西藏拉隆穹窿地质特征和Be-Nb-Ta稀有金属矿化的厘定及其战略意义

付建刚, 李光明 *, 王根厚, 董随亮, 张 海, 郭伟康, 张林奎, 张小琼, 焦彦杰

西藏拉隆穹窿地质特征和Be-Nb-Ta稀有金属矿化的厘定及其战略意义

付建刚1, 李光明1 *, 王根厚2, 董随亮1, 张 海1, 郭伟康1, 张林奎1, 张小琼3, 焦彦杰1

(1.中国地质调查局 成都地质调查中心 矿产资源室, 四川 成都 610081; 2.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院, 北京 100083; 3.雅安市自然资源和规划局, 四川 雅安 625000)

拉隆穹窿位于北喜马拉雅片麻岩穹窿带东段, 介于康马穹窿和错那洞穹窿中间。在野外地质调查和精细剖面测量基础上, 通过详细的构造变形、野外岩石学和矿物学综合研究, 发现拉隆穹窿由内向外由三部分组成, 依次是核部、滑脱系和盖层。核部主要是一套新生代高分异的淡色花岗岩组合, 未见老基底出露; 滑脱系主要由一套中高级变质的云母类片岩、和夹于片岩中的大理岩、矽卡岩和变形花岗岩组成, 整体属于一条规模较大的韧性剪切带; 盖层主要是一套浅变质或未变质的千枚岩、千枚状板岩和粉砂质板岩组成。滑脱系与盖层之间以上拆离断层为界, 下拆离断裂在穹窿中还未完全剥露出来, 整体以鞘褶皱发育为典型特征。且拉隆穹窿分别经历了由南向北逆冲挤压构造、由北向南伸展剪切构造、成穹构造和近E-W向伸展构造等四期构造变形; 其中第二期构造变形在穹窿中发育和保存最好。在变质作用上, 拉隆穹窿保存了两类变质作用: 一类是围绕穹窿核部呈环带分布的典型巴洛式变质作用, 由外向内依次是硬绿泥石‒堇青石变质矿物带、石榴石‒黑云母变质矿物带、十字石变质矿物带、蓝晶石变质矿物带; 另一类是受岩体热烘烤所形成的热接触变质作用, 典型的变质矿物有红柱石。穹窿核部花岗岩呈良好的垂向分带特征, 从下向上依次是二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶质花岗岩、钠长石花岗岩和伟晶岩壳/石英壳。在稀有金属成矿方面, 拉隆穹窿中共识别出三种矿化类型: 矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿、钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿和构造‒热液型Cu-Pb-Zn多金属矿, 其中拉隆穹窿Be-Nb-Ta稀有金属矿床, 特别是钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿的发现, 极大地丰富和扩展了北喜马拉雅带稀有金属的成矿类型和成矿潜力; 同时在摸清我国关键矿产资源家底、提高关键矿产资源战略统筹能力、发挥其作为大国博弈的重要利器作用等方面具有十分重要的战略意义。

