西藏拉隆穹窿地質(zhì)特征和Be-Nb-Ta稀有金屬礦化的厘定及其戰(zhàn)略意義

付建剛, 李光明 *, 王根厚, 董隨亮, 張 海, 郭偉康, 張林奎, 張小瓊, 焦彥杰

西藏拉隆穹窿地質(zhì)特征和Be-Nb-Ta稀有金屬礦化的厘定及其戰(zhàn)略意義

付建剛1, 李光明1 *, 王根厚2, 董隨亮1, 張 海1, 郭偉康1, 張林奎1, 張小瓊3, 焦彥杰1

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心 礦產(chǎn)資源室, 四川 成都 610081; 2.中國地質(zhì)大學(北京) 地球科學與資源學院, 北京 100083; 3.雅安市自然資源和規(guī)劃局, 四川 雅安 625000)

拉隆穹窿位于北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶東段, 介于康馬穹窿和錯那洞穹窿中間。在野外地質(zhì)調(diào)查和精細剖面測量基礎(chǔ)上, 通過詳細的構(gòu)造變形、野外巖石學和礦物學綜合研究, 發(fā)現(xiàn)拉隆穹窿由內(nèi)向外由三部分組成, 依次是核部、滑脫系和蓋層。核部主要是一套新生代高分異的淡色花崗巖組合, 未見老基底出露; 滑脫系主要由一套中高級變質(zhì)的云母類片巖、和夾于片巖中的大理巖、矽卡巖和變形花崗巖組成, 整體屬于一條規(guī)模較大的韌性剪切帶; 蓋層主要是一套淺變質(zhì)或未變質(zhì)的千枚巖、千枚狀板巖和粉砂質(zhì)板巖組成?；撓蹬c蓋層之間以上拆離斷層為界, 下拆離斷裂在穹窿中還未完全剝露出來, 整體以鞘褶皺發(fā)育為典型特征。且拉隆穹窿分別經(jīng)歷了由南向北逆沖擠壓構(gòu)造、由北向南伸展剪切構(gòu)造、成穹構(gòu)造和近E-W向伸展構(gòu)造等四期構(gòu)造變形; 其中第二期構(gòu)造變形在穹窿中發(fā)育和保存最好。在變質(zhì)作用上, 拉隆穹窿保存了兩類變質(zhì)作用: 一類是圍繞穹窿核部呈環(huán)帶分布的典型巴洛式變質(zhì)作用, 由外向內(nèi)依次是硬綠泥石?堇青石變質(zhì)礦物帶、石榴石?黑云母變質(zhì)礦物帶、十字石變質(zhì)礦物帶、藍晶石變質(zhì)礦物帶; 另一類是受巖體熱烘烤所形成的熱接觸變質(zhì)作用, 典型的變質(zhì)礦物有紅柱石。穹窿核部花崗巖呈良好的垂向分帶特征, 從下向上依次是二云母花崗巖、白云母花崗巖、偉晶質(zhì)花崗巖、鈉長石花崗巖和偉晶巖殼/石英殼。在稀有金屬成礦方面, 拉隆穹窿中共識別出三種礦化類型: 矽卡巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦、鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦和構(gòu)造?熱液型Cu-Pb-Zn多金屬礦, 其中拉隆穹窿Be-Nb-Ta稀有金屬礦床, 特別是鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦的發(fā)現(xiàn), 極大地豐富和擴展了北喜馬拉雅帶稀有金屬的成礦類型和成礦潛力; 同時在摸清我國關(guān)鍵礦產(chǎn)資源家底、提高關(guān)鍵礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略統(tǒng)籌能力、發(fā)揮其作為大國博弈的重要利器作用等方面具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

矽卡巖; 鈉長石花崗巖; Be-Nb-Ta稀有金屬; 拉隆穹窿; 北喜馬拉雅

0 引 言

北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶(NHGD)位于藏南拆離系(STDS)和雅魯藏布江縫合帶(ITSZ)中間, 帶內(nèi)以發(fā)育一系列的穹窿構(gòu)造為典型特征, 特別是穹窿中以發(fā)育多期高分異淡色花崗巖、稀有金屬礦床以及獨特而又豐富的構(gòu)造變形與變質(zhì)作用等, 使得該穹窿帶成為國內(nèi)外地學工作者關(guān)注的焦點, 尤其是近兩年來錯那洞Be-W-Sn稀有金屬礦床的發(fā)現(xiàn), 首次揭開了北喜馬拉雅淡色花崗巖稀有金屬成礦的潛力, 從而改變了我國乃至全球稀有金屬礦產(chǎn)格局。其實, 前人對區(qū)域上北喜馬拉雅帶(特別是NHGD)已做大量的研究并取得重要進展, 主要集中在區(qū)域上近E-W向斷裂(如STDS)的形成時間和機制(Coleman and Hodges, 1995; Viskupic et al., 2005; Cooper et al., 2015; La Roche et al., 2016; Schultz et al., 2017)、近S-N向裂谷(NSTR)形成時間和機制(Harrison et al., 1995; Murphy et al., 2002; Dewane et al., 2006; Thiede et al., 2006; Cottle et al., 2009; Hintersberger et al., 2010; Lee et al., 2011; Mitsuishi et al., 2012; Sundell et al., 2013)、淡色花崗巖形成時代和巖漿起源(Zhang et al., 2004; Aoya et al., 2005; Lee et al., 2006; Quigley et al., 2008; 曾令森等, 2009; Larson et al., 2010; 高利娥等, 2013; 吳福元等, 2015; Liu et al., 2016b; 王曉先等, 2016; 吳福元等, 2017)、北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶形成機制及其與藏南拆離系關(guān)系(張進江和鄭亞東, 1998; 張進江等, 2007; Kellett et al., 2009; Daczko et al., 2011; 張進江等, 2011; Zhang et al., 2012; Langille et al., 2014; Diedesch et al., 2016; Jessup et al., 2016)等。近年來李光明團隊針對拉隆穹窿東部的錯那洞穹窿也開展了系統(tǒng)的研究, 并取得重要成果, 主要包括對錯那洞穹窿形成機制(Fu et al., 2017, 2018; 付建剛等, 2018a, 2018b)、錯那洞Be-W-Sn稀有金屬超大型礦床的發(fā)現(xiàn)與研究(李光明等, 2017; 梁維等, 2018)、錯那洞穹窿的變質(zhì)作用(丁慧霞等, 2019)、淡色花崗巖的巖石學成因(黃春梅等, 2018; 夏祥標等, 2019)等。這一系列前期的工作和重要的成果, 為拉隆穹窿的研究提供了堅實的基礎(chǔ)。然而, 作為近兩年新發(fā)現(xiàn)的穹窿構(gòu)造(黃金部隊區(qū)調(diào)資料), 拉隆穹窿地處康馬穹窿與錯那洞穹窿中間, 其構(gòu)造結(jié)構(gòu)是否與相鄰的康馬穹窿和錯那洞穹窿具有相似性, 其形成過程是否一致?同時拉隆穹窿是否具有類似錯那洞超大型Be-W-Sn稀有金屬礦床的特征和潛力, 其成礦潛力如何, 成礦類型是否與錯那洞穹窿一致? 這一系列重要問題, 不僅有利于我們正確理解北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶的形成機制和深部過程, 同時也有利于進一步擴展和豐富喜馬拉雅淡色花崗巖稀有金屬成礦帶的范圍、潛力和成礦類型, 進而完善喜馬拉雅碰撞造山帶構(gòu)造演化與成礦理論。因此, 本文在野外地質(zhì)調(diào)查和精細剖面測量基礎(chǔ)上, 通過詳細的構(gòu)造變形、野外巖石學和礦物學綜合研究, 初步查明拉隆穹窿巖石?構(gòu)造單元組成、構(gòu)造變形特征及期次、變質(zhì)作用, 劃分出拉隆穹窿核部高分異淡色花崗巖的巖相分帶, 識別和厘定出拉隆穹窿中稀有金屬礦化類型, 為深化北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶形成和演化、北喜馬拉雅淡色花崗巖稀有金屬成礦帶的橫向延伸提供堅實證據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

