新疆鈹礦資源找礦類型淺議

張霄（新疆有色地質工程公司 烏魯木齊 830000）

新疆鈹礦資源找礦類型淺議

張霄
（新疆有色地質工程公司 烏魯木齊 830000）

稀有金屬鈹是原子能、航天航空工業、特種鋼及耐熱合金等所必需的原材料，是某些高科技產品不可缺少的重要原料。新疆鈹礦資源主要有3種類型：偉晶巖綠柱石、花崗巖綠柱石及與火山巖有關的羥硅鈹石等礦床類型。找礦方向應以偉晶巖稀有金礦類型為主。

鈹礦資源 找礦類型

1　鈹工業開發簡史

我國1954年開始研究，1961年在湖南水口山建成第六冶煉廠年產BeO 20 t和金屬鈹2 t。1969年重建鈹車間，1971年投產年產鈹金屬6t。新疆有色集團恒盛鈹業-鈹冶煉廠于2005年8月17日，在新疆富蘊縣建成，設計年產氧化鈹100 t，鈹銅母合金800 t，為我國最大的鈹生產基地?；仡欌斠睙捠?，早期均以綠柱石礦物原料為首選，由于長期消耗綠柱石礦物，其手選礦物資源儲量在下降。目前，綠柱石仍是煉鈹的主要礦物原料。

2　鈹及其合金用途

由于鈹具有多方面的優良性質，鈹及其合金等主要應用在以下三方面：

（1）金屬鈹用于核武器，火箭空間飛行器的結構材料及核反應堆的結構材料等。

（2）鈹用于各種鈹合金，用途廣泛。鈹銅合金成型性好，彈性好，強度大，耐腐蝕及有良好的導電性，使用壽命長。用于電子計算機，在原子能、航天航空工業、電子、石油、化工等行業應用廣泛。

（3）鈹陶瓷（氧化鈹陶瓷），素有金屬玻璃之稱，導熱率高，絕緣性能好。用于集成電路插件，功率晶體管襯底散熱板行波管部件，高純金屬熔煉用坩堝，熱電偶保護等。

3　新疆鈹礦資源主要礦床類型

新疆稀有金屬鈹資源豐富，在阿爾泰山、天山、昆侖山和阿爾金山均有分布。以往地質普查勘探和礦山開采工作主要集中在阿爾泰山。新疆鈹礦工業類型主要有：偉晶巖綠柱石稀有金屬礦床、氣熱花崗巖綠柱石礦床、火山巖羥硅鈹石礦床。

3.1偉晶巖綠柱石稀有金屬礦床

阿爾泰稀有金屬礦成礦地質背景

（1）地層：阿爾泰地區早古生界地層，是稀有金屬鋰、鈹、鉭、鈮等偉晶巖的容礦地層。

（2）侵入巖：阿爾泰造山帶分布花崗巖主要為華力西期。主要有2種類型:①地殼交代型花崗巖（簡稱額爾齊斯型），主要分布在哈龍-青河巖漿弧內，是構成阿爾泰山系主體巖石。它的長條狀分布特征與原生片麻理結構均與區域NW向褶皺構造線方向一致。在該型巖體外接觸帶分布有卡魯安（大型鋰礦）-阿阻拜、柯魯木特（大型鋰礦）-吉得克、可可托海（大型鈹礦、大型鉭礦、中型鋰礦）等大中型礦田。②地殼重熔型花崗巖（簡稱尚克蘭型），這一類型花崗巖，多數是前一類型發展演化的結果，即越過變質交代階段直接達到重熔而產生的重熔巖漿向上侵位形成的。圍繞該型花崗巖分布的偉晶巖往往有重要的綠柱石礦化及海蘭寶石礦化，如庫姆-阿拉山礦田、阿斯喀爾特礦田。

（3）構造。

①構造單元：涂光幟（1990年將其）劃分為西伯利亞板塊阿爾泰陸緣活動帶Ⅰ1，包括2個3級構造單元：諾爾特晚古生代火山帶、哈龍-青河古生代巖漿帶。阿爾泰偉晶巖主要分布在哈龍-青河古生代巖漿帶上。

②斷裂構造：阿爾泰發育3組斷裂構造：a、東西向斷裂是本區最老的一組斷裂，僅在喀納斯隆起區可以見到；b、北西-南東向斷裂貫穿全區的斷裂組，為阿爾泰主要構造，總的延展方向為290°～315°。該構造帶的斷裂組成以斷裂為主；從空間上，褶皺軸向、斷裂延伸，均有向東收斂，向西撒開的特征。它對區內巖層展布、巖漿活動、礦產分布都起到一定的控制作用；c、北北西向斷裂是該區相對較晚的一組斷裂，經常切割北西向斷裂，而形成一些菱形地塊。

