若羌塔什达坂锂矿床矿物分带特征及找矿意义
2024-01-01张朋王敬国夏昭德黄俊凯罗新涛华克强
摘" "要:塔什达坂锂矿床位于阿尔金稀有金属成矿带的东段,锂矿体赋存于花岗质伟晶岩中,已圈定23条含锂花岗伟晶岩脉,含锂矿物主要为锂辉石、锂云母和锂电气石,伟晶岩脉主要为含锂电气石伟晶岩、锂辉石伟晶岩、锂云母伟晶岩及不含矿黑色电气石伟晶岩,矿物分带明显,其中ρ52号脉特征矿物变化最典型。塔什达坂锂矿床一区南部ρ52~ ρ59、ρ58~ρ70之间的区域存在隐伏矿体,通过矿床地质特征及矿物分带研究,为区域锂矿的勘查评价提供找矿方向。
关键词:矿床地质;花岗伟晶岩;矿物分带;含锂矿物;塔什达坂锂矿
锂资源是重要的战略性新兴矿产资源,随着高新产业的迅猛发展,对锂资源的需求量呈跨越式增长。花岗伟晶岩是锂铍等稀有金属的重要来源,对花岗伟晶岩型锂矿的研究是目前矿床学研究的热点之一[1-3]。我国花岗伟晶岩型锂矿集中产于阿尔泰、川西、西昆仑、华南等地区。近年来,阿尔金地区锂铍找矿取得重大成果,先后发现吐格曼、瓦石峡南、阿亚克、塔什达坂等稀有金属矿床,厘定出阿尔金稀有金属成矿带[4],是我国首次新发现的与早古生代岩浆作用有关的伟晶岩型锂铍稀有金属成矿带[5-11]。目前研究工作主要集中在阿尔金中段和西段的锂铍矿床[5-11],对阿尔金东段发现的塔什达坂锂矿研究很少。大多数学者认为伟晶岩是花岗岩岩浆演化晚期的残余岩浆固结产物,随着分异程度逐渐增强伟晶岩自下而上表现出区域分带,即黑云母花岗伟晶岩、二云母花岗伟晶岩、白云母花岗伟晶岩及含Li,Be,Rb,Cs的稀有金属伟晶岩,并依次发育无矿化→不同矿化的分带[12-16]。研究伟晶岩的矿物分带特征,有助于识别侵位最高的伟晶岩[16],从而寻找锂铍等稀有金属矿床。选择阿尔金东段地区塔什达坂锂矿床,分析研究地质特征及矿物分带、岩石地球化学等特征,总结成矿规律,对区域找矿勘查具有重要的理论和现实意义。
1" 成矿地质背景
研究区位于阿尔金东段,构造分区上属秦祁昆造山系中的阿尔金弧盆系(图1),是一个经历多期复杂地质演化历史,由不同构造层次、不同时期和形成于不同构造环境地质体所组成的复合造山带。区域地层分区属塔里木-南疆地层大区阿尔金地层小区,出露地层主要有中元古界长城系巴什库尔干岩群、蓟县系塔昔达坂群及第四系。区内岩浆活动十分频繁,岩浆作用具多期次、多类型特点,局部脉岩发育。侵入岩主要为寒武—奥陶纪加里东期苏吾什杰岩体群和库木达坂岩体群,岩性从基性-中酸性均有发育,主要以岩基、岩珠形式产出,局部呈岩墙、岩脉或串珠状等。以酸性花岗岩类分布最广,主要为(片麻状)含斑状中-细粒黑云二长花岗岩、(片麻状)斑状中-粗粒黑云钾长花岗岩等,中基性侵入岩次之。
2" 研究区地质特征
塔什达坂锂研究区出露地层主要为中元古界长城系巴什库尔干岩群第二段、蓟县系塔昔达坂群金雁山岩组第三段。中元古界长城系巴什库尔干岩群第二段主要分布于研究区北西和南部,北西部呈NE向展布,总体倾向120°~160°,倾角30°~80°,局部发育褶皱,与蓟县系塔昔达坂群金雁山岩组第三段呈构造接触;南部近EW向展布,总体倾向310°~30°,倾角40°~70°,岩性为灰白色大理岩、方解二云石英片岩及含石榴子石黑云母石英片岩。蓟县系塔昔达坂群金雁山岩组第三段主要分布于研究区中部,呈NW向展布,总体倾向120°~210°,倾角35°~90°,局部发育褶皱,在北东部发育背斜构造和向斜构造,岩性为灰白色大理岩、白云岩及方解二云片岩。
3" 矿体特征
塔什达坂锂研究区圈定花岗伟晶岩脉80条,其中含锂花岗伟晶岩脉23条,主要集中分布于研究区南部,一区(图2)14条,二区(图3)9条,二区位于一区北侧。矿(化)体类型为花岗伟晶岩型。规模较大的含锂伟晶岩脉特征如下:
