西準(zhǔn)謝米斯臺(tái)水根薩依鈮礦化的發(fā)現(xiàn)及意義

尹松，王元元，楊清茂，張葉軍，楊小強(qiáng)，楊延平

(核工業(yè)二一六大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830011)

謝米斯臺(tái)地區(qū)位處東-西準(zhǔn)噶爾弧盆系塔爾巴哈臺(tái)-三塘湖復(fù)合島弧帶(Pz)西段(圖1-a)[1]、經(jīng)歷了奧陶—志留紀(jì)活躍的島弧、弧前、弧后盆地的構(gòu)造環(huán)境及志留—泥盆紀(jì)的造山作用[2-7]，具良好的成礦背景；成礦區(qū)帶上屬波謝庫(kù)爾-成吉斯-謝米斯臺(tái)銅多金屬成礦帶[8]，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)了謝米斯臺(tái)銅礦床、阿爾木強(qiáng)銅鋅礦床、白楊河鈾鈹?shù)V床、烏根薩拉鉬礦、自然銅礦化、斑巖型銅礦化等[9-14]，找礦效果良好。本次在謝米斯臺(tái)地區(qū)新發(fā)現(xiàn)了水根薩依鈮礦點(diǎn)，成礦地質(zhì)特征區(qū)別于上述與花崗巖及火山巖有關(guān)的熱液礦床(點(diǎn))，研究其地質(zhì)礦化特征及成礦背景具重要意義。

1 礦化區(qū)地質(zhì)概況

礦化區(qū)位于謝米斯臺(tái)山中段中部(圖1-a)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要出露志留系謝米斯臺(tái)組、水根薩依巖體、花崗質(zhì)偉晶巖脈，并分布多條有限延伸斷層(圖1-b，圖2)[1]。謝米斯臺(tái)組分布于礦化區(qū)西南部、東部，產(chǎn)出呈NW向緩傾的熔巖，區(qū)內(nèi)該組出露巖性主要為褐紅色流紋巖，巖石流紋構(gòu)造發(fā)育，斑晶成份以石英、堿性長(zhǎng)石為主，與花崗巖接觸部位發(fā)育少量石英細(xì)脈。水根薩依巖體產(chǎn)于礦化區(qū)中北部，呈NWW向延展，巖株?duì)钋秩胫x米斯臺(tái)組中，溝北出露正長(zhǎng)花崗巖、溝南出露正長(zhǎng)花崗斑巖，二者礦物組成一致、結(jié)構(gòu)漸變，呈相變接觸關(guān)系?；◢徺|(zhì)偉晶巖脈產(chǎn)于礦化區(qū)中部，呈“S”型產(chǎn)出于水根薩依巖體與謝米斯臺(tái)組接觸部位，走向NNE、長(zhǎng)約700 m、寬15～55 m，礦物組成較簡(jiǎn)單，以微斜長(zhǎng)石、石英為主。花崗質(zhì)偉晶巖脈主要由微斜長(zhǎng)石帶構(gòu)成，石英帶次之，局部可見(jiàn)細(xì)晶巖帶和文象結(jié)構(gòu)帶(圖2)。微斜長(zhǎng)石帶構(gòu)成花崗質(zhì)偉晶巖脈的主體，巨粒-巨塊結(jié)構(gòu)，主要由微斜長(zhǎng)石組成，局部見(jiàn)少量石英(小于10%)；石英帶產(chǎn)于偉晶巖核部，寬約50～150 cm，巨粒-巨塊結(jié)構(gòu)，主要由石英組成，局部見(jiàn)少量微斜長(zhǎng)石(小于10%)；文象結(jié)構(gòu)帶于偉晶巖外側(cè)局部分布，具粗粒-巨粒結(jié)構(gòu)，文象結(jié)構(gòu)，礦物組成以堿性長(zhǎng)石(85%～80%)、石英(15%～20%)為主；細(xì)晶巖帶于偉晶巖邊部分布局限，寬不足1 m，具中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，礦物組成以堿性長(zhǎng)石(85%～70%)、石英(15%～30%)為主。

