新疆铍矿资源找矿类型浅议

张霄（新疆有色地质工程公司 乌鲁木齐 830000）

新疆铍矿资源找矿类型浅议

张霄
（新疆有色地质工程公司 乌鲁木齐 830000）

稀有金属铍是原子能、航天航空工业、特种钢及耐热合金等所必需的原材料，是某些高科技产品不可缺少的重要原料。新疆铍矿资源主要有3种类型：伟晶岩绿柱石、花岗岩绿柱石及与火山岩有关的羟硅铍石等矿床类型。找矿方向应以伟晶岩稀有金矿类型为主。

铍矿资源 找矿类型

1　铍工业开发简史

我国1954年开始研究，1961年在湖南水口山建成第六冶炼厂年产BeO 20 t和金属铍2 t。1969年重建铍车间，1971年投产年产铍金属6t。新疆有色集团恒盛铍业-铍冶炼厂于2005年8月17日，在新疆富蕴县建成，设计年产氧化铍100 t，铍铜母合金800 t，为我国最大的铍生产基地。回顾铍冶炼史，早期均以绿柱石矿物原料为首选，由于长期消耗绿柱石矿物，其手选矿物资源储量在下降。目前，绿柱石仍是炼铍的主要矿物原料。

2　铍及其合金用途

由于铍具有多方面的优良性质，铍及其合金等主要应用在以下三方面：

（1）金属铍用于核武器，火箭空间飞行器的结构材料及核反应堆的结构材料等。

（2）铍用于各种铍合金，用途广泛。铍铜合金成型性好，弹性好，强度大，耐腐蚀及有良好的导电性，使用寿命长。用于电子计算机，在原子能、航天航空工业、电子、石油、化工等行业应用广泛。

（3）铍陶瓷（氧化铍陶瓷），素有金属玻璃之称，导热率高，绝缘性能好。用于集成电路插件，功率晶体管衬底散热板行波管部件，高纯金属熔炼用坩埚，热电偶保护等。

3　新疆铍矿资源主要矿床类型

新疆稀有金属鈹资源丰富，在阿尔泰山、天山、昆仑山和阿尔金山均有分布。以往地质普查勘探和矿山开采工作主要集中在阿尔泰山。新疆铍矿工业类型主要有：伟晶岩绿柱石稀有金属矿床、气热花岗岩绿柱石矿床、火山岩羟硅铍石矿床。

3.1伟晶岩绿柱石稀有金属矿床

阿尔泰稀有金属矿成矿地质背景

（1）地层：阿尔泰地区早古生界地层，是稀有金属锂、铍、钽、铌等伟晶岩的容矿地层。

（2）侵入岩：阿尔泰造山带分布花岗岩主要为华力西期。主要有2种类型:①地壳交代型花岗岩（简称额尔齐斯型），主要分布在哈龙-青河岩浆弧内，是构成阿尔泰山系主体岩石。它的长条状分布特征与原生片麻理结构均与区域NW向褶皱构造线方向一致。在该型岩体外接触带分布有卡鲁安（大型锂矿）-阿阻拜、柯鲁木特（大型锂矿）-吉得克、可可托海（大型铍矿、大型钽矿、中型锂矿）等大中型矿田。②地壳重熔型花岗岩（简称尚克兰型），这一类型花岗岩，多数是前一类型发展演化的结果，即越过变质交代阶段直接达到重熔而产生的重熔岩浆向上侵位形成的。围绕该型花岗岩分布的伟晶岩往往有重要的绿柱石矿化及海兰宝石矿化，如库姆-阿拉山矿田、阿斯喀尔特矿田。

（3）构造。

①构造单元：涂光帜（1990年将其）划分为西伯利亚板块阿尔泰陆缘活动带Ⅰ1，包括2个3级构造单元：诺尔特晚古生代火山带、哈龙-青河古生代岩浆带。阿尔泰伟晶岩主要分布在哈龙-青河古生代岩浆带上。

②断裂构造：阿尔泰发育3组断裂构造：a、东西向断裂是本区最老的一组断裂，仅在喀纳斯隆起区可以见到；b、北西-南东向断裂贯穿全区的断裂组，为阿尔泰主要构造，总的延展方向为290°～315°。该构造带的断裂组成以断裂为主；从空间上，褶皱轴向、断裂延伸，均有向东收敛，向西撒开的特征。它对区内岩层展布、岩浆活动、矿产分布都起到一定的控制作用；c、北北西向断裂是该区相对较晚的一组断裂，经常切割北西向断裂，而形成一些菱形地块。

