可可托海稀有金属矿3号脉主要地质特征及找矿远景

吕亚宁

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队 昌吉 831100）

可可托海稀有金属矿3号脉主要地质特征及找矿远景

吕亚宁

（新疆维吾尔自治区有色地质勘查局701队 昌吉 831100）

经过70多年的断续矿产地质勘查、开发与科学研究，世界著名的新疆可可托海特大型花岗伟晶岩型锂、铍、钽、铌稀有金属矿床仍活力焕发，主矿3号脉深、边部显示良好的找矿前景。

可可托海 花岗伟晶岩 稀有金属 锂、铍、钽、铌3号脉 地质特征 找矿远景

根据全国危机矿山接替资源找矿项目管理办公室安排部署,由新疆有色地质701队并中国地质大学(北京)承担的新疆维吾尔自治区富蕴县可可托海稀有金属矿接替资源勘查项目,通过2006～2008年近3年的实施,取得了较好的找矿成果,并有望获得新的找矿突破。

1 区域地质

可可托海稀有金属矿区大地构造位置处于西伯利亚板块阿尔泰陆缘活动带哈龙-青河古生代岩浆弧中部。区地层分区为阿勒泰镇三级地层小区。可可托海附近出露地层有：中-上奥陶统哈巴河群（O2-3hb）,下泥盆统康布铁堡组（D1k）,中泥盆统阿勒泰组（D2a）,上石炭统喀拉额尔齐斯组（C3k）,第三系中-始新统（E1-2h）,第四系上-全更新统（Q3-4）。

区内有三个规模较大的褶皱构造：诺尔特复向斜、哈龙-青河复背斜、克兰复向斜。可可托海矿区位于哈龙-青河复背斜中部。

区内侵入岩十分发育,岩体多,类型较为齐全,岩性、产状、形态都很复杂,具有多期次、多成因等特征。基性岩类仅占侵入岩的2%～5%,其余皆为酸性花岗岩类。

花岗岩的分布受区域构造控制,岩体长轴方向基本上与区域构造方向一致,花岗岩体呈岩基、岩株、岩钟、岩瘤、岩脉等产出,规模大小不一。

伟晶岩的分布主要受构造和花岗岩控制。区内大部分伟晶岩分布于花岗岩体的内、外（距花岗岩体2～10 km或更远）接触带和花岗岩体顶部的凹陷残山地段及捕虏体发育地段。围岩为各类片麻岩、片岩或辉长岩-闪长岩体等。

区域矿产主要有稀有金属、铜、镍、铁、铅锌、金、云母等。此外在稀有金属矿床中还产有宝石。

2 地层

矿区内出露地层为中-上奥陶统哈巴河群上亚群（O2-3hbc），呈残山分布于矿床的南部；呈弧型厚层状展布,在岩体内为顶盖残留体,呈大小不等的透镜状分布,片理走向 300°～360°,倾向北东,倾角 60°～90°。其主要岩性有：棕色及灰色的含十字石黑云母斜长石石英片岩、棕色灰色石英黑云母片岩。第四系更-全新统（Q3—4）。

3 构造

矿区内控矿构造主要是北西向和近东西向两个断裂,一般构成区内主体构造格局,由于晚期构造活动的迭加和继承性,控矿构造为迭加构造。

北西向断裂长1～2 km,走向290°～310°,倾向南西,倾角20°～45°。东西向断裂,大多被花岗伟晶岩脉所充填,严格控制着区内伟晶岩的形态和分布,为成矿前的断裂。

区内节理发育,纵横交错,节理一般是在中基性辉长岩冷却成岩阶段形成原生节理,后经花岗岩浆的上升侵入作用和构造活动,使原生节理继承发展和追踪,同时又形成新的节理,使区内节理构造更加复杂化。

4 岩浆岩

4.1 基性岩类

变质基性岩,原岩为角闪辉长岩,经区域变质为斜长角闪岩和角闪斜长岩,在重结晶作用过程中,则有粗粒和细粒结构之分,后经热液蚀变作用,又迭加了不同的蚀变矿物,分布在矿区的中间部位。角闪斜长岩多分布在矿区北部、3号脉四周,斜长角闪岩分布在矿区南部、呈楔形插入角闪斜长岩中。

各岩性之间的接触关系：角闪斜长岩与斜长角闪岩呈渐变过渡关系,角闪岩分布于角闪斜长岩体内,呈变质结晶分异的渐变过渡形式,斜长角闪岩、变粒岩与围岩角闪斜长岩、结晶片岩呈侵入穿切关系。

据脉岩成分及产状关系,可能是基性岩晚期伴生的脉岩,沿原生裂隙侵入而成。

4.2 酸性岩类

黑云二长花岗岩：它与矿区外围大花岗岩基连为一体,为岩株状。

二云二长花岗岩：矿区内规模小而少,分布在1号和3号伟晶岩脉之间,呈岩株及透镜状,在矿区东北部呈岩枝状产出。

伟晶岩脉：矿区内伟晶岩脉发育,其稀有金属储量巨大,地质特征典型。伟晶岩脉主要产于角闪斜长岩中,其次是斜长角闪岩,少数产在片岩及花岗岩内。伟晶岩脉走向北西300°～340°,倾向南西,倾角10°～40°,最长达2 000 m,厚4～5 m,在构造交汇处,一般形成膨胀体,富含稀有金属。

