新疆巴什蘇洪地區(qū)稀有礦床特征及找礦方向探討

蔡厚安，侯朝勇，張文杰，裴森龍，肖文進

(有色金屬礦產(chǎn)地質調查中心，北京 100012)

0 引言

塔里木盆地北緣分布著一套堿性巖帶(圖1)，是我國重要的堿性侵入巖成礦帶之一[1]。前人在該堿性巖帶內(nèi)針對區(qū)內(nèi)的構造演化，巖石成因做過大量工作[2-8]。堿性巖帶內(nèi)分布著波孜果爾超大型稀有稀土礦床等眾多礦床和礦點[9-11]。新發(fā)現(xiàn)的巴什蘇洪稀有稀土礦也位于該堿性巖帶內(nèi)，礦區(qū)中心坐標XX°32′E、YY°06′N，行政區(qū)劃屬阿圖什市哈拉峻鄉(xiāng)巴什蘇洪村管轄(圖1)。楊林春等[12]對礦區(qū)內(nèi)的巴什蘇洪巖體開展了巖石地球化學和年代學研究；王浩[13]研究了區(qū)內(nèi)堿性巖副礦物特征。本文系統(tǒng)總結該礦的地質特征，并剖析其找礦方向。對鄰區(qū)稀有稀土礦勘探有一定的借鑒意義。

1 成礦地質背景

1.1 區(qū)域地質背景

研究區(qū)屬塔里木盆地北緣雜巖帶的西段。區(qū)內(nèi)分布著一系列的富堿性小巖體，其分布主要受區(qū)域深大斷裂控制。侵入類型有巖體、巖基、巖株、巖床及巖脈。巖性有超基性—基性堿性巖類、中酸性堿性巖類及酸性富堿性巖類，有些組成復式雜巖體，表現(xiàn)出一套由基性—酸性的巖石組合(圖1)。部分巖體在晚期還有輝綠巖脈的侵入穿插。

圖1 西南天山侵入巖分布圖(據(jù)文獻[10]修改)

1.2 礦區(qū)地質背景

區(qū)內(nèi)主要出露的地層為古生代下二疊統(tǒng)巴立克里克組(P1b)，為一套海陸交互相巖石組合，巖性上為碎屑巖和碳酸鹽巖交互出現(xiàn)，根據(jù)巖性可劃分為四段，并被巴什蘇洪雜巖體侵入。NE—SW向的斷裂和由北向南的推覆構造構成了區(qū)內(nèi)的構造格架，區(qū)內(nèi)還發(fā)育一些近SN向的次級斷裂，將沉積巖地層錯斷開來。巖漿巖主要為巴什蘇洪雜巖體，可識別出四期，其中第一期為中粒橄欖輝長巖體，第二期為中粗粒霓石正長巖體，第三期為火成碳酸巖體，第四期為中細粒堿性花崗巖體。巖體呈圓珠狀零星出露，長8 km，寬5 km，面積40 km2，出露面積20 km2。近EW向展布，與區(qū)域構造方向一致(圖2)。圍繞巖體有一近30 km2的1∶5萬水系沉積物綜合異常HS-30，異常元素組合為Nb-Y-Zr-P(圖2)。

1.3 礦區(qū)地球物理背景

本次1∶5萬航磁工作在區(qū)內(nèi)圈定2個航磁異常(圖3)，北部異常近EW向不規(guī)則板狀，西寬東窄，東西長約12.5 km，南北寬1.3～4.7 km；總體上異常變化梯度大，細節(jié)上南大北小，東大西小，被負磁異常包圍。異常西、北、東三側出露下二疊統(tǒng)巴立克里克組(灰?guī)r夾少量砂巖)，西北部出露霓石正長巖、淺灰白色堿長花崗巖，東部出露灰綠色蝕變細粒輝長巖，南部為第四系覆蓋。該異常與近EW向巴什蘇洪雜巖體對應較好，其中東部2個異常中心對應2個輝長巖體。1∶5萬礦產(chǎn)圖上標注有巴什索貢稀土礦點和銅礦點，位于該異常西北部邊緣地帶。標注的阿亞克蘇洪鐵礦點位于異常東南緣。南側緊靠NEE向斷裂構造。南部異常面積小，近EW向板狀，東西長約5.4 km，南北寬約1.2 km；磁場值10～85 nT，為工作區(qū)低緩磁異常；異常中心位于中東部，異常值85 nT，異常變化梯度東大西小；地表為第四系覆蓋，推測有隱伏巖體存在。地面電法和磁法剖面工作圈定了低磁高阻低極化區(qū)(圖4)，是未來工作需要注意的重點區(qū)之一。