喜馬拉雅造山帶自北向南主要由特提斯喜馬拉雅(THS)、高喜馬拉雅(GHS)、低喜馬拉雅(LHS)和次喜馬拉雅(SHS)4個構(gòu)造單元組成(圖1b), 其構(gòu)造邊界依次為雅魯藏布江縫合帶(ITSZ)、藏南拆離系(STDS)、主中央逆沖斷裂(MCT)、主邊界逆沖斷裂(MBT)和主前鋒逆沖斷裂(MFT)(Burg and Chen, 1984; Thiede et al., 2006)。

北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶(NHGD)屬于特提斯喜馬拉雅帶一部分, 整體上位于北邊雅魯藏布江縫合帶(ITSZ)和南邊藏南拆離系(STDS)中間, 自西向東由一系列斷續(xù)出露的穹窿構(gòu)造體組成, 如馬拉山、定日、拉軌崗日、麻布迦、崗巴、康馬、然巴、拉隆、錯那洞和雅拉香波等(圖1c)。每個穹窿構(gòu)造體具有相似的巖石構(gòu)造單元結(jié)構(gòu), 自內(nèi)向外由核部、滑脫系和蓋層組成。其中核部主要由花崗質(zhì)片麻巖和不同期次的花崗巖組成, 且花崗巖體的年齡變化范圍較大, 為43～8 Ma(高利娥等, 2013; Liu et al., 2016a, 2016b; 王曉先等, 2016); 滑脫系為一套中高級變質(zhì)的片巖組合; 蓋層主要是低級變質(zhì)或未變質(zhì)的沉積巖組合(Burg et al., 1984; Chen et al., 1990b; Lee et al., 2000, 2004; Aoya et al., 2005; King et al., 2011)。穹窿帶內(nèi)較好的保存了S-N向擠壓變形、隨后垂向減薄和水平拉伸變形、中等溫壓變質(zhì)作用和淡色花崗巖侵入的構(gòu)造痕跡。NHGD沿著走向延伸方向呈現(xiàn)出北喜馬拉雅背斜構(gòu)造, 帶內(nèi)的穹窿體均位于北傾的吉隆?康馬逆沖斷裂(GKT)上盤。NHGD主要發(fā)育兩期構(gòu)造變形: 第一期構(gòu)造變形(D1)以N-S向擠壓而引起褶皺和增厚為特征; 第二期構(gòu)造變形(D2)主要是高應(yīng)變的垂向減薄和N-S向水平拉伸為特征(Burg et al., 1984; Chen et al., 1990b; Lee et al., 2000, 2004)。

近年來, 在原有北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶(NHGD)構(gòu)造格架的基礎(chǔ)上, 李光明團隊首次提出了北喜馬拉雅“雙穹窿”構(gòu)造帶的基本格架, 其中北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶(S-NHGD)的南帶由錯那洞穹窿及其西部新發(fā)現(xiàn)的相鄰穹窿構(gòu)造(包括庫局、拉隆、恰隆、庫拉崗日等穹窿)和位于北喜馬拉雅西段的薩爾和吉隆穹窿構(gòu)成; 而研究程度較高的拉軌崗日穹窿帶, 自東向西依次包括雅拉香波、康馬、然巴、麻布迦、拉軌崗日和馬拉山等穹窿, 則為北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶的北帶(N-NHGD)(內(nèi)部未發(fā)表資料)。

THS. 特提斯喜馬拉雅; GHS. 高喜馬拉雅; LHS. 低喜馬拉雅; MBT. 主邊界逆沖斷裂; MCT. 主中央逆沖斷裂; STDS. 藏南拆離系; C. 北喜馬拉雅雙穹窿構(gòu)造帶地質(zhì)簡圖(據(jù) Fu et al., 2018修改), 顯示了研究區(qū)拉隆穹窿位置。

2 拉隆穹窿的地質(zhì)特征

2.1 拉隆穹窿巖石?構(gòu)造單元組成

拉隆穹窿位于西藏自治區(qū)山南市洛扎縣扎日鄉(xiāng)拉隆村拉隆寺正北部, 緊鄰庫拉崗日巖體, 距藏南拆離系南約40 km, 出露面積約為30 km2。通過1∶50000礦產(chǎn)地質(zhì)路線調(diào)查和1∶2000精細剖面測量, 將拉隆穹窿由內(nèi)向外依次劃分下部單元(核部)、中部單元(滑脫系)和上部單元(蓋層)(圖2、3), 其中蓋層和滑脫系以上拆離斷層為界, 主要表現(xiàn)為脆性和脆?韌性變形。該穹窿結(jié)構(gòu)整體與錯那洞穹窿十分相似, 在地貌特征上顯示中間低、四周高的負地形特征。

拉隆穹窿下部單元主要由二云母花崗巖、白云母花崗巖、偉晶巖、偉晶質(zhì)花崗巖和鈉長石花崗巖組成(圖3a)。其中二云母花崗巖在穹窿中出露較少, 主要分布在核部中心一帶, 手標本上顯示暗色礦物定向的特征, 主要組成礦物有石英、長石、白云母、黑云母、石榴石和電氣石, 副礦物有鋯石、獨居石、磷釔礦和鈮鉭礦物。在露頭上, 二云母花崗巖與白云母花崗巖呈現(xiàn)漸變的過渡關(guān)系, 界線不是十分清楚。白云母花崗巖在穹窿核部廣泛出露, 部分呈獨立的脈體產(chǎn)出, 與偉晶巖接觸界線明顯(圖3b); 部分則與偉晶巖相互包圍在一起, 界線模糊, 呈漸變特征。白云母花崗巖主要組成礦物有長石、石英、白云母、石榴石和少量電氣石, 副礦物有鋯石、獨居石、磷釔礦和鈮鉭礦物等。偉晶巖在穹窿核部大面積出露, 部分呈獨立的巖脈, 或侵入或穿插于二云母花崗巖和白云母花崗巖中; 部分分布于穹窿核部的邊部一帶, 偉晶巖內(nèi)部包括大量的白云母花崗巖, 二者呈過渡關(guān)系產(chǎn)出。偉晶巖主要組成礦物有石英、長石、白云母、綠柱石和電氣石。偉晶質(zhì)花崗巖主要分布于穹窿核部靠近邊部一帶, 露頭或手標本上整體呈晶粥狀, 偉晶巖在花崗巖中不均勻分布, 呈團塊狀, 二者界限十分模糊, 呈漸變過渡關(guān)系。偉晶質(zhì)花崗巖主要有長石、石英、白云母、石榴石和少量電氣石組成, 顏色呈灰白色、白色。鈉長石花崗巖主要分布在穹窿核部的邊部, 部分侵入于滑脫系的大理巖和矽卡巖中, 或平行于大理巖面理, 或切穿大理巖面理。在露頭或手標本上, 鈉長石花崗巖整體呈白色或奶白色, 其中局部含石榴石較多而呈現(xiàn)粉紅色, 主要組成礦物有鈉長石、石英、白云母和石榴石, 鈉長石呈細粒密集分布, 石榴石整體條帶特征出現(xiàn), 顆粒細小, 白云母含量較少, 呈鱗片狀(圖3c)。通過對拉隆穹窿東南部的日隆拉靶區(qū)精細的剖面測量, 發(fā)現(xiàn)從穹窿核部到滑脫系頂部花崗巖呈規(guī)律性的分帶, 自下而上依次是二云母花崗巖帶(Ⅰ帶)、白云母花崗巖帶(Ⅱ帶)、偉晶質(zhì)花崗巖帶(Ⅲ帶)(似晶粥體)、細粒鈉長石花崗巖帶(Ⅳ帶)、石英?塊狀微斜長石帶(Ⅴ帶)、石英?葉片狀鈉長石帶(Ⅵ帶)、鋰輝石偉晶巖帶(Ⅶ帶)、石英?云母帶(云英巖化帶)(Ⅷ帶)和塊狀石英帶(Ⅸ帶)。

