?

西昆侖509道班西鋰鈹稀有金屬礦地質特征與成礦時代探討*

2022-08-04 08:56王威杜曉飛劉偉李永陳正樂馬華東邱林肖飛
巖石學報 2022年7期
關鍵詞:鋰輝石白云母偉晶巖

王威 杜曉飛 劉偉 李永 陳正樂 馬華東 邱林 肖飛

1. 新疆自然資源與生態環境研究中心,烏魯木齊 830000

2. 新疆維吾爾自治區人民政府國家305項目辦公室,烏魯木齊 830000

3. 新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地質礦產勘查研究院,烏魯木齊 830000

4. 中國地質科學院地質力學研究所,北京 100081

5. 新疆昆侖藍鉆礦業開發有限責任公司,和田 848012

近年來,西昆侖大紅柳灘地區先后新發現白龍山鋰鈹多金屬礦、509道班西鋰礦、雪鳳嶺鋰礦等一系列鋰鈹礦床,形成了大紅柳灘超大型稀有金屬礦田。已有野外調查和前期勘查工作表明,該礦田有望成為一個世界級規模的巨型鋰多金屬礦集區(王核等, 2017, 2020, 2021; Wangetal., 2020; 王威等, 2021;Yanetal., 2022)。前人對該區域稀有金屬礦床的成礦地質特征做了大量工作(周兵等, 2011;喬耿彪等, 2015; 王核等, 2017, 2021; 彭海練等, 2018;鳳永剛等, 2019;李侃等, 2019;涂其軍等, 2019;王記周等, 2019; 張澤等, 2019; Yanetal., 2022)。在成礦年代學方面,前人主要采用鋯石、獨居石、鈮鉭鐵礦等礦物做了U-Pb年齡測定,獲得的年齡主要集中在220~190Ma(魏小鵬, 2017; 李侃等, 2019; Liuetal., 2020;丁坤等, 2020; 喬耿彪等, 2020; 王核等, 2020, 2021;譚克彬, 2021a, b; 譚克彬等, 2021)。偉晶巖中白云母精確40Ar/39Ar年代學測定對確定成礦時代至關重要(王登紅等, 2005),同時也需結合不同的同位素定年進行綜合研究(蔣少涌等, 2021)。

本文中509道班西鋰鈹稀有金屬礦是指涵蓋探礦權范圍的礦體,包括原509道班西鋰鈹稀有金屬礦(彭海練等, 2018)、原505鋰礦(李侃等, 2019)以及原白龍山Ⅳ號脈群和Ⅲ脈群東段部分(王核等, 2017)。509道班西鋰鈹稀有金屬礦品位高、規模大,Li2O資源量可突破百萬噸,是大紅柳灘地區最具代表性的礦床。同時,隨著新疆昆侖藍鉆礦業開發公司勘探工作持續投入,對509道班西鋰鈹稀有金屬礦的成礦地質特征、礦體分布及偉晶巖分帶的認識不斷深化。本文主要基于野外地質調查,結合重點區段的填圖和鉆探勘查成果,綜合介紹了該礦床的成礦地質特征,揭示礦體與圍巖的關系,及其偉晶巖脈的空間展布規律,并利用Ar-Ar測年方法確定偉晶巖中白云母的年齡,限定偉晶巖脈的冷卻時代,為區域找礦勘查和預測、區域構造-巖漿-成礦作用研究提供指導與借鑒作用。

1 區域地質背景

西昆侖-喀喇昆侖地區構造演化與原特提斯和古特提斯洋俯沖消亡、中-新生代印度板塊和歐亞板塊碰撞及其新生代的遠程效應相關,具有演化歷史漫長、構造復雜的特點(潘裕生, 1990,1994; 肖序常等, 1990; 肖文交等, 2000; 潘桂棠等, 2001, 2002; 李榮社等, 2004, 2007, 2008a, b; 張傳林等, 2005, 2007; 計文化等, 2007; 董連慧等, 2010)。在區域成礦帶劃分上,屬巴顏喀拉-松潘成礦省大紅柳灘鐵、鉛鋅、銅及稀有金屬礦帶,資源潛力巨大(董永觀等, 2003)。

