新疆巴什苏洪地区稀有矿床特征及找矿方向探讨

2021-07-31蔡厚安侯朝勇张文杰裴森龙肖文进

矿产与地质 2021年3期

蔡厚安，侯朝勇，张文杰，裴森龙，肖文进

(有色金属矿产地质调查中心，北京 100012)

0 引言

塔里木盆地北缘分布着一套碱性岩带(图1)，是我国重要的碱性侵入岩成矿带之一[1]。前人在该碱性岩带内针对区内的构造演化，岩石成因做过大量工作[2-8]。碱性岩带内分布着波孜果尔超大型稀有稀土矿床等众多矿床和矿点[9-11]。新发现的巴什苏洪稀有稀土矿也位于该碱性岩带内，矿区中心坐标XX°32′E、YY°06′N，行政区划属阿图什市哈拉峻乡巴什苏洪村管辖(图1)。杨林春等[12]对矿区内的巴什苏洪岩体开展了岩石地球化学和年代学研究；王浩[13]研究了区内碱性岩副矿物特征。本文系统总结该矿的地质特征，并剖析其找矿方向。对邻区稀有稀土矿勘探有一定的借鉴意义。

1 成矿地质背景

1.1 区域地质背景

研究区属塔里木盆地北缘杂岩带的西段。区内分布着一系列的富碱性小岩体，其分布主要受区域深大断裂控制。侵入类型有岩体、岩基、岩株、岩床及岩脉。岩性有超基性—基性碱性岩类、中酸性碱性岩类及酸性富碱性岩类，有些组成复式杂岩体，表现出一套由基性—酸性的岩石组合(图1)。部分岩体在晚期还有辉绿岩脉的侵入穿插。

图1 西南天山侵入岩分布图(据文献[10]修改)

1.2 矿区地质背景

区内主要出露的地层为古生代下二叠统巴立克里克组(P1b)，为一套海陆交互相岩石组合，岩性上为碎屑岩和碳酸盐岩交互出现，根据岩性可划分为四段，并被巴什苏洪杂岩体侵入。NE—SW向的断裂和由北向南的推覆构造构成了区内的构造格架，区内还发育一些近SN向的次级断裂，将沉积岩地层错断开来。岩浆岩主要为巴什苏洪杂岩体，可识别出四期，其中第一期为中粒橄榄辉长岩体，第二期为中粗粒霓石正长岩体，第三期为火成碳酸岩体，第四期为中细粒碱性花岗岩体。岩体呈圆珠状零星出露，长8 km，宽5 km，面积40 km2，出露面积20 km2。近EW向展布，与区域构造方向一致(图2)。围绕岩体有一近30 km2的1∶5万水系沉积物综合异常HS-30，异常元素组合为Nb-Y-Zr-P(图2)。

1.3 矿区地球物理背景

本次1∶5万航磁工作在区内圈定2个航磁异常(图3)，北部异常近EW向不规则板状，西宽东窄，东西长约12.5 km，南北宽1.3～4.7 km；总体上异常变化梯度大，细节上南大北小，东大西小，被负磁异常包围。异常西、北、东三侧出露下二叠统巴立克里克组(灰岩夹少量砂岩)，西北部出露霓石正长岩、浅灰白色碱长花岗岩，东部出露灰绿色蚀变细粒辉长岩，南部为第四系覆盖。该异常与近EW向巴什苏洪杂岩体对应较好，其中东部2个异常中心对应2个辉长岩体。1∶5万矿产图上标注有巴什索贡稀土矿点和铜矿点，位于该异常西北部边缘地带。标注的阿亚克苏洪铁矿点位于异常东南缘。南侧紧靠NEE向断裂构造。南部异常面积小，近EW向板状，东西长约5.4 km，南北宽约1.2 km；磁场值10～85 nT，为工作区低缓磁异常；异常中心位于中东部，异常值85 nT，异常变化梯度东大西小；地表为第四系覆盖，推测有隐伏岩体存在。地面电法和磁法剖面工作圈定了低磁高阻低极化区(图4)，是未来工作需要注意的重点区之一。

