新疆阿圖什蘇洪東堿性花崗巖型鈮鉭富礦脈的發(fā)現(xiàn)及意義

余元軍，萬建領(lǐng)，閆 佐，陳 奎

(新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第八地質(zhì)大隊(duì)，新疆 阿克蘇 843000)

0 引 言

蘇洪東堿性花崗巖是西南天山哈拉峻巴什索貢雜巖體的組成部分。1∶20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(成守德，1967)將該雜巖體劃分為基性巖體(輝長巖、斜長巖)、花崗正長巖體(白崗巖、堿性花崗巖、石英正長巖、正長巖)，自然重砂分析在巖體出露的第四系中發(fā)現(xiàn)燒綠石、褐鈮鉭礦，礦產(chǎn)檢查在巖體接觸帶發(fā)現(xiàn)螢石-石英-電氣石脈含Y、Yb、Ce、La礦化，但找礦線索未引起重視。后又對雜巖體進(jìn)行礦產(chǎn)檢查(杜品龍，1976)，在巖體中發(fā)現(xiàn)Nb2O5和Ta2O5礦化點(diǎn)8處，Nb2O5品位為0.011 0%～0.031 3%，Ta2O5品位為0.001 0%～0.005 0%，因工作局限，未查清礦體規(guī)模、形態(tài)、產(chǎn)狀。后來的研究(鄒天人等，1999，2006；劉德權(quán)等，2001；趙仁夫等，2002；陳毓川等，2007)將研究區(qū)劃入塔里木盆地北緣稀土、鈮、鉭、鋯、金云母、蛭石、寶玉石成礦區(qū)(A級)，認(rèn)為西南天山堿性花崗巖型鈮鉭稀有金屬礦床僅拜城波孜果爾一例，與未開展稀有金屬地質(zhì)專項(xiàng)研究和地質(zhì)勘查有關(guān)。1∶5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查(楊林春等，2014,2016)將雜巖體劃為中二疊世巴什索貢侵入巖序列輝長巖、石英正長巖、鉀長花崗巖3個侵入次，礦產(chǎn)調(diào)查工作并無進(jìn)展。1∶5萬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查(劉增仁等，2018)在巴什索貢巖體、研究區(qū)東側(cè)堿性花崗巖(脈)中初步確定堿性花崗巖型中型鈮鉭礦床1處，指出進(jìn)一步找礦空間巨大。

2019年以來，經(jīng)預(yù)研究選擇蘇洪東堿性花崗巖開展稀有稀土找礦，通過野外調(diào)查、樣品測試并進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為蘇洪東堿性花崗巖與拜城波孜果爾超大型鈮鉭礦床控礦巖體特征十分相似，為堿性花崗巖型鈮鉭控礦巖體，且蘇洪東堿性花崗巖體南緣新發(fā)現(xiàn)存在鈮鉭富礦脈礦化現(xiàn)象，綜合認(rèn)為蘇洪東堿性花崗巖鈮鉭稀有稀土成礦潛力良好，開展進(jìn)一步地質(zhì)工作對推動西南天山堿性花崗巖型稀有稀土找礦研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)地處烏恰—烏什—庫爾勒斷裂(即塔里木板塊北緣板內(nèi)深斷裂帶)南側(cè)(董連慧等，2010)、屬于塔里木板塊北緣巖漿巖帶堿性雜巖帶(圖1)三大集中區(qū)(庫爾勒、拜城、哈拉峻)的哈拉峻地區(qū)(鄒天人等，1999；趙仁夫等，2002；徐仕琪等，2016；劉增仁等，2018)。有資料稱研究區(qū)一帶巖體為巴什索貢雜巖體，其出露面積為9.74 km2，地表呈橢圓狀、巖株?duì)町a(chǎn)出，侵入下二疊統(tǒng)巴立克立克組地層中，巖體與地層接觸部位見角巖化、矽卡巖化蝕變，寬50～200 m，雜巖體由第一期中粒輝長巖、第二期中粗粒霓石正長巖、第三期中細(xì)粒堿性花崗巖組成，各期次之間呈侵入接觸關(guān)系。

圖1 塔里木盆地北緣—南天山造山帶堿性巖分布略圖(據(jù)趙仁夫等，2002修改)Fig. 1 Distribution of the alkaline rock in the northern margin of the Tarim plate and the southern Tianshan orogenic belt(modified from Zhao et al.,2002)

