川西甲基卡伟晶岩型锂矿矿床地质特征及成矿机制研究

纪德宝，栗豫丰，向云燕，杜金锐

（1.四川省地质矿产勘查开发局地质矿产科学研究所，四川成都 610000；2.核工业二八0 研究所，四川广汉618300；3.成都理工大学，四川成都610059；4.四川省矿产资源储量评审中心，四川成都 610045）

甲基卡伟晶岩型锂矿位于青藏高原东北缘、鲜水河断裂西侧［1］、特提斯成矿域东北部的松潘甘孜造山带中部雅江穹窿群中的甲基卡穹窿［2］，是我国规模最大的稀有金属矿田之一，位于康定、道孚、雅江三县交界（图1），锂矿田内花岗伟晶岩脉498条，其中含矿伟晶岩脉114条［3］，富集Li、Be、Cs、Rb、Ta、Hf、W、Sn等稀有分散元素［4］，其中，伟晶岩型氧化锂资源储量超过200万吨，位居世界前列［5］。本文根据甲基卡区域地质背景及花岗伟晶岩地质特征，分析甲基卡伟晶岩型锂矿床成矿特点，探讨其成矿模式。

1 区域地质概况

松潘-甘孜造山带位于中国大陆西南缘，羌塘地块、昆仑-柴达木地体、扬子陆块交接部位，东南缘通过义敦岛弧带与羌塘地块相连，东部以龙门山前陆俯冲带与扬子陆块东北缘相接。先后经历了新元古代罗迪尼亚古陆的裂解、古生代古特提斯洋的离散聚合、早中生代印支期大规模造山运动、以及新特提斯洋的闭合等多期次构造运动，造就了松潘-甘孜造山带的复杂性。造山带的基底是新元古代结晶-变质核杂岩，盖层为三叠纪“西康-巴颜喀拉群”复理石沉积［6］。松潘-甘孜造山带中分布有大量穹窿，包括“彭灌式”穹窿群、“丹巴式”穹窿群以及“雅江-马尔康式”穹窿群［2］。研究区甲基卡伟晶岩型锂矿田位处松潘-甘孜造山带中部，属于“雅江-马尔康式”穹窿群（图1）。

图1 甲基卡锂矿田区域位置图，修自文献［6］

松潘-甘孜造山带地层是前震旦、震旦纪、古生代、三叠纪的变质岩系，主要为一系列多层次滑脱构造片的叠置组合体［7］。由于经历多期次构造变质作用，地层原始岩石组分已发生很大变化。付小方等人［7］按构造-岩石地层学准则，建立了区域构造-岩石柱，整理总结了松潘-甘孜造山带东缘构造-岩石地层系统，其中，新近系、古近系-侏罗系地层大部缺失，寒武系及震旦系部分地区缺失，如表1所示。

表1 松潘-甘孜造山带东缘构造-岩石地层系统，据文献［7］修改

2 矿田地质特征

甲基卡伟晶岩型锂矿田位处松潘-甘孜造山带中部，巴颜喀拉山-甘孜褶皱带西南部的次级构造带-雅江褶皱-推覆带中段［8］，平均海拔4600m。地层分区属巴颜喀拉区玛多-马尔康分区雅江小区，主要出露三叠系西康群砂泥质复理石沉积，下伏古生界地层主要于锂矿田周边。西康群由下至上分为：杂谷脑组（T3z）、侏倭组（T3zw）、新都桥组（T3xd）、两河口组（T3lh）等四个地层单元（图2），其中侏倭组（T3zw）主要为长石石英砂岩与板岩韵律互层；新都桥组一段主要为板岩夹少量长石石英砂岩；新都桥组二段主要为条带状粉砂质板岩夹薄层细砂岩，新都桥组三段主要为粉砂质板岩夹长石石英砂岩。

矿田以中生代S型二长花岗岩马颈子岩体为中心，周围西康群浅变质复理石沉积受片麻岩穹窿改造的变质岩系可分为：十字石片岩带-红柱石片岩带-堇青石片岩带-黑云母片岩带［7］（图2），在变质相系中属于“巴罗式相系”中/低压-高温的变质组合［9-10］，片岩产状均向马颈子岩体中心倾斜，呈现出翼部倾角大，顶部产状平缓的特征。

图2 甲基卡锂矿田地质简图

甲基卡伟晶岩型锂矿矿田出露大量伟晶岩脉体，根据伟晶岩造岩矿物特征，可将矿区伟晶岩划分为微斜长石型、钠长石型、锂辉石型、锂（白）云母型［3,11,12］（图3）。伟晶岩脉多位于花岗岩体周边，系马颈子二长花岗岩岩体的析出物，大多数呈水平板状、似层状、透镜状侵位于穹窿顶部。变质片岩盖层中偶见穿插围岩的长英质脉体或石英脉体。

图3 甲基卡锂矿田不同变质分带中的片岩

3 成岩成矿时代及成矿模式

甲基卡伟晶岩型锂矿田主要受构造-岩浆-变质穹窿控制，穹窿体主要由花岗岩体、伟晶岩脉和变质片岩组成［13］。根据年代学证据，其成岩成矿时间为216Ma～223Ma［11］。研究表明，印支造山晚期（稳定期），垂直地壳流动产生垂直底辟、侧向地壳流动产生隧道流以及具有垂直与侧向分量的地壳流动造成岩浆的挤出，岩浆挤出导致区域增温引起造山带上部三叠系复理石沉积的局部熔融，形成富Li富F的S型花岗岩浆［7］，侵位的花岗质岩浆以穹窿顶部为中心，按照温度梯度对应矿物，形成十字石、红柱石、堇青石、黑云母片岩等变质岩分带。岩浆上侵时压力骤降导致花岗岩浆发生液态不混溶分离出富挥发性、贫硅酸盐的熔体和贫挥发性、富硅酸盐的熔体［14］（图4）。对应富挥发性、贫硅的熔体冷凝形成伟晶岩，贫挥发性、富硅熔体形成花岗岩，花岗质岩浆发生不混溶作用的同时伴随着稀有金属元素的矿化，Li倾向于富集在挥发性较强的熔体中，伟晶岩中富集大量的Li，最终在变质盖层中形成透镜状-似层状的富Li伟晶岩脉［15-16］。

图4 甲基卡锂矿田伟晶岩分带图，修改自文献［3］

图5 甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床成矿模式，据文献［16］修改