（4）偉晶巖綠柱石稀有金屬礦床特征。

以可可托海偉晶巖礦床為例（圖1），偉晶巖脈厚度大于0.5m的有39條，其中盲脈16條。賦礦圍巖主要是綠泥石化輝長角閃巖，其次是結晶片巖和花崗巖。該礦床特別是3號礦脈是我國乃至世界上最為典型的花崗偉晶巖稀有金屬礦床。3號礦脈與世界各國花崗偉晶巖脈相比，主要具有三大特征：

一是規模巨大，形態特殊。3號礦脈由巖鐘和緩傾脈體組成，梨形巖鐘體長250m，寬150m，延深250m與緩傾斜脈體相交，脈體長2 000m，厚20～60m，平均40m，斜深1500m，呈階梯狀延深，尚未圈定，總體形態酷似一頂斜的草帽狀（圖2）。

二是礦脈成礦率高，大量的鈹集中形成獨立礦物綠柱石。具有稀有金屬元素較高的富集系數和綠柱石較低的分散率（0.338%）。全脈BeO分散率僅4.92%。成為可供工業利用超大型礦床的原因。

三是資源量巨大。3號脈經歷20余年的邊采邊探，累計探明A+B+C1鈹礦石量2 497萬噸，氧化鈹品位0.08%，儲量19 954 t，D級鈹礦石量8 884萬噸，氧化鈹品位0.045%，儲量40 123 t，合計探明鈹礦石量11 381萬噸，氧化鈹儲量60 077 t。1951～1962年可可托海3號礦脈露天開采礦石量700萬噸，手選綠柱石（BeO 10%～12%）10 592.9 t。

（5）偉晶巖綠柱石類型礦產的優勢。

①礦物品位高、結晶體較大，適合手選或機選鈹是稀有金屬原生礦諸類型中尤其是花崗偉晶巖型中礦化最廣泛、含量最高的稀有元素之一。在新疆范圍內，已經發現的鈹礦物僅有綠柱石、羥硅鈹石和柏比氏石3種。在這3種礦物中唯有綠柱石具有手選工業意義，它廣泛分布于各類型偉晶巖中，成為新疆稀有金屬礦重要的工業礦物之一。

圖1　可可托海礦床地質平面圖（據單久讓2005年）

阿爾泰地區偉晶巖中的綠柱石特征、產出形態及共生礦物。綠柱石產在鈉長石化或石英白云母化的中、粗粒變文象偉晶巖中，為淺綠色或淺黃綠色，不透明-半透明。晶體為自形或半自形六方柱體為主或角錐狀。最常見晶體大小達（0.3～3）×（2～10）cm（直徑×長度）。個別長達20 cm?？煽赏泻?號礦脈含大片白云母鈉長石化的中-粗粒變文象結構帶中曾采得一個綠柱石結晶體高3.5m，直徑2.2m，重約20 t的單晶。

圖2　3號礦脈Ⅲ-Ⅲ′地質剖面圖（據單久讓2005年）

②偉晶巖綠柱石礦脈往往共生鋰輝石、鉭鈮鐵礦和白云母、石英、長石等礦產資源，綜合開發利用價值高。

3.2氣熱白云母花崗巖綠柱石礦床

該類型礦床有阿斯喀爾特、尚可蘭、二道房子和阿拉山等氣熱花崗巖綠柱石礦床。阿斯喀爾特氣熱花崗巖綠柱石礦床

（1）構造位置處于阿爾泰造山帶哈龍-青河古生代深成巖漿弧南東段的北部邊緣，即諾爾特晚古生代上迭盆地與哈龍-青河古生代深成巖漿弧的結合部位。阿斯喀爾特綠柱石礦床正是處在該部位。

（2）地層在礦床北部花崗巖基頂部殘留小面積的中上奧陶紀變質巖。

（3）侵入巖礦床范圍內全部出露巖石為華力西期的花崗巖。斑狀黑云母花崗巖，是阿斯喀爾特礦床圍巖。似斑狀白云母-二云母堿長花崗巖，是阿斯喀爾特綠柱石礦床的母巖。細粒鈉長石花崗巖，主要為綠柱石礦化，伴有Ta、Nb和Mo礦化（圖3）。