2 研究區(qū)地質(zhì)特征

2.1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于雜巖體西段(圖2)。出露為下二疊統(tǒng)巴立克立克組濱淺海臺地相細(xì)碎屑巖、碳酸鹽巖，第四系洪沖積，北東—南西向斷裂(早)和近南北向斷裂(晚)發(fā)育。侵入巖發(fā)育霓石正長巖、堿性花崗巖，前者出露規(guī)模大，為早期侵入，呈巖株?duì)?；后者呈巖脈或巖枝狀侵入于霓石正長巖體內(nèi)、外接觸帶。堿性花崗巖與霓石正長巖的侵入接觸界面附近常出現(xiàn)霓長巖化(霓石-霓輝石、鈉長石)為主的偉晶巖化，鈉長石、霓輝石常達(dá)到巨晶程度，研究認(rèn)為堿性花崗巖(脈)是該區(qū)鈮鉭控礦巖體。

圖2 構(gòu)造位置(a)、巴什索貢雜巖體(b)、研究區(qū)地質(zhì)(c)簡圖1-第四系；2-下二疊統(tǒng)巴立克立克組；3-巴立克立克組一段；4-巴立克立克組二段；5-巴立克立克組三段；6-巴什索貢雜巖體輝長巖；7-巴什索貢雜巖體霓石正長巖；8-巴什索貢雜巖體堿性花崗巖；9-鈮鉭富礦脈Fig. 2 Tectonic location (a),Bashisuogong complex (b)and geological sketch of the study area (c)

2.2 巖石學(xué)特征

據(jù)野外調(diào)查與室內(nèi)鏡下鑒定，研究區(qū)侵入巖有霓石正長巖、堿性花崗巖。霓石正長巖：淺灰-灰褐色，中-粗粒、不等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，由正長石(粒度1～5 mm)48%～62%、石英(粒度0.3～3 mm)28%～42%、霓輝石(粒度0.2～2.5 mm)7%、以及少量棕云母、磁鐵礦副礦物組成。其中，正長石為伸長的板狀，具同心環(huán)帶；石英無色透明，表面干凈，I級灰白干涉色，正低突起；霓輝石單偏光下為翠綠色，顯不均一多色性，部分切面見明顯多色性環(huán)帶，干涉色二級、負(fù)延性；棕云母具特征棕紅色，較常見。

堿性花崗巖：淺灰色，中-細(xì)粒、不等粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由條紋長石(粒度0.5 mm×1 mm至1.5 mm×3 mm)55%、石英(粒度0.5～3 mm)35%、角閃石(粒度0.2～3 mm)5%～10%、以及少量磁鐵礦等副礦物組成。其中，條紋長石無色透明，柱狀、條紋結(jié)構(gòu)，可見卡式雙晶，干涉色I(xiàn)級灰至I級黃，90%以上具糙面，輕度風(fēng)化；石英無色透明，粒狀，填充于長石間隙，表面干凈；角閃石呈長柱狀，淺綠色到淺褐色，多色性，有不規(guī)則裂紋，II—III級綠干涉色，2組解理。

2.3 巖石地球化學(xué)特征

霓石正長巖、堿性花崗巖均顯示為鈣堿性A型花崗巖；霓石正長巖中的稀土元素含量為75.8～454 g/t，堿性花崗巖中稀土元素含量為37.9～1 798 g/t。微量元素表現(xiàn)為Sr、K、Rb、Ba、Th強(qiáng)烈富集，伴有Ta、Nb、Ce富集，Zr、Hf、Yb虧損。環(huán)境分析顯示造山后期、板內(nèi)裂谷型特征。

2.4 其他地質(zhì)特征

1∶5萬礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查將巴什索貢巖體劃分為：第一期含磁鐵礦中粒橄欖輝長巖、第二期中-粗粒霓石正長巖(規(guī)模最大)、第三期火成碳酸鹽巖、第四期中-細(xì)粒堿性花崗巖。在研究區(qū)東側(cè)堿性花崗巖中圈出鈮鉭礦體21條，長1 950 m，厚40～100 m，Nb2O5平均品位為0.018%，估算鈮鉭資源量>1萬 t(中型)。在堿性花崗巖與正長巖的侵入接觸界面附近常見霓長巖化(霓石-霓輝石、鈉長石)為主的偉晶巖化(圖3a、b)，其鈉長石、霓輝石常達(dá)巨晶程度。重砂分析反映賦礦礦物以鈮鐵礦-鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、易解石、燒綠石、鈮鐵金紅石為主，并有大量獨(dú)居石，顯示巖體中鈮-鉭賦存在可分選、可分離的礦物中，以鈮鐵礦-鈮鉭鐵礦、褐釔鈮礦、易解石、燒綠石、鈮鐵金紅石為主的含鈮鉭礦物是鈮鉭的主要載體礦物(圖3d、f)，此外還圈出火成碳酸鹽巖(重質(zhì)碳酸鈣)(圖3c)。