2 礦床特征

2.1 巴什蘇洪雜巖體巖石學特征

巴什蘇洪雜巖體可識別出四期，各期次相互之間呈侵入接觸關系；而雜巖體侵入到地層中，接觸部位見角巖化和蝕變(圖2)。野外調查過程中還發(fā)現(xiàn)兩組相交的后期侵入輝綠巖脈，與成礦無關，未納入雜巖體之中。其中第一期中細粒橄欖輝長巖體含磁鐵礦，第三期火成碳酸巖體純度高，白度好，有害元素極低，有成為超大型重質碳酸鈣礦的潛力[14]。巴什蘇洪稀有稀土礦主礦體主要產(chǎn)于第四期中細粒堿長花崗巖體中。

中粒橄欖輝長巖巖石標本呈塊狀，灰色—灰黑色，中粒結構，主要造巖礦物為輝石Py(約25%)、斜長石Pl(54%)，次要礦物為橄欖石Ol(12%)，副礦物為磁鐵礦Mt、尖晶石Spl等礦物，中粗粒結構，磁鐵礦化較強。霓石正長巖標本呈塊狀，灰白色，不等粒結構，塊狀構造。主要造巖礦物為堿性長石(60%)、斜長石(5%)、霓石(15%)，副礦物有磁鐵礦(2%)等。火成碳酸巖呈灰白—白色，塊狀結構，中細?！写至＝Y構，主要礦物為方解石(75%)，副礦物種類較多，也比較復雜，有鉻尖晶石、硫鐵礦等?；疑珘A性花崗巖，鏡下觀察為中細粒結構，塊狀構造，主要礦物為堿性長石Af(45%)、石英Qz(18%)、斜長石Pl(8%)，次要礦物為霓石Aeg(10%)、黑云母Bt(8%)，副礦物種類較多，比較復雜，有燒綠石、獨居石、鈮鐵礦、易解石等。灰白色霓長偉晶巖，中粗粒結構，塊狀構造。主要礦物為鈉長石(30%)、霓輝石(30%)、石英(35%)。次要礦物成分較為復雜，通過人工重砂可知，有鋯石、磷灰石、碳硅石、銳鈦礦、燒綠石、黃鐵礦、鈮鉭鐵礦、赤褐鐵礦、磁鐵礦、鈉鐵閃石等。

2.2 礦化特征

堿性霓石正長巖侵入于下二疊統(tǒng)巴立克里克組中，具輕度高齡土化蝕變，巖體和地層接觸部位常見矽卡巖化，蝕變帶寬約30～50 m。脈狀堿長花崗巖侵入霓石正長巖中，在接觸帶常見霓長偉晶巖化，是稀有稀土礦賦礦最佳位置。野外觀察及采樣分析表明：由基性—超基性巖、堿性巖和火成碳酸巖組成的雜巖體中，存在稀有-稀土礦化，分析表明：這種稀有-稀土礦化是和第四期堿性花崗巖以及側向偉晶巖有關。

野外分別采集了14件輝長巖、26件正長巖、10件堿性花崗巖和15件偉晶巖撿塊樣品分析，其中輝長巖的稀土總量(不含Pm，后同)在19.73×10-6～98.09×10-6之間變化，平均值為63.79×10-6，w(Nb)在6.84.00×10-6～11.8×10-6之間變化，平均值為9.93×10-6，w(Ta)在0.453×10-6～1.12×10-6之間變化，平均值為0.70×10-6；正長巖的稀土總量在100.00×10-6～1879.68×10-6之間變化，平均值為700.92×10-6，w(Nb)在15.1×10-6～274×10-6之間變化，平均值為92.44×10-6，w(Ta)在0.95×10-6～22.9×10-6之間變化，平均值為6.16×10-6；堿性花崗巖的稀土總量在571.22×10-6～1234.78×10-6之間變化，平均值為388.63×10-6，w(Nb)在59.9×10-6～361×10-6之間變化，平均值為111.38×10-6，w(Ta)在3.03×10-6～21.9×10-6之間變化，平均值為6.12×10-6；霓長偉晶巖的稀土總量在101.90×10-6～3990.5×10-6之間變化，平均值為1344.92×10-6，w(Nb)在26.1×10-6～1001×10-6之間變化，平均值為380.21×10-6，w(Ta)在1.00×10-6～58.5×10-6之間變化，平均值為24.10×10-6。

