新疆福?？h卡魯安鋰輝石礦地質特征及控礦因素

吳宏恩 艾西梅

（新疆維吾爾自治區有色地質勘查局 烏魯木齊 830000）

1 區域地質背景

卡魯安鋰輝石礦區處于喀納斯-可可托海古生代巖漿弧中部，哈龍-青河稀有金屬礦帶北西段，屬群庫爾-阿祖拜偉晶巖帶北端的延伸部分，成礦地質條件優越。

區內出露地層主要為中-上志留統庫魯木提群，為一套淺海-半淺海相碎屑巖類建造，受區域變質作用，形成不同成分的片巖。

區內構造以北西-南東向的哈龍復背斜和佳木開達板-阿爾泰山斷裂為主，東西向構造以哈龍斷裂為代表。哈龍復式背斜規模較大，軸向北西，兩翼基本對稱，傾角較陡，在哈龍向北西傾沒。組成背斜的地層為中-上志留統庫魯木提群，因大量花崗巖侵入及斷裂的強烈破壞而出露極不完整，南翼絕大部分被花崗巖占據。佳木開達板-阿爾泰山一帶斷裂總體走向北西，傾向北東，傾角70°～80°，切割庫魯木提群及花崗巖體。哈龍斷層產狀為360°∠70°，延伸20多公里，向西在阿爾泰山南被北西向構造所限，切割中-上志留統地層和片麻狀黑云母花崗巖體。

區內巖漿巖主要為哈龍巖體和花崗偉晶巖脈。哈龍巖體形成于海西中-晚期（1∶20萬資料），呈巖基狀侵入于志留系地層中，形成一個巨大的花崗巖穹隆，主要巖性為片麻狀黑云母花崗巖、二云母花崗巖。在哈龍背斜的傾沒端、東西向斷裂與北西向斷裂的復合地帶及與之相應的次級構造中，有大量的偉晶巖脈分布，僅群庫爾、哈龍就有340余條偉晶巖脈，其中發育綠柱石、鋰輝石、白云母礦化的偉晶巖有103條，為阿勒泰稀有金屬成礦重要的遠景區之一 (鄒天人等,2006)。

區域礦產主要有稀有金屬、白云母及寶石礦，大中型稀有礦床主要有卡魯安鋰礦、庫卡拉蓋鋰礦、柯魯木特鈹礦及阿祖拜、群庫、虎斯特等稀有金屬礦，其中卡魯安鋰礦、庫卡拉蓋鋰礦就賦存于哈龍巖體西部外接觸帶及哈龍背斜的傾沒端。

2 礦床地質特征

礦區內出露地層為中上志留統庫魯木提群下亞群，為一套淺海-半淺海相碎屑巖類建造，巖性為灰綠-灰紫色細砂巖、粉砂巖與泥巖呈不均勻的互層，經受區域變質作用后，巖石多已變質，成為不同類型的片巖，由老到新有：角巖化黑云石英片巖、堇青-矽線-黑云石英片巖、黑云母-石英片巖、十字-斜長黑云石英片巖、紅柱-黑云石英片巖、堇青-黑云石英片巖。地層走向近南北，產狀250°～280°∠50°～75°。

礦區內構造主要表現為東西向斷裂及近南北向裂隙。東西向斷裂主要為哈龍斷層，呈近東西向橫穿全區，切割了庫魯木提群地層及偉晶巖脈，產狀為360°∠70°。沿斷裂有50～100m寬的破碎帶,赭石化、硅化、綠簾石化相當強烈，在地貌上形成近東西向的谷地。南北向的裂隙大多沿地層薄弱帶（片理）發育，并被偉晶巖脈及石英脈等充填。

礦區內未見侵入巖，見有偉晶巖脈21條，成群成帶分布。偉晶巖脈賦存于中上志留統變質的片巖中，形態為規則、不規則脈狀，長150～300m，厚2～3 m。脈體一般走向近南北，傾向西，傾角50°～60°，與地層片理一致，個別脈體受構造影響走向近東西或北東向。

