新疆大紅柳灘喀拉喀鋰鈹礦床地質特征與成礦機制探討

譚克彬

（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 839000）

西昆侖大紅柳灘稀有金屬成礦帶是我國十分重要的稀有金屬成礦帶之一，上世紀五十年代新疆地質局第二地質大隊在該成礦帶發現了大紅柳灘中型鋰礦。大紅柳灘鋰礦發現以來，大量學者及地勘單位在本區開展科學研究和地質找礦工作，提高了本區的研究水平，尤其是2000年之后，多家地勘單位在本區開展稀有金屬找礦工作，但僅零星發現一些稀有金屬礦找礦線索，沒有實現重大突破。直到2013年，新疆地質礦產勘查開發局第六、十地質大隊開展大紅柳灘一帶1∶5萬區域化探工作，在大紅柳灘東南約15千米圈定了喀拉喀化探綜合異常（HS26），新發現和評價了喀拉喀大型偉晶巖型鋰鈹礦床，此后陸續發現了龍門山鋰礦、盤龍鋰礦、俘虜溝鋰礦、509道班西鋰礦等大型礦床，實現了區域找礦的重大突破。因此，研究喀拉喀鋰鈹礦床的地質特征和成礦機制，實現本區地質找礦的新突破具有重要意義。

1 區域成礦地質背景

喀拉喀鋰鈹礦床位于羌塘地塊、可可西里-巴顏喀拉斷褶帶內（Ⅲ-1），成礦帶屬于大紅柳灘RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母礦帶，見圖1。

圖1 喀拉喀一帶地質礦產略圖（據西安地質調查中心修編）

區域地層、侵入巖受呈康西瓦-鯨魚湖深大斷裂、大紅柳灘-郭扎錯深大斷裂控制，宏觀呈北西西-南東東展布。區域基底主要由古元古界康西瓦巖群（Pt1K）高綠片巖相變質碎屑巖，長城系甜水海巖群（ChT）高綠片巖相淺海相陸緣細碎屑巖、酸性火山巖組成；蓋層由二疊系黃羊嶺群（P1-2H）淺變質碎屑巖，三疊系巴顏喀拉山群（TB）淺變質淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖及晚三疊世中酸性侵入巖組成，基底與蓋層之間呈斷層接觸。古元古界康西瓦巖群主要形成沉積改造型鐵礦；三疊紀侵入巖體內形成與構造-巖漿熱液成礦作用有關的熱液型銅鉛鋅金多金屬礦，三疊紀侵入巖與三疊系巴顏喀拉山群（TB）的外接觸帶是形成偉晶巖型鋰鈹稀有金屬礦成礦的有利地區。

三疊紀侵入巖主要分布在賽圖拉鎮-大紅柳灘一帶，其中大紅柳灘巖體是成礦最有利的巖體之一。大紅柳灘巖體出露面積約850 平方千米，呈北西-南東向展布，延伸長大于50千米。該巖體主要侵入于三疊系巴顏喀拉山群中，主要巖性為斑狀黑云母花崗閃長巖、黑云母石英閃長巖、英云閃長巖、二云母花崗巖（209.6±1.5Ma，魏小鵬，2017年）、二長花崗巖（217.4±2.2Ma，喬耿彪），均為S型花崗巖。大紅柳灘巖體內外接觸帶廣泛發育花崗偉晶巖脈，為形成偉晶巖型礦床提供了豐富的物質來源及成礦空間。目前，在該巖體外接觸帶發現了大紅柳灘、喀拉喀、509道班西、龍門山等大型偉晶巖脈礦床，顯示了巨大的成礦潛力。

2 礦區地質

2.1 地層

礦區出露地層為中生界三疊系巴顏喀拉山群上組（TB3），分布于工作區中東部，呈北西-南東向展布，上部出露巖性主要為云母片巖，下部出露巖性為黑云母石英片巖、二云母石英片巖，二者呈互層產出。地層南西被三疊紀二云母二長花崗巖侵入，北西被三疊紀黑云母花崗巖侵入，地層傾向北東，傾角60°-76°，見圖2。

圖2 喀拉喀鋰鈹礦床地質略圖

2.2 構造

受大紅柳灘—郭扎錯斷裂及奇臺達坂斷裂等區域性斷裂的控制，礦區地質構造線呈北西西-南東東展布。區內大型斷裂、褶皺構造均不發育，發育劈理、片理、節理等構造，局部可見走滑斷層及揉皺構造。斷層對偉晶巖脈及礦體具破壞作用。