ρ3伟晶岩脉 位于二区中部,呈紧闭的“U”型,凸向南东,产状20°∠65°。长约306 m,宽1.5~9 m,向北逐渐变薄。岩脉边部1~1.4 m部位Li2O为0.13%~0.16%、BeO为0.002%~0.055%,中间2 m部位Li2O为0.3%~1.22%、BeO为0.02%~1.413%。边部为矿化体,中间地段达工业矿体。矿石矿物主要为锂云母,分布极不均匀,个别部位锂辉石单晶体1~3 cm。
ρ7伟晶岩脉 位于一区中部,呈NW向延伸,产状50°∠80°,长120 m,宽0.5~4.2 m。岩脉边部1~1.4 m部位Li2O为0.10%~0.11%、BeO为0.003%~0.036%、中间2 m部位Li2O为0.8%、BeO 0.0835%,拣块样Li2O 0.75%~3.04%、BeO为0.05%。边部为矿化体,中间地段达工业矿体。矿石矿物主要为锂云母、锂电气石,局部见有锂辉石及少量绿柱石,分布不均匀,个别部位锂辉石单晶体1 cm,锂云母呈集合体分布。
ρ57伟晶岩脉 位于一区西部,呈近EW向延伸,长约100 m,宽约3 m,两端覆盖,产状173°∠55°,主要矿石矿物为灰白色板柱状锂辉石,单晶体长10~50 cm,厚1~8 cm。拣块样Li2O为4.92%、BeO 0.05%。矿体东西两端锂辉石风化破碎,呈粉末状,岩石中石英抗风化,相对完整,且含量较多。
ρ58伟晶岩脉 位于一区中部,呈NW向延伸,地表出露长约107 m,宽约1.3~6 m,产状35°∠60°,主要矿石矿物为锂辉石,灰白色,薄板状,单晶体长1~5 cm,拣块样Li2O为1.25%、BeO为0.044%。矿化相对较均匀。
ρ59伟晶岩脉 位于一区中部,呈NW向延伸,西侧分支,长约140 m,宽1.6~6 m,产状10°∠55°,主要矿石矿物为锂辉石,局部见有绿色柱状锂电气石,拣块样Li2O为2.16%~3.89%、BeO为0.03%。
ρ52伟晶岩脉 位于一区南西侧,呈NW向延伸,产状25°~55°∠55°~60°,岩脉长约260 m,宽0.8~3.5 m,北部具分支。南部出露较宽,约3.5 m,向北延伸逐渐变窄。矿石矿物主要为灰绿色短柱状锂电气石,矿化分布不均匀,北部未见矿石矿物,Li2O为0.02%~0.04%、BeO为0.023%~0.068%、Rb2O为0.049%~0.113%。南部见有锂电气石,分布不均匀,局部较富集,岩脉中心部位样品,Li2O品位0.21%~0.80%、BeO品位0.013%~0.088%、Rb2O品位0.243%~0.361%。
ρ36伟晶岩脉 位于一区东南部,呈近EW向延伸,长约660 m,宽0.2~8 m,产状355°~15°∠46°~68°,西部较厚,东部较薄,主要矿石矿物为锂辉石,局部见有锂云母,深部见锂电气石。深部钻孔控制矿体最大斜深70 m,单工程最厚6.51 m,最薄0.83 m,平均厚度3.44 m,Li2O最高品位2.66%,最低0.40%,平均0.94%;BeO最高品位0.31%,最低0.04%。
ρ37伟晶岩脉 位于一区东南部,呈近NE向延伸,长约385 m,宽约1.2~6.3 m,产状343~26°∠55~65°,西部具分支,支脉宽1.2~4.8 m,主要矿石矿物为锂辉石。深部钻孔控制矿体最大斜深20 m,单工程最大厚度2.43 m,最薄1.95 m,平均厚度2.19 m,Li2O最高品位1.71%,最低0.5%,平均1.02%;BeO最高品位0.31%,最低0.05%。
4" 伟晶岩脉矿物分带特征