穹窿中部單元主要由一套中?高變質(zhì)程度的片巖和夾于片巖之中的大理巖、矽卡巖、變形花崗巖和偉晶巖組成, 整體表現(xiàn)為一條規(guī)模較大的韌性剪切帶。在穹窿的不同位置, 滑脫系的厚度和巖石組合類型也各不相同。在穹窿的東北部、東部和東南部, 與穹窿核部偉晶巖直接接觸的是厚層大理巖,向外依次為矽卡巖(圖3d)、矽卡巖化大理巖(圖3e)、偉晶巖和花崗巖、石榴石十字石云母片巖(圖3f)、變砂巖和石榴石云母片巖。在穹窿的西部, 與核部偉晶巖直接接觸的是一套云母石英片巖, 向外依次為藍晶石石榴石云母片巖、偉晶巖、花崗巖、矽卡巖、條帶狀矽卡巖化大理巖、厚層狀大理巖、云母石英片巖、石榴石十字石云母片巖和石榴石云母片巖。大理巖、矽卡巖化大理巖和矽卡巖層位延伸比較穩(wěn)定, 厚度變化較大, 部分可達1 km。

圖2 西藏拉隆穹窿地質(zhì)簡圖(據(jù)付建剛等, 2020)

(a) 拉隆穹窿巖石?構(gòu)造單元示意圖; (b) 核部鈉長石花崗巖和偉晶巖界線; (c) 鈉長石花崗巖; (d) 滑脫系中的矽卡巖; (e) 片理化大理巖; (f) 含十字石石榴石云母片巖; (g) 蓋層中千枚巖和千枚狀板巖。礦物代號: Bt. 黑云母; Grt. 石榴石; St. 十字石; Ky. 藍晶石。

穹窿上部單元主要由變質(zhì)程度低的千枚巖和低變質(zhì)或未變質(zhì)的粉砂質(zhì)板巖組成。千枚巖主要有含堇青石硬綠泥石千枚巖和含堇青石千枚巖(圖3g), 呈絲絹光澤, 皺紋線理發(fā)育(圖3g)。

2.2 拉隆穹窿構(gòu)造變形

拉隆穹窿經(jīng)歷了四期構(gòu)造變形, 分別為第一期由南向北逆沖擠壓構(gòu)造、第二期由北向南伸展剪切構(gòu)造、第三期成穹構(gòu)造、第四期近E-W向伸展構(gòu)造。

第一期構(gòu)造變形(D1)主要發(fā)育于拉隆穹窿的蓋層和滑脫系中, 特別是在蓋層中保存較好, 以發(fā)育一系列的“M”或者“W”型復式褶皺為特征, 為早期逆沖擠壓過程中陸殼增厚的記錄。不對稱褶皺、石英透鏡體和復式小褶皺特征綜合顯示早期向南逆沖的性質(zhì)。在滑脫系中, 以發(fā)育大量的石榴石旋轉(zhuǎn)碎斑(圖4b)、S-C組構(gòu), 指示向南逆沖的特征。

第二期構(gòu)造變形(D2)在拉隆穹窿的蓋層和滑脫系中均有發(fā)育, 特別是在滑脫系中保存完好。以石英透鏡體、眼球狀構(gòu)造、斜臥緊閉褶皺以及大量鞘褶皺為特征。在穹窿東北部蓋層中, 可見大量的石英脈發(fā)育在“M”或者“W”型復式褶皺中, 石英脈長軸方向基本平行于復式褶皺的兩翼, 且與軸面斜交, 石英脈在強烈的剪切作用下呈大小不等的石香腸構(gòu)造, 其拖尾方向可判斷為向北剪切的運動特征。千枚狀板巖發(fā)育大量的“Z”型褶皺(圖5a), 指示向北伸展的特征; 同時千枚巖中發(fā)育大量石英脈透鏡體, 整體呈石香腸構(gòu)造(圖5b), 指示向北伸展特征。

另一方面, 含十字石石榴石云母片巖中發(fā)育大量的斜臥緊閉褶皺、石英脈透鏡體、石榴石的旋轉(zhuǎn)斑晶(圖5c)、S-C組構(gòu); 糜棱巖化的大理巖中發(fā)育強變形的偉晶巖脈, 呈大小不等的腸狀構(gòu)造、透鏡體和石香腸構(gòu)造, 其拖尾特征明顯(圖5d、e、f); 矽卡巖和矽卡巖化大理巖整體以一系列的透鏡體產(chǎn)出, 透鏡體規(guī)模變化較大, 其中較大的長軸可達20 m, 長軸方向基本平行于大理巖或者含十字石石榴石云母片巖的面理, 綜合判斷為向北伸展的運動特征。在穹窿核部靠近滑脫帶附近, 發(fā)育一套強變形的二云母花崗巖, 石英、長石、黑云母定向排列, 組成S-C組構(gòu), 同時可見石英的“σ”型和“δ”型旋轉(zhuǎn)斑晶, 野外初步判斷其運動方向為向北伸展剪切。

(a) 粉砂質(zhì)板巖中發(fā)育的寬緩褶皺及S1面理; (b) 含石榴石十字石云母片巖中石榴石的旋轉(zhuǎn)斑晶, 指示向南逆沖特征。

(a) 千枚狀板巖中發(fā)育的“Z”型褶皺, 指示向北伸展; (b) 千枚巖中發(fā)育大量的石英脈透鏡體(紅色箭頭), 指示向北伸展變形; (c) 含石榴石十字石云母片巖中發(fā)育石榴石旋轉(zhuǎn)斑晶, 指示向北剪; (d)、(e)、(f) 穹窿滑脫系中變形的偉晶巖和大理巖, 其中偉晶巖呈石香腸構(gòu)造, 均指示向北伸展剪切特征切; (g) 拉隆穹窿東北部鞘褶皺, 其核部為變形的花崗巖, 平行于X軸拉伸線理產(chǎn)狀為15°∠24°; (h) 拉隆穹窿西南部鞘褶皺, 其核部為矽卡巖, 面理產(chǎn)狀為175°∠25°, 平行于X軸拉伸線理產(chǎn)狀為172°∠13°; (i) 拉隆穹窿東南部鞘褶皺, 主體為矽卡巖化大理巖, 大理巖面理產(chǎn)狀為185°∠17°, 平行于X軸拉伸線理產(chǎn)狀為185°∠11°。

在穹窿北東部、西部、西南部及東南部的滑脫系中, 含十字石石榴石云母片巖中發(fā)育大量的鞘褶皺(圖5g、h、i), 通常鞘褶皺發(fā)育在剪切帶的強烈剪切部位, 鞘褶皺主體以強烈變形的花崗巖、偉晶巖、矽卡巖和大理巖為核部, 其圍巖主要是強烈變形的云母片巖, 隨花崗巖一起在強烈的韌性剪切過程中形成一系列大小不同的褶皺。這些鞘褶皺在不同斷面上其形態(tài)變化也很大, 在面上以封閉的圓形、眼球形、豆莢狀為特征(圖5g、i);面上為不對稱及不協(xié)調(diào)褶皺, 軸面倒向為剪切方向;面上褶皺不明顯, 但顯示出長條形或舌形等, 其上發(fā)育明顯的拉伸線理, 指示剪切方向。在拉隆穹窿東北部, 鞘褶皺核部為變形的花崗巖, 平行于軸拉伸線理產(chǎn)狀為15°∠24°; 在穹窿的西部, 鞘褶皺核部為變形的偉晶質(zhì)花崗巖, 圍巖為云母石英片巖, 片巖面理產(chǎn)狀為340°∠18°; 在拉隆穹窿的西南部, 鞘褶皺核部為矽卡巖, 面理產(chǎn)狀為175°∠25°, 平行于軸拉伸線理產(chǎn)狀為172°∠13°; 在拉隆穹窿的東南部, 鞘褶皺主體為矽卡巖化大理巖, 大理巖面理產(chǎn)狀為185°∠17°, 平行于軸拉伸線理產(chǎn)狀為185°∠11°。鞘褶皺中平行方向的拉伸線理常常發(fā)育于透鏡狀花崗巖、偉晶巖、矽卡巖和矽卡巖化大理巖的表面(圖5g), 其產(chǎn)狀整體近S-N向, 均指示整體向北韌性剪切的特征。

