外接觸帶及哈龍背斜的傾沒端。

2 礦床地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)出露地層為中上志留統(tǒng)庫魯木提群下亞群，為一套淺海-半淺海相碎屑巖類建造，巖性為灰綠-灰紫色細(xì)砂巖、粉砂巖與泥巖呈不均勻的互層，經(jīng)受區(qū)域變質(zhì)作用后，巖石多已變質(zhì)，成為不同類型的片巖，由老到新有：角巖化黑云石英片巖、堇青-矽線-黑云石英片巖、黑云母-石英片巖、十字-斜長(zhǎng)黑云石英片巖、紅柱-黑云石英片巖、堇青-黑云石英片巖。地層走向近南北，產(chǎn)狀250°～280°∠50°～75°。

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要表現(xiàn)為東西向斷裂及近南北向裂隙。東西向斷裂主要為哈龍斷層，呈近東西向橫穿全區(qū)，切割了庫魯木提群地層及偉晶巖脈，產(chǎn)狀為360°∠70°。沿?cái)嗔延?0～100m寬的破碎帶,赭石化、硅化、綠簾石化相當(dāng)強(qiáng)烈，在地貌上形成近東西向的谷地。南北向的裂隙大多沿地層薄弱帶（片理）發(fā)育，并被偉晶巖脈及石英脈等充填。

礦區(qū)內(nèi)未見侵入巖，見有偉晶巖脈21條，成群成帶分布。偉晶巖脈賦存于中上志留統(tǒng)變質(zhì)的片巖中，形態(tài)為規(guī)則、不規(guī)則脈狀，長(zhǎng)150～300m，厚2～3 m。脈體一般走向近南北，傾向西，傾角50°～60°，與地層片理一致，個(gè)別脈體受構(gòu)造影響走向近東西或北東向。

根據(jù)礦物組合和稀有金屬礦化，礦床范圍內(nèi)的花崗偉晶巖可分為白云母-微斜長(zhǎng)石-鈉長(zhǎng)石型、鈉長(zhǎng)石型、鋰輝石-鈉長(zhǎng)石型3種，后兩種占礦脈數(shù)的三分之二，主要分布在礦床的中部和西部，它們的圍巖是黑云母石英片巖，Li、Be、Nb、Ta、Rb(Cs)礦化比較富集。

稀有金屬礦化偉晶巖脈由外向內(nèi)一般見有四個(gè)結(jié)構(gòu)帶，不同偉晶巖脈或同一偉晶巖脈的不同部位略有不同。

⑴細(xì)晶結(jié)構(gòu)帶：該結(jié)構(gòu)帶出現(xiàn)在礦脈邊緣和圍巖直接接觸的部位，一般厚2cm左右，比較穩(wěn)定，由石英和微斜長(zhǎng)石組成。

⑵中細(xì)粒結(jié)構(gòu)帶：厚度0.5～1.5m，和邊緣殼呈過渡關(guān)系，主要由石英和微斜長(zhǎng)石組成。

⑶中粗粒變文象結(jié)構(gòu)帶：該結(jié)構(gòu)帶主要分布在礦脈局部中心部位，和中細(xì)粒結(jié)構(gòu)呈過渡關(guān)系，主要由微斜長(zhǎng)石、石英組成。

⑷石英-鈉長(zhǎng)石-鋰輝石結(jié)構(gòu)帶：該結(jié)構(gòu)帶主要出現(xiàn)在礦脈的中心部位，呈帶狀延伸，比較厚大，是鋰礦的主要賦存部位。

3 礦脈特征

含鋰偉晶巖脈有 813、814、815、816、817、809、807、806、803、802號(hào)脈，礦脈類型屬石英-鈉長(zhǎng)石-鋰輝石型。其中807、806號(hào)脈規(guī)模較大，礦化較強(qiáng)。