矽卡岩; 钠长石花岗岩; Be-Nb-Ta稀有金属; 拉隆穹窿; 北喜马拉雅

0 引 言

北喜马拉雅片麻岩穹窿带(NHGD)位于藏南拆离系(STDS)和雅鲁藏布江缝合带(ITSZ)中间, 带内以发育一系列的穹窿构造为典型特征, 特别是穹窿中以发育多期高分异淡色花岗岩、稀有金属矿床以及独特而又丰富的构造变形与变质作用等, 使得该穹窿带成为国内外地学工作者关注的焦点, 尤其是近两年来错那洞Be-W-Sn稀有金属矿床的发现, 首次揭开了北喜马拉雅淡色花岗岩稀有金属成矿的潜力, 从而改变了我国乃至全球稀有金属矿产格局。其实, 前人对区域上北喜马拉雅带(特别是NHGD)已做大量的研究并取得重要进展, 主要集中在区域上近E-W向断裂(如STDS)的形成时间和机制(Coleman and Hodges, 1995; Viskupic et al., 2005; Cooper et al., 2015; La Roche et al., 2016; Schultz et al., 2017)、近S-N向裂谷(NSTR)形成时间和机制(Harrison et al., 1995; Murphy et al., 2002; Dewane et al., 2006; Thiede et al., 2006; Cottle et al., 2009; Hintersberger et al., 2010; Lee et al., 2011; Mitsuishi et al., 2012; Sundell et al., 2013)、淡色花岗岩形成时代和岩浆起源(Zhang et al., 2004; Aoya et al., 2005; Lee et al., 2006; Quigley et al., 2008; 曾令森等, 2009; Larson et al., 2010; 高利娥等, 2013; 吴福元等, 2015; Liu et al., 2016b; 王晓先等, 2016; 吴福元等, 2017)、北喜马拉雅片麻岩穹窿带形成机制及其与藏南拆离系关系(张进江和郑亚东, 1998; 张进江等, 2007; Kellett et al., 2009; Daczko et al., 2011; 张进江等, 2011; Zhang et al., 2012; Langille et al., 2014; Diedesch et al., 2016; Jessup et al., 2016)等。近年来李光明团队针对拉隆穹窿东部的错那洞穹窿也开展了系统的研究, 并取得重要成果, 主要包括对错那洞穹窿形成机制(Fu et al., 2017, 2018; 付建刚等, 2018a, 2018b)、错那洞Be-W-Sn稀有金属超大型矿床的发现与研究(李光明等, 2017; 梁维等, 2018)、错那洞穹窿的变质作用(丁慧霞等, 2019)、淡色花岗岩的岩石学成因(黄春梅等, 2018; 夏祥标等, 2019)等。这一系列前期的工作和重要的成果, 为拉隆穹窿的研究提供了坚实的基础。然而, 作为近两年新发现的穹窿构造(黄金部队区调资料), 拉隆穹窿地处康马穹窿与错那洞穹窿中间, 其构造结构是否与相邻的康马穹窿和错那洞穹窿具有相似性, 其形成过程是否一致?同时拉隆穹窿是否具有类似错那洞超大型Be-W-Sn稀有金属矿床的特征和潜力, 其成矿潜力如何, 成矿类型是否与错那洞穹窿一致? 这一系列重要问题, 不仅有利于我们正确理解北喜马拉雅片麻岩穹窿带的形成机制和深部过程, 同时也有利于进一步扩展和丰富喜马拉雅淡色花岗岩稀有金属成矿带的范围、潜力和成矿类型, 进而完善喜马拉雅碰撞造山带构造演化与成矿理论。因此, 本文在野外地质调查和精细剖面测量基础上, 通过详细的构造变形、野外岩石学和矿物学综合研究, 初步查明拉隆穹窿岩石‒构造单元组成、构造变形特征及期次、变质作用, 划分出拉隆穹窿核部高分异淡色花岗岩的岩相分带, 识别和厘定出拉隆穹窿中稀有金属矿化类型, 为深化北喜马拉雅片麻岩穹窿带形成和演化、北喜马拉雅淡色花岗岩稀有金属成矿带的横向延伸提供坚实证据。

1 区域地质背景

喜马拉雅造山带自北向南主要由特提斯喜马拉雅(THS)、高喜马拉雅(GHS)、低喜马拉雅(LHS)和次喜马拉雅(SHS)4个构造单元组成(图1b), 其构造边界依次为雅鲁藏布江缝合带(ITSZ)、藏南拆离系(STDS)、主中央逆冲断裂(MCT)、主边界逆冲断裂(MBT)和主前锋逆冲断裂(MFT)(Burg and Chen, 1984; Thiede et al., 2006)。

北喜马拉雅片麻岩穹窿带(NHGD)属于特提斯喜马拉雅带一部分, 整体上位于北边雅鲁藏布江缝合带(ITSZ)和南边藏南拆离系(STDS)中间, 自西向东由一系列断续出露的穹窿构造体组成, 如马拉山、定日、拉轨岗日、麻布迦、岗巴、康马、然巴、拉隆、错那洞和雅拉香波等(图1c)。每个穹窿构造体具有相似的岩石构造单元结构, 自内向外由核部、滑脱系和盖层组成。其中核部主要由花岗质片麻岩和不同期次的花岗岩组成, 且花岗岩体的年龄变化范围较大, 为43～8 Ma(高利娥等, 2013; Liu et al., 2016a, 2016b; 王晓先等, 2016); 滑脱系为一套中高级变质的片岩组合; 盖层主要是低级变质或未变质的沉积岩组合(Burg et al., 1984; Chen et al., 1990b; Lee et al., 2000, 2004; Aoya et al., 2005; King et al., 2011)。穹窿带内较好的保存了S-N向挤压变形、随后垂向减薄和水平拉伸变形、中等温压变质作用和淡色花岗岩侵入的构造痕迹。NHGD沿着走向延伸方向呈现出北喜马拉雅背斜构造, 带内的穹窿体均位于北倾的吉隆‒康马逆冲断裂(GKT)上盘。NHGD主要发育两期构造变形: 第一期构造变形(D1)以N-S向挤压而引起褶皱和增厚为特征; 第二期构造变形(D2)主要是高应变的垂向减薄和N-S向水平拉伸为特征(Burg et al., 1984; Chen et al., 1990b; Lee et al., 2000, 2004)。