2 礦化特征

2.1 地質(zhì)礦化特征

礦化區(qū)鈮礦化沿花崗質(zhì)偉晶巖脈產(chǎn)出，據(jù)賦礦巖石將其分為正長(zhǎng)花崗斑巖型和偉晶巖型。正長(zhǎng)花崗斑巖型鈮礦化呈塊狀及脈狀產(chǎn)出，前者與花崗質(zhì)偉晶巖相鄰，與圍巖正長(zhǎng)花崗斑巖呈漸變過(guò)渡關(guān)系；后者見(jiàn)于ZK3-4(圖1-c)，與圍巖流紋巖呈侵入接觸，圍巖具細(xì)脈狀硅化。花崗質(zhì)偉晶巖型鈮礦化與正長(zhǎng)花崗斑巖型鈮礦化相鄰，圍巖為流紋巖。金屬礦物組合為黃鐵礦、磁鐵礦、針鐵礦、赤鐵礦、鉭鈮鐵礦，稀散分布于透明礦物顆粒間(圖2-i，k)。正長(zhǎng)花崗斑巖型鈮礦化脈石礦物為堿性長(zhǎng)石、石英、斜長(zhǎng)石；偉晶巖型鈮礦化脈石礦物主要為微斜長(zhǎng)石。

圖1 礦化區(qū)大地構(gòu)造位置圖(a)、礦化區(qū)地質(zhì)圖(b)、ZK3-4柱狀圖(c)、探槽素描圖(d)Fig.1 Tectonic location(a)and geological survey figure(b)of Study area,ZK3-4 histogram(c),trial trench sketch(d)

2.2 鈮鉭分布特征

探槽及鉆孔系統(tǒng)化學(xué)分析樣采用ICP-MS法(核工業(yè)新疆理化分析測(cè)試中心)分析(表1)。TC3花崗質(zhì)偉晶巖型鈮礦化主要分布于微斜長(zhǎng)石帶，(Nb+Ta)2O5可達(dá)0.016 5%，花崗斑巖中(Nb+Ta)2O5為0.013 7%～0.018 7%。TC4偉晶巖型鈮礦化分布于微斜長(zhǎng)石帶、細(xì)晶巖帶，花崗斑巖(Nb+Ta)2O5為0.011 5%～0.020 6%。TC6偉晶巖型鈮礦化分布于微斜長(zhǎng)石帶，(Nb+Ta)2O5為0.012 5%～0.022 7%。ZK3-4偉晶巖型鈮礦化分布于微斜長(zhǎng)石帶，(Nb+Ta)2O5均高于0.01%，靠近石英帶，鈮鉭品位多大于0.02%，最高達(dá)0.049 5%；石英帶中(Nb+Ta)2O5低，局部靠近微斜長(zhǎng)石帶有較高顯示；正長(zhǎng)花崗斑巖(Nb+Ta)2O5為0.01%～0.02%，最高0.030 8%；(含石英網(wǎng)脈)流紋巖(Nb+Ta)2O5低，局部因巖脈貫入有較高顯示。綜上，偉晶巖型鈮礦化主要產(chǎn)于微斜長(zhǎng)石帶、極少為細(xì)晶巖帶；正長(zhǎng)花崗斑巖型鈮礦化分布較均勻。

3 賦礦花崗斑巖巖石地球化學(xué)特征

3.1 樣品采集與分析測(cè)試

樣品采集于賦礦正長(zhǎng)花崗斑巖，主微量元素測(cè)試均在核工業(yè)新疆理化分析測(cè)試中心完成，分別采用波長(zhǎng)色散型射線熒光光譜法及ICP-MS法測(cè)定。

圖2 礦化區(qū)地質(zhì)礦化特征Fig.2 Metallogenic characteristics of study area

表1 水根薩依鈮礦點(diǎn)主要工程(Nb+Ta)2O5含量統(tǒng)計(jì)表Table 1(Nb+Ta)2O5Content statistical table of shuigenjiayi Niobium mines

3.2 主量元素地球化學(xué)特征

賦礦花崗斑巖具髙硅(SiO2=75.44%～79.91%)、富堿(K2O+Na2O=7.57%～9.09%)、低鋁(Al2O3=9.96%～12.45%)、低鈦(TiO2=0.14%～0.17%)、貧CaO(0.15%～0.42%)、MgO(0.12%～0.24%)、P2O5(0.02%～0.03%)的特征(表2)。巖石堿度率AR=4.04～4.94，屬堿性巖系列；鋁飽和指數(shù)A/CNK=0.96～0.97＜1、A/NK=1.32～1.37＞1，屬準(zhǔn)鋁質(zhì)花崗巖。

3.3 微量元素地球化學(xué)特征

賦礦花崗斑巖REE總量較高(205.3×10-6～258.13×10-6)、富集 LREE(LREE/HREE=1.3～1.74，(La/Yb)N=2.49～3.28)、(La/Sm)N=3.02～3.7、(Gd/Yb)N=0.63～0.64)，Eu負(fù)異常明顯(σEu=0.12～0.15)，稀土元素分布曲線呈略右傾海鷗型(圖3-a)。微量元素富集 Ga(10 000Ga/Al值為 3.98～4.14)，蛛網(wǎng)圖顯示強(qiáng)烈虧損Ba，Sr，相對(duì)富集Rb，Th(圖3-b)[15,16]。