806脈位于礦區(qū)北部，產(chǎn)于黑云母石英片巖中，地表覆蓋，地下控制長(zhǎng)約800m，延深達(dá)200m。脈體厚度變化范圍較大，最厚處達(dá)20余米。該脈主要由三個(gè)結(jié)構(gòu)帶組成，其上下盤與圍巖接觸部位發(fā)育1～3cm的細(xì)粒偉晶巖帶，其內(nèi)為30～50cm厚的白云母-石英-鈉長(zhǎng)石中粗粒偉晶巖帶，巖脈主體為鋰輝石-石英-鈉長(zhǎng)石帶。

該脈沿走向較穩(wěn)定，厚度和Li2O含量沿傾向有逐漸變薄和變低的趨勢(shì)。圍巖片理與脈體產(chǎn)狀一致，偉晶巖上、下盤與圍巖接觸界線明顯，呈突變式接觸，近脈圍巖蝕變以白云母化、云英巖化為主。品位及產(chǎn)狀特征見表1。

表1 卡魯安鋰輝石礦主要礦脈特征表

礦脈中石英-鈉長(zhǎng)石-鋰輝石結(jié)構(gòu)帶構(gòu)成了鋰（伴生鈹、鈮鉭）礦體。礦石呈偉晶結(jié)構(gòu)，定向構(gòu)造，條帶狀構(gòu)造，有用礦物為鋰輝石、鉭鈮鐵礦等。伴生的脈石礦物主要為更長(zhǎng)石、石英、白云母、斜長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石等。

截止2013年，共探得（333）類資源量：Li2O為2.6萬噸，伴生BeO 為760t，（Nb、Ta）2O5為460t。已達(dá)中型規(guī)模，預(yù)計(jì)經(jīng)進(jìn)一步工作可達(dá)大型。

4 控礦因素及成因

4.1 控礦因素

4.1.1 褶皺

卡魯安與庫卡拉蓋鋰輝石礦處于哈龍復(fù)背斜的傾沒端，礦區(qū)的大多偉晶巖脈及主要礦體（650號(hào)脈、806號(hào)脈）的產(chǎn)狀與中-上志留統(tǒng)庫魯木提群下亞群地層產(chǎn)狀一致，也就是說偉晶巖脈受層間裂隙及地層片理控制。在該區(qū)1∶20萬的礦產(chǎn)分布圖上，很明顯的可以看出，大大小小幾十個(gè)偉晶巖型稀有金屬礦所形成的輪廓與哈龍復(fù)背斜輪廓大致相當(dāng)。哈龍復(fù)背斜及其有利的構(gòu)造部位控制著稀有金屬礦床的分布。

4.1.2 侵入巖

在哈龍-阿祖拜偉晶巖田中，由哈龍花崗巖體向西，偉晶巖類型及其礦化依次出現(xiàn)四個(gè)水平分帶(圖1)。I帶為距花崗巖接觸帶內(nèi)外各約500m范圍，大致平行花崗巖接觸帶展布，分布著長(zhǎng)數(shù)百米至千余米，寬數(shù)米至數(shù)十米的微斜長(zhǎng)石型偉晶巖，稀有金屬礦化極弱，不具工業(yè)價(jià)值；II帶為巖體外接觸帶500～1500m范圍，分布著長(zhǎng)數(shù)十米至數(shù)百米的微斜長(zhǎng)石型偉晶巖，早期文象結(jié)構(gòu)帶中含有大量綠柱石，為具有工業(yè)價(jià)值的Be礦化帶，此外有鉭鈮鐵礦和白云母產(chǎn)出；III帶，為巖體外接觸帶2000～4500m范圍，分布著規(guī)模較大的鈉長(zhǎng)石-鋰輝石型偉晶巖，走向近南北，傾向南西西，陡傾斜，絕大多數(shù)偉晶巖脈平行圍巖片理產(chǎn)出，長(zhǎng)五十米至千余米，為具有工業(yè)價(jià)值的Li礦化帶；IV帶位于III帶西側(cè)(外側(cè))，分布著低溫?zé)嵋弘A段產(chǎn)出的石英脈。

