2024年9月7日发(作者:栾今)
10000569/2019/035(11)330316ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:1018654/10000569/20191103
阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿
特征与找矿预测
,2,3,2,3,2,3,2,3
徐兴旺
1
李杭
1
石福品
4
姚佛军
5
陈建中
4
杨智全
4
洪涛
1
柯强
1
1,2,31,2,345441,2,31,2,3
XUXingWang,LIHang,SHIFuPin,YAOFoJun,CHENJianZhong,YANGZhiQuan,HONGTaoandKEQiang
1中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院矿产资源研究重点实验室,北京 100029
2中国科学院大学,北京 100049
北京 1000293中国科学院地球科学研究院,
4新疆地矿局第三地质大队,库尔勒 841000
自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 1000375中国地质科学院矿产资源研究所,
1KeyLaboratoryofMineralResources,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China
2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China
3InstitutionsofEarthScience,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China
4No3GeologicalParty,XinjiangBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment,Korla841000,China
5MNRKeyLaboratoryofMetallogenyandMineralAssessment,InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,
China
20190701收稿,20190913改回
XuXW,LiH,ShiFP,YaoFJ,ChenJZ,YangZQ,HongTandKeQ2019Metallogeniccharacteristicsandprospecting
,middlepartofAltynTaghActaPetrologicaSinica,35ofgraniticpegmatitetyperaremetaldepositsintheTugemanarea
(11):3303-3316,doi:1018654/10000569/20191103
Abstract ThemiddlepartofAltynTagh,RuoqiangCounty,Xinjiang,isafavorableareaforgraniticpegmatitetyperaremetal
mineralizationAtpresent,theTugemanBeLi,TugemanNorthLiBeandWashixiaSouthLiBedepositshavebeendiscovered
Amongthem,theTugemanBeLiandTugemanNorthLiBeoredeposits,occurredinmiddleandnorthernpartoftheTugemanlayered
granite,hadbeenevaluatedtobemediumscaleThispapersummarizestypesofraremetalgraniticpegmatitesintheTurgmanarea,
andintroducescharacteristicsandformationagesoftheTurgmanBeLiandTurgmanNorthLiBedepositsDistributionofgraniteand
graniticpegmatitewererevealedbasedongraniticandpegmatiticspectralinformationextractionofASTERremotesensingdataItis
pointedoutthattheTuobaandAyaggraniticpegmatitegroupsinthemiddlepartofTuobagneissicmonzoniticgraniteandsouthcontact
,respectively,aretwopotentialraremetalprospectingtargetsThecorrespondingdominantzoneoftheAyagbiotiteplagioclasegranite
raremetalmineralsfortheTugemanBeLi,TugemanNorthLiBe,andWashixiaSouthLiBedepositswereberyl,spodumeneand
,respectivelyTheTugemanBeLigraniticpegmatitesarecharacterizedbydevelopmentofKfeldspar,whereasalbitecrystalslepidolite
aremajorrockformingmineralsintheTugemanNorthLiBeandWashixiaSouthLiBedepositsTheTugemanBeLigranitic
,somepegmatitescontaintypicalzoningpegmatiteswereemplacedalongsomeshearfracturesorfaultswithdendriticorechelonshape
withborderaplitezone,intermediateKfeldsparzone,coremargintourmalineberylzoneandquartzcoreMoreover,theTugemanBe
LigraniticpegmatitedepositwasformedinlateMiddleOrdovician(ca460Ma)duringpostcollisionstageofthecollisionbetweenthe
MiddleAltynblockandQaidamblockaftertheclosureofthesouthernAltynOcean
Keywords ThemiddlepartofAltynTagh;Tugeman;Raremetals;Graniticpegmatite;Targetprospecting
摘 要 新疆若羌县阿尔金中段吐格曼地区是花岗伟晶岩型稀有金属成矿的有利地区,目前已发现吐格曼铍锂矿、吐格曼
K133XJ059)联合资助.
本文受第二次青藏高原综合科学考察研究和新疆地勘基金项目(
第一作者简介:徐兴旺,男,1966年生,研究员,博导,主要从事构造岩浆演化与成矿方面的研究,Email:xuxw@mail.iggcas.ac.cn
3304
ActaPetrologicaSinica 岩石学报2019,35(11)
北锂铍矿和瓦石峡南锂铍矿,其中发育于吐格曼层状花岗岩中心的吐格曼铍锂矿和北部接触带的吐格曼北锂铍矿已达中型
规模。本文总结了吐格曼地区稀有金属花岗伟晶岩的类型,报导了吐格曼铍锂矿和吐格曼北锂铍矿伟晶岩的特征与形成时
代。并基于ASTER遥感岩体与伟晶岩光谱信息提取成果揭示花岗岩与花岗伟晶岩的分布,指出托巴片麻状二长花岗岩中段
花岗伟晶岩区以及阿亚格黑云斜长花岗岩南接触带花岗伟晶岩群是稀有金属找矿靶区,指出吐格曼铍锂矿花岗伟晶岩形成
460Ma)南阿尔金洋闭合后阿中地块与柴达木地块碰撞过程的后碰撞阶段。于中奥陶世晚期(
关键词 阿尔金山中段;吐格曼;稀有金属;花岗伟晶岩;找矿预测
中图法分类号 P612;P6186
稀有金属作为自然界中储量和分布稀少(一般地壳丰度
为100×10
-6
以下)的金属,是新兴的关键矿产资源,在新材