509道班西稀有金屬礦床是近年勘查發現的西昆侖大紅柳灘稀有金屬礦田的一個典型代表,區域上位于青藏高原西北緣,主體屬西昆侖古生代-中生代造山帶(Zhangetal., 2018)。在地層分區上,屬巴顏喀拉地層區之大紅柳灘地層小區。區域上晚三疊世島弧型、碰撞型侵入巖較為發育且規模較大,與圍巖有較為明顯的接觸變質作用(Liuetal., 2020; 譚克彬, 2021a, b),主要巖性有中粒黑云母石英閃長巖、中細粒二長花崗巖、二云母花崗巖、英云閃長巖、黑云母花崗閃長巖。區域上偉晶巖廣泛發育,主要集中分布于康西瓦-大紅柳灘一帶,被康西瓦斷裂和大紅柳灘-郭扎錯斷裂所夾持,出露地層主要為古元古界康西瓦巖群(Pt1K)、二疊系黃羊嶺群(PH)及三疊系巴顏喀拉山群(TB)。區內發育了大量的中生代花崗偉晶巖脈,區內稀有金屬礦化與該期花崗偉晶巖脈密切相關。脈體圍繞三疊紀巖體成群成帶出現,呈透鏡狀、串珠狀產出,多數順層侵入,偉晶巖脈多達7000多條,主要造巖礦物包括石英、斜長石、鈉長石、云母和少量電氣石、石榴石組成。其中含鋰輝石、鋰云母偉晶巖脈一般脈長5~1000m、寬1~30m。

2 礦床地質特征

2.1 礦區地層

礦區主要賦礦層位為三疊系巴顏喀拉山群中組上段(圖1),主要巖石組合為淺灰色變細粒長石砂巖夾灰黑色薄層狀變粉砂巖、灰綠色-青灰色透輝石角巖、灰黑色黑云石英片巖。變細粒長石砂巖與變粉砂巖呈頻繁的互層出現。巖石片理發育,片理產狀與地層產狀基本一致,片理面可見絹云母、綠泥石等蝕變礦物,具有與主構造同期形成的變質特征,為區域變質作用,達低綠片巖相??拷鼛r體,位于巖體熱變質圈內,在早期區域變質作用的基礎上,疊加了不同程度的熱接觸變質作用,主要為角巖化。由于距巖體的距離不同,礦物成分不同,其變質程度具有差異性。出現的變質礦物主要為透輝石、透閃石、電氣石、綠簾石、綠泥石、堇青石、石榴石、黑云母、白云母等。

圖1 西昆侖地區大地構造位置圖(a,據喬耿彪等,2020修改)、大紅柳灘區域地質圖(b)及509道班西鋰鈹稀有金屬礦礦區地質簡圖(c,據王核等, 2021修改)1-第四系沖洪積相; 2-巴顏喀拉山群上組下段; 3-巴顏喀拉山群中組上段; 4-三疊紀石英閃長巖; 5-含黑電氣石花崗偉晶巖; 6-三疊系二云母花崗巖; 7-含石榴子石白云母黑電氣石偉晶巖脈; 8-含鋰輝石偉晶巖脈; 9-右旋斷層; 10-采樣點; 11-0號勘探剖面; 12-偉晶巖分帶及帶號; 13-鋰礦點. TRMB-塔里木板塊; WLKS-西昆侖造山帶; TSHT-甜水海地塊; BYF-巴顏喀拉褶斷帶Fig.1 Geotectonic position in the West Kunlun (a, modified after Qiao et al., 2020), regional geological map of Dahongliutan (b) and geological sketch of the West 509-Daoban Li-Be rare metal deposit (c, modified after Wang et al., 2021)1-Quaternary alluvial-diluvial facies; 2-Lower Member of Upper Group of Bayan Khara Mountain Group; 3-Upper Member of Middle Formation of Bayankhara Mountain Group; 4-Triassic quartz diorite; 5-black tourmaline granitic pegmatite; 6-Triassic two-mica granite; 7-garnet-bearing muscovite black tourmaline dikes; 8-spodumene pegmatite dikes; 9-dextral fault; 10-sampling points; 11-No.0 exploration section; 12-vein group of zoning and zone number; 13-lithium mines. TRMB-Tarim Plate;WLKS-West Kunlun Orogenic Belt;TSHT- Tianshuihai Terrane; BY F-Bayan Kara fold-fault zone