2.3 侵入巖

礦區分布在礦區西南部和東北部，是大紅柳灘巖體向東南的延伸部分。出露巖體主要為晚三疊世黑云母花崗巖（βγT3）、二云母二長花崗巖（ηγβmT3）。二云母二長花崗巖鋁飽和度0.84-1.16，為次鋁—過鋁的“S”型花崗巖類；分異指數為62.45-91.18，分異程度較高；K2O+Na2O為（5.09-8.47）×10-2，以富堿為特征；里特曼指數變化在1.17-2.35，為鈣堿性系列；微量元素曲線顯示形成環境為巖漿弧，表明巖漿來源于地殼的部分熔融（郭岐明，2019）。二云母二長花崗巖體中發育花崗偉晶巖脈和電氣石化，且Li、Be、Cs、Nb、Rb 等元素平均含量為59.8×10-6、4.9×10-6、10.5×10-6、11.5×10-6、128.2×10-6，表明Li、Be、Cs、Nb、Rb 等稀有元素在二云母二長花崗巖體中顯著富集，與礦區偉晶巖成礦密切相關。

2.4 偉晶巖脈

礦區內發現偉晶巖脈114條，分布于巖體內外接觸帶，主要分布在接觸帶1.5 千米范圍內，多與區域構造線及地層走向近平行。偉晶巖脈體長30-1600米，寬2.00-42.00 米，最寬達195 米。根據脈巖的走向分為北西向、北東向兩組，以北西向脈巖為主，傾向北東，與地層層面近平行或小角度斜交。根據脈巖空間分布及主要礦物含量及其與成礦之間的關系，將偉晶巖脈分為三條帶：電氣石-微斜花崗偉晶巖脈帶（Ⅰ），主要分布在巖體內接觸帶；鋰輝石-鈉長花崗偉晶巖脈帶（Ⅱ），分布在巖體外接觸帶100-1500 米范圍內；鋰云母-鋰輝石-白云母花崗偉晶巖脈帶（Ⅲ），分布在巖體外接觸帶1500-3000 米范圍內，表1。

表1 喀拉喀鋰鈹礦偉晶巖脈特征一覽表

從南到北，從南部分侵入體內部向外，再到北部侵入體接觸帶附近，即從Ⅰ號帶到Ⅲ號帶，主要顯示出以下特征：①偉晶巖的數量逐漸減小，且規模從大脈逐漸變為細脈；②電氣石的含量從10-30%逐漸減少至1-3%，白云母的含量從微量逐漸增加到5-10%；③微斜長石含量與鋰輝石含量呈負相關，鈉長石含量與鋰輝石含量呈正相關，表明Li 富集成礦與Na 交代K 有密切關系；④Rb 元素在多數偉晶巖脈中富集，Li、Be 元素在Ⅱ、Ⅲ號帶中明顯富集，其中Ⅱ號鋰輝石-鈉長花崗偉晶巖脈帶是鋰鈹礦的主要含礦帶。

3 礦床地質

3.1 礦脈特征

喀拉喀鋰鈹礦礦床主要礦脈分布在Ⅱ號偉晶巖脈帶中，少部分在Ⅲ偉晶巖脈帶中。共圈定鋰（鈹）礦脈40個，其中鋰鈹礦脈14個（含工業礦脈10個，低品位礦4 個），鈹礦脈26 個（含工業礦脈5 個，低品位礦脈21 個）。鋰鈹礦脈與鈹礦脈在平面上的分布顯示，鋰鈹礦脈位于二云母二長花崗巖外接觸帶相對較遠的位置，鈹礦脈位于二云母二長花崗巖外接觸帶相對較近的位置；從垂向分布看，在同一偉晶巖脈中，鋰在偉晶巖脈的中上部富集（圖3），而鈹分布較均勻。

圖3 喀拉喀鋰鈹礦5號剖面示意圖

鋰鈹礦脈主要產于Ⅱ號脈帶中，礦脈走向272-302°，傾向北東，傾角41-80°，長130-1300米，平均厚度0.81-8.67米，控制礦脈斜深48-630米。礦脈Li2O平均品位0.454-1.505%，BeO 平均品位0.035-0.086%，伴生Rb2O平均品位0.079-0.135%，礦體品位變化系數9.22-87.98%，厚度變化系數15.64-65.78%，含礦巖石為鋰輝石花崗偉晶巖，礦脈圍巖為黑云母石英片巖、花崗偉晶巖。主要礦體特征見表2。

表2 喀拉喀主要礦脈特征一覽表

鈹礦脈主要產于Ⅱ號脈帶中，礦脈走向北西向，傾向北東，傾角37°-72°；礦脈長70-1400 米，平均厚度0.83-46.92米，控制斜深18-538米，礦脈BeO平均品位0.045-0.134%，Rb2O平均品位0.079-0.135%，品位變化系數1.21-136.41%，厚度變化系數16.26-64.71%。含礦巖石為花崗偉晶巖，圍巖為黑云母石英片巖、二云母石英片巖。