（4）伟晶岩绿柱石稀有金属矿床特征。

以可可托海伟晶岩矿床为例（图1），伟晶岩脉厚度大于0.5m的有39条，其中盲脉16条。赋矿围岩主要是绿泥石化辉长角闪岩，其次是结晶片岩和花岗岩。该矿床特别是3号矿脉是我国乃至世界上最为典型的花岗伟晶岩稀有金属矿床。3号矿脉与世界各国花岗伟晶岩脉相比，主要具有三大特征：

一是规模巨大，形态特殊。3号矿脉由岩钟和缓倾脉体组成，梨形岩钟体长250m，宽150m，延深250m与缓倾斜脉体相交，脉体长2 000m，厚20～60m，平均40m，斜深1500m，呈阶梯状延深，尚未圈定，总体形态酷似一顶斜的草帽状（图2）。

二是矿脉成矿率高，大量的铍集中形成独立矿物绿柱石。具有稀有金属元素较高的富集系数和绿柱石较低的分散率（0.338%）。全脉BeO分散率仅4.92%。成为可供工业利用超大型矿床的原因。

三是资源量巨大。3号脉经历20余年的边采边探，累计探明A+B+C1铍矿石量2 497万吨，氧化铍品位0.08%，储量19 954 t，D级铍矿石量8 884万吨，氧化铍品位0.045%，储量40 123 t，合计探明铍矿石量11 381万吨，氧化铍储量60 077 t。1951～1962年可可托海3号矿脉露天开采矿石量700万吨，手选绿柱石（BeO 10%～12%）10 592.9 t。

（5）伟晶岩绿柱石类型矿产的优势。

①矿物品位高、结晶体较大，适合手选或机选铍是稀有金属原生矿诸类型中尤其是花岗伟晶岩型中矿化最广泛、含量最高的稀有元素之一。在新疆范围内，已经发现的铍矿物仅有绿柱石、羟硅铍石和柏比氏石3种。在这3种矿物中唯有绿柱石具有手选工业意义，它广泛分布于各类型伟晶岩中，成为新疆稀有金属矿重要的工业矿物之一。

图1　可可托海矿床地质平面图（据单久让2005年）

阿尔泰地区伟晶岩中的绿柱石特征、产出形态及共生矿物。绿柱石产在钠长石化或石英白云母化的中、粗粒变文象伟晶岩中，为浅绿色或浅黄绿色，不透明-半透明。晶体为自形或半自形六方柱体为主或角锥状。最常见晶体大小达（0.3～3）×（2～10）cm（直径×长度）。个别长达20 cm。可可托海1号矿脉含大片白云母钠长石化的中-粗粒变文象结构带中曾采得一个绿柱石结晶体高3.5m，直径2.2m，重约20 t的单晶。

图2　3号矿脉Ⅲ-Ⅲ′地质剖面图（据单久让2005年）

②伟晶岩绿柱石矿脉往往共生锂辉石、钽铌铁矿和白云母、石英、长石等矿产资源，综合开发利用价值高。

3.2气热白云母花岗岩绿柱石矿床

该类型矿床有阿斯喀尔特、尚可兰、二道房子和阿拉山等气热花岗岩绿柱石矿床。阿斯喀尔特气热花岗岩绿柱石矿床

（1）构造位置处于阿尔泰造山带哈龙-青河古生代深成岩浆弧南东段的北部边缘，即诺尔特晚古生代上迭盆地与哈龙-青河古生代深成岩浆弧的结合部位。阿斯喀尔特绿柱石矿床正是处在该部位。

（2）地层在矿床北部花岗岩基顶部残留小面积的中上奥陶纪变质岩。

（3）侵入岩矿床范围内全部出露岩石为华力西期的花岗岩。斑状黑云母花岗岩，是阿斯喀尔特矿床围岩。似斑状白云母-二云母碱长花岗岩，是阿斯喀尔特绿柱石矿床的母岩。细粒钠长石花岗岩，主要为绿柱石矿化，伴有Ta、Nb和Mo矿化（图3）。