（4）礦床地質特征。礦體由白云母鈉長石花崗巖和似偉晶巖礦脈組成。白云母鈉長石花崗巖似等軸狀巖鐘，傾向向北，傾角60°，長350m，寬225m，垂深約60m，巖鐘BeO 0.04%～0.08%，綠柱石粒徑0.2 cm以下，是機選工業礦帶。伴生Ta、Nb 和Mo礦化。

似偉晶巖內部包括4個共生結構帶：①云英巖化似偉晶巖帶：位于白云母鈉長石花崗巖鐘的頂部邊緣，總長500m，寬2～10m，綠柱石0.3 cm左右，為黃綠-藍綠色，不易手選。BeO平均品位0.0141%；②石英核：位于礦脈中心，長264m，寬30m，斜深60m；③石英-白云母-綠柱石帶：分布在石英核之周圍，近于封閉的環帶，帶長265m，寬0.5～5m，斜深長大于100m，綠柱石晶體長10～40 cm，最大80 cm，直徑5～10 cm；顏色為蘭綠色和海藍色，個別無色透明。BeO平均品位0.13%～0.582%。此帶是工業主礦帶；④石英-白云母帶：BeO平均品位0.13%，伴生有輝鉬礦。

3.3火山巖鈾鈹礦床類型

楊莊鈾礦床位于新疆和布克賽爾縣城西南約96 km處。該礦床類型在新疆首次發現。

圖3　阿斯喀爾特鈹礦床地質平面圖（據單久讓2005年）

3.3.1區域地質背景

地層礦區位于西準噶爾優地槽褶皺帶雪米斯坦泥盆紀火山巖帶南側。出露地層為上泥盆統塔爾巴哈臺組（D3t）：酸性火山巖，主要巖性有流紋質含火山角礫弱熔結凝灰巖、流紋斑巖、英安斑巖、玻屑晶屑凝灰等。鈹礦化產于玻屑晶屑凝灰巖中。

構造褶皺構造簡單，地層呈單斜產出，走向東西。斷裂構造發育，斷裂方向基本與褶皺構造線方向一致，主要為高角度東西向逆斷層，分南、北兩組。南組斷裂由F1、F2組成，F1控制了楊莊花崗斑巖巖體（簡稱楊莊巖體）的南接觸線。北組由5條斷裂組成，分布在楊莊巖體北接觸帶及圍巖中，與鈹礦化關系密切的F3斷裂，東西延伸約5 km，傾向南，傾角45°～55°，斷裂破碎帶寬2～6m，破碎帶內角礫巖及糜棱巖化發育，該帶南側發育多條次級斷裂，這些斷裂及裂隙與巖體接觸帶自然交切，連通了巖體和圍巖，成為熱液通道，并伴隨熱液蝕變，F8、F9成為鈹礦化的賦存部位即Ⅰ、Ⅱ號礦體（圖3）。

本區巖漿活動頻繁，基性、中酸性巖體均有出露，以酸性巖為主，屬華力西中晚期的酸性-鈣堿性花崗巖和次花崗斑巖等小侵入體，多分布在斷裂附近。

楊莊巖體長近8 km，寬平均1 km，巖性為花崗斑巖。該巖體的侵入，它載著Be及揮發組分F、P、CO2、H2、O、S等，是本區含Be的熱液，形成圍巖蝕變，對Be的富集極為有利。

圍巖蝕變強烈，主要有紫黑色螢石化、赤鐵礦化、錳礦化、粘土化和綠泥石化。

圖4　楊莊地區地質構造略圖（據李清海2008）

3.3.2楊莊鈾鈹礦床特征

礦體已發現2個礦體：Ⅰ號礦體控制長度350m，礦體厚度6.5～13m，平均8.11m，走向105°，傾向NNE，傾角50～75°。BeO品位0.086%～0.419%，平均0.296%；Ⅱ號礦體位于Ⅰ號礦體北40m，大致平行Ⅰ號礦體。地表出露長74m，厚度4m。BeO品位0.056%～0.322%，平均0.124%。