根據礦物組合和稀有金屬礦化，礦床范圍內的花崗偉晶巖可分為白云母-微斜長石-鈉長石型、鈉長石型、鋰輝石-鈉長石型3種，后兩種占礦脈數的三分之二，主要分布在礦床的中部和西部，它們的圍巖是黑云母石英片巖，Li、Be、Nb、Ta、Rb(Cs)礦化比較富集。

稀有金屬礦化偉晶巖脈由外向內一般見有四個結構帶，不同偉晶巖脈或同一偉晶巖脈的不同部位略有不同。

⑴細晶結構帶：該結構帶出現在礦脈邊緣和圍巖直接接觸的部位，一般厚2cm左右，比較穩定，由石英和微斜長石組成。

⑵中細粒結構帶：厚度0.5～1.5m，和邊緣殼呈過渡關系，主要由石英和微斜長石組成。

⑶中粗粒變文象結構帶：該結構帶主要分布在礦脈局部中心部位，和中細粒結構呈過渡關系，主要由微斜長石、石英組成。

⑷石英-鈉長石-鋰輝石結構帶：該結構帶主要出現在礦脈的中心部位，呈帶狀延伸，比較厚大，是鋰礦的主要賦存部位。

3 礦脈特征

含鋰偉晶巖脈有 813、814、815、816、817、809、807、806、803、802號脈，礦脈類型屬石英-鈉長石-鋰輝石型。其中807、806號脈規模較大，礦化較強。

806脈位于礦區北部，產于黑云母石英片巖中，地表覆蓋，地下控制長約800m，延深達200m。脈體厚度變化范圍較大，最厚處達20余米。該脈主要由三個結構帶組成，其上下盤與圍巖接觸部位發育1～3cm的細粒偉晶巖帶，其內為30～50cm厚的白云母-石英-鈉長石中粗粒偉晶巖帶，巖脈主體為鋰輝石-石英-鈉長石帶。

該脈沿走向較穩定，厚度和Li2O含量沿傾向有逐漸變薄和變低的趨勢。圍巖片理與脈體產狀一致，偉晶巖上、下盤與圍巖接觸界線明顯，呈突變式接觸，近脈圍巖蝕變以白云母化、云英巖化為主。品位及產狀特征見表1。

表1 卡魯安鋰輝石礦主要礦脈特征表

礦脈中石英-鈉長石-鋰輝石結構帶構成了鋰（伴生鈹、鈮鉭）礦體。礦石呈偉晶結構，定向構造，條帶狀構造，有用礦物為鋰輝石、鉭鈮鐵礦等。伴生的脈石礦物主要為更長石、石英、白云母、斜長石、鉀長石等。

截止2013年，共探得（333）類資源量：Li2O為2.6萬噸，伴生BeO 為760t，（Nb、Ta）2O5為460t。已達中型規模，預計經進一步工作可達大型。

4 控礦因素及成因

4.1 控礦因素

4.1.1 褶皺

卡魯安與庫卡拉蓋鋰輝石礦處于哈龍復背斜的傾沒端，礦區的大多偉晶巖脈及主要礦體（650號脈、806號脈）的產狀與中-上志留統庫魯木提群下亞群地層產狀一致，也就是說偉晶巖脈受層間裂隙及地層片理控制。在該區1∶20萬的礦產分布圖上，很明顯的可以看出，大大小小幾十個偉晶巖型稀有金屬礦所形成的輪廓與哈龍復背斜輪廓大致相當。哈龍復背斜及其有利的構造部位控制著稀有金屬礦床的分布。