第三期構(gòu)造變形(D3)主要對應(yīng)于拉隆穹窿相對晚期巖體的侵位, 對應(yīng)于成穹過程, 在拉隆穹窿的西部、西北部和西南部特征最為典型。位于穹窿西部的納日靶區(qū), 圍繞核部分布的晚期鈉長石花崗巖侵位在穹窿滑脫系中的大理巖、矽卡巖和含石榴石十字石云母片巖中, 侵入關(guān)系明顯(圖6a)。拉隆穹窿東南部, 晚期鈉長石花崗巖侵位于矽卡巖和大理巖中(圖6b); 拉隆穹窿西南部, 晚期鈉長石花崗巖侵位于矽卡巖、大理巖和含石榴石云母片巖中(圖6c、d), 鈉長石花崗巖與矽卡巖密切相關(guān), 是矽卡巖型稀有金屬礦床的直接成礦巖體。

(a) 拉隆穹窿西部納日靶區(qū), 晚期鈉長石花崗巖侵位于矽卡巖、大理巖和含石榴石十字石云母片巖中; (b) 拉隆穹窿東南部, 晚期鈉長石花崗巖侵位于矽卡巖和大理巖中; (c)、(d) 拉隆穹窿西南部, 晚期鈉長石花崗巖侵位于矽卡巖、大理巖和含石榴石云母片巖中。

第四期構(gòu)造變形(D4)主要為穹窿形成之后的脆性斷層, 主要分兩組: 近S-N向斷層和近E-W向斷層, 這兩組斷層均為破穹構(gòu)造, 由內(nèi)向外斷層依次切穿穹窿核部巖體、滑脫系中大理巖和矽卡巖、含石榴石云母片巖以及部分蓋層, 這兩組斷層在穹窿西部、西南部、南部和北東部均有發(fā)育。拉隆穹窿西部, 近S-N向斷層切穿穹窿核部巖體(圖7a)、滑脫系大理巖和矽卡巖以及含石榴石云母片巖, 斷層規(guī)模較大, 走向延伸約500～1000 m, 寬約1～2 m。脆性斷層中斷層泥發(fā)育, 在核部花崗巖位置處, 斷層泥主要有白云母、石英和長石等(圖7b), 斷層面產(chǎn)狀280°∠72°。拉隆穹窿南部, 近S-N向斷層切穿滑脫系中的含石榴石十字石云母片巖(圖7c), 斷層規(guī)模較大, 走向延伸約600 m, 寬約5～10 m, 斷層走向0°, 斷層泥發(fā)育, 其中石英脈經(jīng)斷層摩擦作用呈小顆?；蛘叻勰?圖7d)。

在拉隆穹窿西南部, NE向張性正斷層切穿穹窿核部巖體和滑脫系中大理巖和矽卡巖(圖7e、f), 斷層面產(chǎn)狀45°∠67°。斷層規(guī)模較大, 走向延伸約500 m,寬約3～5 m, 沿著斷層破碎帶發(fā)育大量的螢石, 部分螢石呈細脈狀侵入或穿切在鈉長石花崗巖中, 部分呈侵染狀發(fā)育在鈉長石花崗巖中。拉隆穹窿南部, 近E-W向斷層切穿穹窿滑脫系中的大理巖和矽卡巖(圖7g、h), 斷層走向20°, 規(guī)模較大, 走向方向延伸大約300 m, 寬約3～8 m; 斷層破碎帶中硫化物發(fā)育, 主要有方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等, 同時發(fā)育大量刀片狀方解石。

2.3 拉隆穹窿變質(zhì)作用

拉隆穹窿主要保存兩類變質(zhì)作用: 一類是圍繞穹窿核部呈環(huán)帶分布的典型巴洛式變質(zhì)作用; 另一類是受巖體熱烘烤所形成的熱接觸變質(zhì)作用。其中巴洛式變質(zhì)作用主要分布在穹窿滑脫系和蓋層中, 典型變質(zhì)礦物有藍晶石、十字石、石榴石、黑云母、堇青石和硬綠泥石, 由外向內(nèi)呈現(xiàn)出相對完整的變質(zhì)礦物分帶(圖8): 硬綠泥石變質(zhì)礦物帶(圖8a)、石榴石?黑云母變質(zhì)礦物帶(圖8b)、十字石?石榴石變質(zhì)礦物帶(圖8c)和藍晶石變質(zhì)礦物帶(圖8d)。

硬綠泥石變質(zhì)礦物帶主要出露在拉隆蓋層的中下部, 靠近穹窿滑脫系一帶。該變質(zhì)帶主要發(fā)育在蓋層的千枚巖和千枚狀板巖中, 以發(fā)育硬綠泥石為特征。手標本上, 硬綠泥石為六邊形或者近圓形; 同時該變質(zhì)帶可見堇青石, 其晶型以菱面體為特征。顯微特征顯示, 硬綠泥石斑晶內(nèi)部包含多種礦物包體, 且包體軌跡延伸線與S1面理基本一致(圖9a、b)。石榴石?黑云母變質(zhì)礦物帶分布于拉隆穹窿滑脫系的中上部, 其主要巖性為含石榴石云母片巖, 代表性的變質(zhì)礦物有石榴石和黑云母, 其中石榴石以發(fā)育不同類型的旋轉(zhuǎn)斑晶為特征(圖9e), 同時在石榴石變斑晶內(nèi)部, 可見大量不同種類的包體。十字石?石榴石變質(zhì)礦物帶主要分布于拉隆穹窿滑脫系中部, 出露范圍較廣, 厚度在500～1000 m, 主要巖性為含石榴石十字石云母片巖, 代表性的變質(zhì)礦物有石榴石和十字石, 其中十字石的橫切面具尖菱形狀特征(圖9c、d)。藍晶石變質(zhì)礦物帶在拉隆穹窿出露十分少, 主要發(fā)育在滑脫系下部, 藍晶石微觀特征顯示其橫切面具有70°的兩組解理發(fā)育(圖9f)。

熱接觸變質(zhì)作用主要分布在穹窿滑脫系的含石榴石云母片巖和蓋層中千枚狀板巖中, 以發(fā)育大量的紅柱石為典型特征(圖10)。紅柱石單個晶型長約3～20 cm, 寬約0.5～2 cm, 顏色呈黃褐色和粉紅色(圖10), 柱狀晶體, 橫斷面接近四方形, 橫斷面上發(fā)育十字形(圖10d), 為典型的低級熱接觸變質(zhì)礦物。微觀特征表明, 紅柱石在其方形橫切面上發(fā)育兩組近正交的解理(圖10e、f)。紅柱石保留較好的晶型特征表明該紅柱石未經(jīng)歷區(qū)域變質(zhì)作用, 或者是在區(qū)域變質(zhì)之后, 這類熱接觸變質(zhì)作用疊加在早期巴洛式變質(zhì)之上。

3 拉隆穹窿稀有金屬礦化線索

拉隆穹窿中稀有金屬礦產(chǎn)資源異常豐富, 種類繁多, 是藏南地區(qū)重要的稀有金屬聚集地, 其中主要的稀有金屬有鈹、鈮、鉭、鎢、錫、鉬、鋰、銣和銫, 其他金屬主要有銅、鉛、鋅、金、銀和銻。本次研究初步識別出拉隆穹窿中的3種主要礦床類型, 包括矽卡巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床、鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床和構(gòu)造?熱液型Cu-Pb-Zn多金屬礦床。

3.1 矽卡巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床

矽卡巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床主要賦存在穹窿滑脫系的矽卡巖或矽卡巖化大理巖中, 賦礦圍巖為矽卡巖或矽卡巖化大理巖, 圍繞拉隆穹窿均有分布, 連續(xù)性好, 斷續(xù)延伸長度約12 km, 厚度在不同的位置變化較大, 約在5～100 m之間(圖2)。

