新疆大红柳滩喀拉喀锂铍矿床地质特征与成矿机制探讨

谭克彬

（新疆维吾尔自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队 哈密 839000）

西昆仑大红柳滩稀有金属成矿带是我国十分重要的稀有金属成矿带之一，上世纪五十年代新疆地质局第二地质大队在该成矿带发现了大红柳滩中型锂矿。大红柳滩锂矿发现以来，大量学者及地勘单位在本区开展科学研究和地质找矿工作，提高了本区的研究水平，尤其是2000年之后，多家地勘单位在本区开展稀有金属找矿工作，但仅零星发现一些稀有金属矿找矿线索，没有实现重大突破。直到2013年，新疆地质矿产勘查开发局第六、十地质大队开展大红柳滩一带1∶5万区域化探工作，在大红柳滩东南约15千米圈定了喀拉喀化探综合异常（HS26），新发现和评价了喀拉喀大型伟晶岩型锂铍矿床，此后陆续发现了龙门山锂矿、盘龙锂矿、俘虏沟锂矿、509道班西锂矿等大型矿床，实现了区域找矿的重大突破。因此，研究喀拉喀锂铍矿床的地质特征和成矿机制，实现本区地质找矿的新突破具有重要意义。

1 区域成矿地质背景

喀拉喀锂铍矿床位于羌塘地块、可可西里-巴颜喀拉断褶带内（Ⅲ-1），成矿带属于大红柳滩RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母矿带，见图1。

图1 喀拉喀一带地质矿产略图（据西安地质调查中心修编）

区域地层、侵入岩受呈康西瓦-鲸鱼湖深大断裂、大红柳滩-郭扎错深大断裂控制，宏观呈北西西-南东东展布。区域基底主要由古元古界康西瓦岩群（Pt1K）高绿片岩相变质碎屑岩，长城系甜水海岩群（ChT）高绿片岩相浅海相陆缘细碎屑岩、酸性火山岩组成；盖层由二叠系黄羊岭群（P1-2H）浅变质碎屑岩，三叠系巴颜喀拉山群（TB）浅变质浅海相碎屑岩、碳酸盐岩及晚三叠世中酸性侵入岩组成，基底与盖层之间呈断层接触。古元古界康西瓦岩群主要形成沉积改造型铁矿；三叠纪侵入岩体内形成与构造-岩浆热液成矿作用有关的热液型铜铅锌金多金属矿，三叠纪侵入岩与三叠系巴颜喀拉山群（TB）的外接触带是形成伟晶岩型锂铍稀有金属矿成矿的有利地区。

三叠纪侵入岩主要分布在赛图拉镇-大红柳滩一带，其中大红柳滩岩体是成矿最有利的岩体之一。大红柳滩岩体出露面积约850 平方千米，呈北西-南东向展布，延伸长大于50千米。该岩体主要侵入于三叠系巴颜喀拉山群中，主要岩性为斑状黑云母花岗闪长岩、黑云母石英闪长岩、英云闪长岩、二云母花岗岩（209.6±1.5Ma，魏小鹏，2017年）、二长花岗岩（217.4±2.2Ma，乔耿彪），均为S型花岗岩。大红柳滩岩体内外接触带广泛发育花岗伟晶岩脉，为形成伟晶岩型矿床提供了丰富的物质来源及成矿空间。目前，在该岩体外接触带发现了大红柳滩、喀拉喀、509道班西、龙门山等大型伟晶岩脉矿床，显示了巨大的成矿潜力。

2 矿区地质

2.1 地层

矿区出露地层为中生界三叠系巴颜喀拉山群上组（TB3），分布于工作区中东部，呈北西-南东向展布，上部出露岩性主要为云母片岩，下部出露岩性为黑云母石英片岩、二云母石英片岩，二者呈互层产出。地层南西被三叠纪二云母二长花岗岩侵入，北西被三叠纪黑云母花岗岩侵入，地层倾向北东，倾角60°-76°，见图2。

图2 喀拉喀锂铍矿床地质略图

2.2 构造

受大红柳滩—郭扎错断裂及奇台达坂断裂等区域性断裂的控制，矿区地质构造线呈北西西-南东东展布。区内大型断裂、褶皱构造均不发育，发育劈理、片理、节理等构造，局部可见走滑断层及揉皱构造。断层对伟晶岩脉及矿体具破坏作用。