塔什达坂研究区与稀有金属矿产密切相关的岩脉为花岗质伟晶岩脉,主要矿物成分有石英、微斜长石、钠-奥长石、白云母、黑云母等,次要矿物有石榴子石、铌-钽铁矿、黄玉、细晶石、萤石等,伴生特征矿物有电气石、锂辉石、绿柱石、锂云母等。锂辉石多呈板柱状,粒径5×30 mm~20×100 mm;锂云母多呈片状集合体,片径1~50 mm;电气石主要分两类,一类呈黑色粗粒状,另一类呈黄绿-绿色中细粒状,黑色粗粒电气石多分布于一区北侧,主要见于ρ10~ρ50号岩脉中,呈黑色自形柱状,长轴长多在50 mm以上,截面直径多在10 mm以上,黄绿-绿色电气石多见于一区南部的ρ52、ρ58、ρ59、ρ36、ρ37号等岩脉中,粒度相对较小,黄绿色电气石多成半自形柱粒状,长轴多小于20 mm,截面直径多小于5 mm,绿色电气石多见与ρ52号岩脉中南部,呈绿色半自形柱粒状,长轴多在3~5 mm,截面直径多在1 mm左右。据矿物组合可划分出白云母+斜长石+石英、黑色电气石+斜长石+白云母+石英、白云母+石英、黄绿+灰绿色锂电气石+白云母+石英、锂云母+斜长石+石英、白云母+锂辉石+石英等组合。
塔什达坂一区伴生特征矿物具分带性,北侧伟晶岩脉,以ρ21为代表,伴生特征矿物主要为黑色粗粒电气石(图4-a),ρ52脉北段亦以黑色电气石为主要特征(图4-b)。南侧,自西向东,ρ52脉中-南段开始出现黄绿-绿色中细电气石(图4-c),至ρ59脉西段,电气石粒度相对较粗变为黄绿色并开始出现锂辉石(图4-d),及至ρ59脉东段和ρ58脉中,锂辉石开始大量出现,电气石也变为粒度相对较粗的黄绿色(图4-e),ρ67、ρ69、ρ70及ρ36脉西段中,电气石为黄绿-淡蓝色,具局部聚集特征;东部ρ36和ρ37(图4-f)规模最大,锂含量最高,伴生特征矿物主要为锂辉石。总体来看,塔什达坂一区的伴生特征矿物表现出粗粒黑色电气石带、细粒绿色电气石带、中-粗粒绿色电气石+锂辉石带、锂辉石带的分带特征。塔什达坂二区ρ1~ρ9九个伟晶岩脉伴生特征矿物主要为锂云母。
以ρ52脉为典型代表,该脉体内电气石由北向南表现出粗粒黑色电气石(图4-b)(含量约10%)→中-细粒黑色电气石(含量约3%~5%)→少量细粒绿色电气石(含量约1%~3%)→大量细粒绿色电气石(图4-c)的变化特征,变化规律见图5。
在有用组分含量变化上,通过对不同类型伟晶岩脉取样分析,由粗粒黑色电气石→细粒黑色+绿色电气石→细粒绿色电气石→粗粒绿色电气石+锂辉石→锂辉石演化过程中,Li,Be,Rb,Cs,Nb,Ta元素含量具增高趋势(表1),Li元素表现最为明显。
5" 找矿意义
富含铁的电气石呈黑色,形成于较高温度,是正常的无交代伟晶岩特有;富含锂的电气石呈玫瑰色或淡蓝色,富含镁的电气石呈褐、黄色,绿、粉红色电气石一般形成于较低温度[17]。塔什达坂伟晶岩的分带特征显示高温相的黑色电气石位于西北部,相对低温的锂电气石位于南部,富锂云母的伟晶岩主要位于东北部,富锂辉石的伟晶岩主要分布于东南部。塔什达坂研究区岩浆-热液流动方向是沿NW向的断裂向NE、SE侧运移。ρ52伟晶岩由北段到南段,锂电石气从无到有,锂含量增高;ρ59伟晶岩以锂辉石为主(图6)。锂电气石和锂辉石分界位置在ρ52和ρ59之间,这两条脉应引起重视,加强勘查评价力度。以锂辉石为主的ρ36和ρ37伟晶岩脉分布于研究区东南部,应进一步了解外围延伸情况。
6" 结论
(1) 塔什达坂锂矿床为花岗伟晶岩型锂矿床,已圈定23条含锂花岗伟晶岩脉,含锂矿物主要为锂辉石、锂云母和锂电气石。矿物组合可划分为白云母+斜长石+石英、黑色电气石+斜长石+白云母+石英、白云母+石英、黄绿+灰绿色锂电气石+白云母+石英、锂云母+斜长石+石英、白云母+锂辉石+石英等组合。伟晶岩脉分带特征明显,主要为电气石伟晶岩带、锂辉石伟晶岩带和锂云母伟晶岩带。
(2) 据电气石、锂云母、锂辉石等矿物分带特征,预测塔什达坂锂矿床一区南部ρ52~ρ59、ρ58~ρ70之间的区域存在隐伏矿体,应进一步加强勘查评价。