矽卡巖型礦床主要的稀有金屬礦物有羥硅鈹石、硅鈹石、綠柱石、白鎢礦、錫石、鈮鉭礦、鋰輝石和輝鉬礦, 矽卡巖中見大量的硫化物, 主要有方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦等(圖13b)。含礦層位矽卡巖和矽卡巖化大理巖延伸穩(wěn)定, 長約3～4 km, 寬約30～80 m。拉隆穹窿中矽卡巖主體為一套鈣質(zhì)矽卡巖, 從內(nèi)向外或從下至上, 矽卡巖呈現(xiàn)規(guī)律性分帶, 依次是內(nèi)矽卡巖帶、外矽卡巖帶(外矽卡巖內(nèi)帶和外矽卡巖外帶)和圍巖大理巖(圖11)。內(nèi)矽卡巖帶出露在靠近穹窿核部的巖鈉長石花崗巖中, 與鈉長石花崗巖在空間上密切相關(guān); 內(nèi)矽卡巖呈塊狀, 淺綠色或草綠色, 主要矽卡巖礦物為綠簾石, 從巖體的中心到邊部, 綠簾石逐漸增多, 蝕變逐漸增強(圖11a、b)。外矽卡巖帶根據(jù)矽卡巖礦物含量及顏色不同, 進一步分為外矽卡巖內(nèi)帶和外矽卡巖外帶。外矽卡巖內(nèi)帶緊靠內(nèi)矽卡巖帶, 其矽卡巖呈塊狀, 主要矽卡巖礦物有石榴石、符山石、綠簾石和少量透輝石。其中石榴石含量較高, 顏色較深; 透輝石含量較少, 呈淺綠色(圖11c、d); 在底部可見大量陽起石, 灰白色或灰綠色, 呈針狀、放射狀集合體。向上或者向外進入外矽卡巖外帶, 其矽卡巖中石榴石含量明顯減少, 直至頂部, 肉眼基本看不到石榴石; 矽卡巖礦物主要有透輝石、綠簾石、符山石和少量綠泥石等組成(圖11e、f), 同時透輝石顏色明顯加深。在外矽卡巖帶中, 可見刀片狀的方解石。矽卡巖圍巖主要是一套大理巖, 大理巖整體上經(jīng)歷強烈韌性剪切, 重結(jié)晶作用明顯, 方解石顆粒呈砂糖狀(圖11g)。同時矽卡巖中發(fā)育大量的白鎢礦, 在白鎢探礦燈照射下呈藍色(圖13a)。在矽卡巖或矽卡巖化大理巖中呈透鏡體狀產(chǎn)出的偉晶巖及穹窿核部偉晶巖中均發(fā)現(xiàn)大量的輝鉬礦(圖13d), 輝鉬礦呈薄片狀集合體, 且還發(fā)育鋰輝石偉晶巖脈, 巖脈寬約2 m, 長約15～20 m, 鋰輝石含量較高, 單個晶型長約3～10 cm, 寬約0.5～2 cm, 呈柱狀或板狀, 顏色呈灰白、灰綠色。矽卡巖中Nb、Ta含量部分已到達工業(yè)品位, 最高可到600×10?6。

(a) 拉隆穹窿西部, 近S-N向斷層切穿穹窿核部巖體、滑脫系大理巖和矽卡巖以及含石榴石云母片巖; (b) 圖(a)紅色框中的斷層泥; (c) 拉隆穹窿南部, 近S-N向斷層切穿滑脫系中的含石榴石十字石云母片巖; (d) 圖(c)中的斷層泥; (e) 拉隆穹窿西南部, NE向張性正斷層, 切穿穹窿核部巖體和滑脫系中大理巖和矽卡巖, 斷層面產(chǎn)狀45°∠67°; (f) 圖(e)中的斷層泥; (g) 拉隆穹窿南部, 近E-W向斷層, 切穿穹窿滑脫系中的大理巖和矽卡巖, 斷層走向20°, 斷層破碎帶中硫化物礦石發(fā)育; (h) 圖g中的斷層角礫巖, 硫化物。

(a) 硬綠泥石變質(zhì)礦物帶; (b) 石榴石?黑云母變質(zhì)礦物帶; (c) 十字石?石榴石變質(zhì)礦物帶; (d) 藍晶石變質(zhì)礦物帶。礦物代號: Crd. 堇青石; Cld. 硬綠泥石; Bt. 黑云母; Grt. 石榴石; St. 十字石; Ky. 藍晶石。

(a)和(b) 含硬綠泥石千枚巖中硬綠泥石斑晶, 斑晶內(nèi)含多種包體, 且包體軌跡與S1面理基本一致; (c)和(d) 含石榴石十字石云母片巖中十字石顯微特征, 十字石的橫切面呈尖菱形狀特征; (e) 含石榴石云母片巖, 可見石榴石的旋轉(zhuǎn)斑晶; (f) 含藍晶石云母片巖, 藍晶石斑晶中可見近70°的兩組解理。礦物代號: Cld. 硬綠泥石; St. 十字石; Mus. 白云母; Qtz. 石英; Grt. 石榴石; Ky. 藍晶石。

礦物代號: And. 紅柱石。

3.2 鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床

鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床主要賦存在拉隆穹窿核部靠近滑脫系一帶的鈉長石花崗巖和偉晶質(zhì)花崗巖中, 以及滑脫系中呈透鏡狀或者巖脈形式產(chǎn)出于大理巖和矽卡巖內(nèi)的鈉長石花崗巖中, 其中穹窿核部鈉長石花崗巖規(guī)模較大, 圍繞穹窿滑脫系靠內(nèi)一帶均有出露, 厚度變化不等, 在200～1500 m左右(圖2); 大理巖或矽卡巖中的鈉長石花崗巖巖脈規(guī)模較小, 長約2～20 m, 厚度約為10～60 cm。

鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦化主要發(fā)育在鈉長石花崗巖中, 鈉長石花崗巖主要分布在拉隆穹窿的核部外圍一帶及滑脫系的矽卡巖或大理巖中, 整體來說與矽卡巖在空間關(guān)系上密切相關(guān)(圖11a)。

圖11 拉隆穹窿的矽卡巖分帶特征

拉隆穹窿核部淡色花崗巖在空間上具有明顯的分帶特征, 垂向上自下而上和平面內(nèi)部由內(nèi)向外分別為: 二云母花崗巖帶、白云母花崗巖帶、偉晶巖質(zhì)花崗巖帶、鈉長石花崗巖帶和偉晶巖殼/石英殼(圖12), 其中偉晶巖中以發(fā)育大量的綠柱石為特征, 是Be稀有金屬的主要礦物(圖13e)。

拉隆鈉長石花崗巖手標本上呈白色或奶白色(圖11a-①), 其中局部含石榴石較多而呈現(xiàn)粉紅色, 主要組成礦物有鈉長石、石英、白云母和石榴石(圖13f)。鈉長石呈細粒密集分布; 石榴石整體呈條帶特征出現(xiàn), 顆粒細小; 白云母含量較少, 呈鱗片狀。此次礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn), 鈉長石花崗巖中Be、Nb、Ta含量整體較高, 部分均已達到工業(yè)品位, 其中Nb含量最高可達215×10?6, 遠高于其工業(yè)品位含量; Ta含量最高可達145×10?6, 同樣高于其工業(yè)品位。因此, 鈉長石花崗巖可以作為Nb、Ta礦的重要礦體。鈉長石花崗巖中主要鈮鉭礦物有鈮鐵礦(圖13g、h)、鉭鐵礦、鈮錳礦、鉭錳礦、重鉭鐵礦、綠燒石、細晶石、鈮鉭金紅石和褐釔鈮礦等。

3.3 構(gòu)造?熱液型Cu-Pb-Zn多金屬礦床

構(gòu)造?熱液型Cu-Pb-Zn多金屬礦床主要發(fā)育在穹窿內(nèi)近S-N向、E-W向和NE向的張性斷層中, 斷層規(guī)模較小, 一般延伸50～300 m, 寬約2～10 m, 斷層見大量構(gòu)造角礫巖和斷層泥(圖7)。其中NE向斷層規(guī)模較大, 走向延伸約500 m, 寬約3～5 m, 沿著斷層破碎帶中, 發(fā)育大量的螢石, 同時見大量的硫化物礦石, 以方鉛礦為主(圖14a), 部分螢石呈細脈狀侵入或穿切在鈉長石花崗巖中, 部分呈侵染狀發(fā)育在鈉長石花崗巖中。近NE向張性正斷層(圖14a、b), 切穿穹窿核部巖體和滑脫系中大理巖和矽卡巖, 斷層面產(chǎn)狀45°∠67°。拉隆穹窿南部, 近E-W向斷層, 切穿穹窿滑脫系中的大理巖和矽卡巖, 斷層走向20°, 斷層規(guī)模較大, 走向方向延伸大約300 m, 寬約3～8 m, 斷層破碎帶中硫化物礦石發(fā)育, 主要的硫化物有方鉛礦、黃鐵礦、黃銅礦、閃鋅礦等(圖14b、c), 脈石礦物主要有方解石和石英, 同時方解石部分呈刀片狀(圖14d)。