料、新能源和信息技术等新兴产业中具有不可替代的重大用
途。稀有金属被许多国家列为战略关键金属资源(Linnenet
al,2012;Chakhmouradianetal,2015),也是我国的关键金
属资源。
稀有金属矿床从容矿载体划分,主要有花岗岩型、花岗
伟晶岩型、岩浆热液型(包括石英脉型、矽卡岩型、云英岩型
等多种矿化形式)、火山岩型、沉积岩型(包括粘土岩与蒸发
岩中成矿)及卤水型(王登红等,1998;邹天人和李庆昌,
2006;Gruberetal,2011;李建康等,2014,2017;Bensonet
al,2017;刘丽君等,2017)。其中花岗伟晶岩型是最重要
的稀有金属矿床类型之一,是稀有金属(包括Li、Rb、Cs、Be、
Nb、Ta、U、Th、Zr和Hf)的传统来源(C
ˇ
ern
,1991b;Shawet
al,2016)。如伟晶岩型Li矿床贡献全球一半的Li资源
(Jaskula,2016;Bensonetal,2017)。阿尔金中段地区是我
国重要的铁铅锌多金属成矿带(陈柏林等,2009,2017;陈
柏林和孟令通,2018;余君鹏等,2012;乔耿彪等,2014;王
岩等,2016;张辉善等,2018)。阿尔金地区近年来找矿方
面的重要进展之一是在阿尔金东段余石山地区发现与碱性
岩有关的铌钽稀有金属矿床(余君鹏等,2012;杨再朝等,
2014;贾志磊,2016),但阿尔金中段地区稀有金属矿床研究
还处于空白阶段。
近年来新的调查与研究结果显示阿尔金中段吐格曼地
区是我国潜在的花岗伟晶岩型稀有金属成矿区。2014~
2015年,新疆地矿局第三地质大队承担新疆维吾尔自治区地
质勘查基金项目管理中心矿调项目《新疆若羌县塔什萨依一
带铅锌、锰矿调查评价》过程中在吐格曼地区发现稀有金属
矿化点(新疆地矿局第三地质大队,2016
①
)。2016~2017
年,河南地矿局第二地质勘查院在开展《新疆阿尔金北缘拜
什托格拉克一带15万三幅区域地质矿产调查》项目过程
中在瓦石峡南发现稀有金属伟晶岩脉(河南地矿局第二地质
勘查院,2018
②
)。2018年,新疆地矿局第三地质大队和中
国科学院地质与地球物理研究所在共同承担地勘基金项目
《新疆若羌县吐格曼一带伟晶岩型稀有金属矿及红柱石矿、
石墨矿调查评价》过程中在吐格曼地区稀有金属矿化点的基
础上发现2个稀有金属矿床(新疆地矿局第三地质大队,
2019
③
),同时中国科学院地质与地球物理研究所(2019
④
)
对新发现的2个矿床及矿区地质进行了综合研究。本文基
于新完成的调查与研究结果,并结合ASTER遥感岩性识别
与异常提取结果,介绍阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型
稀有金属成矿特征并预测潜在的找矿靶区。
1 区域地质背景与成矿条件
阿尔金中段吐格曼地区位于新疆若羌县城南侧的阿尔
金山,构造上属于阿中地块(图1)。吐格曼地区出露的地层
主要有新太古界米兰岩群(Ar
12
M)、中元古界阿尔金岩群
(Pt
2
A)与复理石建造(fw(Pt
2
))、长城系贝壳滩组(Chb)与蓟
县系金雁山组(Jxj)(图2)。其中,米兰岩群为一套强烈变形
变质的碎屑岩、碳酸盐岩夹火山岩建造,普遍含有蓝晶石、十
字石、石榴石、夕线石等变质矿物,局部有透辉石、紫苏辉石
等麻粒岩相变质矿物,主要岩石类型包括蓝晶石榴黑云斜长
片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩、十字夕线蓝晶黑云片岩、石榴
斜长角闪岩、大理岩、石英岩与变粒岩等,分布于研究区的东
南;阿尔金岩群广泛出露于研究区的中部及西南部,主要为
一套由变质碎屑岩、碳酸盐岩和变质火山(碎屑)岩组成的绿
片岩相角闪岩相变质岩系;中元古界复理石建造为英格里
克构造蛇绿混杂岩的组成部分,呈北东南西向分布于研究
区中南部,为主要由石榴石十字石二云石英片岩、斜长二云
石英片岩、黑云斜长变粒岩与二云母片岩等构成的绿片岩
相角闪岩相变质岩系,其与南北两侧的米兰岩群和阿尔金
岩群地层间为断层接触;长城系贝壳滩组由灰白、灰深灰色
中厚层状石英岩、黑云石英岩、变质粗粒长石岩屑砂岩、二云
石英片岩与斜长白云母石英片岩等绿片岩相变质岩组成;区
内蓟县系金雁山组分布于库木加克沟两侧,大致呈近东西向
展布,岩性主要为一套大理岩。
吐格曼地区花岗岩发育,岩石类型主要有片麻状黑云二
长花岗岩、层状二长花岗岩、黑云二长花岗岩与黑云斜长花
①
新疆地矿局第三地质大队.2016.新疆若羌县塔什萨依一带铅
锌、锰矿调查评价报告.1-240
②
河南地矿局第二地质勘查院.2018.新疆阿尔金北缘拜什托格
拉克一带15万三幅区域地质矿产调查报告.1-200
③
新疆地矿局第三地质大队.2019.新疆若羌县吐格曼一带伟晶
岩型稀有金属矿及红柱石矿、石墨矿调查评价报告.1-210
④
中国科学院地质与地球物理研究所.2019.新疆若羌县吐格曼
一带伟晶岩型稀有金属矿及红柱石矿、石墨矿综合研究报告.1
-203
徐兴旺等:阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿特征与找矿预测
3305
图1 阿尔金中段地区地质简图(据康磊等,2016修编)
Fig.1 SimplifiedgeographicmapofthemiddlepartofAltynTagh(afterKangetal,2016)
①
修编)图2 阿尔金中段吐格曼地区区域地质图(据广西壮族自治区地质调查研究院,2003
Fig.2 GeologicalmapoftheTugemanareainthemiddlepartofAltynTagh
岗岩,规模较大的岩体从北向南依次主要分布有库鲁赛、阿
亚格、托巴、吐格曼、萨拉姆五个岩体。其中,吐格曼花岗岩
是2018年野外地质调查过程新识别的大型层状岩体(简称
吐格曼岩体),岩体产出于中元古界复理石建造中(图2),出
0km;岩体层状构造发育,包括不同矿物组成花露面积约3
岗岩的岩性层及其内部矿物分带而显示的层状构造;岩体岩
2
石类型多样,有黑云母二长(更长+钾长)花岗岩、二云母二
花岗岩、二云母钾长花岗岩、白云母碱长长(更长+钾长)
(钾长+钠长)花岗岩、白云母钠长花岗岩和电气石石榴子石
钠长花岗岩;层状黑云母二长花岗岩分布于岩体的外侧与边
缘(图2),而其它岩性层构成的淡色层状花岗岩体是岩体的
主体;层状淡色花岗岩中发育从二云母二长花岗岩到二云母
①
广西壮族自治区地质调查研究院.2003.125万瓦石峡幅地质图
3306
ActaPetrologicaSinica 岩石学报2019,35(11)
图3 吐格曼地区ASTER遥感花岗岩体和伟晶岩脉分布图(a)及不同光谱特征伟晶岩(bd)与GoogleEarth卫片伟晶岩(b
1、d1)特征的对比
(a)中紫色线条勾画的黄色脉体为伟晶岩脉,白色线条圈出的为花岗岩体(b)与(b1)分别为吐格曼矿区含绿柱石花岗伟晶岩的ASTER
与GoogleEarth遥感图片;(c)为瓦石峡南矿区含锂辉石花岗伟晶岩的ASTER遥感图片;(d)与(d1)分别为吐格曼塔什萨依河旁的黑云二
长花岗伟晶岩的ASTER与GoogleEarth遥感图片
Fig.3 ASTERremotesensingimagedisplayingdistributionofgranitoidandpegmatitedkyesintheTugemanarea(a)and
comparisonofpegmatiteswithdifferentspectralfeatures(bd)tothoseintheGoogleEarthimages(b1,d1)
Theyellowveinswithpurpleboundarylinearepegmatites,whereasthewhitelinesoutlineforgranitebodiesinFig3a(b)and(b1)arethe
,respectively;(c)isanASTERimagewithspodumenebearingASTERandGoogleEarthimagesforberylbearingpegmatitesintheTugemandeposit
pegmatiteintheWashixiasoutharea;(d)and(d1)aretheASTERandGoogleEarthimagesforbiotitemonzograniticpegmatitesalongtheTashisayi
