新疆福海县卡鲁安锂辉石矿地质特征及控矿因素

吴宏恩 艾西梅

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局 乌鲁木齐 830000）

1 区域地质背景

卡鲁安锂辉石矿区处于喀纳斯-可可托海古生代岩浆弧中部，哈龙-青河稀有金属矿带北西段，属群库尔-阿祖拜伟晶岩带北端的延伸部分，成矿地质条件优越。

区内出露地层主要为中-上志留统库鲁木提群，为一套浅海-半浅海相碎屑岩类建造，受区域变质作用，形成不同成分的片岩。

区内构造以北西-南东向的哈龙复背斜和佳木开达板-阿尔泰山断裂为主，东西向构造以哈龙断裂为代表。哈龙复式背斜规模较大，轴向北西，两翼基本对称，倾角较陡，在哈龙向北西倾没。组成背斜的地层为中-上志留统库鲁木提群，因大量花岗岩侵入及断裂的强烈破坏而出露极不完整，南翼绝大部分被花岗岩占据。佳木开达板-阿尔泰山一带断裂总体走向北西，倾向北东，倾角70°～80°，切割库鲁木提群及花岗岩体。哈龙断层产状为360°∠70°，延伸20多公里，向西在阿尔泰山南被北西向构造所限，切割中-上志留统地层和片麻状黑云母花岗岩体。

区内岩浆岩主要为哈龙岩体和花岗伟晶岩脉。哈龙岩体形成于海西中-晚期（1∶20万资料），呈岩基状侵入于志留系地层中，形成一个巨大的花岗岩穹隆，主要岩性为片麻状黑云母花岗岩、二云母花岗岩。在哈龙背斜的倾没端、东西向断裂与北西向断裂的复合地带及与之相应的次级构造中，有大量的伟晶岩脉分布，仅群库尔、哈龙就有340余条伟晶岩脉，其中发育绿柱石、锂辉石、白云母矿化的伟晶岩有103条，为阿勒泰稀有金属成矿重要的远景区之一 (邹天人等,2006)。

区域矿产主要有稀有金属、白云母及宝石矿，大中型稀有矿床主要有卡鲁安锂矿、库卡拉盖锂矿、柯鲁木特铍矿及阿祖拜、群库、虎斯特等稀有金属矿，其中卡鲁安锂矿、库卡拉盖锂矿就赋存于哈龙岩体西部外接触带及哈龙背斜的倾没端。

2 矿床地质特征

矿区内出露地层为中上志留统库鲁木提群下亚群，为一套浅海-半浅海相碎屑岩类建造，岩性为灰绿-灰紫色细砂岩、粉砂岩与泥岩呈不均匀的互层，经受区域变质作用后，岩石多已变质，成为不同类型的片岩，由老到新有：角岩化黑云石英片岩、堇青-矽线-黑云石英片岩、黑云母-石英片岩、十字-斜长黑云石英片岩、红柱-黑云石英片岩、堇青-黑云石英片岩。地层走向近南北，产状250°～280°∠50°～75°。

矿区内构造主要表现为东西向断裂及近南北向裂隙。东西向断裂主要为哈龙断层，呈近东西向横穿全区，切割了库鲁木提群地层及伟晶岩脉，产状为360°∠70°。沿断裂有50～100m宽的破碎带,赭石化、硅化、绿帘石化相当强烈，在地貌上形成近东西向的谷地。南北向的裂隙大多沿地层薄弱带（片理）发育，并被伟晶岩脉及石英脉等充填。

矿区内未见侵入岩，见有伟晶岩脉21条，成群成带分布。伟晶岩脉赋存于中上志留统变质的片岩中，形态为规则、不规则脉状，长150～300m，厚2～3 m。脉体一般走向近南北，倾向西，倾角50°～60°，与地层片理一致，个别脉体受构造影响走向近东西或北东向。

根据矿物组合和稀有金属矿化，矿床范围内的花岗伟晶岩可分为白云母-微斜长石-钠长石型、钠长石型、锂辉石-钠长石型3种，后两种占矿脉数的三分之二，主要分布在矿床的中部和西部，它们的围岩是黑云母石英片岩，Li、Be、Nb、Ta、Rb(Cs)矿化比较富集。

稀有金属矿化伟晶岩脉由外向内一般见有四个结构带，不同伟晶岩脉或同一伟晶岩脉的不同部位略有不同。

⑴细晶结构带：该结构带出现在矿脉边缘和围岩直接接触的部位，一般厚2cm左右，比较稳定，由石英和微斜长石组成。

⑵中细粒结构带：厚度0.5～1.5m，和边缘壳呈过渡关系，主要由石英和微斜长石组成。

⑶中粗粒变文象结构带：该结构带主要分布在矿脉局部中心部位，和中细粒结构呈过渡关系，主要由微斜长石、石英组成。

⑷石英-钠长石-锂辉石结构带：该结构带主要出现在矿脉的中心部位，呈带状延伸，比较厚大，是锂矿的主要赋存部位。

3 矿脉特征

含锂伟晶岩脉有 813、814、815、816、817、809、807、806、803、802号脉，矿脉类型属石英-钠长石-锂辉石型。其中807、806号脉规模较大，矿化较强。

806脉位于矿区北部，产于黑云母石英片岩中，地表覆盖，地下控制长约800m，延深达200m。脉体厚度变化范围较大，最厚处达20余米。该脉主要由三个结构带组成，其上下盘与围岩接触部位发育1～3cm的细粒伟晶岩带，其内为30～50cm厚的白云母-石英-钠长石中粗粒伟晶岩带，岩脉主体为锂辉石-石英-钠长石带。