4 討 論

4.1 拉隆穹窿的結(jié)構(gòu)特征及區(qū)域構(gòu)造意義

拉隆穹窿位于北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶的東段, 地處研究程度較高的錯那洞穹窿和康馬穹窿之間, 南鄰藏南拆離系約40 km, 靠近庫拉崗日巖體。前人對北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶的形成機制提出了多種模式, 代表性的有拆離斷層?變質(zhì)核雜巖模式、底辟、逆沖(斷坡)、雙沖構(gòu)造和管道流模式(channel flow)等(Chen et al., 1990; 張進江和鄭亞東, 1998; Lee et al., 2000; 張進江, 2007; 張進江等, 2007; Langille et al., 2010; Wagner et al., 2010; Zhang et al., 2012)。張進江等(2007, 2011)通過對雅拉香波和馬拉山穹窿系統(tǒng)的構(gòu)造研究, 認為北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶的形成與藏南拆離系的伸展減薄相關(guān), 在藏南拆離系近S-N向伸展減薄機制下, 引發(fā)中地殼廣泛的部分重熔, 導致大規(guī)模的花崗巖侵位, 其底辟作用形成北喜馬拉雅片麻巖穹窿帶, 并認為雅拉香波穹窿是藏南拆離系向北延伸出露的表現(xiàn)部分; Chen et al. (1990)提出康馬穹窿屬于變質(zhì)核雜巖穹窿,是藏南拆離系活動的結(jié)果; Lee et al. (2000, 2004)提出康馬穹窿的形成是加熱的中地殼向上沿著吉隆?康馬逆沖斷層(GKT)逆沖在向北傾的斷坡之上的結(jié)果(Chen et al., 1990b; Lee et al., 2000); Wagner et al. (2010)認為康馬穹窿是藏南中地殼的塑形流動, 在藏南拆離系和主中央逆沖斷裂之間形成的管道流向南擠出的結(jié)果; 李光明團隊(Fu et al., 2017, 2018)近年來通過大量的構(gòu)造、巖漿、成礦作用綜合研究, 提出錯那洞穹窿的形成是在藏南拆離系向北伸展拆離的主導機制下, 疊加后期近E-W向韌性伸展和巖漿底辟作用共同的結(jié)果。

圖12 拉隆花崗巖的垂向分帶示意圖及野外巖性特征

(a) 含白鎢礦的矽卡巖, 其中藍色部分為白鎢探礦燈照射下的白鎢礦; (b) 含硫化物的矽卡巖, 主要硫化物為方鉛礦、閃鋅礦和黃銅礦等; (c) 矽卡巖中硫化物的顯微照片; (d) 偉晶巖中的輝鉬礦, 核部; (e) 偉晶巖中的綠柱石, 核部; (f) 含鈮鉭礦的鈉長石花崗巖顯微照片, 主要由粒狀的鈉長石組成, 含少量的石榴石, 正交偏光; (g) 圖13(f)的放大, 顯示鈉長石中的鈮鐵礦, 放射光; (h) 鈉長石花崗巖中鈮鐵礦的背散射照片。礦物代號: Sch. 白鎢礦; Sp. 閃鋅礦; Gn. 方鉛礦; Ccp. 黃銅礦; Mot. 輝鉬礦; Brl. 綠柱石; Grt. 石榴石; Ab. 鈉長石; Clf. 鈮鐵礦。

拉隆穹窿發(fā)育大量的花崗巖, 且呈現(xiàn)出良好的分帶特征, 從中心到邊部, 依次為二云母花崗巖、白云母花崗巖、偉晶質(zhì)花崗巖、偉晶巖和鈉長石花崗巖, 表明拉隆穹窿花崗巖經(jīng)歷了高度巖漿分異和演化。

拉隆穹窿經(jīng)歷了四期構(gòu)造變形: 第一期由南向北逆沖擠壓構(gòu)造、第二期由北向南伸展剪切構(gòu)造、第三期成穹構(gòu)造和第四期近E-W向伸展構(gòu)造。其中第二期構(gòu)造變形中可見大量的鞘褶皺, 通過對穹窿不同位置的鞘褶皺平行于方向的拉伸線理進行統(tǒng)計與測量, 其線理整體為近S-N走向, 與區(qū)域藏南拆離系特征基本一致, 表明拉隆穹窿中第二期構(gòu)造變形是藏南拆離系在拉隆的出露和表現(xiàn)。同時, 拉隆穹窿核部以及滑脫系中, 可見大量偉晶質(zhì)花崗巖和鈉長石花崗巖侵位白云母花崗巖、大理巖、矽卡巖或者云母類片巖中, 表明晚期巖漿侵位是穹窿形成的重要組成部分。李光明團隊獲得白云母花崗巖的U-Pb年齡為23 Ma, 表明拉隆穹窿核部白云母花崗巖在23 Ma左右侵位(付建剛等, 2020); 該年齡與錯那洞穹窿中變形花崗巖的年齡一致, 并將其解釋為藏南拆離系在錯那洞穹窿的出露和表現(xiàn)。此外23 Ma區(qū)域上還發(fā)育廣泛的巖漿活動。

(a) 近NE向斷裂中方鉛礦石; (b) 近E-W向斷裂中硫化物黃鐵礦、黃銅礦礦石; (c) 近E-W向斷裂中方鉛礦、黃銅礦和銅綠礦石; (d) 近E-W向斷裂中發(fā)育的刀片狀方解石。