石英脉：矿区内石英脉分布较少,规模较小,多呈北西及近东西向分布,长一般几～十几米,厚0.10～1.0 m。

5 3号脉矿体地质特征

可可托海含矿伟晶岩脉产于片岩、花岗岩及角闪岩、斜长角闪岩类之中,其中产于基性岩类中的伟晶岩脉数量最多,规模最大,矿化最好。其中3号脉最为著名。

3 号矿脉的地质勘查工作始于1935年,有长达70多年的勘查开发历史。3号矿脉由岩钟状及缓倾斜脉状体两部分构成,其空间形态象一个实心的草帽(图 1)。

图1 可可托海3号伟晶岩脉结构立体示意图

岩钟部分走向335°,倾斜北东,倾角上盘40°～80°,下盘80°,沿走向长250 m,宽150 m,深250 m。

缓倾斜脉体部分走向310°～320°,倾向南西,倾角10°～40°。沿走向已知长 2 000 m,沿倾斜长1 500 m,厚20～60 m,平均40 m。矿脉西南部分尚未圈定。

矿脉地表露头仅为“草帽”的顶部（岩钟的上部）,近似梨形。位于东、南、西三面环山,北濒库-额尔斯河的干谷中,分布在干谷的西山坡下。出露的绝对标高1 215～1 270 m。

3 号脉总体形态是一个长2 000 m,走向310°～335°,倾向南西,倾角10°～40°,其上盘产有大小不等的岩钟状膨胀体,并沿倾斜方向呈阶梯状缓倾斜脉状体。缓倾斜脉状体与矿床伟晶岩脉的产状相一致,反映了伟晶岩脉的产状由成矿前围岩的裂痕所控制,岩钟部是由特殊构造形成的。

矿脉内部结构与构造:结构是指矿脉内部岩石或矿带（称结构带）划分,构造是指结构带在空间的分布状态。3号脉结构带因矿体形态而异,岩钟部分可划出9个带,缓倾斜部分可分出7个带。

岩钟部分的结构构造是3号脉最完整的地段,由外向内：

Ⅰ.文象及准文象结构中粗粒伟晶岩带；

Ⅱ.细粒钠长石带；

Ⅲ.块体微斜长石带；

Ⅳ.石英-白云母带；

Ⅴ.叶钠长石-锂辉石带；

Ⅵ.石英-锂辉石带；

Ⅶ.白云母-薄片钠长石带；

Ⅷ.锂云母-薄片钠长石带；

Ⅸ.块状石英带（核）。

缓倾斜部分：缓倾斜部分有7个结构带,其中外部3个带连续,内部4个带是断续的。

连续的结构带（由上盘到下盘）：

Ⅰ.文象准文象结构中粗粒伟晶岩带；

Ⅱ.细粒钠长石带；

Ⅲ.细粒伟晶岩带。

不连续的结构带（出现在矿脉膨胀地段）：

Ⅳ.块状微斜长石带；

Ⅴ.石英-白云母带；

Ⅵ.叶钠长石-石英-锂辉石带；

Ⅶ.锂云母-薄钠长石带。

岩钟部分的典型地质结构构造,反映了3号矿脉伟晶岩作用演化的全过程。

矿脉规模巨大、交代强烈、结晶分异完善、矿化特征明显、是世界级的大型稀有金属花岗伟晶岩矿脉。已发现矿物76种,具有工业意义的矿物有绿柱石、锂辉石、铯榴石、铌铁矿-钽铁矿簇及细晶石族等。稀有金属矿产品主要为铍、锂、铌、钽。3号脉9个带中,除锂云母-薄片钠长石带因规模小品位低外,其他各带都富含稀有金属BeO、Li2O、Ta2O5及Nb2O5等,将稀有金属矿物大量富集者划为主产品,达到工业品位与主产品共生者为同生产品,低于工业品位但仍有回收价值的为副产品,按照上述原则可将3号脉划为三种矿石类型：铍矿石类型（Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ带）、锂矿石类型（Ⅴ、Ⅵ带）、钽铌矿石类型（Ⅶ带）。

6 2008年工作主要成果及认识

6.1 主要钻孔见矿情况

从2008年施工完成的7个孔的结果看,钻孔中伟晶岩的穿矿厚度较以往施工的前排孔都有较大的增加。矿化情况各孔不一,其中ZK303孔矿化情况最好,孔中见到了粒度较大的绿柱石晶体,绿柱石矿化范围的厚度超过12 m,见表1。

表1 2008年度施工钻孔见矿情况一览表

6.2 找矿成果及远景认识

根据钻探工作成果，4线～7线的钻孔中经测试分析存在达到工业要求的铍、锂及钽铌矿体。特别是ZK301孔中见到了粒径较大的锂辉石晶体，ZK501孔中见到了粒径约0.8 m的绿柱石晶体。从以往工作总结的规律来看，锂辉石、绿柱石等矿物粒径较大者往往会形成密集分布的富矿段，从此意义上说，ZK301孔和ZK501孔中见到的现象意味着在深部（平面位置向西）很可能存在富矿段，需要进一步的验证。

赵鹏大院士领导的专题科研组以GIS技术为主要手段，利用矿山三维数字模型,分析了矿区主要成矿岩体的形态、分布和稀有元素空间富集与分布特征,参考研究区高精度磁测数据的反演和解译,发现了3号脉岩体南部一个新的“草帽状”矿化异常,次一级岩体隆起部位与元素空间异常空间重叠好,显示从矿区的矿田构造与成矿元素空间富集规律来看,在3号脉的南侧有发现另一个“钟形”矿体的可能性。

根据专题科研组系统评价结论，按可可托海稀有矿山年30万吨矿石的生产处理能力,矿区内Li2O、BeO的预测矿体的资源量及低品位矿石的资源量,能保证矿山15～20年的正常生产的资源量。

［1］新疆富蕴县可可托海稀有金属矿接替资源勘查报告,2008.

［2］地大科研报告.

收稿:2015-03-25

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2015.03.013