新疆和田大紅柳灘南一帶鋰鈹多金屬礦成礦規(guī)律及遠(yuǎn)景評價

譚克彬

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第六地質(zhì)大隊哈密 839000）

1 前言

新疆西昆侖大紅柳灘地區(qū)是我國最重要的稀有金屬成礦帶之一，近年來在該地區(qū)外圍509道班西一帶陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一系列鋰鈹多金屬礦床（點），寧強溝、異石溝、喀拉卡鋰、鈹多金屬礦床（點）[1-4]。前人對這些新發(fā)現(xiàn)的礦床開展了基礎(chǔ)地質(zhì)、巖石化學(xué)、礦物學(xué)、年代學(xué)等研究工作[5-9]，豐富了研究區(qū)戰(zhàn)略性稀有金屬礦產(chǎn)成礦理論，為下一步找礦工作奠定了良好的基礎(chǔ)。盡管如此，509道班西一帶鋰鈹?shù)V化還未有系統(tǒng)的成礦規(guī)律總結(jié)，礦化的空間分帶及成因，成礦階段劃分還不明晰，和鄰近典型的大紅柳灘鋰鈹?shù)V床相比，其找礦遠(yuǎn)景值得進一步探討。基于此，筆者在成礦地質(zhì)背景分析的基礎(chǔ)上，從空間和時間兩個維度總結(jié)了成礦規(guī)律，并給予典型礦床對比、成礦條件分析和最新的找礦成果，評價了找礦遠(yuǎn)景，以期為下一步區(qū)域稀有金屬找礦提供參考。

2 成礦地質(zhì)背景

2.1 地層

區(qū)內(nèi)出露三疊紀(jì)巴顏喀拉山群中組上段，原巖為一套細(xì)碎屑巖類復(fù)理石建造，經(jīng)中－低級區(qū)域變質(zhì)作用形成淺變質(zhì)碎屑巖、板巖、片巖等。其中淺變質(zhì)碎屑巖具有較好的滲透性，有利于含礦氣液的運移；板巖、片巖對于含礦溶液的熱、氣、液等具有一定的儲藏、封閉作用，更為礦物的結(jié)晶創(chuàng)造了良好的條件。

2.2 構(gòu)造

礦區(qū)位于苦水湖背斜北翼，為一單斜構(gòu)造。地層走向為NW290°～320°，傾向北東，傾角54°～69°。礦區(qū)受大紅柳灘斷裂和奇臺達坂斷裂帶兩組斜交斷裂帶雙重作用，致礦區(qū)次級斷裂破碎帶比較發(fā)育，呈密集條帶狀展布，邊部巖石發(fā)育糜棱巖、糜棱巖化或片理化。

區(qū)內(nèi)節(jié)理十分發(fā)育，早期節(jié)理為巖漿活動所形成的節(jié)理與早期斷裂活動遠(yuǎn)程效應(yīng)下的次級節(jié)理，是區(qū)內(nèi)主要的控礦、容礦構(gòu)造；中期節(jié)理將沿早期節(jié)理鋰輝石單晶體沿短軸方向截斷，對礦體有一定的破壞作用；晚期節(jié)理將鋰輝石單晶體沿長軸方向截斷，并將中期節(jié)理錯斷，致使鋰輝石單晶體破碎，并發(fā)生重結(jié)晶。區(qū)內(nèi)片理化帶比較發(fā)育，走向北西-南東向，呈帶狀延伸，但強弱程度不同。

2.3 巖漿巖

晚三疊世二云母二長花崗巖體呈巖株狀產(chǎn)出，侵位于三疊紀(jì)巴顏喀拉山群中組上段。從不含礦偉晶巖脈與含礦偉晶脈分別位于巖體外接觸帶0～500米、500～1500米范圍，且成群成帶密集分布，具有明顯的分帶性，其走向與巖體的接觸帶平行，暗示了偉晶巖脈與巖體在空間上關(guān)系密切。