river
钾长花岗岩、白云母碱长花岗岩和白云母钠长花岗岩的连续
结晶分异与演化的多个韵律组合。白云母钠长花岗岩层顶
部可发育电气石与石榴子石相对富集的钠长花岗岩。阿亚
格与托巴岩体及附近的3个黑云斜长花岗岩是基于ASTER
遥感岩性信息提取(张玉君等,2006;耿新霞等,2008;姚佛
2012)而识别的,其在遥感图像上表现出与地层截然军等,
不同的褐红色(图3)。这些花岗岩呈北东向平行区域构造
)。初步的野外调查显示黑云斜长花岗岩线方向展布(图2
顶部和边部发育石榴子石电气石二云母花岗岩。
a)、(石榴子石)电气石钠长石有黑云二长花岗伟晶岩(图4
b)、电气石钾长石伟晶岩、电气石绿柱石微斜长伟晶岩(图4
c)、锂辉石钠长石英伟晶岩(图4d)、石英石石英伟晶岩(图4
伟晶岩、含金绿宝石石榴子石花岗伟晶岩(图4e)、及锂云母
钠长石英伟晶岩(图4f)。其中,黑云二长花岗伟晶岩以发育
黑云母为特征、内部矿物分带不明显,在黑云二长花岗岩中
的黑云二长花岗伟晶岩边部多发育细粒的黑云二长花岗岩
(图4a),这可能意味着黑云二长花岗伟晶岩是从黑云二长
花岗岩中分异结晶的,这种花岗伟晶岩不含稀有金属矿物。
其它不同矿物组合的伟晶岩可出现在一些较大规模伟晶岩
的不同分带中,通常石英伟晶岩多位于伟晶岩脉的顶部或中
b)。规模较大的伟晶岩脉其边部多发育有细粒钠长心(图5
花岗岩带(图5b),这与经典花岗伟晶岩的内部矿物分带规
JahnsandBurnham,1969;邹天人等,1986;律是一致的(
ˇ
Cern,1991a;London,2005,2008;LondonandKontak,
2 吐格曼地区伟晶岩类型与分布特征
吐格曼地区花岗伟晶岩的组成矿物多样,主要包括黑云
母、白云母、淡绿色含Fe白云母、钾长石(包括微斜长石与条
纹长石)、钠长石、石英、电气石与石榴子石等硅酸盐矿物,及
绿柱石、锂辉石、铌钽矿、锂云母和金绿宝石等稀有金属矿
物。根据矿物组合,吐格曼地区花岗伟晶岩类型多样,主要
2012;LondonandMorgan,2012;Simmonsetal,2012;Zhou
etal,2015a)。含金绿宝石石榴子石花岗伟晶岩中含较多
徐兴旺等:阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿特征与找矿预测
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图4 吐格曼地区花岗伟晶岩部分类型照片
(a)黑云二长花岗岩中的黑云母二长花岗伟晶岩;(b)电气石钠长石伟晶岩;(c)电气石绿柱石钾长石英伟晶岩;(d)锂辉石伟晶岩;(e)白
云母金绿宝石石榴子石石英伟晶岩;(f)锂云母钠长石英伟晶岩
Fig.4 ImagesofdifferentgraniticpegmatiteintheTugemanarea
(a)biotitemonzoniticpegmatiteinabiotitemonzonitegranite;(b)tourmalinealbitequartzpegmatite;(c)tourmalineberylbearingfeldsparquartz
;(d)spodumenebearingpegmatite;(e)muscovitechrysoberylgarnetquartzpegmatite;(f)lepidolitealbitequartzpegmatitepegmatite
图5 吐格曼岩体北部阿尔金群地层中形态不规则的钠长石石英伟晶岩脉(a)及其内部分带特征(b)
Fig.5 Fieldimagesofirregularshapedalbitequartzpegmatitedyke(a)withanenlargementshowinginnerzonecharacteristics
(b)intheAltynGroupnorthtotheTugemangranite
3308
的白云母(图4e),发育于研究区中东部的塔什萨依黑云母
花岗岩中。锂云母钠长石英伟晶岩脉主要见于瓦石峡南锂
矿区,与电气石钠长石英伟晶岩密切伴生。
吐格曼地区花岗伟晶岩多数沿破裂或断层充填、其形态
相对规则,但一些发育于片麻岩地层的伟晶岩脉其形态可呈
不规则透镜状或囊状(图5a)。
基于ASTER遥感岩性识别结果(图3)和脉状异常与已
查证伟晶岩类型的对比,发现研究区不同矿物组成的伟晶岩
具可识别的光谱特征:含绿柱石的花岗伟晶岩脉呈浅黄绿色
(图3b),含锂辉石与锂云母的花岗伟晶岩脉呈淡蓝色(图
3c),黑云二长花岗伟晶岩呈亮白粉白色(图3d,d1),而介
于浅黄绿色与淡蓝色之间的浅蓝绿色可能为含绿柱石与锂
辉石的花岗伟晶岩脉。据此,可识别与圈定不同类型花岗伟
晶岩的分布特征(图2)。其中,含黑云母的花岗伟晶岩主要
分布于阿亚格岩体的东北侧和吐格曼岩体西南侧的闪长玢
岩中,在阿亚格岩体南缘接触带发育有大量的含锂辉石的花
岗伟晶岩脉,在托巴岩体中段发育有含绿柱石与锂辉石的花
岗伟晶岩脉,在瓦石峡南锂铍矿区东侧发育一些弱矿化的花
岗伟晶岩脉。总之,吐格曼层状淡色花岗岩体内部伟晶岩脉
Be(Li)含量较高,吐格曼北锂铍矿床Li较Be元素含量高,
瓦石峡南稀有金属矿床主要含Li元素。据此推测岩浆流动
中心在吐格曼层状岩体深部。
值得指出的是,对比吐格曼铍锂矿区ASTER遥感光谱
异常图与GoogleEarth遥感图并经野外查证,发现一些位于
含绿柱石花岗伟晶岩附近的坡积物具有与含绿柱石花岗伟
晶岩相似,甚至更强的光谱异常(黄绿色)特征(图3b,b1),
这可能意味着这些坡积物中含有较多的、具异常光谱特征的
岩屑或矿物(绿柱石)。这种具光谱异常的坡积物的发育是
寻找与预测稀有金属花岗伟晶岩或花岗伟晶岩型稀有金属
矿的重要依据与标志。
3 典型矿床特征
吐格曼地区已发现3个花岗伟晶岩型稀有金属矿床:位
于吐格曼淡色花岗岩层状岩体中心一带的吐格曼铍锂矿床、
吐格曼层状岩体北接触带的吐格曼北锂铍矿床及吐格曼层
状岩体之西25km的瓦石峡南锂矿床。已发现的锂铍矿床在
空间上具一定的分带特征,3个矿床分别以发育含绿柱石、
锂辉石与锂云母的花岗伟晶岩为特征。下面就吐格曼铍锂
金属矿与吐格曼北锂铍矿特征和成矿时代简要介绍。
31 吐格曼铍锂稀有金属矿
吐格曼矿区稀有金属花岗伟晶岩发育于吐格曼层状淡
色花岗岩中(图2)。花岗岩主要岩相有二云母二长花岗岩、
二云母钾长花岗岩与白云母碱长花岗岩(图6a)。其中二云
母二长花岗岩与二云母钾长花岗岩发育层状构造。
矿区内发现伟晶岩脉43条,其中长度大于100m的有24
ActaPetrologicaSinica 岩石学报2019,35(11)
条(图6a),最长的脉体t
γρ
1长度大于1300m;脉体宽1~
7m。花岗伟晶岩呈较规则的陡倾脉带产出,矿区东北部与西
南部的脉带其脉体呈近东西向展布,而中南部的脉带呈北东
向展布。出露较好的中南部脉带部分脉体呈树枝状与雁列
式展布(图6b)。其中脉体t
γρ
20从北东向南西方向多次分
叉,这可能意味着形成伟晶岩的岩浆流体是从其东北方向注
入的(Xuetal,2016);脉体t
γρ
15无论是水平方向(图6b)
还是剖面垂向方向(图6c)均呈雁列式分布的特征,并表现
出局部分叉的现象,这意味着这些脉体是沿破裂构造注入
的、是在同构造变形过程形成的。
矿区花岗伟晶岩脉其矿物组成类型主要有电气石微斜
长石伟晶岩、石英微斜长石伟晶岩、电气石绿柱石微斜长石
伟晶岩、微斜长石伟晶岩、白云母电气石微斜长石伟晶岩和
石英伟晶岩。一些较长和较宽的伟晶岩脉在侧向、纵向与垂
向都表现出一定的分带特征。例如,脉体t
γρ
1从东往西依
次为:电气石二长花岗岩、白云母钠长石带、微斜长石白云母
石英带、白云母石英带及绿柱石微斜长石白云母石英带。脉
体t
γρ
16侧向矿物分带明显,从边部向中心依次为电气石钠
长花岗岩、电气石钠长石带、电气石微斜长石石英带、微斜长
石石英带与绿柱石石英带(图6d)。脉体t
γρ
15中t
γρ
151段
也表现出明显的分带结构,从边部到中心依次发育细粒电气
石钠长花岗岩带
→
梳状电气石钠长石带
→
电气石微斜长石
带
→
绿柱石微斜长石石英带;在垂向上t
γρ
154段其中下部
为电气石钠长石条纹长石石英伟晶岩,上部为电气石微斜长
石伟晶岩。吐格曼矿区稀有金属花岗伟晶以富含绿柱石与
微斜长石为特征,绿柱石晶体较大者其长柱长达20cm,绿柱