拉隆穹窿位于康馬穹窿和錯那洞穹窿中間, 本次通過對拉隆穹窿與康馬穹窿、錯那洞穹窿在構(gòu)造變形、巖石?構(gòu)造單元組成方面的詳細對比, 發(fā)現(xiàn)三個穹窿盡管均屬于北喜馬拉雅穹窿帶的南帶, 但是仍然存在著較大的差別, 主要體現(xiàn)在: 構(gòu)造變形、變質(zhì)作用和巖石?構(gòu)造單元組成(Lee et al., 2000; Wagner et al., 2010; Fu et al., 2017, 2018)。在構(gòu)造變形和期次方面, 康馬穹窿主要經(jīng)歷兩期構(gòu)造變形: D1和D2, D1以頂部朝南、由北向南逆沖推覆為主, 以N-S向擠壓而引起褶皺和增厚為特征; D2變形以頂部朝北、由南向北伸展減薄為主(Burg et al., 1984; Chen et al., 1990b; Lee et al., 2000, 2004)。錯那洞穹窿中保存了四期構(gòu)造變形: 初期(D1)向南逆沖、早期(D2)近 N-S向伸展、晚期(D3)近 E-W向伸展和后期(D4)滑塌構(gòu)造運動(Fu et al., 2017, 2018)。本次工作在拉隆穹窿中識別出四期構(gòu)造變形: 分別是第一期(D1)由南向北逆沖擠壓構(gòu)造、第二期(D2)由北向南伸展剪切構(gòu)造、第三期(D3)成穹構(gòu)造和第四期(D4)成穹之后的張性構(gòu)造?？梢钥吹? 拉隆穹窿和康馬穹窿、錯那洞穹窿一樣, 均經(jīng)歷了早期D1和D2兩期構(gòu)造變形, 且在錯那洞穹窿和拉隆穹窿中均發(fā)育大量的鞘褶皺, 其平行于方向的拉伸線理產(chǎn)狀基本一致, 具有區(qū)域一致性, 與藏南拆離系密切相關(guān), 表明拉隆穹窿和錯那洞穹窿均受藏南拆離系的主導影響。此外, 康馬穹窿也是典型變質(zhì)核雜巖穹窿的代表, 是藏南拆離系活動的結(jié)果。綜合表明三個穹窿早期經(jīng)歷了相同的構(gòu)造變形, 均受藏南拆離系主導伸展拆離的影響。在變質(zhì)作用方面, 康馬穹窿和錯那洞穹窿由內(nèi)向外保存了完整且典型的巴洛式變質(zhì)特征, 依次是矽線石?藍晶石變質(zhì)帶、石榴石?十字石變質(zhì)帶、石榴石?黑云母變質(zhì)帶和硬綠泥石?堇青石變質(zhì)帶; 拉隆穹窿中目前還沒有發(fā)現(xiàn)有矽線石, 見少量藍晶石, 其變質(zhì)礦物分帶由內(nèi)向外依次是藍晶石變質(zhì)礦物帶、十字石變質(zhì)礦物帶、石榴石?黑云母變質(zhì)礦物帶和硬綠泥石?堇青石變質(zhì)礦物帶, 表明拉隆穹窿經(jīng)歷變質(zhì)作用壓力明顯低于康馬穹窿和錯那洞穹窿。在巖石?構(gòu)造單元組成方面, 三個穹窿雖然由內(nèi)向外均由核部、滑脫系和蓋層三部分組成, 然而三個穹窿的核部組成又各不相同, 康馬穹窿核部主要是一套花崗質(zhì)片麻巖, 其年齡在498 Ma, 基本沒有新生代巖漿活動的痕跡; 錯那洞穹窿核部既發(fā)育498 Ma左右的花崗質(zhì)片麻巖, 同時也發(fā)育多期新生代淡色花崗巖, 巖性主要包括二云母花崗巖、白云母花崗巖、偉晶巖, 其年齡分別為32 Ma、23 Ma、18 Ma和16 Ma(黃春梅等, 2018); 拉隆穹窿核部主要是一套高度分異演化的淡色花崗巖, 并呈現(xiàn)出良好的分帶特征, 由內(nèi)向外或由下向上依次是二云母花崗巖、白云母花崗巖、偉晶質(zhì)花崗巖、鈉長石花崗巖和偉晶巖殼/石英殼, 李光明團隊獲得核部白云母花崗巖獨居石U-Pb年齡為23 Ma, 在穹窿核部沒有花崗質(zhì)片麻巖出露。綜合三個穹窿核部巖性出露情況, 康馬穹窿中只發(fā)育花崗質(zhì)片麻巖, 為一套時代較老的基底; 錯那洞穹窿既有花崗質(zhì)片麻巖、又有新生代淡色花崗巖; 拉隆穹窿核部只發(fā)育淡色花崗巖, 其基底較老的花崗質(zhì)片麻巖很可能還未出露出來。從三個穹窿核部出露情況來看, 康馬穹窿和錯那洞穹窿核部出露較為完整, 抬升或者剝露程度較高, 其穹窿的三層結(jié)構(gòu)保留的十分完整; 而拉隆穹窿核部出露相對不完整, 抬升或者剝露程度較低, 其核部時代較老的基底還沒有出露, 只有晚期巖體的侵位?？傮w來說, 拉隆穹窿只保留了穹窿的兩層結(jié)構(gòu), 即滑脫系和蓋層, 其核部不能算真正意義上穹窿的核部, 本次研究的拉隆穹窿核部只是代表穹窿中心的一套巖石組合。三個穹窿核部巖性的差別, 在某種程度上反應(yīng)了穹窿在成穹過程中對應(yīng)的第二期(D2)韌性構(gòu)造變形(即STDS)的深部各部相同, 康馬穹窿和錯那洞穹窿對應(yīng)的韌性剪切變形深度較淺, 而拉隆穹窿相對應(yīng)的變形深度明顯較深。

綜上所述, 拉隆穹窿作為北喜馬拉雅南穹窿帶的典型代表, 其獨特的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征, 為解析北喜馬拉雅雙穹窿構(gòu)造的形成機制及其區(qū)域構(gòu)造演化提供堅實證據(jù)。

4.2 拉隆穹窿Be-Nb-Ta稀有金屬礦化特征及其重要戰(zhàn)略意義

拉隆穹窿中主要的礦化類型包括矽卡巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床、鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床和構(gòu)造?熱液型Cu-Pb-Zn多金屬礦床三類。這三種不同類型的礦床在空間上存在著十分密切的相互關(guān)系。矽卡巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床主要賦礦圍巖為矽卡巖及矽卡巖化大理巖, 矽卡巖主要是一套鈣質(zhì)矽卡巖, 發(fā)育典型的分帶特征(圖10), 其內(nèi)矽卡巖與穹窿核部及滑脫系中鈉長石花崗巖密切相關(guān), 部分呈漸變過渡關(guān)系。在野外露頭可以找到鈉長石花崗巖與稀有金屬礦化矽卡巖直接接觸的證據(jù), 其巖性從細粒鈉長石花崗巖、蝕變鈉長石花崗巖(弱矽卡巖化)、矽卡巖(矽卡巖化, 主要礦物為綠簾石和石英)到典型矽卡巖, 其蝕變逐漸增強, 矽卡巖礦物也逐漸增加(圖10)。表明這期細粒鈉長石花崗巖及對應(yīng)的偉晶巖與稀有金屬礦化矽卡巖密切相關(guān), 其巖體形成時代基本可代表含礦矽卡巖的稀有金屬成礦時代。位于拉隆穹窿東邊的錯那洞矽卡巖型Be-W-Sn多金屬礦賦存在錯那穹窿滑脫系中的矽卡巖中, 賦礦圍巖矽卡巖同樣也是一套鈣質(zhì)矽卡巖, 成礦元素主要以Be、W和Sn為主, 伴生元素為Mo、Bi、Sb、Cu、Pb、Zn等, 該礦床主要受控于錯那洞穹窿構(gòu)造, 與中新世高分異淡色花崗巖密切相關(guān)。

鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床賦礦圍巖主要為鈉長石花崗巖和偉晶巖, 均為巖漿高度分異演化的產(chǎn)物。穹窿核部花崗巖呈規(guī)律性的分帶, 從上向上依次是二云母花崗巖、白云母花崗巖、偉晶質(zhì)花崗巖、鈉長石花崗巖和偉晶巖殼/石英殼。同時, 本次研究在拉隆穹窿核部花崗巖撿塊樣分析結(jié)果表明Li元素含量較高, 部分在1000×10?6以上(課題組未發(fā)表數(shù)據(jù))。拉隆穹窿花崗巖的分帶特征與我國著名的華南富鋰氟含稀有金屬元素礦化花崗巖分帶特征十分相似(朱金初等, 2011)。該類以超酸性、過鋁、富鈉、富含H2O、F、B、P等揮發(fā)性組分, 以及富含Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta、W、Sn等親石稀有金屬元素為主要特征, 簡稱Li-F花崗巖, 這種花崗巖通常以高侵位的小巖株為主, 分布面積較小, 在空間分布上具有明顯的平面內(nèi)部分帶和垂直分帶特征(朱金初等, 2002)。朱金初等(2000)結(jié)合我國華南地區(qū)和國外典型的Li-F花崗巖特征, 總結(jié)出Li-F花崗巖在垂向上的分帶特征, 自下而上依次是二云母花崗巖帶(Ⅰ帶)、白云母花崗巖或淺色花崗巖帶(Ⅱ帶)、黃玉?鋰云母(或鐵鋰云母)?鈉長石花崗巖帶(Ⅲ帶)、云英巖帶(Ⅳ帶)、鉀長石偉晶巖殼/石英殼(Ⅴ帶), 其中黃玉?鋰云母(或鐵鋰云母)?鈉長石花崗巖帶(Ⅲ帶)是主要的稀有金屬含礦層段, 此外云英巖帶厚度不等, 也到達工業(yè)品位。另一方面, 新疆可可托海3號脈偉晶巖型稀有金屬礦床是我國最具典型的Li-F偉晶巖型礦床, 其內(nèi)部也具有明顯的空間分布特征, 由外向內(nèi)依次是淺色花崗質(zhì)細粒邊緣帶、以鉀長石+石英+鈉長石為主要成分的文象偉晶巖外部帶、以鋰輝石或透鋰長石+石英+葉鈉長石為主要成分的中間帶和以塊狀石英+鉀長石為主要成分的核部帶, 此外還會出現(xiàn)一些具有水巖反應(yīng)特征的糖粒狀鈉長石巢和塊狀鋰云母的團塊(朱金初等, 2000; 周起鳳等, 2013; 唐宏和張暉, 2018)。朱金初等(2000)通過比較發(fā)現(xiàn)Li-F偉晶巖的內(nèi)部分帶與Li-F花崗巖的垂直分帶在空間分帶上具有一定的相似性, 比如前者的核部帶與后者的偉晶巖殼/石英殼基本相似, 前者的中間帶與后者的黃玉?鋰云母?鈉長石花崗巖帶基本相似, 前者的邊緣帶和外部帶與后者的淺色花崗巖帶基本相似。