表2 水根薩依鈮礦斑巖體及微量元素分析結(jié)果及參數(shù)表Table 2 Major element and microelement analysis result and parameter table of Shuigensayi niobium mineral

4 討論

4.1 賦礦花崗斑巖巖石類型及構(gòu)造環(huán)境

賦礦花崗斑巖具髙硅、富堿、低鋁、低鈦、貧CaO、MgO、P2O5等特征；稀土分布曲線顯示右傾海鷗型，強(qiáng)烈虧損Ba，Sr，相對(duì)富集Rb，Th，10 000Ga/Al值為3.98～4.14；在K2O-Na2O圖解、(Zr+Ce+Y)-Rb/Ba(圖4)[17,18]，均顯示A型花崗巖特征。賦礦花崗巖體與其北側(cè)的哈勒蓋特希巖體巖性組合相同[3]，巖石地球化學(xué)特征相似，暗示二者同期，為中志留世。賦礦花崗巖鋁飽和指數(shù)A/CNK＜1、A/NK≥1、CaO+Na2O+K2O＜Al2O3＜Na2O+K2O，結(jié)合(Yb+Ta)-Rb、Ta-Yb、(Y+Nb)-Rb、SiO2-Rb/Zr等圖解判斷，賦礦花崗巖形成于后碰撞環(huán)境擠壓-伸展轉(zhuǎn)變期，與區(qū)域資料一致(圖5)[3,19]。

4.2 成礦背景淺析

礦化區(qū)鈮礦化分屬花崗巖型與偉晶巖型，與正長(zhǎng)花崗斑巖與偉晶巖成因聯(lián)系密切。花崗質(zhì)偉晶巖脈，巖漿分異程度極高，組成極簡(jiǎn)單，幾乎僅由微斜長(zhǎng)石帶和石英帶組成，與正長(zhǎng)花崗斑巖組成一致，揭示二者同源，暗示鈮礦化可能形成于花崗質(zhì)巖漿演化的不同階段，鈮礦化成礦背景應(yīng)與賦礦斑巖體一致，同為后碰撞階段的擠壓-伸展轉(zhuǎn)變期。

4.3 研究意義

水根薩依鈮礦化包括花崗巖型鈮礦化與偉晶巖型鈮礦化兩種，為謝米斯臺(tái)地區(qū)新的礦化類型。礦化區(qū)已有資料顯示偉晶巖型鈮礦化深部礦化程度優(yōu)于地表，表明向深部勘探具一定價(jià)值。偉晶巖產(chǎn)出具成群成帶分布特征，與花崗巖類具一定伴生關(guān)系[20]，謝米斯臺(tái)山因地形條件差，研究程度較低，且花崗巖類分布廣泛，暗示謝米斯臺(tái)地區(qū)具鈮等稀有金屬找礦遠(yuǎn)景，沿花崗斑巖與志留系接觸帶產(chǎn)出偉晶巖為直接找礦標(biāo)志。

5 結(jié)論

(1)水根薩依鈮礦點(diǎn)礦化產(chǎn)出受正長(zhǎng)花崗斑巖與流紋巖接觸帶控制，礦化屬正長(zhǎng)花崗斑巖型及花崗質(zhì)偉晶巖脈型；

圖3 稀土元素球粒隕石化配分曲線(a)及微量元素原始地?；刖W(wǎng)圖(b)Fig.3 REE disrtibution patterns(a)and trace spectra(b)

圖4 K2O-Na2O圖解及(Zr+Ce+Y)-Rb/Ba圖解Fig.4 K2O-Na2O diagram and(Zr+Ce+Y)-Rb/Ba diagram

Fig.5構(gòu)造環(huán)境判別圖解Fig.5 Tectonic environment discrimination diagrams

(2)賦礦花崗巖髙硅、富堿、低鋁、低鈦、貧CaO、MgO、P2O5，稀土分布曲線顯示右傾海鷗型，強(qiáng)烈虧損Ba，Sr，相對(duì)富集Rb，Th，屬A型花崗巖；

(3)水根薩依鈮礦化與正長(zhǎng)花崗斑巖、偉晶巖具成因聯(lián)系，推測(cè)其形成時(shí)代為中志留世，成礦背景為后碰撞階段的擠壓-伸展轉(zhuǎn)變期；

(4)水根薩依鈮礦化區(qū)深部具一定找礦價(jià)值，謝米斯臺(tái)地區(qū)具鈮多金屬找礦遠(yuǎn)景。