石多发育在钾长石英带(图6d,e)或电气石钾长石英带(图
4b),位于钾长石与石英之间。矿区伟晶岩中绿柱石的产状
与共生矿物组合与典型的含绿柱石花岗伟晶岩的特征相似
(London,2005;LondonandKontak,2012)。
通过槽探圈定了17条铍矿体、1条锂铍矿体,矿体长55
~630m,宽05~59m,BeO品位004%~178%、Li
2
O品位
026%~366%、伴生Cs、Nb、Ta。初步估算铍锂金属资源量
已达中型矿床规模。
32 吐格曼北锂铍矿
吐格曼北锂铍矿位于吐格曼岩体的北接触带(图2),产
出于黑云二长花岗岩及其北侧的石榴子石十字石云母斜长
石英片岩中。区内发现58条花岗伟晶岩脉,长200~1000m,
宽1~35m。相对于吐格曼铍锂矿区的花岗伟晶岩具富含电
气石、微斜长石与绿柱石的特征,吐格曼北锂铍矿内的伟晶
岩以富含青绿色铁白云母、钠长石、条纹长石和青色锂辉石
为特征,发育多条锂辉石钠长石石英伟晶岩脉。矿区已圈定
了31条锂铍矿体,共生Nb、Ta、Rb、Cs;矿体长50~700m,宽
1~23m,Li
2
O品位057%~61%、BeO品位004%~
26%、Nb
2
O
5
品位0014%~0029%、Ta
2
O
5
品位0008%~
0078%、Rb
2
O品位0051%~027%、Cs
2
O品位004%~
徐兴旺等:阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿特征与找矿预测
3309
图6 吐格曼铍锂矿区遥感地质图(a)及其局部放大(b)和伟晶岩露头照片(ce)
(ac)中的白色体为花岗伟晶岩脉AG白云母碱长花岗岩;MKG二云母钾长花岗岩;MMG二云母二长花岗岩;t1花岗伟晶岩编号(c)
γρ
中五角星及旁侧的编号为测年样品的采样位置与编号
Fig.6 RemotesensinggeologicalmapoftheTugemanBeLideposit(a)withenlargementsbothofremotesensing(b)andoutcrop
images(ce)ofpegmatitedykes
ThewhitecoloredveinsinFig6acarethepegmatitedykesAGalkalifeldspargranite;MKGmuscovitebiotiteKfeldspargranite;MMGmuscovite
biotitemonzogranite;t1thenumberofpegmatitedykeThepurplepentagramandtheNumbersonthesideinFig6cshowinglocationandnumber
γρ
ofthedatingsample
196%。初步估算锂铍金属资源量已达中型矿床规模。
33 年代学特征
为研究与确定吐格曼地区稀有金属成矿时代,我们选择
吐格曼铍锂金属矿区的伟晶岩样品开展了锆石UPb定年研
15的t15究。样品采自吐格曼地区铍锂金属矿区脉体t
γργρ
4段中部(图6c),岩石类型为电气石钠长石英伟晶岩(图
7a),编号18BAEJ025。锆石分选在河北区域地质矿产调查
研究所实验室完成;锆石制靶、阴极发光图像及锆石UPb同
位素定年分析在武汉上谱分析科技有限责任公司完成。利
用多接收电感耦合等离子体质谱仪(LAICPMS)对锆石U
Pb同位素进行分析,详细的仪器参数和分析流程见Zonget
al.(2017)。锆石的LAICPMSUPb定年分析结果如表1,
单颗粒锆石的微量元素分析结果如表2。
样品18BAEJ025锆石长50~140m、宽30~60m,长
μμ
宽比11~40,以半自形自形短柱状、不规则六边形为主,
少数呈长柱状。锆石多无色、透明,晶形较好,少数锆石具碎
L图像呈灰黑色、个别锆石残留隐约环带构裂现象。锆石C
3310
ActaPetrologicaSinica 岩石学报2019,35(11)
表1 吐格曼铍锂金属矿区电气石钠长伟晶岩样品(18BAEJ025)的锆石LAICPMSUPb定年结果
Table1 TheLAICPMSUPbresultsofzirconsfromtourmalinealbitepegmatite(Sample18BAEJ025)intheTugemanBe
Lideposit
测点号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
-6
10)含量(×
ThUPb
3963899473
5314485563
3762571337
1901953197
1411874182
3122346292
4221706375
3202552331
8643904537
4802755357
1662632272
1712507241
6776399
4763051371
1122468221
4333982535
3574490414
2842950362
1422544253
4934890586
同位素比值
207
年龄(Ma)
206
Pb/Pb
00658
00600
00631
00551
00591
00614
00941
00636
00612
00617
00646
00580
00646
00606
00574
00668
00584
00694
00620
00661
206
σ
00017
00012
00014
00009
00011
00011
00038
00012
00012
00012
00011
00010
00014
00012
00012
00012
00009
00016
00012
00013
207
Pb/U
06406
06102
06343
05566
06096
06098
09656
06508
06272
06370
06239
06007
06672
06351
06025
06864
05797
07039
06352
06765
235
σ
00154
00123
00147
00100
00122
00112
00422
00119
00129
00136
00111
00104
00130
00121
00110
00120
00093
00142
00133
00144
σ
Pb/U
0071200012
0073900010
0072700009
0072900007
0074400008
0071700007
0073200007
0074000007
0074000008
0074300007
0069600005
0074700006
0075500012
0075600008
0076300008
0074300006
0071900006
0074100007
0074100006
00739000078
238206
Pb/U
4431
4594
4526
4535
4627
4464
4555
4604
4599
4621
4338
4644
4692
4699
4737
4621
4474
4606
4607
4599
238
σ
71
59
55
44
46
4
45
44
48
42
33
36
71
45
46
35
39
43
39
47
图7 吐格曼铍锂金属矿区电气石钠长石石英伟晶岩样品(18BAEJ025)的标本照片(a)、锆石阴极发光(CL)图像(b)、锆
石UPb年龄图(c)、锆石的球粒陨石标准化稀土元素配分图(d,标准化值据SunandMcDonough,1989,岩浆锆石数据据
Xuetal,2014)及锆石Ce/Ce(Sm/La)e,底图据Hoskin,2005)
N
图解(
235238
0706
Fig.7 Imageofhandspecimen(a),Cathodeluminescence(CL)image(b),
2
Pb/Uvs
2
Pb/Udiagram(c),chondrite
normalizedREEpatterns(d,normalizedafterSunandMcDonough,1989;dataofmagmazirconafterXuetal,2014)andCe/
Ce(Sm/La)iagram(e,basemapafterHoskin,2005)ofzirconsfromtourmalinealbitequartzpegmatitet154(Sample
γρ
N
d
18BAEJ025)intheTugemanBeLideposit
&
'
(
)
!
