新疆和田509道班西鋰鈹多金屬礦床花崗巖U-Pb年齡及其構造意義

譚克彬 郭岐明 郭勇明

（①新疆維吾爾自治區地質礦產勘查開發局第六地質大隊 哈密839000②陜西地質調查院 西安710000 ③新疆寶地礦業股份有限公司 哈密 839000）

1 前言

新疆西昆侖地區是我國最重要的鉛鋅和鋰鈹等稀有金屬成礦區帶之一，陸續發現了火燒云超大型世界級鉛鋅礦和大紅柳灘鋰鈹多金屬礦床[1-3]。隨著國家對戰略性關鍵金屬礦產的重視和投入，近年來在大紅柳灘一帶陸續發現了一系列鋰鈹多金屬礦床（點），寧強溝、異石溝、喀拉卡鋰、鈹多金屬礦床（點），使得該地區成為和四川甲基卡花崗偉晶巖型鋰鈹礦床類似的稀有金屬礦集區[4，5]。509 道班西鋰鈹多金屬礦床即是近年來在大紅柳灘南部新發現的一處礦床。前人僅開展了成礦地質特征和成礦規律的初步總結[6]，而對于礦化密切相關的花崗質巖石研究較少，這對于進一步理解成巖成礦作用不利。基于此，筆者在詳細野外地質調查的基礎上，通過先進的鋯石LA-ICP-MSU-Pb年齡測試，獲取了二云二長花崗巖和石英閃長巖的成巖年齡，探討了其大地構造意義，以期為后續找礦工作提供理論參考。

2 礦區地質背景

礦區內出露地層主要為三疊系巴顏喀拉山群中組上段，巖性為一套細碎屑巖類復理石建造，經中－低級區域變質作用形成淺變質碎屑巖、板巖、片巖等。其中淺變質碎屑巖具有較好的滲透性，有利于含礦氣液的運移；板巖、片巖對于含礦溶液的熱、氣、液等具有一定的儲藏、封閉作用，更為礦物的結晶創造了良好的條件。礦區受大紅柳灘斷裂和奇臺達坂斷裂帶兩組斜交斷裂帶雙重作用，致礦區次級斷裂破碎帶比較發育，呈密集條帶狀展布，邊部巖石發育糜棱巖化。區內節理十分發育，為巖漿活動所形成的節理與早期斷裂活動遠程效應下的次級節理，是區內主要的控礦、容礦構造，區內片理化帶比較發育，走向北西-南東向，呈帶狀延伸，但強弱程度不同。花崗質侵入體呈巖株狀產出侵位于巴顏喀拉山群中組上段，從不含礦偉晶巖脈與含礦偉晶脈分別位于巖體外接觸帶0～500米、500～1500米范圍，且成群成帶密集分布，具有明顯的分帶性，其走向與巖體的接觸帶平行，暗示了偉晶巖脈與巖體在空間上關系密切。

3 侵入巖地質特征

3.1 地質特征

礦區巖漿活動較強，花崗偉晶巖脈發育，主要分布在西南一帶。西南一帶發育規模較大的晚三疊世似斑狀中－粗粒二云母二長花崗巖和中－細粒石英閃長巖。二云母二長花崗巖呈長巖株狀產出，走向北西－南東，侵入于三疊系巴顏喀拉山群中組上段，其接觸界線不規則，大部分傾向北東；石英閃長巖分布于工作區西部、西南部，出露面積較小，呈小巖珠形式出露，與晚三疊世（似斑狀）中－粗粒二云母二長花崗巖呈脈動侵入接觸，被晚期偉晶巖脈沿裂隙侵入（圖1）。

3.2 巖石學特征

似斑狀中粒二云母二長花崗巖：巖石呈花崗結構、塊狀構造，主要礦物成分為石英25%、斜長石30%、鉀長石37%、黑云母1%、白云母2%、電氣石4%、石榴子石1%。石英呈它形粒狀，受應力作用發生破碎，具波狀消光，見變形紋變形帶，部分顆粒間呈鋸齒狀鑲嵌，由動態重結晶作用形成，斜長石雙晶紋細密，主要為更長石，部分雙晶發生彎曲、錯位。鉀長石主要有微斜長石和條紋長石，顆粒較大，裂紋發育，包含石英顆粒和云母碎片，副礦物見電氣石、石榴子石，可能與后期氣液交代作用有關（圖1b）。

晚三疊世中－細粒石英閃長巖：巖石呈灰色，細粒花崗結構、塊狀構造。主要組成礦物為斜長石75～85%、石英10～15%±、黑云母3～5%，及少量角閃石、白云母等。斜長石，呈半自形柱狀，鈉長石雙晶清晰；黑云母，自形片狀，褐色；石英，煙灰色，它形填隙粒狀；另有少量綠簾石等。巖石礦物粒徑大小以1～1.5毫米為主，個別2～2.5毫米，礦物之間相互緊密接觸，雜亂分布。巖石蝕變特征表現為次生綠簾石化，常與黑云母賦存一起。副礦物可見磁鐵礦、磷灰石、榍石等零星分布（圖1d）。