2.3 侵入岩

矿区分布在矿区西南部和东北部，是大红柳滩岩体向东南的延伸部分。出露岩体主要为晚三叠世黑云母花岗岩（βγT3）、二云母二长花岗岩（ηγβmT3）。二云母二长花岗岩铝饱和度0.84-1.16，为次铝—过铝的“S”型花岗岩类；分异指数为62.45-91.18，分异程度较高；K2O+Na2O为（5.09-8.47）×10-2，以富碱为特征；里特曼指数变化在1.17-2.35，为钙碱性系列；微量元素曲线显示形成环境为岩浆弧，表明岩浆来源于地壳的部分熔融（郭岐明，2019）。二云母二长花岗岩体中发育花岗伟晶岩脉和电气石化，且Li、Be、Cs、Nb、Rb 等元素平均含量为59.8×10-6、4.9×10-6、10.5×10-6、11.5×10-6、128.2×10-6，表明Li、Be、Cs、Nb、Rb 等稀有元素在二云母二长花岗岩体中显著富集，与矿区伟晶岩成矿密切相关。

2.4 伟晶岩脉

矿区内发现伟晶岩脉114条，分布于岩体内外接触带，主要分布在接触带1.5 千米范围内，多与区域构造线及地层走向近平行。伟晶岩脉体长30-1600米，宽2.00-42.00 米，最宽达195 米。根据脉岩的走向分为北西向、北东向两组，以北西向脉岩为主，倾向北东，与地层层面近平行或小角度斜交。根据脉岩空间分布及主要矿物含量及其与成矿之间的关系，将伟晶岩脉分为三条带：电气石-微斜花岗伟晶岩脉带（Ⅰ），主要分布在岩体内接触带；锂辉石-钠长花岗伟晶岩脉带（Ⅱ），分布在岩体外接触带100-1500 米范围内；锂云母-锂辉石-白云母花岗伟晶岩脉带（Ⅲ），分布在岩体外接触带1500-3000 米范围内，表1。

表1 喀拉喀锂铍矿伟晶岩脉特征一览表

从南到北，从南部分侵入体内部向外，再到北部侵入体接触带附近，即从Ⅰ号带到Ⅲ号带，主要显示出以下特征：①伟晶岩的数量逐渐减小，且规模从大脉逐渐变为细脉；②电气石的含量从10-30%逐渐减少至1-3%，白云母的含量从微量逐渐增加到5-10%；③微斜长石含量与锂辉石含量呈负相关，钠长石含量与锂辉石含量呈正相关，表明Li 富集成矿与Na 交代K 有密切关系；④Rb 元素在多数伟晶岩脉中富集，Li、Be 元素在Ⅱ、Ⅲ号带中明显富集，其中Ⅱ号锂辉石-钠长花岗伟晶岩脉带是锂铍矿的主要含矿带。

3 矿床地质

3.1 矿脉特征

喀拉喀锂铍矿矿床主要矿脉分布在Ⅱ号伟晶岩脉带中，少部分在Ⅲ伟晶岩脉带中。共圈定锂（铍）矿脉40个，其中锂铍矿脉14个（含工业矿脉10个，低品位矿4 个），铍矿脉26 个（含工业矿脉5 个，低品位矿脉21 个）。锂铍矿脉与铍矿脉在平面上的分布显示，锂铍矿脉位于二云母二长花岗岩外接触带相对较远的位置，铍矿脉位于二云母二长花岗岩外接触带相对较近的位置；从垂向分布看，在同一伟晶岩脉中，锂在伟晶岩脉的中上部富集（图3），而铍分布较均匀。

图3 喀拉喀锂铍矿5号剖面示意图

锂铍矿脉主要产于Ⅱ号脉带中，矿脉走向272-302°，倾向北东，倾角41-80°，长130-1300米，平均厚度0.81-8.67米，控制矿脉斜深48-630米。矿脉Li2O平均品位0.454-1.505%，BeO 平均品位0.035-0.086%，伴生Rb2O平均品位0.079-0.135%，矿体品位变化系数9.22-87.98%，厚度变化系数15.64-65.78%，含矿岩石为锂辉石花岗伟晶岩，矿脉围岩为黑云母石英片岩、花岗伟晶岩。主要矿体特征见表2。

表2 喀拉喀主要矿脉特征一览表

铍矿脉主要产于Ⅱ号脉带中，矿脉走向北西向，倾向北东，倾角37°-72°；矿脉长70-1400 米，平均厚度0.83-46.92米，控制斜深18-538米，矿脉BeO平均品位0.045-0.134%，Rb2O平均品位0.079-0.135%，品位变化系数1.21-136.41%，厚度变化系数16.26-64.71%。含矿岩石为花岗伟晶岩，围岩为黑云母石英片岩、二云母石英片岩。