（4）矿床地质特征。矿体由白云母钠长石花岗岩和似伟晶岩矿脉组成。白云母钠长石花岗岩似等轴状岩钟，倾向向北，倾角60°，长350m，宽225m，垂深约60m，岩钟BeO 0.04%～0.08%，绿柱石粒径0.2 cm以下，是机选工业矿带。伴生Ta、Nb 和Mo矿化。

似伟晶岩内部包括4个共生结构带：①云英岩化似伟晶岩带：位于白云母钠长石花岗岩钟的顶部边缘，总长500m，宽2～10m，绿柱石0.3 cm左右，为黄绿-蓝绿色，不易手选。BeO平均品位0.0141%；②石英核：位于矿脉中心，长264m，宽30m，斜深60m；③石英-白云母-绿柱石带：分布在石英核之周围，近于封闭的环带，带长265m，宽0.5～5m，斜深长大于100m，绿柱石晶体长10～40 cm，最大80 cm，直径5～10 cm；颜色为兰绿色和海蓝色，个别无色透明。BeO平均品位0.13%～0.582%。此带是工业主矿带；④石英-白云母带：BeO平均品位0.13%，伴生有辉钼矿。

3.3火山岩铀铍矿床类型

杨庄铀矿床位于新疆和布克赛尔县城西南约96 km处。该矿床类型在新疆首次发现。

图3　阿斯喀尔特铍矿床地质平面图（据单久让2005年）

3.3.1区域地质背景

地层矿区位于西准噶尔优地槽褶皱带雪米斯坦泥盆纪火山岩带南侧。出露地层为上泥盆统塔尔巴哈台组（D3t）：酸性火山岩，主要岩性有流纹质含火山角砾弱熔结凝灰岩、流纹斑岩、英安斑岩、玻屑晶屑凝灰等。铍矿化产于玻屑晶屑凝灰岩中。

构造褶皱构造简单，地层呈单斜产出，走向东西。断裂构造发育，断裂方向基本与褶皱构造线方向一致，主要为高角度东西向逆断层，分南、北两组。南组断裂由F1、F2组成，F1控制了杨庄花岗斑岩岩体（简称杨庄岩体）的南接触线。北组由5条断裂组成，分布在杨庄岩体北接触带及围岩中，与铍矿化关系密切的F3断裂，东西延伸约5 km，倾向南，倾角45°～55°，断裂破碎带宽2～6m，破碎带内角砾岩及糜棱岩化发育，该带南侧发育多条次级断裂，这些断裂及裂隙与岩体接触带自然交切，连通了岩体和围岩，成为热液通道，并伴随热液蚀变，F8、F9成为铍矿化的赋存部位即Ⅰ、Ⅱ号矿体（图3）。

本区岩浆活动频繁，基性、中酸性岩体均有出露，以酸性岩为主，属华力西中晚期的酸性-钙碱性花岗岩和次花岗斑岩等小侵入体，多分布在断裂附近。

杨庄岩体长近8 km，宽平均1 km，岩性为花岗斑岩。该岩体的侵入，它载着Be及挥发组分F、P、CO2、H2、O、S等，是本区含Be的热液，形成围岩蚀变，对Be的富集极为有利。

围岩蚀变强烈，主要有紫黑色萤石化、赤铁矿化、锰矿化、粘土化和绿泥石化。

图4　杨庄地区地质构造略图（据李清海2008）

3.3.2杨庄铀铍矿床特征

矿体已发现2个矿体：Ⅰ号矿体控制长度350m，矿体厚度6.5～13m，平均8.11m，走向105°，倾向NNE，倾角50～75°。BeO品位0.086%～0.419%，平均0.296%；Ⅱ号矿体位于Ⅰ号矿体北40m，大致平行Ⅰ号矿体。地表出露长74m，厚度4m。BeO品位0.056%～0.322%，平均0.124%。