圖1 509道班西礦床中灰白色二云母花崗巖（a，b）和灰綠色石英閃長巖（c，d）野外和鏡下照片

4 鋯石U-Pb年齡

眾多學者對西昆侖大紅柳灘巖體花崗巖進行過詳細的年代學研究，喬耿彪等[7]測得大紅柳灘巖體二長花崗巖的形成年齡為220±2.2～217.4±2.2Ma；魏小鵬等[8]測得大紅柳灘巖體二云母花崗巖的形成年齡為209.6±1.3Ma；李侃等[9]測得大紅柳灘巖體中二長花崗巖加權平均年齡為213±2.1Ma、黑云母鈉長花崗巖加權平均年齡為214±1.8M；據《新疆西昆侖地區1∶5 萬I44E002006 等四幅區調報告》資料，奇臺達坂一帶未分異的I型花崗巖形成于晚三疊世，其中英云閃長巖（214.7±2.0Ma）、石英閃長巖（211.3±3.3Ma）、花崗閃長巖（210.6±2.8Ma）。

本次工作在礦區西南部采集了一套二云母二長花崗巖樣品，樣品中挑選出來的鋯石數量較多，用于測試的鋯石大多呈自形程度較高的淺黃色－無色透明的長柱狀，個別短柱狀，柱狀晶體長寬比約為2∶1，鋯石粒度多在80～150μm（圖2）。鋯石陰極發光CL圖像顯示，鋯石形態完整，晶形完好，晶棱鋒銳、清晰，整體發光性較好；鋯石多具有明顯的核－邊結構特征（除圖2 中3、5、6、7、9、10、13、14 號點），核部與邊部界線清晰且陰極發光強度不同，核部殘留的繼承鋯石陰極發光明顯強于后期的巖漿增生邊（圖2中2、4、8、12、15、16、18、19、20、21、22、23、24 號鋯石），說明繼承核的U含量很低。后期的巖漿增生邊顯示比較清晰的振蕩環帶結構，具巖漿成因結構特點。

樣品的年齡數據進行處理后，發現年齡信息較為豐富，分布范圍較廣。測年數據包含有986.8Ma、770.2～512.8Ma、364.4～223.5Ma 和208.1～219.9Ma的4 類結果，其中前三類數據（圖2 中1、3、7、10、11、15、16、17、18、19、21、22）內部存在繼承鋯石核，由于普通鉛含量較少與諧和線發生了偏離，因此不參與加權平均年齡值得計算。

表1 509道班西礦床二云二長花崗巖鋯石LA-ICP-MS分析結果

圖3 509道班西礦床二云二長花崗巖體LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡諧和年齡(a)和加權平均年齡(b)

諧和度較好的10 組分析點中，14、20 號鋯石其中間均有繼承核，可能代表混合年齡，而其余的點（2、4、5、6、8、9、12、13 號鋯石）鋯石測點其中間沒有核，可能代表成巖年齡，8 組具有較集中的206Pb/238U年齡值介于208.1±3.2～219.9±2.8Ma 之間（圖3，表1），其206Pb/238U加權平均年齡值為208.8±1.7Ma，對應的MSWD=0.13。因此，礦區二云二長花崗巖和石英閃長巖均形成于晚三疊世。

5 構造意義

眾多資料表明，古特提斯洋是具多洋島特征以及雙極性特征，三疊紀時期礦區局限洋盆仍然處于接受沉積階段，巴顏喀拉盆地向甜水海陸塊之下俯沖，形成了奇臺達坂一帶具有俯沖性質的TTG 巖類[10]；而隨后的甜水海地塊向北仰沖，沿郭扎錯斷裂形成大量的三疊紀沉積增生楔，為一大套碎屑巖沉積建造，但該套碎屑巖無火山巖夾層，而且碎屑巖中火山質碎屑很少或無，且該套地層的下部（奇臺達坂一帶）見含礫砂巖，可以看出，該地區此后再次拉張凹陷。到晚三疊世－早侏羅世時期，由于受南部岡瓦納大陸向北漂移，板塊擠壓漂移作用再次發生，盆地發生褶返封閉，地殼深部發生重熔，在礦區形成了一套未分異的I 型花崗巖[8，11]。之后，南昆侖地體與喀喇昆侖－甜水海聯合地體之間的古特提斯洋向北俯沖消減到昆侖聯合地體之下，使南昆侖地體在晚古生代－三疊紀期間發育190～220Ma具有島弧型鈣堿性花崗巖的巖漿弧，而康西瓦斷裂變質帶的孔茲巖系的變質年齡證明北部陸陸碰撞造山作用且已經接近尾聲，地殼發生均衡性調整，地殼深部發生重熔，這一階段可能是形成礦區高分異的S型花崗巖的重要過程[9，12，13]。

6 結論

（1）509道班西鋰鈹多金屬礦床侵入巖主要為二云二長花崗巖和石英閃長巖。

（2）二云二長花崗巖鋯石U-Pb加權平均年齡值為208.8±1.7Ma（MSWD=0.13，n=8），屬晚三疊世。

（3）花崗質巖石是晚三疊世古特提斯洋向北俯沖消減到昆侖聯合地體之下，巖漿底辟上隆作用的產物。