巖石地球化學(xué)特征顯示其為高鉀鈣堿性系列，屬于過鋁質(zhì)S型花崗巖，是陸陸碰撞過程中地殼熔融的產(chǎn)物[3,10]。二云母二長花崗巖中Li、Be、Rb 等稀有元素含量相對較高，呈富集型分布，暗示其能夠為稀有金屬元素成礦提供物源，應(yīng)是成礦母巖。二云母二長花崗巖、不含礦偉晶巖、含礦偉晶巖三者的稀土元素分配型式具有相似性和可比性，指示了三者之間具有同源性[9,10]。二云母二長花崗巖、含礦偉晶巖脈形成年齡分別為208.8±1.7Ma、200.8±1.6Ma，說明二者形成于準(zhǔn)同期或稍晚，指示含礦偉晶巖脈是二云母二長花崗巖漿晚期殘余巖漿的產(chǎn)物[5,6,9]。

3 成礦規(guī)律

3.1 空間分布特征

區(qū)域上以鋰為主的偉晶巖型稀有金屬礦較為發(fā)育，早在上世紀(jì)60年代已發(fā)現(xiàn)的有阿克塔斯鋰礦，近幾年來在509 道班西一帶取得重大突破[11]。宏觀上看，稀有金屬礦床呈北西向展布，均位于晚三疊世二長花崗巖體（大紅柳灘巖體）北東一側(cè)外接觸帶。在大紅柳灘巖體南西一側(cè)外接觸帶應(yīng)該具有相同的成礦地質(zhì)條件，如果其南西側(cè)外接觸亦發(fā)育此類稀有金屬礦化，那么區(qū)域上空間分布將變成環(huán)繞晚三疊世二長花崗巖體（大紅柳灘巖體）在外接觸帶的一定范圍內(nèi)廣泛發(fā)育，對于后續(xù)找礦具有非常強的現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

含礦花崗偉晶巖脈在空間上位于二云母二長花崗巖體外接觸帶500～1500米的范圍內(nèi)，且成群成帶分布。距離母巖500～800米范圍內(nèi)為Ⅰ號帶，也是區(qū)內(nèi)主要的含礦偉晶巖脈分布區(qū)，距離母巖800～1500米內(nèi)為Ⅱ號帶，含礦花崗偉晶巖脈零星發(fā)育。

Ⅰ號帶呈北西向展布，依據(jù)其野外產(chǎn)出特征，由西向東分布有Ⅱ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ四個含礦偉晶巖脈群。Ⅰ、Ⅱ號脈群以西溝第四系沖溝為界，兩個脈群偉晶巖脈產(chǎn)狀不同，Ⅰ號脈群主體產(chǎn)狀為南西緩傾，而Ⅱ號脈群產(chǎn)狀為北東陡傾；Ⅰ、Ⅳ號脈群亦以第四系沖洪積為界，兩個脈群產(chǎn)狀基本為南西緩傾或者北東緩傾，但二者偉晶巖脈主體的發(fā)育標(biāo)高有所差異，Ⅰ號脈群主體在5000 米以下，Ⅳ號脈群主體在5000～5450 米之間；Ⅴ號脈群從空間上看應(yīng)為Ⅳ號含礦偉晶巖脈群的東南延伸，其上部為三疊紀(jì)巴顏喀拉山群地層覆蓋，偉晶巖脈標(biāo)高基本一致，但產(chǎn)狀較Ⅳ號脈群散亂，既有朝南又有朝北，傾角較陡。

Ⅱ號帶含礦偉晶巖脈極少，僅見一處，圈定為Ⅲ號含礦偉晶巖脈群，地表含礦偉晶巖脈表現(xiàn)為幾條細(xì)長脈沿構(gòu)造節(jié)理發(fā)育。Ⅲ號脈群與其他四個脈群在成因上可能具有差異性，Ⅰ號帶四個脈群繞大巖體外圍發(fā)育，與母巖的產(chǎn)狀密切相關(guān)，Ⅱ號帶Ⅲ號脈群明顯距離母巖較遠(yuǎn)，從巖漿熱液成礦理論分析，其應(yīng)為一個獨立的熱源。