3.2 矿石特征

锂铍矿的矿石矿物主要为锂辉石、锂磷铝石、锂白云母；铍矿石的矿石矿物仅见极少绿柱石，其主要矿石矿物尚未查清。脉石矿物主要为钠长石、石英、微斜长石、电气石等。矿石结构为细粒伟晶结构、中粗粒伟晶结构、巨粒伟晶结构，矿石构造为块状构造、镶嵌状构造，见图4。

图4 喀拉喀锂铍矿石特征

根据主含矿元素不同，矿石的自然类型分为锂铍矿石及铍矿石；按矿石中矿石矿物分布特征，自然类型可分为块状矿石、镶嵌状矿石、浸染状矿石三种类型。锂铍矿石以镶嵌状及块状矿石为主，铍矿石以星散状矿石为主。

4 成矿机制探讨

在三叠纪末期，大红柳滩一带受印度板块的持续向北挤压，深部富含Li、Be 等稀有金属元素的硅铝层发生滑脱并导致其部分熔融，生成富含Li、Be等“S”型初始花岗岩浆。花岗岩浆在区域构造应力的作用下向上运移，并随着温度、压力的逐渐降低，岩浆发生分异结晶作用，由于Li、Be 等稀有金属元素化学活动性极为活泼，Li、Be 等在残余岩浆中进一步富集，最终在岩体的顶部形成了富含挥发份和稀有金属的伟晶岩岩浆。伟晶岩岩浆由于富含挥发份，具极高的活动性及动能，在岩体及内外接触带的断层破碎带、节理、地层层间薄弱带侵入形成含稀有金属的晶岩脉，Li、Be 等稀有金属元素在挥发份的作用下沿伟晶岩脉向上迁移，富集形成了伟晶岩脉矿体。

5 找矿标志

喀拉喀锂铍矿矿床成因为伟晶岩型矿床。总结其成矿地质背景及矿床地质特征，其主要找矿标志有：

（1）大地构造与成矿带标志：可可西里-巴颜喀拉断褶带，大红柳滩RM-Fe-Pb-Zn-Cu-白云母成矿带。

（2）侵入岩与地层标志：晚三叠纪大红柳滩岩体S 型花岗岩（二云母二长花岗岩）与三叠系巴颜喀拉山群外接触带100-3000米范围。

（3）地球化学标志：具有明显的Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs、Sn 等异常组合，其中Li、Be 元为直接指示元素，Nb、Ta、Rb、Cs、Sn等元素组合为间接指示元素。

（4）脉岩标志：花岗伟晶岩脉。其中含绿柱石、锂辉石的钠长石花岗伟晶岩脉是直接找矿标志。

（5）矿物标志：锂辉石、锂云母、绿柱石为直接找矿标志，钠长石、电气石为间接找矿标志。

（6）遥感影像标志：在浅肉红色（二云母二长花岗岩）与灰色、灰黑色色调（三叠系巴颜喀拉山群）接触带附近的灰白色条带状影纹，多为花岗伟晶岩脉。

6 结论

喀拉喀锂铍矿的初步勘查，发现了伟晶岩脉114条，含矿25 条，估算锂铍资源量均达到大型矿床规模，是大红柳锂矿发现以来的最新地质找矿突破。矿床赋存在晚三叠纪大红柳滩岩体与三叠系巴颜喀拉山群外接触带的伟晶岩脉中，目前在大红柳滩岩体外接触带先后发现了509、龙门山等多个大型锂铍矿床，表明伟晶岩型矿床受晚三叠纪“S”型花岗岩体及其外接触带形态控制明显。本区除了大红柳滩岩体外，在区域西部赛图拉-康西瓦一带以及大红柳滩北部地区，还广泛发育晚三叠纪“S”型花岗岩体及伟晶岩脉，具有相似的成矿地质环境，有巨大的找矿空间。喀拉喀锂铍矿的发现与勘查，为大红柳滩一带伟晶岩型稀有金属矿的勘查工作提供了丰富的经验借鉴，有利于实现更大的找矿突破；喀拉喀锂铍矿后期进一步勘查与开发，对于提高南疆地区人民生活水平、维护社会稳定、促进南疆地区经济发展具有十分重要作用。

致谢：喀拉喀锂铍矿的发现与勘查，得到了新疆维吾尔自治区地勘基金中心的大力支持，得到了尚海军教授级高级工程师、仇银江教授级高级工程师的广泛指导。喀拉喀锂铍矿项目组全体成员共同努力的结果，共同智慧的结晶。在此表示衷心感谢!