新疆巴什苏洪地区稀有矿床特征及找矿方向探讨

蔡厚安，侯朝勇，张文杰，裴森龙，肖文进

(有色金属矿产地质调查中心，北京 100012)

0 引言

塔里木盆地北缘分布着一套碱性岩带(图1)，是我国重要的碱性侵入岩成矿带之一[1]。前人在该碱性岩带内针对区内的构造演化，岩石成因做过大量工作[2-8]。碱性岩带内分布着波孜果尔超大型稀有稀土矿床等众多矿床和矿点[9-11]。新发现的巴什苏洪稀有稀土矿也位于该碱性岩带内，矿区中心坐标XX°32′E、YY°06′N，行政区划属阿图什市哈拉峻乡巴什苏洪村管辖(图1)。杨林春等[12]对矿区内的巴什苏洪岩体开展了岩石地球化学和年代学研究；王浩[13]研究了区内碱性岩副矿物特征。本文系统总结该矿的地质特征，并剖析其找矿方向。对邻区稀有稀土矿勘探有一定的借鉴意义。

1 成矿地质背景

1.1 区域地质背景

研究区属塔里木盆地北缘杂岩带的西段。区内分布着一系列的富碱性小岩体，其分布主要受区域深大断裂控制。侵入类型有岩体、岩基、岩株、岩床及岩脉。岩性有超基性—基性碱性岩类、中酸性碱性岩类及酸性富碱性岩类，有些组成复式杂岩体，表现出一套由基性—酸性的岩石组合(图1)。部分岩体在晚期还有辉绿岩脉的侵入穿插。

图1 西南天山侵入岩分布图(据文献[10]修改)

1.2 矿区地质背景

区内主要出露的地层为古生代下二叠统巴立克里克组(P1b)，为一套海陆交互相岩石组合，岩性上为碎屑岩和碳酸盐岩交互出现，根据岩性可划分为四段，并被巴什苏洪杂岩体侵入。NE—SW向的断裂和由北向南的推覆构造构成了区内的构造格架，区内还发育一些近SN向的次级断裂，将沉积岩地层错断开来。岩浆岩主要为巴什苏洪杂岩体，可识别出四期，其中第一期为中粒橄榄辉长岩体，第二期为中粗粒霓石正长岩体，第三期为火成碳酸岩体，第四期为中细粒碱性花岗岩体。岩体呈圆珠状零星出露，长8 km，宽5 km，面积40 km2，出露面积20 km2。近EW向展布，与区域构造方向一致(图2)。围绕岩体有一近30 km2的1∶5万水系沉积物综合异常HS-30，异常元素组合为Nb-Y-Zr-P(图2)。

1.3 矿区地球物理背景

本次1∶5万航磁工作在区内圈定2个航磁异常(图3)，北部异常近EW向不规则板状，西宽东窄，东西长约12.5 km，南北宽1.3～4.7 km；总体上异常变化梯度大，细节上南大北小，东大西小，被负磁异常包围。异常西、北、东三侧出露下二叠统巴立克里克组(灰岩夹少量砂岩)，西北部出露霓石正长岩、浅灰白色碱长花岗岩，东部出露灰绿色蚀变细粒辉长岩，南部为第四系覆盖。该异常与近EW向巴什苏洪杂岩体对应较好，其中东部2个异常中心对应2个辉长岩体。1∶5万矿产图上标注有巴什索贡稀土矿点和铜矿点，位于该异常西北部边缘地带。标注的阿亚克苏洪铁矿点位于异常东南缘。南侧紧靠NEE向断裂构造。南部异常面积小，近EW向板状，东西长约5.4 km，南北宽约1.2 km；磁场值10～85 nT，为工作区低缓磁异常；异常中心位于中东部，异常值85 nT，异常变化梯度东大西小；地表为第四系覆盖，推测有隐伏岩体存在。地面电法和磁法剖面工作圈定了低磁高阻低极化区(图4)，是未来工作需要注意的重点区之一。