2 矿床特征

2.1 巴什苏洪杂岩体岩石学特征

巴什苏洪杂岩体可识别出四期，各期次相互之间呈侵入接触关系；而杂岩体侵入到地层中，接触部位见角岩化和蚀变(图2)。野外调查过程中还发现两组相交的后期侵入辉绿岩脉，与成矿无关，未纳入杂岩体之中。其中第一期中细粒橄榄辉长岩体含磁铁矿，第三期火成碳酸岩体纯度高，白度好，有害元素极低，有成为超大型重质碳酸钙矿的潜力[14]。巴什苏洪稀有稀土矿主矿体主要产于第四期中细粒碱长花岗岩体中。

中粒橄榄辉长岩岩石标本呈块状，灰色—灰黑色，中粒结构，主要造岩矿物为辉石Py(约25%)、斜长石Pl(54%)，次要矿物为橄榄石Ol(12%)，副矿物为磁铁矿Mt、尖晶石Spl等矿物，中粗粒结构，磁铁矿化较强。霓石正长岩标本呈块状，灰白色，不等粒结构，块状构造。主要造岩矿物为碱性长石(60%)、斜长石(5%)、霓石(15%)，副矿物有磁铁矿(2%)等。火成碳酸岩呈灰白—白色，块状结构，中细粒—中粗粒结构，主要矿物为方解石(75%)，副矿物种类较多，也比较复杂，有铬尖晶石、硫铁矿等。灰色碱性花岗岩，镜下观察为中细粒结构，块状构造，主要矿物为碱性长石Af(45%)、石英Qz(18%)、斜长石Pl(8%)，次要矿物为霓石Aeg(10%)、黑云母Bt(8%)，副矿物种类较多，比较复杂，有烧绿石、独居石、铌铁矿、易解石等。灰白色霓长伟晶岩，中粗粒结构，块状构造。主要矿物为钠长石(30%)、霓辉石(30%)、石英(35%)。次要矿物成分较为复杂，通过人工重砂可知，有锆石、磷灰石、碳硅石、锐钛矿、烧绿石、黄铁矿、铌钽铁矿、赤褐铁矿、磁铁矿、钠铁闪石等。

2.2 矿化特征

碱性霓石正长岩侵入于下二叠统巴立克里克组中，具轻度高龄土化蚀变，岩体和地层接触部位常见矽卡岩化，蚀变带宽约30～50 m。脉状碱长花岗岩侵入霓石正长岩中，在接触带常见霓长伟晶岩化，是稀有稀土矿赋矿最佳位置。野外观察及采样分析表明：由基性—超基性岩、碱性岩和火成碳酸岩组成的杂岩体中，存在稀有-稀土矿化，分析表明：这种稀有-稀土矿化是和第四期碱性花岗岩以及侧向伟晶岩有关。

野外分别采集了14件辉长岩、26件正长岩、10件碱性花岗岩和15件伟晶岩捡块样品分析，其中辉长岩的稀土总量(不含Pm，后同)在19.73×10-6～98.09×10-6之间变化，平均值为63.79×10-6，w(Nb)在6.84.00×10-6～11.8×10-6之间变化，平均值为9.93×10-6，w(Ta)在0.453×10-6～1.12×10-6之间变化，平均值为0.70×10-6；正长岩的稀土总量在100.00×10-6～1879.68×10-6之间变化，平均值为700.92×10-6，w(Nb)在15.1×10-6～274×10-6之间变化，平均值为92.44×10-6，w(Ta)在0.95×10-6～22.9×10-6之间变化，平均值为6.16×10-6；碱性花岗岩的稀土总量在571.22×10-6～1234.78×10-6之间变化，平均值为388.63×10-6，w(Nb)在59.9×10-6～361×10-6之间变化，平均值为111.38×10-6，w(Ta)在3.03×10-6～21.9×10-6之间变化，平均值为6.12×10-6；霓长伟晶岩的稀土总量在101.90×10-6～3990.5×10-6之间变化，平均值为1344.92×10-6，w(Nb)在26.1×10-6～1001×10-6之间变化，平均值为380.21×10-6，w(Ta)在1.00×10-6～58.5×10-6之间变化，平均值为24.10×10-6。