2.3 礦體特征

本次工作基本查明巴什蘇洪鈮鉭礦床規(guī)模、形態(tài)、變化特征。巴什蘇洪賦礦巖體為堿長花崗巖脈及側向的霓長偉晶巖，其侵入在霓石正長巖，呈脈狀，局部呈網(wǎng)脈狀，厚度多為1～15 m，單礦脈厚度變化不大。產(chǎn)狀往北陡傾，傾角多為55°～70°。東西延展近2 km，地表調查有數(shù)條厚大礦體露頭延伸至第四系覆蓋，成礦遠景較大。通過大比例尺地質填圖、槽探及鉆探工程驗證(圖5)，初步圈定第四期堿長花崗巖脈鈮鉭礦化帶，長4000 m，寬1000 m，多數(shù)礦(化)體厚1～5 m，有3條礦體厚度≥10 m。地表出露鈮鉭礦體21條(圖1b)，長1950 m，厚40～100 m，延伸穩(wěn)定，具有較好的勘探遠景[15]。

從巴什蘇洪雜巖體的重砂分析及電子探針結果來看，其賦礦礦物以鈮鐵礦-鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、易解石、燒綠石、鈮鐵金紅石為主，并有大量的獨居石。這些都說明，巴什蘇洪雜巖體中的鈮-鉭是賦存在可分選、可分離的礦物中的，以鈮鐵礦-鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、易解石、燒綠石、鈮鐵金紅石為主的富含鈮鉭礦物是稀有金屬鈮鉭的主要載體礦物，而獨居石是稀土元素(Ce，La，Nd，Th)的主要載體礦物。

2.4 礦化類型

本次工作在巴什蘇洪巖體中發(fā)現(xiàn)有兩種含礦形式：①含稀有-稀土的堿長花崗巖脈，以脈狀、網(wǎng)脈狀分布于，此類巖脈數(shù)量多、分布廣，且對圍巖有浸染礦化作用；②堿長花崗巖和霓石正長巖接觸部位的霓長偉晶巖，分布較為局限，但稀有稀土富集，且含量明顯高于堿長花崗巖。因此，礦床屬堿性花崗巖和堿性偉晶巖復合型礦床。

3 找礦方向

在巴什蘇洪地區(qū)尋找稀有稀土礦床，最有希望的目標地質體是堿長花崗巖及其邊部的霓長偉晶巖，這也符合一般與堿性巖有關的稀有稀土礦床的成礦規(guī)律。一般來說，這類與堿性巖有關的稀有稀土礦床無外乎兩類，一類是與堿性巖-碳酸巖巖石組合有關的稀有稀土礦(如白云鄂博、牦牛坪、廟埡)[16-18]，另一類是與堿性巖演化到后期的偉晶巖有關的稀有稀土礦床，如波孜果爾大型稀有稀土礦床。而后者正在也出露在南天山堿性巖帶的拜城縣附近(圖1)，與西南天山堿性巖帶處于同一個大的堿性巖帶—塔里木北緣堿性巖帶，擁有相同的巖石組合、地層和構造背景。因此，在本區(qū)尋找堿長花崗巖及側向的偉晶巖，是本區(qū)下一步找礦的主要方向。

本次工作通過電法和磁法剖面工作，結合地質狀況，在巴什蘇洪巖體正長巖與二疊系大理巖接觸的北界，發(fā)現(xiàn)了埋深約80 m的低磁高阻低極化異常體，推測可能是偉晶巖的囊狀集合體(圖4)[19]，有待后續(xù)工作驗證。

礦區(qū)南部，主要分布有1∶5萬航磁局部異常和1∶20萬化探Hs-36Y、Zr、Zn、Sn、La、Ti綜合元素異常，與礦區(qū)內(nèi)的化探異常Hs-36與Hs-31、Hs-32位于同一NNE向異常帶上，成礦地質環(huán)境條件較為有利，具備一定的尋找稀有稀土金屬礦產(chǎn)的有利條件。

4 結論

1)巴什蘇洪稀有稀土礦屬堿性花崗巖和堿性偉晶巖復合型礦床。有兩種含礦形式：含稀有稀土的堿長花崗巖脈和側向的霓長偉晶巖。主礦體為第四期中細粒堿性花崗巖體，礦體呈近東西向密集脈狀，陡傾，分布穩(wěn)定連續(xù)。估算鈮鉭資源量超過1萬噸，達中型規(guī)模，具有成為低品位、大范圍、中厚度復合型的大型稀有稀土金屬礦床遠景。

2)未來找礦勘查工作的方向應注意礦區(qū)南部可能的隱伏巖體含礦性研究以及NNE構造帶相同地質背景區(qū)域的調查，礦區(qū)內(nèi)應注意物探工作圈定的低磁高阻低極化區(qū)是否與偉晶巖有關的研究工作。

注釋：

① 新疆維吾爾自治區(qū)地質調查院. 新疆維吾爾自治區(qū)阿克塔拉幅、庫鐵熱克幅、哈拉峻幅、庫魯木都克村幅、托斯莫幅1∶5萬區(qū)域地質調查報告[R]. 2014.