3.2 礦石特征

鋰鈹礦的礦石礦物主要為鋰輝石、鋰磷鋁石、鋰白云母；鈹礦石的礦石礦物僅見極少綠柱石，其主要礦石礦物尚未查清。脈石礦物主要為鈉長石、石英、微斜長石、電氣石等。礦石結構為細粒偉晶結構、中粗粒偉晶結構、巨粒偉晶結構，礦石構造為塊狀構造、鑲嵌狀構造，見圖4。

圖4 喀拉喀鋰鈹礦石特征

根據主含礦元素不同，礦石的自然類型分為鋰鈹礦石及鈹礦石；按礦石中礦石礦物分布特征，自然類型可分為塊狀礦石、鑲嵌狀礦石、浸染狀礦石三種類型。鋰鈹礦石以鑲嵌狀及塊狀礦石為主，鈹礦石以星散狀礦石為主。

4 成礦機制探討

在三疊紀末期，大紅柳灘一帶受印度板塊的持續向北擠壓，深部富含Li、Be 等稀有金屬元素的硅鋁層發生滑脫并導致其部分熔融，生成富含Li、Be等“S”型初始花崗巖漿。花崗巖漿在區域構造應力的作用下向上運移，并隨著溫度、壓力的逐漸降低，巖漿發生分異結晶作用，由于Li、Be 等稀有金屬元素化學活動性極為活潑，Li、Be 等在殘余巖漿中進一步富集，最終在巖體的頂部形成了富含揮發份和稀有金屬的偉晶巖巖漿。偉晶巖巖漿由于富含揮發份，具極高的活動性及動能，在巖體及內外接觸帶的斷層破碎帶、節理、地層層間薄弱帶侵入形成含稀有金屬的晶巖脈，Li、Be 等稀有金屬元素在揮發份的作用下沿偉晶巖脈向上遷移，富集形成了偉晶巖脈礦體。

5 找礦標志

喀拉喀鋰鈹礦礦床成因為偉晶巖型礦床。總結其成礦地質背景及礦床地質特征，其主要找礦標志有：

（1）大地構造與成礦帶標志：可可西里-巴顏喀拉斷褶帶，大紅柳灘RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母成礦帶。

（2）侵入巖與地層標志：晚三疊紀大紅柳灘巖體S 型花崗巖（二云母二長花崗巖）與三疊系巴顏喀拉山群外接觸帶100-3000米范圍。

（3）地球化學標志：具有明顯的Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Sn 等異常組合，其中Li、Be 元為直接指示元素，Nb、Ta、Rb、Cs、Sn等元素組合為間接指示元素。

（4）脈巖標志：花崗偉晶巖脈。其中含綠柱石、鋰輝石的鈉長石花崗偉晶巖脈是直接找礦標志。

（5）礦物標志：鋰輝石、鋰云母、綠柱石為直接找礦標志，鈉長石、電氣石為間接找礦標志。

（6）遙感影像標志：在淺肉紅色（二云母二長花崗巖）與灰色、灰黑色色調（三疊系巴顏喀拉山群）接觸帶附近的灰白色條帶狀影紋，多為花崗偉晶巖脈。

6 結論

喀拉喀鋰鈹礦的初步勘查，發現了偉晶巖脈114條，含礦25 條，估算鋰鈹資源量均達到大型礦床規模，是大紅柳鋰礦發現以來的最新地質找礦突破。礦床賦存在晚三疊紀大紅柳灘巖體與三疊系巴顏喀拉山群外接觸帶的偉晶巖脈中，目前在大紅柳灘巖體外接觸帶先后發現了509、龍門山等多個大型鋰鈹礦床，表明偉晶巖型礦床受晚三疊紀“S”型花崗巖體及其外接觸帶形態控制明顯。本區除了大紅柳灘巖體外，在區域西部賽圖拉-康西瓦一帶以及大紅柳灘北部地區，還廣泛發育晚三疊紀“S”型花崗巖體及偉晶巖脈，具有相似的成礦地質環境，有巨大的找礦空間。喀拉喀鋰鈹礦的發現與勘查，為大紅柳灘一帶偉晶巖型稀有金屬礦的勘查工作提供了豐富的經驗借鑒，有利于實現更大的找礦突破；喀拉喀鋰鈹礦后期進一步勘查與開發，對于提高南疆地區人民生活水平、維護社會穩定、促進南疆地區經濟發展具有十分重要作用。

致謝：喀拉喀鋰鈹礦的發現與勘查，得到了新疆維吾爾自治區地勘基金中心的大力支持，得到了尚海軍教授級高級工程師、仇銀江教授級高級工程師的廣泛指導。喀拉喀鋰鈹礦項目組全體成員共同努力的結果，共同智慧的結晶。在此表示衷心感謝!