4.1.2 侵入巖

在哈龍-阿祖拜偉晶巖田中，由哈龍花崗巖體向西，偉晶巖類型及其礦化依次出現四個水平分帶(圖1)。I帶為距花崗巖接觸帶內外各約500m范圍，大致平行花崗巖接觸帶展布，分布著長數百米至千余米，寬數米至數十米的微斜長石型偉晶巖，稀有金屬礦化極弱，不具工業價值；II帶為巖體外接觸帶500～1500m范圍，分布著長數十米至數百米的微斜長石型偉晶巖，早期文象結構帶中含有大量綠柱石，為具有工業價值的Be礦化帶，此外有鉭鈮鐵礦和白云母產出；III帶，為巖體外接觸帶2000～4500m范圍，分布著規模較大的鈉長石-鋰輝石型偉晶巖，走向近南北，傾向南西西，陡傾斜，絕大多數偉晶巖脈平行圍巖片理產出，長五十米至千余米，為具有工業價值的Li礦化帶；IV帶位于III帶西側(外側)，分布著低溫熱液階段產出的石英脈。

圖1 哈龍-阿祖拜稀有金屬礦田礦化分帶圖（郭旭吉，2015）

從上述偉晶巖脈分帶特征說明，偉晶巖脈與哈龍巖體存在一定的時空關系，有可能是哈龍巖體演化到后期階段的產物。有關文獻資料可以佐證：

⑴額爾齊斯斷裂帶以北海西期造山后伸展作用形成的花崗巖體，可能為造山帶內巖漿成因偉晶巖的形成提供有利的物源條件（吳柏青等，1989；鄒天人，1995）；

⑵在1∶20萬區域地質圖中，將哈龍巖體形成時代劃為海西中期；

⑶在新疆重要礦種礦產預測成果報告（馮京等，2013）中，認為哈龍巖體形成于早二疊世（二云母花崗巖Rb-Sr年齡237Ma，鉀長石K-Ar年齡為292百萬年）；

⑷張輝等（2014）獲得庫卡拉蓋650號脈中晚期偉晶巖與早期偉晶巖、卡魯安805號脈偉晶巖、卡魯安806號脈偉晶巖鋯石U-Pb加權平均年齡分別為(211.3±2.4)Ma、(227.9±2.6)Ma、(216.0±2.6)Ma、(223.7±1.8)Ma，代表各脈體的侵入年齡。

有些文獻中，根據測得鋯石U-Pb年齡（400Ma左右）及有關地球化學演化特征差異，認為偉晶巖脈的形成與哈龍巖體沒有關系，值得進一步探討。

4.2 成因探討

在海西期造山后伸展作用下形成的花崗巖巖漿，經過長期的演化，形成特殊的成礦熔體-偉晶巖漿，這種巖漿富含鋰、鈹、鈮鉭等多種稀有元素、富含揮發性成分并且粘滯性小、流動性大，沿構造薄弱帶（早期巖體中節理、巖體與地層的接觸帶及地層中存在的片理、裂隙等）上侵。高溫的熔體侵入到相對冷的圍巖（紅柱石-石英-黑云母片巖）裂隙后，邊部迅速冷卻，礦物迅速結晶，形成了細晶結構的邊緣殼，這個殼起到了保溫的作用。此后，熔體冷卻速度放慢，礦物在其中的生長時間增長，緊接著邊緣殼之后，出現了中細到中粗粒結構，礦物晶體逐漸增大，由數毫米到數厘米，而且垂直脈壁由邊部向里由小到大生長。從熔體中最后晶出的是石英-鈉長石-鋰輝石結構帶，它的生成宣告熔體結晶作用結束，即所有的原生結構形成。

此后，隨著后期富含揮發分氣液侵入，便進入了交代作用階段，形成了各種不規則形狀的糖晶狀鈉長石集合體、鱗片狀白云母集合體和鋰云母集合體等交代產物。

5 找礦標志

⑴巖漿巖標志：海西中晚期形成的中酸性花崗巖巖基，鋰礦一般分布在離花崗巖2～3km處。

⑵圍巖標志：多賦存于中上志留統變質巖系中。

⑶構造標志：哈龍復背斜轉折短及其兩翼，多沿片理發育。

⑷偉晶巖脈標志：地表出露偉晶巖脈，且分異較好，并有石英-鈉長石-鋰輝石帶出現，是直接找礦標志。