圖1 哈龍-阿祖拜稀有金屬礦田礦化分帶圖（郭旭吉，2015）

從上述偉晶巖脈分帶特征說明，偉晶巖脈與哈龍巖體存在一定的時(shí)空關(guān)系，有可能是哈龍巖體演化到后期階段的產(chǎn)物。有關(guān)文獻(xiàn)資料可以佐證：

⑴額爾齊斯斷裂帶以北海西期造山后伸展作用形成的花崗巖體，可能為造山帶內(nèi)巖漿成因偉晶巖的形成提供有利的物源條件（吳柏青等，1989；鄒天人，1995）；

⑵在1∶20萬區(qū)域地質(zhì)圖中，將哈龍巖體形成時(shí)代劃為海西中期；

⑶在新疆重要礦種礦產(chǎn)預(yù)測(cè)成果報(bào)告（馮京等，2013）中，認(rèn)為哈龍巖體形成于早二疊世（二云母花崗巖Rb-Sr年齡237Ma，鉀長(zhǎng)石K-Ar年齡為292百萬年）；

⑷張輝等（2014）獲得庫卡拉蓋650號(hào)脈中晚期偉晶巖與早期偉晶巖、卡魯安805號(hào)脈偉晶巖、卡魯安806號(hào)脈偉晶巖鋯石U-Pb加權(quán)平均年齡分別為(211.3±2.4)Ma、(227.9±2.6)Ma、(216.0±2.6)Ma、(223.7±1.8)Ma，代表各脈體的侵入年齡。

有些文獻(xiàn)中，根據(jù)測(cè)得鋯石U-Pb年齡（400Ma左右）及有關(guān)地球化學(xué)演化特征差異，認(rèn)為偉晶巖脈的形成與哈龍巖體沒有關(guān)系，值得進(jìn)一步探討。

4.2 成因探討

在海西期造山后伸展作用下形成的花崗巖巖漿，經(jīng)過長(zhǎng)期的演化，形成特殊的成礦熔體-偉晶巖漿，這種巖漿富含鋰、鈹、鈮鉭等多種稀有元素、富含揮發(fā)性成分并且粘滯性小、流動(dòng)性大，沿構(gòu)造薄弱帶（早期巖體中節(jié)理、巖體與地層的接觸帶及地層中存在的片理、裂隙等）上侵。高溫的熔體侵入到相對(duì)冷的圍巖（紅柱石-石英-黑云母片巖）裂隙后，邊部迅速冷卻，礦物迅速結(jié)晶，形成了細(xì)晶結(jié)構(gòu)的邊緣殼，這個(gè)殼起到了保溫的作用。此后，熔體冷卻速度放慢，礦物在其中的生長(zhǎng)時(shí)間增長(zhǎng)，緊接著邊緣殼之后，出現(xiàn)了中細(xì)到中粗粒結(jié)構(gòu)，礦物晶體逐漸增大，由數(shù)毫米到數(shù)厘米，而且垂直脈壁由邊部向里由小到大生長(zhǎng)。從熔體中最后晶出的是石英-鈉長(zhǎng)石-鋰輝石結(jié)構(gòu)帶，它的生成宣告熔體結(jié)晶作用結(jié)束，即所有的原生結(jié)構(gòu)形成。

此后，隨著后期富含揮發(fā)分氣液侵入，便進(jìn)入了交代作用階段，形成了各種不規(guī)則形狀的糖晶狀鈉長(zhǎng)石集合體、鱗片狀白云母集合體和鋰云母集合體等交代產(chǎn)物。

5 找礦標(biāo)志

⑴巖漿巖標(biāo)志：海西中晚期形成的中酸性花崗巖巖基，鋰礦一般分布在離花崗巖2～3km處。

⑵圍巖標(biāo)志：多賦存于中上志留統(tǒng)變質(zhì)巖系中。

⑶構(gòu)造標(biāo)志：哈龍復(fù)背斜轉(zhuǎn)折短及其兩翼，多沿片理發(fā)育。

⑷偉晶巖脈標(biāo)志：地表出露偉晶巖脈，且分異較好，并有石英-鈉長(zhǎng)石-鋰輝石帶出現(xiàn)，是直接找礦標(biāo)志。