*
+
2024年9月7日发(作者:栾今)
10000569/2019/035(11)330316ActaPetrologicaSinica 岩石学报doi:1018654/10000569/20191103
阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿
特征与找矿预测
,2,3,2,3,2,3,2,3
徐兴旺
1
李杭
1
石福品
4
姚佛军
5
陈建中
4
杨智全
4
洪涛
1
柯强
1
1,2,31,2,345441,2,31,2,3
XUXingWang,LIHang,SHIFuPin,YAOFoJun,CHENJianZhong,YANGZhiQuan,HONGTaoandKEQiang
1中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院矿产资源研究重点实验室,北京 100029
2中国科学院大学,北京 100049
北京 1000293中国科学院地球科学研究院,
4新疆地矿局第三地质大队,库尔勒 841000
自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,北京 1000375中国地质科学院矿产资源研究所,
1KeyLaboratoryofMineralResources,InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China
2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100049,China
3InstitutionsofEarthScience,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China
4No3GeologicalParty,XinjiangBureauofGeologyandMineralExplorationandDevelopment,Korla841000,China
5MNRKeyLaboratoryofMetallogenyandMineralAssessment,InstituteofMineralResources,ChineseAcademyofGeologicalSciences,Beijing100037,
China
20190701收稿,20190913改回
XuXW,LiH,ShiFP,YaoFJ,ChenJZ,YangZQ,HongTandKeQ2019Metallogeniccharacteristicsandprospecting
,middlepartofAltynTaghActaPetrologicaSinica,35ofgraniticpegmatitetyperaremetaldepositsintheTugemanarea
(11):3303-3316,doi:1018654/10000569/20191103
Abstract ThemiddlepartofAltynTagh,RuoqiangCounty,Xinjiang,isafavorableareaforgraniticpegmatitetyperaremetal
mineralizationAtpresent,theTugemanBeLi,TugemanNorthLiBeandWashixiaSouthLiBedepositshavebeendiscovered
Amongthem,theTugemanBeLiandTugemanNorthLiBeoredeposits,occurredinmiddleandnorthernpartoftheTugemanlayered
granite,hadbeenevaluatedtobemediumscaleThispapersummarizestypesofraremetalgraniticpegmatitesintheTurgmanarea,
andintroducescharacteristicsandformationagesoftheTurgmanBeLiandTurgmanNorthLiBedepositsDistributionofgraniteand
graniticpegmatitewererevealedbasedongraniticandpegmatiticspectralinformationextractionofASTERremotesensingdataItis
pointedoutthattheTuobaandAyaggraniticpegmatitegroupsinthemiddlepartofTuobagneissicmonzoniticgraniteandsouthcontact
,respectively,aretwopotentialraremetalprospectingtargetsThecorrespondingdominantzoneoftheAyagbiotiteplagioclasegranite
raremetalmineralsfortheTugemanBeLi,TugemanNorthLiBe,andWashixiaSouthLiBedepositswereberyl,spodumeneand
,respectivelyTheTugemanBeLigraniticpegmatitesarecharacterizedbydevelopmentofKfeldspar,whereasalbitecrystalslepidolite
aremajorrockformingmineralsintheTugemanNorthLiBeandWashixiaSouthLiBedepositsTheTugemanBeLigranitic
,somepegmatitescontaintypicalzoningpegmatiteswereemplacedalongsomeshearfracturesorfaultswithdendriticorechelonshape
withborderaplitezone,intermediateKfeldsparzone,coremargintourmalineberylzoneandquartzcoreMoreover,theTugemanBe
LigraniticpegmatitedepositwasformedinlateMiddleOrdovician(ca460Ma)duringpostcollisionstageofthecollisionbetweenthe
MiddleAltynblockandQaidamblockaftertheclosureofthesouthernAltynOcean
Keywords ThemiddlepartofAltynTagh;Tugeman;Raremetals;Graniticpegmatite;Targetprospecting
摘 要 新疆若羌县阿尔金中段吐格曼地区是花岗伟晶岩型稀有金属成矿的有利地区,目前已发现吐格曼铍锂矿、吐格曼
K133XJ059)联合资助.
本文受第二次青藏高原综合科学考察研究和新疆地勘基金项目(
第一作者简介:徐兴旺,男,1966年生,研究员,博导,主要从事构造岩浆演化与成矿方面的研究,Email:xuxw@mail.iggcas.ac.cn
3304
ActaPetrologicaSinica 岩石学报2019,35(11)
北锂铍矿和瓦石峡南锂铍矿,其中发育于吐格曼层状花岗岩中心的吐格曼铍锂矿和北部接触带的吐格曼北锂铍矿已达中型
规模。本文总结了吐格曼地区稀有金属花岗伟晶岩的类型,报导了吐格曼铍锂矿和吐格曼北锂铍矿伟晶岩的特征与形成时
代。并基于ASTER遥感岩体与伟晶岩光谱信息提取成果揭示花岗岩与花岗伟晶岩的分布,指出托巴片麻状二长花岗岩中段
花岗伟晶岩区以及阿亚格黑云斜长花岗岩南接触带花岗伟晶岩群是稀有金属找矿靶区,指出吐格曼铍锂矿花岗伟晶岩形成
460Ma)南阿尔金洋闭合后阿中地块与柴达木地块碰撞过程的后碰撞阶段。于中奥陶世晚期(
关键词 阿尔金山中段;吐格曼;稀有金属;花岗伟晶岩;找矿预测
中图法分类号 P612;P6186
稀有金属作为自然界中储量和分布稀少(一般地壳丰度
为100×10
-6