礦體產于晶屑玻屑凝灰巖及晶屑凝灰巖中，礦體與圍巖呈漸變關系。

礦石類型：根據礦石的主要有用元素鈾、鈹的分布情況，礦物共生組合、礦石結構特征及分布程度，將楊莊礦床的礦石劃分5種類型：（1）螢石型鈾鈹礦石BeO最高品位1.455%，平均品位0.473%，發現少量的羥硅鈹石，粒徑0.01～0.2mm。（2）赤鐵礦型鈾鈹礦石BeO最高品位1.044%，平均品位0.459%。（3）錳礦型鈾鈹礦石BeO最高品位0.497%，平均品位0.145%。以上2種礦石類型鈹元素以單晶體表面吸附分散和晶內混入分散2種形式存在。（4）粘土型鈾鈹礦石BeO最高品位0.133%，平均品位0.055%，Be多以吸附分散形式出現。（5）綠泥石型鈾鈹礦石。鈹元素90%以分散吸附形式存在礦石中，其次以羥硅鈹石單礦物形式存在螢石型的礦石中。

4　鈹礦資源找礦方向

（1）偉晶巖綠柱石礦床。重點在阿爾泰哈龍-可可托海地槽褶皺帶（哈龍-青河晚古生代深成巖漿?。┡c華力西晚期的酸性侵入巖有關的偉晶巖中具塊體結構共生單元的鈉長石-石英-白云母交代的偉晶巖，例如群庫爾偉晶巖綠柱石礦床、胡魯宮偉晶巖綠柱石礦床、洪湖152號偉晶巖綠柱石礦脈、長風嶺偉晶巖綠柱石礦床、庫儒爾特偉晶巖礦床等，以及可可托海3號礦脈深部。

（2）火山巖、次火山巖羥硅鈹石礦床。準噶爾地槽褶皺帶、巴爾魯克-塞米斯臺復背斜、塔爾巴哈臺復向斜以南，鐵廠溝-巴爾魯克斷裂以北地區，侵入有華力西期花崗巖基及其次火山巖石英鈉長斑巖等，翼部為泥盆統及石炭統沉積巖，尋找與鈾、氟等共生的羥硅鈹石。

（3）在華力西晚期以及燕山期二云母或鈉長石化白云母花崗巖頂部綠柱石礦床，例如尚可蘭花崗巖綠柱石礦床、二道房子花崗巖綠柱石礦床等。

5　討論與結論

稀有金屬礦產包括Be、Li、Ta、Nb、Zr、Hf、Rb、Cs等，這些元素均可以形成獨立的礦床，也可以幾個元素組合在一起，形成多礦種的稀有金屬礦床。例如可可托海礦床3號礦脈即是集上述元素于一脈的典型。稀有金屬礦床在新疆乃至我國具有一定優勢，但隨著采選冶技術的發展，稀有金屬礦床也存在很多問題，既有常規的環保與采礦的矛盾，也有機選成本高、精礦砂品質低、粒度細與冶煉方面的問題，也存在新類型資源的沖擊問題。因此，對于稀有金屬礦產資源而言，主要的不是“有沒有”的問題，而是需要繼續找礦、找大礦、找富礦，目前以偉晶巖類型為首選，兼顧其他類型；另一方面相關專業也要研究采選冶技術創新，共同提高稀有金屬資源利用率。

參考資料

［1］T.Φ波依科，單久讓.群庫爾礦田、虎斯特礦田、卡拉蘇-克克西爾礦田普查勘探報告，阿勒泰礦，1954.

［2］單久讓.新疆稀有金屬礦產勘查開發現狀及今后找礦方向的探討.新疆維吾爾自治區專家顧問團礦產與能源組、地質學會、礦業聯合會編:新疆銅、金、鉀鹽、煤礦等固體礦產優選勘查靶區咨詢研討會論文集.2002:132-136.

［3］中國地質學會2010年地質找礦科技十大成果進展專家點評，《新疆和布克賽爾縣白楊河地區發現特大鈾鈹多金屬礦床》，中國國土資源報，2011年1月21日.

［4］景澤被，許國禮，張偉，唐洪勒，夏芳，何建傽等.《新疆富蘊縣可可托海稀有金屬礦床3號礦脈露天采礦場閉坑地質報告》2000 年12月.礦產資源儲量認定書（新國土資儲認［2002］07號）.

［5］李慶昌.做大做強新疆稀有金屬產業的資源戰略問題與對策［J］.新疆有色金屬.2010.增刊1:28-31.

［6］李慶昌，曹惠志，宋智敏，丁乾俊，楊青山，蘇元恭，等.新疆青河縣阿斯喀爾特鈹礦礦床最終勘探報告.新疆有色局地質勘探公司701隊.1958-1964.12.

收稿：2016-02-01

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.04.007