近年来, 在原有北喜马拉雅片麻岩穹窿带(NHGD)构造格架的基础上, 李光明团队首次提出了北喜马拉雅“双穹窿”构造带的基本格架, 其中北喜马拉雅片麻岩穹窿带(S-NHGD)的南带由错那洞穹窿及其西部新发现的相邻穹窿构造(包括库局、拉隆、恰隆、库拉岗日等穹窿)和位于北喜马拉雅西段的萨尔和吉隆穹窿构成; 而研究程度较高的拉轨岗日穹窿带, 自东向西依次包括雅拉香波、康马、然巴、麻布迦、拉轨岗日和马拉山等穹窿, 则为北喜马拉雅片麻岩穹窿带的北带(N-NHGD)(内部未发表资料)。

THS. 特提斯喜马拉雅; GHS. 高喜马拉雅; LHS. 低喜马拉雅; MBT. 主边界逆冲断裂; MCT. 主中央逆冲断裂; STDS. 藏南拆离系; C. 北喜马拉雅双穹窿构造带地质简图(据 Fu et al., 2018修改), 显示了研究区拉隆穹窿位置。

2 拉隆穹窿的地质特征

2.1 拉隆穹窿岩石‒构造单元组成

拉隆穹窿位于西藏自治区山南市洛扎县扎日乡拉隆村拉隆寺正北部, 紧邻库拉岗日岩体, 距藏南拆离系南约40 km, 出露面积约为30 km2。通过1∶50000矿产地质路线调查和1∶2000精细剖面测量, 将拉隆穹窿由内向外依次划分下部单元(核部)、中部单元(滑脱系)和上部单元(盖层)(图2、3), 其中盖层和滑脱系以上拆离断层为界, 主要表现为脆性和脆‒韧性变形。该穹窿结构整体与错那洞穹窿十分相似, 在地貌特征上显示中间低、四周高的负地形特征。

拉隆穹窿下部单元主要由二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶岩、伟晶质花岗岩和钠长石花岗岩组成(图3a)。其中二云母花岗岩在穹窿中出露较少, 主要分布在核部中心一带, 手标本上显示暗色矿物定向的特征, 主要组成矿物有石英、长石、白云母、黑云母、石榴石和电气石, 副矿物有锆石、独居石、磷钇矿和铌钽矿物。在露头上, 二云母花岗岩与白云母花岗岩呈现渐变的过渡关系, 界线不是十分清楚。白云母花岗岩在穹窿核部广泛出露, 部分呈独立的脉体产出, 与伟晶岩接触界线明显(图3b); 部分则与伟晶岩相互包围在一起, 界线模糊, 呈渐变特征。白云母花岗岩主要组成矿物有长石、石英、白云母、石榴石和少量电气石, 副矿物有锆石、独居石、磷钇矿和铌钽矿物等。伟晶岩在穹窿核部大面积出露, 部分呈独立的岩脉, 或侵入或穿插于二云母花岗岩和白云母花岗岩中; 部分分布于穹窿核部的边部一带, 伟晶岩内部包括大量的白云母花岗岩, 二者呈过渡关系产出。伟晶岩主要组成矿物有石英、长石、白云母、绿柱石和电气石。伟晶质花岗岩主要分布于穹窿核部靠近边部一带, 露头或手标本上整体呈晶粥状, 伟晶岩在花岗岩中不均匀分布, 呈团块状, 二者界限十分模糊, 呈渐变过渡关系。伟晶质花岗岩主要有长石、石英、白云母、石榴石和少量电气石组成, 颜色呈灰白色、白色。钠长石花岗岩主要分布在穹窿核部的边部, 部分侵入于滑脱系的大理岩和矽卡岩中, 或平行于大理岩面理, 或切穿大理岩面理。在露头或手标本上, 钠长石花岗岩整体呈白色或奶白色, 其中局部含石榴石较多而呈现粉红色, 主要组成矿物有钠长石、石英、白云母和石榴石, 钠长石呈细粒密集分布, 石榴石整体条带特征出现, 颗粒细小, 白云母含量较少, 呈鳞片状(图3c)。通过对拉隆穹窿东南部的日隆拉靶区精细的剖面测量, 发现从穹窿核部到滑脱系顶部花岗岩呈规律性的分带, 自下而上依次是二云母花岗岩带(Ⅰ带)、白云母花岗岩带(Ⅱ带)、伟晶质花岗岩带(Ⅲ带)(似晶粥体)、细粒钠长石花岗岩带(Ⅳ带)、石英‒块状微斜长石带(Ⅴ带)、石英‒叶片状钠长石带(Ⅵ带)、锂辉石伟晶岩带(Ⅶ带)、石英‒云母带(云英岩化带)(Ⅷ带)和块状石英带(Ⅸ带)。

