新疆阿克塔斯稀有金屬礦地質特征及成因淺析

陳孝聰 李文杰 竇小亮 賈國章 吳寶鵬

（1.中國冶金地質總局新疆地質勘查院，新疆烏魯木齊 830000；2.中陜核工業集團二一四大隊有限公司，陜西西安 710000）

0 緒論

新疆和田縣阿克塔斯稀有金屬礦床大地構造位置位于中昆侖微陸塊南帶大紅柳灘-郭扎錯斷裂帶內，主要分布中生界、古生界、中上元古界、下元古界地層，加里東期及燕山期巖漿巖較發育。地形整體為北西低而南東高，地形切割較強，溝谷為“V”字型，山高坡陡，礦區氣溫常年偏低，晝夜溫差達25℃，年降雨量100－273 毫米，地表徑流不發育，植被稀疏，具有典型高寒山區的地貌景觀。中國冶金地質總局新疆地質勘查院2011年在新疆阿克塔斯稀有金屬礦區開展了系統的地質找礦工作。本文是在礦區地質勘查工作基礎上，對新疆阿克塔斯稀有金屬礦床地質特征進行闡述，并指出進一步的找礦方向，為今后的找礦工作提供借鑒。

1 礦區地質特征

1.1 地層

礦區地層主要為上三疊統巴顏喀拉山群中-深變質的碎屑片巖，其次為第四系松散層。根據巖石中副礦物成份、相對含量及礦物特征可分為五個巖性段。

第一巖性段（TB1）：分布于礦區中南部，呈北西向展布。地層產狀變化較大，其走向為北西293-324°，傾向北東，局部地層發生反轉，傾角44-75°。主要巖性為透閃透輝石長石石英巖，灰黑—暗灰綠色，花崗變晶結構，塊狀構造，致密堅硬，成分復雜，分布不均勻。

第二巖性段（TB2）：分布于礦區中南部，呈北西向展布。地層走向315-344°，傾向北東，傾角50-85°。為一套灰色二云石英片巖夾斜長黑云石英片巖，鱗片變晶結構及粒狀變晶結構、片狀構造、片理極為發育。巖石中局部含有少量顆粒較小的石榴石暗褐色斑晶。

第三巖性段（TB3）：分布于礦區中部，呈北西向展布。地層走向296-316°，傾向北東，傾角65-82°。巖性為灰色斜長黑云石英片巖夾灰黑色石榴斜長黑云母石英片巖，具鱗片變晶結構，片狀構造。

第四巖性段（TB4）：分布于礦區中北部，呈北西向展布。地層走向296-305°，傾向北東，局部地層產狀出現倒轉現象，傾角57-83°。主要巖性為灰色斜長石英片巖與灰黑色含石榴石斜長黑云石英片巖互層。

第五巖性段（TB5）：分布于礦區北部，呈北西向展布。地層走向294-305°，傾向北東，局部地層產狀出現倒轉現象，傾角50-70°。為灰色二云母片巖與含石榴石黑云石英片巖互層，局部地段夾有薄層灰色角閃石英巖，具鱗片變晶結構，片狀構造。該段地層以二云母片巖為主體，其余均呈薄層狀產出，并且含有少量顆粒細小的暗褐色石榴石斑晶，分布極不均勻，片理極為發育，巖石較破碎。

第四系主要由上更新統—全新統由近代沖積、洪積、坡積物等組成，區內出露面積較廣，分布于礦區西北部、東北部，其厚度1-5米。

a、上更新統（QP3O1-P1）：主要為上更新統沖洪積物、坡積物，為松散砂、礫石混雜堆積。

b、全新統（QhPL）：為第四系全新統沖積物，為現代河流所帶來的大量的松散砂、礫石堆積。

1.2 構造

礦區內構造與區域相吻合，位于背斜北翼，本身為一單斜構造。地層走向為NW291-315°，傾向北東，傾角50°-80°。由于處在大紅柳灘斷裂帶南側，因此表現出斷裂破碎帶特征，片理、節理極為發育，巖石較破碎。