该脉沿走向较稳定，厚度和Li2O含量沿倾向有逐渐变薄和变低的趋势。围岩片理与脉体产状一致，伟晶岩上、下盘与围岩接触界线明显，呈突变式接触，近脉围岩蚀变以白云母化、云英岩化为主。品位及产状特征见表1。

表1 卡鲁安锂辉石矿主要矿脉特征表

矿脉中石英-钠长石-锂辉石结构带构成了锂（伴生铍、铌钽）矿体。矿石呈伟晶结构，定向构造，条带状构造，有用矿物为锂辉石、钽铌铁矿等。伴生的脉石矿物主要为更长石、石英、白云母、斜长石、钾长石等。

截止2013年，共探得（333）类资源量：Li2O为2.6万吨，伴生BeO 为760t，（Nb、Ta）2O5为460t。已达中型规模，预计经进一步工作可达大型。

4 控矿因素及成因

4.1 控矿因素

4.1.1 褶皱

卡鲁安与库卡拉盖锂辉石矿处于哈龙复背斜的倾没端，矿区的大多伟晶岩脉及主要矿体（650号脉、806号脉）的产状与中-上志留统库鲁木提群下亚群地层产状一致，也就是说伟晶岩脉受层间裂隙及地层片理控制。在该区1∶20万的矿产分布图上，很明显的可以看出，大大小小几十个伟晶岩型稀有金属矿所形成的轮廓与哈龙复背斜轮廓大致相当。哈龙复背斜及其有利的构造部位控制着稀有金属矿床的分布。

4.1.2 侵入岩

在哈龙-阿祖拜伟晶岩田中，由哈龙花岗岩体向西，伟晶岩类型及其矿化依次出现四个水平分带(图1)。I带为距花岗岩接触带内外各约500m范围，大致平行花岗岩接触带展布，分布着长数百米至千余米，宽数米至数十米的微斜长石型伟晶岩，稀有金属矿化极弱，不具工业价值；II带为岩体外接触带500～1500m范围，分布着长数十米至数百米的微斜长石型伟晶岩，早期文象结构带中含有大量绿柱石，为具有工业价值的Be矿化带，此外有钽铌铁矿和白云母产出；III带，为岩体外接触带2000～4500m范围，分布着规模较大的钠长石-锂辉石型伟晶岩，走向近南北，倾向南西西，陡倾斜，绝大多数伟晶岩脉平行围岩片理产出，长五十米至千余米，为具有工业价值的Li矿化带；IV带位于III带西侧(外侧)，分布着低温热液阶段产出的石英脉。

图1 哈龙-阿祖拜稀有金属矿田矿化分带图（郭旭吉，2015）

从上述伟晶岩脉分带特征说明，伟晶岩脉与哈龙岩体存在一定的时空关系，有可能是哈龙岩体演化到后期阶段的产物。有关文献资料可以佐证：

⑴额尔齐斯断裂带以北海西期造山后伸展作用形成的花岗岩体，可能为造山带内岩浆成因伟晶岩的形成提供有利的物源条件（吴柏青等，1989；邹天人，1995）；

⑵在1∶20万区域地质图中，将哈龙岩体形成时代划为海西中期；

⑶在新疆重要矿种矿产预测成果报告（冯京等，2013）中，认为哈龙岩体形成于早二叠世（二云母花岗岩Rb-Sr年龄237Ma，钾长石K-Ar年龄为292百万年）；

⑷张辉等（2014）获得库卡拉盖650号脉中晚期伟晶岩与早期伟晶岩、卡鲁安805号脉伟晶岩、卡鲁安806号脉伟晶岩锆石U-Pb加权平均年龄分别为(211.3±2.4)Ma、(227.9±2.6)Ma、(216.0±2.6)Ma、(223.7±1.8)Ma，代表各脉体的侵入年龄。

有些文献中，根据测得锆石U-Pb年龄（400Ma左右）及有关地球化学演化特征差异，认为伟晶岩脉的形成与哈龙岩体没有关系，值得进一步探讨。

4.2 成因探讨

在海西期造山后伸展作用下形成的花岗岩岩浆，经过长期的演化，形成特殊的成矿熔体-伟晶岩浆，这种岩浆富含锂、铍、铌钽等多种稀有元素、富含挥发性成分并且粘滞性小、流动性大，沿构造薄弱带（早期岩体中节理、岩体与地层的接触带及地层中存在的片理、裂隙等）上侵。高温的熔体侵入到相对冷的围岩（红柱石-石英-黑云母片岩）裂隙后，边部迅速冷却，矿物迅速结晶，形成了细晶结构的边缘壳，这个壳起到了保温的作用。此后，熔体冷却速度放慢，矿物在其中的生长时间增长，紧接着边缘壳之后，出现了中细到中粗粒结构，矿物晶体逐渐增大，由数毫米到数厘米，而且垂直脉壁由边部向里由小到大生长。从熔体中最后晶出的是石英-钠长石-锂辉石结构带，它的生成宣告熔体结晶作用结束，即所有的原生结构形成。

此后，随着后期富含挥发分气液侵入，便进入了交代作用阶段，形成了各种不规则形状的糖晶状钠长石集合体、鳞片状白云母集合体和锂云母集合体等交代产物。

5 找矿标志

⑴岩浆岩标志：海西中晚期形成的中酸性花岗岩岩基，锂矿一般分布在离花岗岩2～3km处。

⑵围岩标志：多赋存于中上志留统变质岩系中。

⑶构造标志：哈龙复背斜转折短及其两翼，多沿片理发育。

⑷伟晶岩脉标志：地表出露伟晶岩脉，且分异较好，并有石英-钠长石-锂辉石带出现，是直接找矿标志。