以下)的金属,是新兴的关键矿产资源,在新材
料、新能源和信息技术等新兴产业中具有不可替代的重大用
途。稀有金属被许多国家列为战略关键金属资源(Linnenet
al,2012;Chakhmouradianetal,2015),也是我国的关键金
属资源。
稀有金属矿床从容矿载体划分,主要有花岗岩型、花岗
伟晶岩型、岩浆热液型(包括石英脉型、矽卡岩型、云英岩型
等多种矿化形式)、火山岩型、沉积岩型(包括粘土岩与蒸发
岩中成矿)及卤水型(王登红等,1998;邹天人和李庆昌,
2006;Gruberetal,2011;李建康等,2014,2017;Bensonet
al,2017;刘丽君等,2017)。其中花岗伟晶岩型是最重要
的稀有金属矿床类型之一,是稀有金属(包括Li、Rb、Cs、Be、
Nb、Ta、U、Th、Zr和Hf)的传统来源(C
ˇ
ern
,1991b;Shawet
al,2016)。如伟晶岩型Li矿床贡献全球一半的Li资源
(Jaskula,2016;Bensonetal,2017)。阿尔金中段地区是我
国重要的铁铅锌多金属成矿带(陈柏林等,2009,2017;陈
柏林和孟令通,2018;余君鹏等,2012;乔耿彪等,2014;王
岩等,2016;张辉善等,2018)。阿尔金地区近年来找矿方
面的重要进展之一是在阿尔金东段余石山地区发现与碱性
岩有关的铌钽稀有金属矿床(余君鹏等,2012;杨再朝等,
2014;贾志磊,2016),但阿尔金中段地区稀有金属矿床研究
还处于空白阶段。
近年来新的调查与研究结果显示阿尔金中段吐格曼地
区是我国潜在的花岗伟晶岩型稀有金属成矿区。2014~
2015年,新疆地矿局第三地质大队承担新疆维吾尔自治区地
质勘查基金项目管理中心矿调项目《新疆若羌县塔什萨依一
带铅锌、锰矿调查评价》过程中在吐格曼地区发现稀有金属
矿化点(新疆地矿局第三地质大队,2016
①
)。2016~2017
年,河南地矿局第二地质勘查院在开展《新疆阿尔金北缘拜
什托格拉克一带15万三幅区域地质矿产调查》项目过程
中在瓦石峡南发现稀有金属伟晶岩脉(河南地矿局第二地质
勘查院,2018
②
)。2018年,新疆地矿局第三地质大队和中
国科学院地质与地球物理研究所在共同承担地勘基金项目
《新疆若羌县吐格曼一带伟晶岩型稀有金属矿及红柱石矿、
石墨矿调查评价》过程中在吐格曼地区稀有金属矿化点的基
础上发现2个稀有金属矿床(新疆地矿局第三地质大队,
2019
③
),同时中国科学院地质与地球物理研究所(2019
④
)
对新发现的2个矿床及矿区地质进行了综合研究。本文基
于新完成的调查与研究结果,并结合ASTER遥感岩性识别
与异常提取结果,介绍阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型
稀有金属成矿特征并预测潜在的找矿靶区。
1 区域地质背景与成矿条件
阿尔金中段吐格曼地区位于新疆若羌县城南侧的阿尔
金山,构造上属于阿中地块(图1)。吐格曼地区出露的地层
主要有新太古界米兰岩群(Ar
12
M)、中元古界阿尔金岩群
(Pt
2
A)与复理石建造(fw(Pt
2
))、长城系贝壳滩组(Chb)与蓟
县系金雁山组(Jxj)(图2)。其中,米兰岩群为一套强烈变形
变质的碎屑岩、碳酸盐岩夹火山岩建造,普遍含有蓝晶石、十
字石、石榴石、夕线石等变质矿物,局部有透辉石、紫苏辉石
等麻粒岩相变质矿物,主要岩石类型包括蓝晶石榴黑云斜长
片麻岩、石榴黑云斜长片麻岩、十字夕线蓝晶黑云片岩、石榴
斜长角闪岩、大理岩、石英岩与变粒岩等,分布于研究区的东
南;阿尔金岩群广泛出露于研究区的中部及西南部,主要为
一套由变质碎屑岩、碳酸盐岩和变质火山(碎屑)岩组成的绿
片岩相角闪岩相变质岩系;中元古界复理石建造为英格里
克构造蛇绿混杂岩的组成部分,呈北东南西向分布于研究
区中南部,为主要由石榴石十字石二云石英片岩、斜长二云
石英片岩、黑云斜长变粒岩与二云母片岩等构成的绿片岩
相角闪岩相变质岩系,其与南北两侧的米兰岩群和阿尔金
岩群地层间为断层接触;长城系贝壳滩组由灰白、灰深灰色
中厚层状石英岩、黑云石英岩、变质粗粒长石岩屑砂岩、二云
石英片岩与斜长白云母石英片岩等绿片岩相变质岩组成;区
内蓟县系金雁山组分布于库木加克沟两侧,大致呈近东西向
展布,岩性主要为一套大理岩。
吐格曼地区花岗岩发育,岩石类型主要有片麻状黑云二
长花岗岩、层状二长花岗岩、黑云二长花岗岩与黑云斜长花
①
新疆地矿局第三地质大队.2016.新疆若羌县塔什萨依一带铅
锌、锰矿调查评价报告.1-240
②
河南地矿局第二地质勘查院.2018.新疆阿尔金北缘拜什托格
拉克一带15万三幅区域地质矿产调查报告.1-200
③
新疆地矿局第三地质大队.2019.新疆若羌县吐格曼一带伟晶
岩型稀有金属矿及红柱石矿、石墨矿调查评价报告.1-210
④
中国科学院地质与地球物理研究所.2019.新疆若羌县吐格曼
一带伟晶岩型稀有金属矿及红柱石矿、石墨矿综合研究报告.1
-203
徐兴旺等:阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿特征与找矿预测
3305
图1 阿尔金中段地区地质简图(据康磊等,2016修编)
Fig.1 SimplifiedgeographicmapofthemiddlepartofAltynTagh(afterKangetal,2016)
①
修编)图2 阿尔金中段吐格曼地区区域地质图(据广西壮族自治区地质调查研究院,2003
Fig.2 GeologicalmapoftheTugemanareainthemiddlepartofAltynTagh
岗岩,规模较大的岩体从北向南依次主要分布有库鲁赛、阿
亚格、托巴、吐格曼、萨拉姆五个岩体。其中,吐格曼花岗岩
是2018年野外地质调查过程新识别的大型层状岩体(简称
吐格曼岩体),岩体产出于中元古界复理石建造中(图2),出
0km;岩体层状构造发育,包括不同矿物组成花露面积约3
岗岩的岩性层及其内部矿物分带而显示的层状构造;岩体岩
2
石类型多样,有黑云母二长(更长+钾长)花岗岩、二云母二
花岗岩、二云母钾长花岗岩、白云母碱长长(更长+钾长)
(钾长+钠长)花岗岩、白云母钠长花岗岩和电气石石榴子石
钠长花岗岩;层状黑云母二长花岗岩分布于岩体的外侧与边
缘(图2),而其它岩性层构成的淡色层状花岗岩体是岩体的
主体;层状淡色花岗岩中发育从二云母二长花岗岩到二云母
①
广西壮族自治区地质调查研究院.2003.125万瓦石峡幅地质图
3306
ActaPetrologicaSinica 岩石学报2019,35(11)
图3 吐格曼地区ASTER遥感花岗岩体和伟晶岩脉分布图(a)及不同光谱特征伟晶岩(bd)与GoogleEarth卫片伟晶岩(b
1、d1)特征的对比
(a)中紫色线条勾画的黄色脉体为伟晶岩脉,白色线条圈出的为花岗岩体(b)与(b1)分别为吐格曼矿区含绿柱石花岗伟晶岩的ASTER
与GoogleEarth遥感图片;(c)为瓦石峡南矿区含锂辉石花岗伟晶岩的ASTER遥感图片;(d)与(d1)分别为吐格曼塔什萨依河旁的黑云二
长花岗伟晶岩的ASTER与GoogleEarth遥感图片
Fig.3 ASTERremotesensingimagedisplayingdistributionofgranitoidandpegmatitedkyesintheTugemanarea(a)and
comparisonofpegmatiteswithdifferentspectralfeatures(bd)tothoseintheGoogleEarthimages(b1,d1)
Theyellowveinswithpurpleboundarylinearepegmatites,whereasthewhitelinesoutlineforgranitebodiesinFig3a(b)and(b1)arethe
,respectively;(c)isanASTERimagewithspodumenebearingASTERandGoogleEarthimagesforberylbearingpegmatitesintheTugemandeposit
pegmatiteintheWashixiasoutharea;(d)and(d1)aretheASTERandGoogleEarthimagesforbiotitemonzograniticpegmatitesalongtheTashisayi