1.2.1 褶皺

礦區地層單一，且整體構成一單斜構造，地層傾向北東，傾角50°-80°。但層間小褶曲繁多，為對稱型、尖棱型等褶皺構造。由于巖石片理極為發育，并且破碎強烈，而常表現為“小背斜”、“小向斜”構造，并使局部地層倒轉。其軸向與地層走向一致。該區局部地段可見含礦偉晶巖脈發生位移，褶皺對鋰鈮鉭礦的形成未起控制作用，屬后期次級構造，只對礦體起小的破壞作用。

1.2.2 斷層

該區處在大紅柳灘斷裂帶中，而且總體表現出斷裂破碎帶的特征，片理極發育，巖石較破碎，破碎帶走向與區域構造線方向一致，斷裂構造不發育；地表無明顯斷層痕跡。

1.2.3 節理

礦區內節理異常發育，共有三組節理。

（1）斜交節理：因受剪切應力影響而成，與地層交角大于70°，區內較發育，偶見有花崗偉晶巖脈侵入，成礦較少。

（2）垂直節理：為礦床內最發育的一組節理，系由張應力影響所致，一般節理面不平整，其走向為NE30-40°,大致與地層走向垂直，傾角一般為78-85°，節理中有少量的偉晶巖脈侵入。

（3）走向節理：系剪切應力作用而成，規模大小不一，其產狀與地層產狀基本一致，局部地段略有交角，該組節理較發育，是主要的控礦構造，它控制著工作區幾乎95%以上的花崗偉晶巖脈。本區域所控制的含礦偉晶巖脈均產于該組節理中。

2 礦床成因

偉晶巖演化后期，富水、富揮發份的流體運移成礦元素，與偉晶巖的主要造巖礦物交代，形成富含稀有金屬的硅酸鹽礦物。偉晶巖礦化的機制可能是富氟、硼、磷的過鋁質熔體與含水流體間相互作用。由于Li，Nb，Ta 等稀有元素均屬大半徑的高電荷陽離子，它們與揮發份都主要富集于花崗質殘余巖漿即偉晶巖漿中。偉晶巖演化的后期階段，交代作用十分發育，引起交代作用的溶液主要來自偉晶巖本身，表現為早期晶出的礦物為后期礦物所交代溶蝕。鈉長石化與鋰、鈮和部分鉭的成礦關系密切。由于在溶液中，稀有金屬元素常與Na、K 等物質組成易溶絡合物，當在交代強烈及成礦有利的條件下，絡合物被破壞，產生堿質交代作用，Li、Nb、Ta 便富集成浸染狀、致密狀、鏈狀鋰輝石、鉭鈮鐵礦，即形成偉晶巖型稀有金屬礦床。綜上所述該礦床成因為花崗偉晶巖類型。

3 成礦控制因素

3.1 構造因素

礦區位置位于塔里木板塊與華南板塊接合部位的康西瓦深大斷裂南側的大紅柳灘斷裂帶內，斷裂、裂隙較發育。礦區的成礦前斷裂裂隙為成礦提供了場所（空間），礦區北側的大紅柳灘斷裂為礦區殘余熱液的運移提供了通道。礦化花崗偉晶巖脈嚴格受與地層平行的一組北西向節理控制。巖層節理發育，是礦區主要的構造，與地層走向基本平行的節理則是容礦構造。礦化花崗偉晶巖又嚴格受花崗偉晶巖控制。這與在多數情況下偉晶巖是受次一級構造（如剪切裂隙、斷層、裂隙等）的控制是一致的。

3.2 圍巖因素

礦體的圍巖為上三疊統巴顏喀拉山群第三巖性段和第五巖性段，圍巖為二云片巖、斜長黑云石英片巖及黑云石英片巖，圍巖的化學成分對花崗偉晶巖成分的影響：由于同化作用，花崗偉晶巖中出現較多的白云母。

3.3 二云母花崗巖與花崗偉晶巖的關系

礦區西南部的二云母花崗巖與花崗偉晶巖礦物與化學成分相近，我們認為前者很可能在偉晶巖形成過程中富集了大量的稀有元素和揮發組分，是后者的花崗巖成巖后的殘余熱液不僅為偉晶礦床的形成提供了大量礦物質，而且同化了圍巖，從圍巖中獲得了部分成礦物質，更有利于含稀有元素偉晶巖礦床的形成。