含礦偉晶巖脈的發(fā)育主要形成于巖漿底辟上隆的晚期階段，脈體形態(tài)受控于區(qū)內(nèi)構(gòu)造樣式，主要有兩種類型的控礦構(gòu)造：一種是巖漿底辟上隆過程中擠壓、熱脹冷縮作用形成的節(jié)理，一般呈北西向順走向延伸，其傾角不太穩(wěn)定，與巖漿上侵局部產(chǎn)狀關(guān)系密切；另一種是早期（三疊紀(jì)時期）區(qū)域性逆沖推覆構(gòu)造所形成的構(gòu)造薄弱面。含礦熱液沿著薄弱面上侵，在有利部位富集成礦，形成形態(tài)不一的含礦偉晶巖脈。

3.2 空間分帶成因探討

熱液成礦往往表現(xiàn)為多期次，且多數(shù)表現(xiàn)出圍繞某一點或區(qū)域（熱源）呈帶狀的特征，總結(jié)研究，發(fā)現(xiàn)距離中心熱源近的地方多為相對高溫元素成礦區(qū)，稍遠(yuǎn)為相對中溫元素成礦區(qū)，遠(yuǎn)處為相對低溫元素成礦區(qū)，不同區(qū)之間界線不明，呈過渡區(qū)[12]。結(jié)合本次預(yù)查工作建立成礦分帶平面、垂向分帶示意圖（圖1），以期進一步詮釋該時期巖漿熱液成礦的空間分布規(guī)律。

圖1 509道班西鋰鈹?shù)V床成礦空間分帶理想模式圖

從區(qū)內(nèi)巖漿熱液演化看，區(qū)內(nèi)偉晶巖脈僅發(fā)育一期，為晚三疊世末期，閃長巖獲得鋯石U-Pb 年齡211.3±3.3Ma，二云母二長花崗巖獲得鋯石U-Pb年齡208.8±1.7Ma[9]，在二者演化基礎(chǔ)上，巖漿演化進入了末期階段，二云母二長花崗巖晚期發(fā)生了結(jié)晶分異作用，大量含成礦元素的熱液流體沿著早期巖漿底辟作用、早期逆沖推覆作用所形成的通道上升，伴隨著成礦流體溫度由高－低變化，在相對高溫區(qū)域結(jié)晶出以電氣石為代表的高溫礦物，在相對中低溫區(qū)域結(jié)晶析出以鋰輝石為代表的中－低溫礦物，鋰輝石偉晶巖中獲得獨居石同位素年齡為200.8±1.6Ma[6]，而鋰輝石作為區(qū)內(nèi)主要成礦礦物，故相對中低溫區(qū)偉晶巖脈帶即是找礦工作的重中之重。

3.3 時間分布規(guī)律

區(qū)域上偉晶巖廣泛發(fā)育，目前鋯石同位素測年成果顯示有古元古代、中生代兩個階段。古元古代變質(zhì)偉晶巖比例較大，主要分布在哈巴克北寒武紀(jì)侵入巖的外接觸帶，為變質(zhì)地層重融作用的產(chǎn)物，形成于較深層次構(gòu)造，稀有金屬礦化弱，不具有找礦潛力；中生代偉晶巖為巖漿熱液型，以脈狀、透鏡狀為主，主要發(fā)育于康西瓦斷裂兩側(cè)，區(qū)內(nèi)稀有金屬礦與該期花崗偉晶巖有密切關(guān)系。

區(qū)域上偉晶巖脈型稀有金屬礦成礦年代學(xué)前人研究較多，上世紀(jì)至2010年前后，主要采用Ar40-Ar39法，對白云母進行測年，所獲年齡有185～156Ma、191.1Ma 兩組，為早侏羅世。近年來，前人對含礦偉晶巖脈中鈮鉭鐵礦和錫石測年，認(rèn)為偉晶巖形成時代為212 Ma～218 Ma，含礦偉晶巖脈中獨居石的UPb同位素年齡200.8±1.6Ma，為晚三疊世[2,5,9]。