地層中花崗偉晶巖脈極為發育,呈北西-北北西向展布,傾向北東,局部向南傾,總體與區域構造線方向一致。脈體分布在石英閃長巖的外接觸帶,其中分布在外接觸帶500m以內的脈體普遍含有電氣石,自形程度較高,局部電氣石呈弱定向排列,但脈體不含鋰輝石;在外接觸帶500~2000m出露的脈體普遍含鋰輝石,鋰輝石含量一般在10%~20%。

2.2 礦區構造

礦區位于大紅柳灘-郭扎錯斷裂和奇臺達坂斷裂之間,次級構造發育,主要表現為次級斷裂、層間褶皺、節理等,主體構造線呈北西-南東向,整體呈一單斜構造,北西-南東向展布,走向為NW290°~315°,傾向北東為主,傾角50°~80°;局部地層南西傾,傾向195°~220°,傾角40°~60°。受區域構造活動影響,礦區內次級斷裂、節理比較發育,邊部巖石發育片理化,東南部可見層間對稱型、寬緩型褶皺構造,常形成“小背斜”、“小向斜”構造。

2.3 礦區巖漿巖

礦區巖漿活動強烈,酸性侵入巖發育,分布在區內南部一帶,巖性主要為晚三疊世中-細粒二云母花崗巖、黑云母花崗巖和中-細粒石英閃長巖?;◢弬ゾr脈包括含鋰輝石花崗偉晶巖以及不含鋰輝石花崗偉晶巖,普遍發育在二云母花崗巖的外接觸帶上,走向以北西-南東向為主,主體向北東傾,部分南西緩傾,呈脈狀、似層狀、透鏡狀、囊狀、分叉樹枝狀,在走向上可見尖滅再現、分支復合等特征;離巖體較近的花崗偉晶巖脈未見明顯的礦化蝕變,脈體呈脈狀、橢球狀出露;含鋰輝石偉晶巖只在離巖體特定的距離出現,一般出露于巖體外接觸帶500~2000m范圍內,脈體長數米至數百米,寬約幾十厘米至數十米,北西-南東向展布,一般呈脈狀沿片理產出,部分斜切層理產出。

2.4 礦體特征

礦區共100余條鋰鈹礦體,本次工作劃分為6個脈群,其中Ⅱ(白龍山Ⅵ脈群)、Ⅵ號脈群(白龍山Ⅲ脈群東段部分, 王核等,2021)為選定的首采區,其具體特征如下:(1)Ⅰ號脈群(彭海練等,2018),第四系覆蓋嚴重,地表礦體出露不完整,零星出露于第四系殘坡積中,且盲礦體居多。礦體在Ⅰ號脈群南部、中部向南西緩傾,在北部礦體產狀與相鄰Ⅱ、Ⅳ號脈群產狀近一致,向北東傾(圖2)。鋰鈹礦體控制長160~960m,控制斜深35~505m,礦體平均厚度0.82~7.98m,最厚12.45m,Li2O平均品位0.52%~3.27%,BeO平均品位0.020%~0.088%;鈹礦體大多分布于南部,規模較小,長160m,厚0.35~2.98m,BeO平均品位0.041%~0.083%。(2)Ⅱ號脈群地表殘坡積覆蓋面積大,鋰鈹礦體8條,礦體總體北東傾,長160~1000m,控制斜深40~285m,平均厚度1.92~17.06m,Li2O平均品位0.9%~1.45%,BeO平均品位0.036%~0.047%,總體產狀北東傾30°~35°∠52°~59°,主要呈脈狀、枝杈狀。(3)Ⅵ號脈群(505鋰礦,李侃等,2019)殘坡積物發育,多為含鋰輝石花崗偉晶巖轉石,鋰鈹礦體10條,地表露頭長80~520m,厚1.10~4.44m,最厚達12.44m,Li2O平均品位0.5%~1.99%,BeO平均品位0.048%~0.05%,礦體傾向15°~45°,礦體傾角53°~79°;鈹礦體規模均較小,長160m,厚0.1~0.5m,BeO平均品位0.046%~0.087%。主要呈脈狀、似層狀、枝杈狀產出,少數礦體有分支變薄、復合膨脹等現象,礦體與圍巖界線清晰。

圖2 509道班西鋰鈹稀有金屬礦0號勘探線剖面(據新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地質礦產勘查研究院,2021(1)新疆維吾爾自治區有色地質勘查局地質礦產勘查研究院. 2021. 新疆和田縣大紅柳灘509道班西鋰鈹多金屬礦2021年度勘查報告)