本次研究通過對比可以發(fā)現(xiàn), 拉隆穹窿花崗巖的分帶特征, 整體與我國華南地區(qū)Li-F花崗巖和新疆可可托海3號偉晶巖脈的分帶特征十分相似, 表明拉隆穹窿核部花崗巖屬于Li-F花崗巖。前人對Li-F花崗巖與稀有金屬成礦方面做了大量的研究, 并認為稀有金屬成礦主要發(fā)生在巖漿?熱液過渡階段, 該階段以熔體相、固體相和流體相的三相并存為典型, 其中殘余熔漿也叫偉晶巖漿, 具有富含Na、K、Al等造巖元素, 富含Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta等稀有金屬元素, 同時富含H2O、P和B等揮發(fā)分的典型特征, 該階段既有殘余熔體的結(jié)晶作用, 也有已晶出固相礦物與巖漿流體之間的水巖反應(yīng), 并發(fā)生交代蝕變作用或者自交代作用(朱金初等, 2002)。

鈹鈮鉭等稀有金屬作為我國乃至全世界的戰(zhàn)略性關(guān)鍵礦產(chǎn)資源, 在新能源、新材料和信息技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)具有不可替代的重大作用。北喜馬拉雅帶拉隆穹窿中Be-Nb-Ta稀有金屬礦床的發(fā)現(xiàn), 特別是鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦床, 極大地豐富和擴展了北喜馬拉雅帶稀有金屬的成礦類型和成礦潛力; 同時在摸清我國關(guān)鍵礦產(chǎn)資源家底、提高關(guān)鍵礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略統(tǒng)籌能力、發(fā)揮其作為大國博弈的重要利器作用等方面具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

5 結(jié) 論

(1) 拉隆穹窿由內(nèi)向外由三部分組成, 依次是核部、滑脫系和蓋層, 其中核部主要是一套新生代高分異的淡色花崗巖組合, 未見老基底出露; 滑脫系整體屬于一條規(guī)模較大的韌性剪切帶。

(2) 拉隆穹窿保留四期構(gòu)造變形, 分別是第一期由南向北逆沖擠壓構(gòu)造、第二期由北向南伸展剪切構(gòu)造、第三期成穹構(gòu)造和第四期近E-W向伸展構(gòu)造。

(3) 拉隆穹窿保存了兩類變質(zhì)作用: 一類是圍繞穹窿核部呈環(huán)帶分布的典型巴洛式變質(zhì)作用; 另一類是受巖體熱烘烤所形成的熱接觸變質(zhì)作用。

(4) 拉隆穹窿主要發(fā)育三種礦化類型: 矽卡巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦、鈉長石花崗巖型Be-Nb-Ta稀有金屬礦和構(gòu)造?熱液型Cu-Pb-Zn多金屬礦。

(5) 拉隆穹窿核部花崗巖呈良好的垂向分帶特征, 從下向上依次是二云母花崗巖、白云母花崗巖、偉晶質(zhì)花崗巖、鈉長石花崗巖和偉晶巖殼/石英殼。

(6) 拉隆穹窿Be-Nb-Ta稀有金屬礦床的發(fā)現(xiàn), 極大地豐富和擴展了北喜馬拉雅帶稀有金屬的成礦類型和成礦潛力, 在我國乃至全球具有十分重要的戰(zhàn)略意義。

本文野外工作得到了四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局405地質(zhì)隊的肖鵬、李紅兵、葉超和中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心的李應(yīng)栩、吳建陽、馬國桃、梁生賢、樊文鑫的熱心幫助, 北京大學張進江教授和另外一位匿名審稿專家對本文提出了建設(shè)性的修改意見, 在此一并表示衷心的感謝。

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Geological Characteristics and Metallogenic Types of Be-Nb-Ta Rare Metals in the Lalong Dome, Southern Tibet, China

FU Jiangang1, LI Guangming1*, WANG Genhou2, DONG Suiliang1, ZHANG Hai1, GUO Weikang1, ZHANG Linkui1, ZHANG Xiaoqiong3and JIAO Yanjie1

(1. Chengdu Institute of Geology and Mineral Resources, China Geological Survey, Chengdu 610081, Sichuan, China; 2. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China; 3.The Bureau of Natural Resources and Planning Ya’an, Ya’an 625000, Sichuan, China)

The Lalong dome is located at the eastern part of the North Himalayan Gneiss Domes (NHGD), sandwiched in-between the well-studied Kangmar dome and the Cuonadong dome. The Lalong dome consists of three lithologic-tectonic units from core to rim: the lower, middle and upper units. The lower unit mainly consists of the Cenozoic leucogranites including two mica granite, muscovite granite, pegmatitic granite, and albite granite. The middle unit predominately consists of the strongly deformed mica schist, marble, skarn, granite, pegmatite, amphibolite and quartzite sequence, which is a meso-scale ductile shear zone. The upper unit consists of the Jurassic metasedimentary and sedimentary rocks that belong to the low-grade THS, and mainly composed of phyllite, phyllite slate, silty mudstone and silt-slate. The typical metamorphic minerals in this unit are predominantly cordierite, chloritoid, and andalusite. The upper detachment fault is the boundary between the middle unit and the upper unit, while the lower detachment fault is not well exposed in the Lalong dome, which is characterized by the sheath fold around the core of the Lalong dome. Rocks in the Lalong dome recorded four major deformational events: D1, top-to-S thrust resulting in N-S shortening and vertical thickening; D2, top-to-N extension characterized by vertical thinning and N-S extensional deformation; D3, doming deformation associated with intrusion of leucogranites; and D4, late extensional faults with N-S, E-W and NE trending which also cut three units of the dome. Two types of metamorphism have been identified in the Lalong dome: 1) the typical Barrovian metamorphism and 2) the lower thermal contact metamorphism. Based on textures and mineral assemblages of the granites, five varieties of granite could be distinguished vertically: two mica granite, muscovite granite, pegmatitic granite, albite granite, and pegmatite shell and or quartz shell. Three types of mineralization have been first discovered in the Lalong dome: skarn-hosted rare-metal mineralization (Be, Nb, Ta, W, Sn), albite granite hosted rare-metal mineralization (Be, Nb, Ta, W, Sn, Li, Rb, Cs, Mo), and tectonic hydrothermal Cu-Pb-Zn mineralization. The discovery of the Lalong Be-Nb-Ta rare metal deposit, especially the albite granite type rare metal mineralization, not only enriched the metallogenic types and the potential of the rare metals in the northern Himalaya, but also played an important strategic role in understanding key mineral resources in China, and improved the strategic coordination capacity for key mineral resources.

skarn; albite granite; Be-Nb-Ta rare metals; Lalong dome; North Himalaya

2020-04-22;

2020-5-31

國家自然科學基金項目(91955208、41602214)、中國地質(zhì)調(diào)查局項目“西藏山南地區(qū)鈹錫多金屬礦調(diào)查評價”(DD20190147)、國家科學技術(shù)部項目“青藏高原典型礦集區(qū)透明化與礦體定位預測”(2016YFC060308)和“青藏高原重要礦產(chǎn)資源基地成礦系統(tǒng)深部探測技術(shù)與勘查增儲示范”(2018YFC0604103)聯(lián)合資助。

付建剛(1987–), 男, 博士, 副研究員，主要從事于構(gòu)造地質(zhì)與成礦理論研究。Email: fujiangangcd@163.com

李光明(1965–), 男, 研究員, 主要從事于礦產(chǎn)資源勘查與評價、區(qū)域成礦規(guī)律與成礦預測。Email: 13982257109@163.com

P612; P542

A

1001-1552(2021)05-0913-021

10.16539/j.ddgzyckx.2021.05.006