綜合分析，筆者認(rèn)為大紅柳灘一帶以鋰為主的稀有金屬礦床成礦時代為晚三疊世。

3.4 成礦階段劃分

礦區(qū)礦石成分復(fù)雜，變化多樣，但結(jié)構(gòu)、構(gòu)造相似，根據(jù)礦石的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和相互穿插關(guān)系，本次研究將礦區(qū)礦石劃分為三期五個成礦階段，分別為：巖漿期、熱液期和表生期。其中巖漿期對應(yīng)巖漿晚期偉晶巖成巖階段；熱液期劃分為：鈉長石化階段，韌性變形階段和汽-液成礦階段；表生期對應(yīng)地表風(fēng)化階段。

巖漿晚期偉晶巖成巖階段：巖漿演化到晚期富含流體的巖漿沿裂隙等構(gòu)造薄弱帶浸入形成花崗偉晶巖脈（前述不含礦花崗偉晶巖）。主要礦物組成為巨晶微斜長石、粗粒厚板狀的鈉長石、他形粒狀石英和白云母等礦物。礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造為塊狀構(gòu)造、巨晶結(jié)構(gòu)或花崗結(jié)構(gòu)。

鈉長石化階段：巖漿作用已經(jīng)結(jié)束，進入熱液蝕變期。主要生成礦物為鈉長石、鋰云母、鋰輝石等礦物。該階段生成的鈉長石多呈薄板狀，聚片雙晶發(fā)育，多呈放射狀、無定向性分布，交代斜長石，常與石英集合體呈團塊。鋰輝石呈自形-半自形柱狀晶，比較破碎，次生白云母化較強，部分晶體由白云母集合體替代。白云母呈片狀，一組解理極為發(fā)育，部分交代斜長石。前一階段形成的微斜長石和厚板狀鈉長石多被這一階段形成的薄板狀鈉長石交代而消失殆盡或呈交代殘余結(jié)構(gòu)出現(xiàn)（圖2a）。

韌性變形階段：以礦物變形為特征，主要生成礦物為鋰云母、磁鐵礦、黃鐵礦等礦物。在韌性變形階段各種礦物變形明顯，前一階段形成的鈉長石等被變形搓動而定向排列，鋰輝石發(fā)生扭折呈膝折狀，石英多發(fā)生動態(tài)重結(jié)晶，粒度變細(xì)或發(fā)生亞顆?；▓D2b）。該階段新形成的絹云母和鋰云母粒度較細(xì)，多呈條帶狀定向排列。此階段出現(xiàn)白云母化、鈉長石化、硅化、金屬礦化等。在金屬礦化中，磁黃鐵礦與黃鐵礦共生，二者集合體呈團塊狀，褐鐵礦沿黃鐵礦、磁黃鐵礦邊緣及裂隙交代，部分褐鐵礦集合體呈黃鐵礦假像，圍繞黃鐵礦、磁黃鐵礦邊緣分布呈環(huán)帶狀（圖2c）。

汽－液成礦階段：隨著溫度壓力的降低和巖漿熱液的演化，成礦流體開始?xì)饣?，多形成電氣石、鋰云母和錫石等礦物。這一階段形成的礦物粒度較粗，多包裹前期礦物。礦石中可見電氣石包裹變形的條紋長石等礦物（圖2d），說明其形成于塑性變形以后。

地表風(fēng)化階段：礦石成礦熱液期結(jié)束后，隨著地層抬升和剝蝕，礦石逐漸出露地表，進入地表風(fēng)化階段。主要形成為粘土礦物等。粘土礦物主要呈浸染狀交代長石、云母等礦物；另一特征是礦石碎裂明顯，裂隙發(fā)育。

4 找礦遠(yuǎn)景評價

4.1 區(qū)域典型礦床對比分析

西昆侖地區(qū)偉晶巖型鋰礦早在上世紀(jì)六、七十年代即已發(fā)現(xiàn)，早期發(fā)現(xiàn)的有大紅柳灘鋰礦，首采區(qū)儲量為8.6 萬噸，氧化鋰品位1.25～1.65%，晶體品位6.7～7.4%，且含鉭、鈮稀有金屬1000 多噸，錫1 萬多噸[4]。區(qū)域上，四川甘孜州甲基卡礦區(qū)外圍實現(xiàn)了重要找礦突破，累計新增氧化鋰資源量100 萬噸、氧化鋰平均品位1.41%，全區(qū)探獲資源總量超過200 萬噸，同時共伴生鈹、鈮鉭、銣、銫、錫等礦種，均可綜合利用，奠定了1處世界級鋰輝石礦資源基地[3]。