2.5 礦石礦物

礦石礦物主要有鋰輝石、鋰白云母、磷鋰鋁石、綠柱石等(圖3、圖4);脈石礦物主要由微斜長石、鈉長石、石英、鉀長石、白云母等組成;礦石的結構主要有細粒偉晶結構、中粗粒偉晶結構、巨晶結構等;礦石構造較簡單,最常見的構造為塊狀構造、條帶狀構造。

圖3 509道班西鋰鈹稀有金屬礦礦石手標本及鏡下照片(a、d)手標本照片;(b、e)顯微鏡下照片;(c、f)掃描電鏡下照片. Sp-鋰輝石;Ab-鈉長石;Ms-白云母;Qz-石英;Pl-斜長石Fig.3 Hand specimens (a) and microscopic photos (b-f) of the West 509-Daoban Li-Be rare metal deposit(a, d) hand specimens; (b, e) microscopic photos; (c, f) stereoscan photos. Sp-spodumene; Ab-albite; Ms-muscovite; Qz-quartz; Pl-plagioclase

圖4 509道班西鋰鈹稀有金屬礦床野外露頭照片Srl-電氣石;Brl-綠柱石Fig.4 Outcrop field photographs of the West 509-Daoban Li-Be rare metal depositSrl-Schorl; Brl-Beryl

圖5 白云母40Ar/39Ar坪年齡譜圖(左)及對應的反等時線年齡圖(右)Fig.5 40Ar/39Ar plateau ages (left) and inverse isochron ages (right) of the muscovite from the pegmatite veins in the West 509-Daoban Li-Be rare metal deposit

3 偉晶巖群分帶

偉晶巖群的分帶是偉晶巖研究中最復雜、最困難的(London, 2005),王核等(2020)對新疆和田縣雪鳳嶺鋰礦床、雪盆鋰礦床和雙牙鋰礦床地質特征及偉晶巖脈群分帶進行了初步研究,建立了雪鳳嶺“含礦偉晶巖脈群-含白云母偉晶巖脈群-塊體石英長石偉晶巖脈群-含黑色電氣石偉晶巖脈群-塊體石英長石偉晶巖脈群-含白云母偉晶巖脈群-含礦偉晶巖脈群”的對稱分帶模式,并指導發現了南部脈群中雙牙和雪盆2個大型偉晶巖型鋰礦床(王核等,2020)。

509道班西鋰鈹稀有金屬礦花崗偉晶巖普遍發育在石英閃長巖的外接觸帶上(圖1)。離巖體較近的花崗偉晶巖脈未見明顯的鋰礦化蝕變,局部可見綠柱石(圖4a, b), 脈體呈脈狀、橢球狀出露;含鋰輝石偉晶巖一般出露于巖體外接觸帶500~2000m范圍內,脈體長數米至數百米,寬約幾十厘米至數十米,北西-南東向展布,一般呈脈狀斜切層理產出,部分順層產出,含鋰輝石偉晶巖脈與二云母花崗巖有著親緣關系,具有同源性。按巖體由近及遠、含礦性以及脈體出露規模等特征可劃分為2個帶:

(1)無礦偉晶巖,主要為含黑電氣石花崗偉晶巖,靠近母巖,脈體規模較大,局部與母巖互層,普遍含黑電氣石,呈柱狀、尖狀,粗大者直徑可達2cm左右(圖4c, d),無云母和鋰輝石,無鋰金屬礦化,脈體風化程度較弱,局部可見綠柱石。巖心樣品分析顯示,局部有一定程度的鈹礦化??辈樵u價工作中,偉晶巖中電氣石越多、結晶越好,含礦性越差,電氣石含量與礦化強度呈現一定的負相關。

(2)含礦偉晶巖,距母巖約500~1500m范圍內,呈北西向展布,脈體以北傾為主,部分南傾,局部地段發生彎折,地表大多被殘坡積物覆蓋,基巖露頭零星斷續出露,根據鉆探成果顯示,深部連續性相對穩定,鋰稀有金屬礦化較好。地表含鋰輝石花崗偉晶巖轉石堆積成帶狀分布(圖4e,f);巖心樣品分析無鈹礦化。