矿体产于晶屑玻屑凝灰岩及晶屑凝灰岩中，矿体与围岩呈渐变关系。

矿石类型：根据矿石的主要有用元素铀、铍的分布情况，矿物共生组合、矿石结构特征及分布程度，将杨庄矿床的矿石划分5种类型：（1）萤石型铀铍矿石BeO最高品位1.455%，平均品位0.473%，发现少量的羟硅铍石，粒径0.01～0.2mm。（2）赤铁矿型铀铍矿石BeO最高品位1.044%，平均品位0.459%。（3）锰矿型铀铍矿石BeO最高品位0.497%，平均品位0.145%。以上2种矿石类型铍元素以单晶体表面吸附分散和晶内混入分散2种形式存在。（4）粘土型铀铍矿石BeO最高品位0.133%，平均品位0.055%，Be多以吸附分散形式出现。（5）绿泥石型铀铍矿石。铍元素90%以分散吸附形式存在矿石中，其次以羟硅铍石单矿物形式存在萤石型的矿石中。

4　铍矿资源找矿方向

（1）伟晶岩绿柱石矿床。重点在阿尔泰哈龙-可可托海地槽褶皱带（哈龙-青河晚古生代深成岩浆弧）与华力西晚期的酸性侵入岩有关的伟晶岩中具块体结构共生单元的钠长石-石英-白云母交代的伟晶岩，例如群库尔伟晶岩绿柱石矿床、胡鲁宫伟晶岩绿柱石矿床、洪湖152号伟晶岩绿柱石矿脉、长风岭伟晶岩绿柱石矿床、库儒尔特伟晶岩矿床等，以及可可托海3号矿脉深部。

（2）火山岩、次火山岩羟硅铍石矿床。准噶尔地槽褶皱带、巴尔鲁克-塞米斯台复背斜、塔尔巴哈台复向斜以南，铁厂沟-巴尔鲁克断裂以北地区，侵入有华力西期花岗岩基及其次火山岩石英钠长斑岩等，翼部为泥盆统及石炭统沉积岩，寻找与铀、氟等共生的羟硅铍石。

（3）在华力西晚期以及燕山期二云母或钠长石化白云母花岗岩顶部绿柱石矿床，例如尚可兰花岗岩绿柱石矿床、二道房子花岗岩绿柱石矿床等。

5　讨论与结论

稀有金属矿产包括Be、Li、Ta、Nb、Zr、Hf、Rb、Cs等，这些元素均可以形成独立的矿床，也可以几个元素组合在一起，形成多矿种的稀有金属矿床。例如可可托海矿床3号矿脉即是集上述元素于一脉的典型。稀有金属矿床在新疆乃至我国具有一定优势，但随着采选冶技术的发展，稀有金属矿床也存在很多问题，既有常规的环保与采矿的矛盾，也有机选成本高、精矿砂品质低、粒度细与冶炼方面的问题，也存在新类型资源的冲击问题。因此，对于稀有金属矿产资源而言，主要的不是“有没有”的问题，而是需要继续找矿、找大矿、找富矿，目前以伟晶岩类型为首选，兼顾其他类型；另一方面相关专业也要研究采选冶技术创新，共同提高稀有金属资源利用率。

参考资料

［1］T.Φ波依科，单久让.群库尔矿田、虎斯特矿田、卡拉苏-克克西尔矿田普查勘探报告，阿勒泰矿，1954.

［2］单久让.新疆稀有金属矿产勘查开发现状及今后找矿方向的探讨.新疆维吾尔自治区专家顾问团矿产与能源组、地质学会、矿业联合会编:新疆铜、金、钾盐、煤矿等固体矿产优选勘查靶区咨询研讨会论文集.2002:132-136.

［3］中国地质学会2010年地质找矿科技十大成果进展专家点评，《新疆和布克赛尔县白杨河地区发现特大铀铍多金属矿床》，中国国土资源报，2011年1月21日.

［4］景泽被，许国礼，张伟，唐洪勒，夏芳，何建傽等.《新疆富蕴县可可托海稀有金属矿床3号矿脉露天采矿场闭坑地质报告》2000 年12月.矿产资源储量认定书（新国土资储认［2002］07号）.

［5］李庆昌.做大做强新疆稀有金属产业的资源战略问题与对策［J］.新疆有色金属.2010.增刊1:28-31.

［6］李庆昌，曹惠志，宋智敏，丁乾俊，杨青山，苏元恭，等.新疆青河县阿斯喀尔特铍矿矿床最终勘探报告.新疆有色局地质勘探公司701队.1958-1964.12.

收稿：2016-02-01

10.16206/j.cnki.65-1136/tg.2016.04.007