圖2 509道班西鋰鈹?shù)V床含礦偉晶巖鏡下照片

表1 509道班西鋰鈹?shù)V床花崗偉晶巖中礦物生長順序表

近幾年，隨著國家戰(zhàn)略性稀有金屬礦產(chǎn)勘查力度的進一步加強，大紅柳灘地區(qū)相繼新發(fā)現(xiàn)多個鋰礦，如陜西省礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查中心、西安地質(zhì)調(diào)查中心、新疆第六地質(zhì)大隊等先后發(fā)現(xiàn)的寧強溝、異石溝、喀拉卡礦床（點），以及在外圍新發(fā)現(xiàn)多處礦點、礦化點[1,2,4]。此外，在新疆南部厘定出一條600 千米長的木吉－大紅柳灘稀有金屬成礦帶，提出新疆昆侖－喀喇昆侖稀有金屬資源潛力完全可以媲美四川西部稀有金屬成礦區(qū)。本地區(qū)和四川甲基卡鋰礦成礦地質(zhì)背景、成礦地質(zhì)條件對比結(jié)果顯示，大紅柳灘地區(qū)鋰礦與四川甲基卡式鋰礦具有相似性和可比性，暗示了該區(qū)具有極大的找礦潛力。

4.2 成礦地質(zhì)條件分析

研究區(qū)位于巴顏喀拉晚古生代-中生代邊緣裂陷帶西部，伴隨有印支晚期大規(guī)模巖漿活動，帶內(nèi)發(fā)育晚三疊世同碰撞二云母二長花崗巖及其與之關(guān)系密切的（含礦）花崗偉晶巖脈；勘查區(qū)隸屬于大紅柳灘RM-Fe-Pb-Zn-CuⅣ級礦帶，帶內(nèi)典型礦床主要有大紅柳灘鋰多金屬礦及新發(fā)現(xiàn)的寧強溝、異石溝、喀拉卡鋰、鈹多金屬礦床（點）。

區(qū)內(nèi)晚三疊世二云母二長花崗巖為成礦母巖，為成礦提供了豐富的物質(zhì)來源，并在其外接觸帶形成大量（含礦）偉晶巖脈；區(qū)內(nèi)裂隙、節(jié)理等構(gòu)造發(fā)育，能夠為成礦流體提供必要的空間和通道。因此，勘查區(qū)成礦地質(zhì)條件優(yōu)越。

4.3 成礦事實分析

2017年，陜西省地質(zhì)調(diào)查中完成了”新疆和田縣大紅柳灘509道班西鋰、鈹多金屬礦調(diào)查評價“項目，獲得預(yù)測的內(nèi)蘊經(jīng)濟的資源量（334）?鋰礦石量1679.34 萬噸，Li2O 資源量34.83 萬噸；獲得銣礦石量1707.33 萬噸，Rb2O 資源量19990.29 噸；獲得鈹?shù)V石量1119.63萬噸，BeO資源量5795.40噸。

2018年，陜西省地質(zhì)調(diào)查中心正在實施“新疆和田縣大紅柳灘509道班西鋰、鈹多金屬礦預(yù)查”項目，找礦成果突出。在Ⅰ―Ⅴ號區(qū)共圈定鋰礦體64 個，獲得鋰礦石資源量（3341）1621.23萬噸，Li2O量（3341）28.24萬噸萬噸。

綜上所述，鋰金屬是“新能源金屬”和“推動世界前進的金屬”，用途廣泛，前景廣闊，市場需求量和價格進一步增高。通過進一步勘查，509道班西一帶有望形成類似于大紅柳灘的中大型鋰鈹多金屬礦床，為國家和地方經(jīng)濟建設(shè)注入新的動力。