在閃長巖、二云母二長花崗巖演化基礎上,巖漿演化進入了末期階段,二云母二長花崗巖晚期發生了結晶分異作用,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到低變化,在相對高溫階段結晶出以電氣石為代表的高溫礦物,在相對中低溫階段結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,而鋰輝石作為區內主要成礦礦物,故相對中低溫區偉晶巖脈帶即是找礦工作的重點,與勘查評價工作中“偉晶巖中電氣石越多、結晶越好,含礦性越差”的結論一致,電氣石含量與礦化強度呈現一定的負相關。因此,相對高溫階段結晶出以電氣石為代表的高溫礦物含量可作為評價偉晶巖含礦性標識礦物。

4 分析測試及結果

為了準確測定509道班西鋰鈹稀有金屬礦的形成年齡,我們采集了3個樣品進行白云母Ar-Ar測年。樣品取自509道班西Ⅰ、Ⅳ號脈群Ⅰ-1、Ⅰ-12、Ⅳ-8礦體鋰輝石偉晶巖(圖1)的白云母,呈白色,地表白云母大小一般為0.5~1.0cm,較大者可達1.5cm,鏡下觀察無受后期熱液蝕變影響,共生礦物主要為鋰輝石、長石、石英,個別含鈉長石、斜長石。

4.1 分析測試方法

白云母單礦物挑選工作由廊坊市宇恒礦巖技術服務有限公司完成,隨后將純度>99%白云母用超聲波清洗干凈后封進石英瓶中送至中國原子能科學研究院“游泳池堆”使用D10孔道接受中子照射。照射總時間為2160min,同期接受中子照射的還有用做監控樣的標準樣:ZBH-25黑云母標樣,其標準年齡為132.7±1.2Ma,K含量為7.6%。樣品的階段升溫加熱使用石墨爐,每一個階段加熱10min,凈化20min。質譜分析是在多接收稀有氣體質譜儀GVHelixMC上進行的,每個峰值均采集20組數據。所有的數據在回歸到時間零點值后再進行質量歧視校正、大氣氬校正、空白校正和干擾元素同位素校正。用ArArCALC程序計算坪年齡及正、反等時線, 坪年齡誤差以2σ給出。

4.2 白云母40Ar/39Ar測年結果

在680~1400℃溫度范圍內,對西昆侖大紅柳灘509道班西稀有金屬礦床偉晶巖脈的白云母(TC00-1、DHN-1、DHN-2)進行了不同溫度階段的釋熱分析(表1),均形成了一個相對平坦的年齡坪,獲得坪年齡:TC00-1為151.96±1.57Ma、DHN-1為188.63±1.89Ma、DHN-2為188.07±1.86Ma,其對應的39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等時線年齡:TC00-1為151.65±1.87Ma、DHN-1為188.89±1.94Ma、DHN-2為188.35±1.91Ma (圖5),誤差以2σ給出。

從圖5、表1分析結果可以看出3個樣品的坪年齡、相應的反等時線年齡在誤差范圍內一致,除TC00-1外(可能為混入空氣中的Ar或放射性成因的Ar丟失造成的),40Ar/36Ar初始值在誤差范圍內和現在大氣氬比值(295.5)接近,自結晶形成以后對40Ar/39Ar體系保持封閉,沒有受到后期熱事件的影響,形成時未捕獲過剩氬,激光原位剝蝕測定的白云母年齡是可靠的。因此,DHN-1和DHN-2這2個樣品的坪年齡可代表礦物的結晶年齡。白云母Ar-Ar體系較獨居石、鋯石U-Pb體系相對低的封閉溫度,白云母Ar-Ar年齡反映了區域環境冷卻到350℃的時代。