2 矿床特征

2.1 巴什苏洪杂岩体岩石学特征

巴什苏洪杂岩体可识别出四期，各期次相互之间呈侵入接触关系；而杂岩体侵入到地层中，接触部位见角岩化和蚀变(图2)。野外调查过程中还发现两组相交的后期侵入辉绿岩脉，与成矿无关，未纳入杂岩体之中。其中第一期中细粒橄榄辉长岩体含磁铁矿，第三期火成碳酸岩体纯度高，白度好，有害元素极低，有成为超大型重质碳酸钙矿的潜力[14]。巴什苏洪稀有稀土矿主矿体主要产于第四期中细粒碱长花岗岩体中。

中粒橄榄辉长岩岩石标本呈块状，灰色—灰黑色，中粒结构，主要造岩矿物为辉石Py(约25%)、斜长石Pl(54%)，次要矿物为橄榄石Ol(12%)，副矿物为磁铁矿Mt、尖晶石Spl等矿物，中粗粒结构，磁铁矿化较强。霓石正长岩标本呈块状，灰白色，不等粒结构，块状构造。主要造岩矿物为碱性长石(60%)、斜长石(5%)、霓石(15%)，副矿物有磁铁矿(2%)等。火成碳酸岩呈灰白—白色，块状结构，中细粒—中粗粒结构，主要矿物为方解石(75%)，副矿物种类较多，也比较复杂，有铬尖晶石、硫铁矿等。灰色碱性花岗岩，镜下观察为中细粒结构，块状构造，主要矿物为碱性长石Af(45%)、石英Qz(18%)、斜长石Pl(8%)，次要矿物为霓石Aeg(10%)、黑云母Bt(8%)，副矿物种类较多，比较复杂，有烧绿石、独居石、铌铁矿、易解石等。灰白色霓长伟晶岩，中粗粒结构，块状构造。主要矿物为钠长石(30%)、霓辉石(30%)、石英(35%)。次要矿物成分较为复杂，通过人工重砂可知，有锆石、磷灰石、碳硅石、锐钛矿、烧绿石、黄铁矿、铌钽铁矿、赤褐铁矿、磁铁矿、钠铁闪石等。

2.2 矿化特征

碱性霓石正长岩侵入于下二叠统巴立克里克组中，具轻度高龄土化蚀变，岩体和地层接触部位常见矽卡岩化，蚀变带宽约30～50 m。脉状碱长花岗岩侵入霓石正长岩中，在接触带常见霓长伟晶岩化，是稀有稀土矿赋矿最佳位置。野外观察及采样分析表明：由基性—超基性岩、碱性岩和火成碳酸岩组成的杂岩体中，存在稀有-稀土矿化，分析表明：这种稀有-稀土矿化是和第四期碱性花岗岩以及侧向伟晶岩有关。

野外分别采集了14件辉长岩、26件正长岩、10件碱性花岗岩和15件伟晶岩捡块样品分析，其中辉长岩的稀土总量(不含Pm，后同)在19.73×10-6～98.09×10-6之间变化，平均值为63.79×10-6，w(Nb)在6.84.00×10-6～11.8×10-6之间变化，平均值为9.93×10-6，w(Ta)在0.453×10-6～1.12×10-6之间变化，平均值为0.70×10-6；正长岩的稀土总量在100.00×10-6～1879.68×10-6之间变化，平均值为700.92×10-6，w(Nb)在15.1×10-6～274×10-6之间变化，平均值为92.44×10-6，w(Ta)在0.95×10-6～22.9×10-6之间变化，平均值为6.16×10-6；碱性花岗岩的稀土总量在571.22×10-6～1234.78×10-6之间变化，平均值为388.63×10-6，w(Nb)在59.9×10-6～361×10-6之间变化，平均值为111.38×10-6，w(Ta)在3.03×10-6～21.9×10-6之间变化，平均值为6.12×10-6；霓长伟晶岩的稀土总量在101.90×10-6～3990.5×10-6之间变化，平均值为1344.92×10-6，w(Nb)在26.1×10-6～1001×10-6之间变化，平均值为380.21×10-6，w(Ta)在1.00×10-6～58.5×10-6之间变化，平均值为24.10×10-6。