2.3 矿体特征

本次工作基本查明巴什苏洪铌钽矿床规模、形态、变化特征。巴什苏洪赋矿岩体为碱长花岗岩脉及侧向的霓长伟晶岩，其侵入在霓石正长岩，呈脉状，局部呈网脉状，厚度多为1～15 m，单矿脉厚度变化不大。产状往北陡倾，倾角多为55°～70°。东西延展近2 km，地表调查有数条厚大矿体露头延伸至第四系覆盖，成矿远景较大。通过大比例尺地质填图、槽探及钻探工程验证(图5)，初步圈定第四期碱长花岗岩脉铌钽矿化带，长4000 m，宽1000 m，多数矿(化)体厚1～5 m，有3条矿体厚度≥10 m。地表出露铌钽矿体21条(图1b)，长1950 m，厚40～100 m，延伸稳定，具有较好的勘探远景[15]。

从巴什苏洪杂岩体的重砂分析及电子探针结果来看，其赋矿矿物以铌铁矿-铌钽铁矿、褐钇铌矿、易解石、烧绿石、铌铁金红石为主，并有大量的独居石。这些都说明，巴什苏洪杂岩体中的铌-钽是赋存在可分选、可分离的矿物中的，以铌铁矿-铌钽铁矿、褐钇铌矿、易解石、烧绿石、铌铁金红石为主的富含铌钽矿物是稀有金属铌钽的主要载体矿物，而独居石是稀土元素(Ce，La，Nd，Th)的主要载体矿物。

2.4 矿化类型

本次工作在巴什苏洪岩体中发现有两种含矿形式：①含稀有-稀土的碱长花岗岩脉，以脉状、网脉状分布于，此类岩脉数量多、分布广，且对围岩有浸染矿化作用；②碱长花岗岩和霓石正长岩接触部位的霓长伟晶岩，分布较为局限，但稀有稀土富集，且含量明显高于碱长花岗岩。因此，矿床属碱性花岗岩和碱性伟晶岩复合型矿床。

3 找矿方向

在巴什苏洪地区寻找稀有稀土矿床，最有希望的目标地质体是碱长花岗岩及其边部的霓长伟晶岩，这也符合一般与碱性岩有关的稀有稀土矿床的成矿规律。一般来说，这类与碱性岩有关的稀有稀土矿床无外乎两类，一类是与碱性岩-碳酸岩岩石组合有关的稀有稀土矿(如白云鄂博、牦牛坪、庙垭)[16-18]，另一类是与碱性岩演化到后期的伟晶岩有关的稀有稀土矿床，如波孜果尔大型稀有稀土矿床。而后者正在也出露在南天山碱性岩带的拜城县附近(图1)，与西南天山碱性岩带处于同一个大的碱性岩带—塔里木北缘碱性岩带，拥有相同的岩石组合、地层和构造背景。因此，在本区寻找碱长花岗岩及侧向的伟晶岩，是本区下一步找矿的主要方向。

本次工作通过电法和磁法剖面工作，结合地质状况，在巴什苏洪岩体正长岩与二叠系大理岩接触的北界，发现了埋深约80 m的低磁高阻低极化异常体，推测可能是伟晶岩的囊状集合体(图4)[19]，有待后续工作验证。

矿区南部，主要分布有1∶5万航磁局部异常和1∶20万化探Hs-36Y、Zr、Zn、Sn、La、Ti综合元素异常，与矿区内的化探异常Hs-36与Hs-31、Hs-32位于同一NNE向异常带上，成矿地质环境条件较为有利，具备一定的寻找稀有稀土金属矿产的有利条件。