river
钾长花岗岩、白云母碱长花岗岩和白云母钠长花岗岩的连续
结晶分异与演化的多个韵律组合。白云母钠长花岗岩层顶
部可发育电气石与石榴子石相对富集的钠长花岗岩。阿亚
格与托巴岩体及附近的3个黑云斜长花岗岩是基于ASTER
遥感岩性信息提取(张玉君等,2006;耿新霞等,2008;姚佛
2012)而识别的,其在遥感图像上表现出与地层截然军等,
不同的褐红色(图3)。这些花岗岩呈北东向平行区域构造
)。初步的野外调查显示黑云斜长花岗岩线方向展布(图2
顶部和边部发育石榴子石电气石二云母花岗岩。
a)、(石榴子石)电气石钠长石有黑云二长花岗伟晶岩(图4
b)、电气石钾长石伟晶岩、电气石绿柱石微斜长伟晶岩(图4
c)、锂辉石钠长石英伟晶岩(图4d)、石英石石英伟晶岩(图4
伟晶岩、含金绿宝石石榴子石花岗伟晶岩(图4e)、及锂云母
钠长石英伟晶岩(图4f)。其中,黑云二长花岗伟晶岩以发育
黑云母为特征、内部矿物分带不明显,在黑云二长花岗岩中
的黑云二长花岗伟晶岩边部多发育细粒的黑云二长花岗岩
(图4a),这可能意味着黑云二长花岗伟晶岩是从黑云二长
花岗岩中分异结晶的,这种花岗伟晶岩不含稀有金属矿物。
其它不同矿物组合的伟晶岩可出现在一些较大规模伟晶岩
的不同分带中,通常石英伟晶岩多位于伟晶岩脉的顶部或中
b)。规模较大的伟晶岩脉其边部多发育有细粒钠长心(图5
花岗岩带(图5b),这与经典花岗伟晶岩的内部矿物分带规
JahnsandBurnham,1969;邹天人等,1986;律是一致的(
ˇ
Cern,1991a;London,2005,2008;LondonandKontak,
2 吐格曼地区伟晶岩类型与分布特征
吐格曼地区花岗伟晶岩的组成矿物多样,主要包括黑云
母、白云母、淡绿色含Fe白云母、钾长石(包括微斜长石与条
纹长石)、钠长石、石英、电气石与石榴子石等硅酸盐矿物,及
绿柱石、锂辉石、铌钽矿、锂云母和金绿宝石等稀有金属矿
物。根据矿物组合,吐格曼地区花岗伟晶岩类型多样,主要
2012;LondonandMorgan,2012;Simmonsetal,2012;Zhou
etal,2015a)。含金绿宝石石榴子石花岗伟晶岩中含较多
徐兴旺等:阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿特征与找矿预测
3307
图4 吐格曼地区花岗伟晶岩部分类型照片
(a)黑云二长花岗岩中的黑云母二长花岗伟晶岩;(b)电气石钠长石伟晶岩;(c)电气石绿柱石钾长石英伟晶岩;(d)锂辉石伟晶岩;(e)白
云母金绿宝石石榴子石石英伟晶岩;(f)锂云母钠长石英伟晶岩
Fig.4 ImagesofdifferentgraniticpegmatiteintheTugemanarea
(a)biotitemonzoniticpegmatiteinabiotitemonzonitegranite;(b)tourmalinealbitequartzpegmatite;(c)tourmalineberylbearingfeldsparquartz
;(d)spodumenebearingpegmatite;(e)muscovitechrysoberylgarnetquartzpegmatite;(f)lepidolitealbitequartzpegmatitepegmatite
图5 吐格曼岩体北部阿尔金群地层中形态不规则的钠长石石英伟晶岩脉(a)及其内部分带特征(b)
Fig.5 Fieldimagesofirregularshapedalbitequartzpegmatitedyke(a)withanenlargementshowinginnerzonecharacteristics
(b)intheAltynGroupnorthtotheTugemangranite
3308
的白云母(图4e),发育于研究区中东部的塔什萨依黑云母
花岗岩中。锂云母钠长石英伟晶岩脉主要见于瓦石峡南锂
矿区,与电气石钠长石英伟晶岩密切伴生。
吐格曼地区花岗伟晶岩多数沿破裂或断层充填、其形态
相对规则,但一些发育于片麻岩地层的伟晶岩脉其形态可呈
不规则透镜状或囊状(图5a)。
基于ASTER遥感岩性识别结果(图3)和脉状异常与已
查证伟晶岩类型的对比,发现研究区不同矿物组成的伟晶岩
具可识别的光谱特征:含绿柱石的花岗伟晶岩脉呈浅黄绿色
(图3b),含锂辉石与锂云母的花岗伟晶岩脉呈淡蓝色(图
3c),黑云二长花岗伟晶岩呈亮白粉白色(图3d,d1),而介
于浅黄绿色与淡蓝色之间的浅蓝绿色可能为含绿柱石与锂
辉石的花岗伟晶岩脉。据此,可识别与圈定不同类型花岗伟
晶岩的分布特征(图2)。其中,含黑云母的花岗伟晶岩主要
分布于阿亚格岩体的东北侧和吐格曼岩体西南侧的闪长玢
岩中,在阿亚格岩体南缘接触带发育有大量的含锂辉石的花
岗伟晶岩脉,在托巴岩体中段发育有含绿柱石与锂辉石的花
岗伟晶岩脉,在瓦石峡南锂铍矿区东侧发育一些弱矿化的花
岗伟晶岩脉。总之,吐格曼层状淡色花岗岩体内部伟晶岩脉
Be(Li)含量较高,吐格曼北锂铍矿床Li较Be元素含量高,
瓦石峡南稀有金属矿床主要含Li元素。据此推测岩浆流动
中心在吐格曼层状岩体深部。
值得指出的是,对比吐格曼铍锂矿区ASTER遥感光谱
异常图与GoogleEarth遥感图并经野外查证,发现一些位于
含绿柱石花岗伟晶岩附近的坡积物具有与含绿柱石花岗伟
晶岩相似,甚至更强的光谱异常(黄绿色)特征(图3b,b1),
这可能意味着这些坡积物中含有较多的、具异常光谱特征的
岩屑或矿物(绿柱石)。这种具光谱异常的坡积物的发育是
寻找与预测稀有金属花岗伟晶岩或花岗伟晶岩型稀有金属
矿的重要依据与标志。
3 典型矿床特征
吐格曼地区已发现3个花岗伟晶岩型稀有金属矿床:位
于吐格曼淡色花岗岩层状岩体中心一带的吐格曼铍锂矿床、
吐格曼层状岩体北接触带的吐格曼北锂铍矿床及吐格曼层
状岩体之西25km的瓦石峡南锂矿床。已发现的锂铍矿床在
空间上具一定的分带特征,3个矿床分别以发育含绿柱石、
锂辉石与锂云母的花岗伟晶岩为特征。下面就吐格曼铍锂
金属矿与吐格曼北锂铍矿特征和成矿时代简要介绍。
31 吐格曼铍锂稀有金属矿
吐格曼矿区稀有金属花岗伟晶岩发育于吐格曼层状淡
色花岗岩中(图2)。花岗岩主要岩相有二云母二长花岗岩、
二云母钾长花岗岩与白云母碱长花岗岩(图6a)。其中二云
母二长花岗岩与二云母钾长花岗岩发育层状构造。
矿区内发现伟晶岩脉43条,其中长度大于100m的有24
ActaPetrologicaSinica 岩石学报2019,35(11)
条(图6a),最长的脉体t
γρ
1长度大于1300m;脉体宽1~
7m。花岗伟晶岩呈较规则的陡倾脉带产出,矿区东北部与西
南部的脉带其脉体呈近东西向展布,而中南部的脉带呈北东
向展布。出露较好的中南部脉带部分脉体呈树枝状与雁列
式展布(图6b)。其中脉体t
γρ
20从北东向南西方向多次分
叉,这可能意味着形成伟晶岩的岩浆流体是从其东北方向注
入的(Xuetal,2016);脉体t
γρ
15无论是水平方向(图6b)
还是剖面垂向方向(图6c)均呈雁列式分布的特征,并表现
出局部分叉的现象,这意味着这些脉体是沿破裂构造注入
的、是在同构造变形过程形成的。
矿区花岗伟晶岩脉其矿物组成类型主要有电气石微斜
长石伟晶岩、石英微斜长石伟晶岩、电气石绿柱石微斜长石
伟晶岩、微斜长石伟晶岩、白云母电气石微斜长石伟晶岩和
石英伟晶岩。一些较长和较宽的伟晶岩脉在侧向、纵向与垂
向都表现出一定的分带特征。例如,脉体t
γρ
1从东往西依
次为:电气石二长花岗岩、白云母钠长石带、微斜长石白云母
石英带、白云母石英带及绿柱石微斜长石白云母石英带。脉
体t
γρ
16侧向矿物分带明显,从边部向中心依次为电气石钠
长花岗岩、电气石钠长石带、电气石微斜长石石英带、微斜长
石石英带与绿柱石石英带(图6d)。脉体t
γρ
15中t
γρ
151段
也表现出明显的分带结构,从边部到中心依次发育细粒电气
石钠长花岗岩带
→
梳状电气石钠长石带
→
电气石微斜长石
带
→
绿柱石微斜长石石英带;在垂向上t
γρ
154段其中下部
为电气石钠长石条纹长石石英伟晶岩,上部为电气石微斜长
石伟晶岩。吐格曼矿区稀有金属花岗伟晶以富含绿柱石与
微斜长石为特征,绿柱石晶体较大者其长柱长达20cm,绿柱
石多发育在钾长石英带(图6d,e)或电气石钾长石英带(图