2.3 矿体特征

本次工作基本查明巴什苏洪铌钽矿床规模、形态、变化特征。巴什苏洪赋矿岩体为碱长花岗岩脉及侧向的霓长伟晶岩，其侵入在霓石正长岩，呈脉状，局部呈网脉状，厚度多为1～15 m，单矿脉厚度变化不大。产状往北陡倾，倾角多为55°～70°。东西延展近2 km，地表调查有数条厚大矿体露头延伸至第四系覆盖，成矿远景较大。通过大比例尺地质填图、槽探及钻探工程验证(图5)，初步圈定第四期碱长花岗岩脉铌钽矿化带，长4000 m，宽1000 m，多数矿(化)体厚1～5 m，有3条矿体厚度≥10 m。地表出露铌钽矿体21条(图1b)，长1950 m，厚40～100 m，延伸稳定，具有较好的勘探远景[15]。

从巴什苏洪杂岩体的重砂分析及电子探针结果来看，其赋矿矿物以铌铁矿-铌钽铁矿、褐钇铌矿、易解石、烧绿石、铌铁金红石为主，并有大量的独居石。这些都说明，巴什苏洪杂岩体中的铌-钽是赋存在可分选、可分离的矿物中的，以铌铁矿-铌钽铁矿、褐钇铌矿、易解石、烧绿石、铌铁金红石为主的富含铌钽矿物是稀有金属铌钽的主要载体矿物，而独居石是稀土元素(Ce，La，Nd，Th)的主要载体矿物。

2.4 矿化类型

本次工作在巴什苏洪岩体中发现有两种含矿形式：①含稀有-稀土的碱长花岗岩脉，以脉状、网脉状分布于，此类岩脉数量多、分布广，且对围岩有浸染矿化作用；②碱长花岗岩和霓石正长岩接触部位的霓长伟晶岩，分布较为局限，但稀有稀土富集，且含量明显高于碱长花岗岩。因此，矿床属碱性花岗岩和碱性伟晶岩复合型矿床。

3 找矿方向

在巴什苏洪地区寻找稀有稀土矿床，最有希望的目标地质体是碱长花岗岩及其边部的霓长伟晶岩，这也符合一般与碱性岩有关的稀有稀土矿床的成矿规律。一般来说，这类与碱性岩有关的稀有稀土矿床无外乎两类，一类是与碱性岩-碳酸岩岩石组合有关的稀有稀土矿(如白云鄂博、牦牛坪、庙垭)[16-18]，另一类是与碱性岩演化到后期的伟晶岩有关的稀有稀土矿床，如波孜果尔大型稀有稀土矿床。而后者正在也出露在南天山碱性岩带的拜城县附近(图1)，与西南天山碱性岩带处于同一个大的碱性岩带—塔里木北缘碱性岩带，拥有相同的岩石组合、地层和构造背景。因此，在本区寻找碱长花岗岩及侧向的伟晶岩，是本区下一步找矿的主要方向。

本次工作通过电法和磁法剖面工作，结合地质状况，在巴什苏洪岩体正长岩与二叠系大理岩接触的北界，发现了埋深约80 m的低磁高阻低极化异常体，推测可能是伟晶岩的囊状集合体(图4)[19]，有待后续工作验证。

矿区南部，主要分布有1∶5万航磁局部异常和1∶20万化探Hs-36Y、Zr、Zn、Sn、La、Ti综合元素异常，与矿区内的化探异常Hs-36与Hs-31、Hs-32位于同一NNE向异常带上，成矿地质环境条件较为有利，具备一定的寻找稀有稀土金属矿产的有利条件。

4 结论

1)巴什苏洪稀有稀土矿属碱性花岗岩和碱性伟晶岩复合型矿床。有两种含矿形式：含稀有稀土的碱长花岗岩脉和侧向的霓长伟晶岩。主矿体为第四期中细粒碱性花岗岩体，矿体呈近东西向密集脉状，陡倾，分布稳定连续。估算铌钽资源量超过1万吨，达中型规模，具有成为低品位、大范围、中厚度复合型的大型稀有稀土金属矿床远景。

2)未来找矿勘查工作的方向应注意矿区南部可能的隐伏岩体含矿性研究以及NNE构造带相同地质背景区域的调查，矿区内应注意物探工作圈定的低磁高阻低极化区是否与伟晶岩有关的研究工作。

注释：

① 新疆维吾尔自治区地质调查院. 新疆维吾尔自治区阿克塔拉幅、库铁热克幅、哈拉峻幅、库鲁木都克村幅、托斯莫幅1∶5万区域地质调查报告[R]. 2014.