5 討論

5.1 成礦時代

前人對大紅柳灘一帶乃至西昆侖地區花崗巖成巖成礦時代已做了較多的研究工作,丁坤等(2020)統計了西昆侖地區不同巖體成巖年齡,表明258~200Ma花崗質巖體組成了西昆侖地區規模巨大的巖漿巖帶;Yanetal.(2018)獲得大紅柳灘偉晶巖中鈮鉭鐵礦年齡為211.9±2.4Ma,錫石形成時代為218±12Ma;魏小鵬等(2017)測得的大紅柳灘巖體侵位時代209.6±1.5Ma基本一致;丁坤等(2020)獲得大紅柳灘黑云母二長花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb同位素年齡為214±1.8Ma;張澤等(2019)獲得康西瓦綠柱石白云母偉晶巖鋯石U-Pb年齡為209±4.4Ma,與大紅柳灘鋰輝石偉晶巖及大紅柳灘巖體形成時代一致,反映了三者為同一期巖漿活動產物,同時康西瓦偉晶巖中鋯石還記錄了200Ma左右經歷的一次熱液活動和160Ma左右的變質作用;周兵等(2011)利用白云母40Ar/39Ar法獲得康西瓦偉晶巖年齡(185~156Ma)可能為康西瓦偉晶巖遭受變質作用使白云母40Ar/39Ar同位素體系發生熱擾動所致。統計數據顯示(圖6、表2)大紅柳灘一帶花崗巖體形成時代介于220~205Ma,為晚三疊世,并持續了較長的時間,而偉晶巖脈與巖體之間的侵入接觸關系說明其成礦時代應該不早于晚三疊世(喬耿彪等,2020)。

大紅柳灘稀有金屬礦田是近年來發現并進行勘查的超大型稀有金屬礦田,精準厘定其成礦時代是研究成礦流體來源和演化過程、成礦物質的運移、富集和沉淀機制及礦區成礦作用所經歷的構造演化過程和動力學背景的基礎(梁維等,2020)。本次獲得509道班西偉晶巖型稀有金屬礦床偉晶巖白云母40Ar/39Ar年齡188Ma左右,與Liuetal. (2020)獲得白龍山稀有金屬偉晶巖中鋯石和獨居石年齡(約為195Ma)基本一致,也與張澤等(2019)在康西瓦偉晶巖中鋯石記所錄的200Ma熱液活動時代相符合。此外,在白龍山鋰礦Ⅰ號脈群(也稱作大紅柳灘南礦區或卡拉卡)獲得DHS-1白云母、DHS-1B黑云母40Ar/39Ar年齡為171.36±1.87Ma、172.39±1.66Ma(未刊數據),可能代表了成礦熱液活動的時間持續到170Ma左右。

表1 大紅柳灘509道班西稀有金屬礦床偉晶巖脈中白云母40Ar/39Ar同位素分析結果Table 1 40Ar/39Ar isotopic data of muscovite from the pegmatite veins in the West 509-Daoban Li-Be rare metal deposit

表2 大紅柳灘地區花崗巖及偉晶巖年齡統計表Table 2 Statistical ages of granites and pegmatites in Dahongliutan area

圖6 大紅柳灘地區花崗巖及偉晶巖年齡統計直方圖Fig.6 Statistical histogram of ages of granites and pegmatites in Dahongliutan area

王登紅等(2021)研究認為甲基卡外圍馬頸子二云母花崗巖中鋯石的結晶→偉晶巖脈中鋯石的結晶→偉晶巖脈中白云母結晶過程共經歷了20Myr,漫長的穩定構造環境,為稀有金屬的聚集成礦創造了有利條件。白云母作為與鋰輝石伴生的主要礦物,其Ar-Ar年齡限定了大紅柳灘稀有金屬礦田成礦時代為不晚于早侏羅世(195~180Ma),與甲基卡偉晶巖中的白云母Ar-Ar年齡近似(王登紅等,2005),從大紅柳灘巖體侵位(209.6±1.5Ma,魏小鵬等,2017)→康西瓦綠柱石白云母偉晶巖鋯石的結晶209±4.4Ma(214±1.8Ma,丁坤等,2020)→偉晶巖脈中白云母的結晶(本次188Ma),經歷了長達30Myr的冷卻過程,漫長的穩定構造環境為成礦創造了更為有利的條件。

5.2 成礦動力學背景

對于稀有金屬的成礦動力學背景,不同學者有不同的觀點。Li(2006)認為稀有金屬的富集與相對穩定的構造環境有關;Wangetal. (2007)認為中國西部阿爾泰地區與大型稀有金屬礦床有關的偉晶巖主要侵位于碰撞后環境;Zagorskyetal. (2014)認為中亞斷褶帶大規模的鋰輝石偉晶巖與區域巖石圈伸展有關;王登紅等(2021)認為甲基卡及扎烏龍地區經歷了長達20Myr的漫長結晶過程,而含鋰輝石偉晶巖為相對構造封閉、穩定的大陸演化時期形成的產物,形成于造山結束后的穩定階段。