4b),位于钾长石与石英之间。矿区伟晶岩中绿柱石的产状
与共生矿物组合与典型的含绿柱石花岗伟晶岩的特征相似
(London,2005;LondonandKontak,2012)。
通过槽探圈定了17条铍矿体、1条锂铍矿体,矿体长55
~630m,宽05~59m,BeO品位004%~178%、Li
2
O品位
026%~366%、伴生Cs、Nb、Ta。初步估算铍锂金属资源量
已达中型矿床规模。
32 吐格曼北锂铍矿
吐格曼北锂铍矿位于吐格曼岩体的北接触带(图2),产
出于黑云二长花岗岩及其北侧的石榴子石十字石云母斜长
石英片岩中。区内发现58条花岗伟晶岩脉,长200~1000m,
宽1~35m。相对于吐格曼铍锂矿区的花岗伟晶岩具富含电
气石、微斜长石与绿柱石的特征,吐格曼北锂铍矿内的伟晶
岩以富含青绿色铁白云母、钠长石、条纹长石和青色锂辉石
为特征,发育多条锂辉石钠长石石英伟晶岩脉。矿区已圈定
了31条锂铍矿体,共生Nb、Ta、Rb、Cs;矿体长50~700m,宽
1~23m,Li
2
O品位057%~61%、BeO品位004%~
26%、Nb
2
O
5
品位0014%~0029%、Ta
2
O
5
品位0008%~
0078%、Rb
2
O品位0051%~027%、Cs
2
O品位004%~
徐兴旺等:阿尔金中段吐格曼地区花岗伟晶岩型稀有金属成矿特征与找矿预测
3309
图6 吐格曼铍锂矿区遥感地质图(a)及其局部放大(b)和伟晶岩露头照片(ce)
(ac)中的白色体为花岗伟晶岩脉AG白云母碱长花岗岩;MKG二云母钾长花岗岩;MMG二云母二长花岗岩;t1花岗伟晶岩编号(c)
γρ
中五角星及旁侧的编号为测年样品的采样位置与编号
Fig.6 RemotesensinggeologicalmapoftheTugemanBeLideposit(a)withenlargementsbothofremotesensing(b)andoutcrop
images(ce)ofpegmatitedykes
ThewhitecoloredveinsinFig6acarethepegmatitedykesAGalkalifeldspargranite;MKGmuscovitebiotiteKfeldspargranite;MMGmuscovite
biotitemonzogranite;t1thenumberofpegmatitedykeThepurplepentagramandtheNumbersonthesideinFig6cshowinglocationandnumber
γρ
ofthedatingsample
196%。初步估算锂铍金属资源量已达中型矿床规模。
33 年代学特征
为研究与确定吐格曼地区稀有金属成矿时代,我们选择
吐格曼铍锂金属矿区的伟晶岩样品开展了锆石UPb定年研
15的t15究。样品采自吐格曼地区铍锂金属矿区脉体t
γργρ
4段中部(图6c),岩石类型为电气石钠长石英伟晶岩(图
7a),编号18BAEJ025。锆石分选在河北区域地质矿产调查
研究所实验室完成;锆石制靶、阴极发光图像及锆石UPb同
位素定年分析在武汉上谱分析科技有限责任公司完成。利
用多接收电感耦合等离子体质谱仪(LAICPMS)对锆石U
Pb同位素进行分析,详细的仪器参数和分析流程见Zonget
al.(2017)。锆石的LAICPMSUPb定年分析结果如表1,
单颗粒锆石的微量元素分析结果如表2。
样品18BAEJ025锆石长50~140m、宽30~60m,长
μμ
宽比11~40,以半自形自形短柱状、不规则六边形为主,
少数呈长柱状。锆石多无色、透明,晶形较好,少数锆石具碎
L图像呈灰黑色、个别锆石残留隐约环带构裂现象。锆石C
3310
ActaPetrologicaSinica 岩石学报2019,35(11)
表1 吐格曼铍锂金属矿区电气石钠长伟晶岩样品(18BAEJ025)的锆石LAICPMSUPb定年结果
Table1 TheLAICPMSUPbresultsofzirconsfromtourmalinealbitepegmatite(Sample18BAEJ025)intheTugemanBe
Lideposit
测点号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
-6
10)含量(×
ThUPb
3963899473
5314485563
3762571337
1901953197
1411874182
3122346292
4221706375
3202552331
8643904537
4802755357
1662632272
1712507241
6776399
4763051371
1122468221
4333982535
3574490414
2842950362
1422544253
4934890586
同位素比值
207
年龄(Ma)
206
Pb/Pb
00658
00600
00631
00551
00591
00614
00941
00636
00612
00617
00646
00580
00646
00606
00574
00668
00584
00694
00620
00661
206
σ
00017
00012
00014
00009
00011
00011
00038
00012
00012
00012
00011
00010
00014
00012
00012
00012
00009
00016
00012
00013
207
Pb/U
06406
06102
06343
05566
06096
06098
09656
06508
06272
06370
06239
06007
06672
06351
06025
06864
05797
07039
06352
06765
235
σ
00154
00123
00147
00100
00122
00112
00422
00119
00129
00136
00111
00104
00130
00121
00110
00120
00093
00142
00133
00144
σ
Pb/U
0071200012
0073900010
0072700009
0072900007
0074400008
0071700007
0073200007
0074000007
0074000008
0074300007
0069600005
0074700006
0075500012
0075600008
0076300008
0074300006
0071900006
0074100007
0074100006
00739000078
238206
Pb/U
4431
4594
4526
4535
4627
4464
4555
4604
4599
4621
4338
4644
4692
4699
4737
4621
4474
4606
4607
4599
238
σ
71
59
55
44
46
4
45
44
48
42
33
36
71
45
46
35
39
43
39
47
图7 吐格曼铍锂金属矿区电气石钠长石石英伟晶岩样品(18BAEJ025)的标本照片(a)、锆石阴极发光(CL)图像(b)、锆
石UPb年龄图(c)、锆石的球粒陨石标准化稀土元素配分图(d,标准化值据SunandMcDonough,1989,岩浆锆石数据据
Xuetal,2014)及锆石Ce/Ce(Sm/La)e,底图据Hoskin,2005)
N
图解(
235238
0706
Fig.7 Imageofhandspecimen(a),Cathodeluminescence(CL)image(b),
2
Pb/Uvs
2
Pb/Udiagram(c),chondrite
normalizedREEpatterns(d,normalizedafterSunandMcDonough,1989;dataofmagmazirconafterXuetal,2014)andCe/
Ce(Sm/La)iagram(e,basemapafterHoskin,2005)ofzirconsfromtourmalinealbitequartzpegmatitet154(Sample
γρ
N
d
18BAEJ025)intheTugemanBeLideposit
&
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