圖3 巴什索貢鈮鉭礦化蝕變及鈮鉭載體礦物特征(據(jù)劉增仁等，2019)(a)堿性花崗巖與正長巖的侵入接觸關(guān)系及偉晶巖化；(b)霓長偉晶巖；(c)火成碳酸巖；(d)霓石包裹的褐釔鈮礦；(e)燒綠石；(f)鈮鐵礦Pcl-燒綠石；Fer-褐釔鈮礦；Aeg-霓石；Fel-鈮鐵礦;Af-堿性長石Fig. 3 Nb-Ta mineralization alteration and characteristics of Nb-Ta carrier minerals in Bashisuogong(modified from Liu et al.,2019)(a)intrusive contact relationship between alkaline granite and syenite;(b)fenite pegmatite;(c)igneous carbonatite;(d)fergusonite wrapped by aegirine;(e)pyrochlorite;(f)Nb-Fe ore

2019年在研究區(qū)霓石正長巖體內(nèi)及外接觸帶發(fā)現(xiàn)5條堿性花崗巖(脈)，呈脈狀、巖枝狀產(chǎn)出，主脈長1 200 m、寬160 m，出現(xiàn)不均勻鈮鉭礦化現(xiàn)象，(Nb,Ta)2O5品位為0.106%，Ta2O5品位為0.010%。在堿性花崗巖主脈南緣新發(fā)現(xiàn)鈮鉭富礦脈礦化，富礦脈呈淺天藍(lán)色，中-細(xì)粒結(jié)構(gòu)，長20 m，寬0.10 m，其(Nb,Ta)2O5品位為0.278%(為工業(yè)品位的11.58倍)，Ta2O5品位為0.044%(為工業(yè)品位的3.66倍),另含鈹(0.094%)、銣(0.402%)、銫(0.061%)，稀土Y品位為1 192 g/t。

上述反映研究區(qū)稀有稀土存在多期成礦，特別是存在特富成礦期。通過與拜城波孜果爾等堿性花崗巖型鈮鉭礦床(點(diǎn))對比分析(表1)，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)蘇洪東堿性花崗巖鈮鉭礦化地質(zhì)特征與波孜果爾超大型鈮鉭礦床特征極為相似，開展進(jìn)一步工作具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

表1 新疆西南天山堿性花崗巖型稀有稀土礦床(點(diǎn))特征對比Table 1 Comparison of characteristics of alkaline granite-type rare earth deposits (points)in Tianshan mountains,Xinjiang

3 討 論

(1)成礦環(huán)境。阿圖什蘇洪東堿性花崗巖位于西南天山堿性雜巖帶三大集中區(qū)(庫爾勒、拜城、哈拉峻)的哈拉峻地區(qū)塔里木板塊北緣板內(nèi)深斷裂帶上，該礦帶已發(fā)現(xiàn)拜城波孜果爾堿性花崗巖型超大鈮鉭礦床，對比蘇洪東堿性花崗巖鈮鉭礦化與波孜果爾礦床(聶桂平，1998；鄒天人等，1999；楊富全等，2001；王登紅等，2013)，地質(zhì)特征極為相似，成礦環(huán)境優(yōu)越。

(2)找礦意義。蘇洪東堿性花崗巖為鈮鉭釔稀有稀土礦化控礦巖體，并新發(fā)現(xiàn)鈮鉭富礦脈礦化現(xiàn)象，進(jìn)一步工作對該點(diǎn)的找礦突破、推動西南天山堿性雜巖帶稀有稀土礦勘查具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié) 論

(1)蘇洪東堿性花崗巖為西南天山巴什索貢雜巖體(輝長巖、霓石正長巖、堿性花崗巖)的組成部分。

(2)蘇洪東堿性花崗巖為西南天山堿性雜巖帶西段鈮鉭礦化控礦巖體，該巖體南緣發(fā)現(xiàn)鈮鉭富礦礦脈，展示了多期成礦性。

(3)綜合現(xiàn)階段成果，阿圖什蘇洪東堿性花崗巖是尋找堿性花崗巖型稀有稀土礦產(chǎn)的良好潛力區(qū)。