大紅柳灘偉晶巖礦區位于康西瓦構造帶南側、甜水海地體的北部(圖1a)。區域內三疊紀花崗巖分布在西昆侖康西瓦斷裂南北兩側、塔什庫爾干地體和甜水海地體上。前人大量研究發現花崗巖成因與古特提斯大洋板塊的俯沖和閉合有關:沿喬爾天山-紅山湖及公格爾山一帶的具有島弧特征的花崗巖(240~205Ma),代表了古特提斯洋俯沖階段;庫地地區約228Ma花崗巖位于西昆侖造山帶與塔什庫爾干-甜水海地體的縫合帶內(姜耀輝和楊萬志, 2000);西昆侖北緣布倫口村片麻巖花崗巖原巖年齡為241±2Ma,認為其形成于擠壓背景(張傳林等, 2005)。在南昆侖與天水海地體碰撞后,在其東南約400km處發現了較年輕的(228±1Ma)含角閃石二長花崗巖(張傳林等, 2005)??偟膩碚f,古特提斯大洋板塊在約338~ 251Ma向北俯沖,南昆侖地體與甜水海地體在約243Ma碰撞。隨后約234~227Ma期間,高鉀鈣堿性花崗巖就位(Jiangetal., 2013)。約251Ma洋殼俯沖后,約242Ma陸陸碰撞,約231~223Ma陸殼過增厚。這是在約215~185Ma碰撞后的伸展和花崗巖的侵位(楊文強, 2013)。本次研究獲得的白云母40Ar/39Ar年齡為188Ma,根據上述地質條件,我們認為大紅柳灘地區偉晶巖脈與碰撞后伸展背景下的花崗巖分異作用關系密切。

6 結論

(1)509道班西鋰鈹稀有金屬礦偉晶巖脈按巖體由近及遠、含礦性以及脈體出露規模分為無礦偉晶巖和含礦偉晶巖。偉晶巖中電氣石含量與礦化強度呈負相關關系。

(2)西昆侖及大紅柳灘一帶鈮鉭鐵礦錫石的年齡204~212Ma,閃長巖及花崗巖中獨居石U-Pb年齡主要集中在220~205Ma之間, 偉晶巖侵位時間為210~195Ma。本次509道班西鋰鈹稀有金屬礦白云母40Ar/39Ar年齡188Ma,反映了區域環境冷卻到350℃的時代。

(3)根據前人二云母花崗巖及偉晶巖中的鋯石、錫石、鈮鉭鐵礦的測年年齡,推測本區經歷了大約30Myr的穩定冷卻過程,有利于花崗巖-偉晶巖體系的演化和結晶;結合區域構造演化分析,認為本區在210~180Ma期間處在碰撞后伸展背景、相對穩定的構造環境,為大紅柳灘稀有金屬礦田元素富集成礦創造了有利條件。

致謝本文是在新疆昆侖藍鉆礦業開發有限責任公司對509道班西鋰鈹稀有金屬礦床勘探基礎上的總結與研究,一線勘探隊員付出了大量辛苦勞動;中國地質科學院地質研究所Ar-Ar實驗室張彥完成了白云母Ar-Ar分析測試并提供了相關幫助;審稿人給出了重要的建議與意見,使文章質量得到很大提高; 在此一并致謝。

猜你喜歡
鋰輝石白云母偉晶巖
上半年澳大利亞出口鋰精礦121萬t 同比增長27.7%
鋰輝石的選礦研究進展
電化學改性對鈣離子活化白云母能力的影響機理
白云母/納米TiO2復合光催化劑的制備及性能研究
青海柴北緣地區茶卡北山鋰鈹稀有金屬偉晶巖型礦床垂向分帶特征
剛果(金)馬諾諾(Manono)東部某偉晶巖型鈮鉭礦地質特征
鋰輝石/碳化硅復相陶瓷材料的制備與性能*
YOA和Ca2+對鋰輝石浮選行為的研究
盧旺達Gatumba地區花崗偉晶巖的地質、地球化學特征及其成因研究綜述
云母鋅光催化劑的研制與應用
91香蕉高清国产线观看免费-97夜夜澡人人爽人人喊a-99久久久无码国产精品9-国产亚洲日韩欧美综合