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Mineral Zonation Characteristics and Prospecting Significance of
Tashdaban Lithium Deposit in Ruoqiang, Xinjiang
Zhang Peng1, Wang Jingguo1, Xia Zhaode2, Hang Junkai1, Luo Xintao1, Hua Keqiang1
(1.The Third Geological Branch,Xinjiang Geological and Mineral Bureau 841000,Xinjiang,Kuerle,China;
2. School of Earth Science and Resources,Chang’an University,Xi’an,Shaanxi 710054,China)
Abstract: The Tashdaban lithium deposit is located in the eastern section of the Altun rare metal metallogenic belt. Through field geological investigation and comprehensive research, this paper focuses on identifying the geological characteristics and mineral zonation characteristics of the Tashdaban lithium deposit, and summarizes the prospecting rules, in order to provide guidance for the follow-up exploration work. The Tashdaban lithium deposit occurs in granitic pegmatite, 23 lithium-bearing granite-pegmatite veins have been delineated in this deposit, and the lithium-bearing minerals are mainly spodumene, lepidolite and lithium tourmaline. The pegmatite veins can be divided into black tourmaline pegmatite, lithiumite pegmatite, lithiumite pegmatite and lithiumite pegmatite, with obvious mineral zonation. Among them, the mineral changes of ρ52 vein are the most typical. These characteristics indicate that there are hidden ore bodies between ρ52-ρ59 and ρ58-ρ70 in the southern part of the first area of Tashdaban lithium deposit, and the exploration and evaluation should be strengthened.
Key words: deposit geology; Granite-pegmatite; Mineral zonation; Lithium bearing minerals; Tashdashan lithium deposit