穹窿中部单元主要由一套中‒高变质程度的片岩和夹于片岩之中的大理岩、矽卡岩、变形花岗岩和伟晶岩组成, 整体表现为一条规模较大的韧性剪切带。在穹窿的不同位置, 滑脱系的厚度和岩石组合类型也各不相同。在穹窿的东北部、东部和东南部, 与穹窿核部伟晶岩直接接触的是厚层大理岩,向外依次为矽卡岩(图3d)、矽卡岩化大理岩(图3e)、伟晶岩和花岗岩、石榴石十字石云母片岩(图3f)、变砂岩和石榴石云母片岩。在穹窿的西部, 与核部伟晶岩直接接触的是一套云母石英片岩, 向外依次为蓝晶石石榴石云母片岩、伟晶岩、花岗岩、矽卡岩、条带状矽卡岩化大理岩、厚层状大理岩、云母石英片岩、石榴石十字石云母片岩和石榴石云母片岩。大理岩、矽卡岩化大理岩和矽卡岩层位延伸比较稳定, 厚度变化较大, 部分可达1 km。

图2 西藏拉隆穹窿地质简图(据付建刚等, 2020)

(a) 拉隆穹窿岩石‒构造单元示意图; (b) 核部钠长石花岗岩和伟晶岩界线; (c) 钠长石花岗岩; (d) 滑脱系中的矽卡岩; (e) 片理化大理岩; (f) 含十字石石榴石云母片岩; (g) 盖层中千枚岩和千枚状板岩。矿物代号: Bt. 黑云母; Grt. 石榴石; St. 十字石; Ky. 蓝晶石。

穹窿上部单元主要由变质程度低的千枚岩和低变质或未变质的粉砂质板岩组成。千枚岩主要有含堇青石硬绿泥石千枚岩和含堇青石千枚岩(图3g), 呈丝绢光泽, 皱纹线理发育(图3g)。

2.2 拉隆穹窿构造变形

拉隆穹窿经历了四期构造变形, 分别为第一期由南向北逆冲挤压构造、第二期由北向南伸展剪切构造、第三期成穹构造、第四期近E-W向伸展构造。

第一期构造变形(D1)主要发育于拉隆穹窿的盖层和滑脱系中, 特别是在盖层中保存较好, 以发育一系列的“M”或者“W”型复式褶皱为特征, 为早期逆冲挤压过程中陆壳增厚的记录。不对称褶皱、石英透镜体和复式小褶皱特征综合显示早期向南逆冲的性质。在滑脱系中, 以发育大量的石榴石旋转碎斑(图4b)、S-C组构, 指示向南逆冲的特征。

第二期构造变形(D2)在拉隆穹窿的盖层和滑脱系中均有发育, 特别是在滑脱系中保存完好。以石英透镜体、眼球状构造、斜卧紧闭褶皱以及大量鞘褶皱为特征。在穹窿东北部盖层中, 可见大量的石英脉发育在“M”或者“W”型复式褶皱中, 石英脉长轴方向基本平行于复式褶皱的两翼, 且与轴面斜交, 石英脉在强烈的剪切作用下呈大小不等的石香肠构造, 其拖尾方向可判断为向北剪切的运动特征。千枚状板岩发育大量的“Z”型褶皱(图5a), 指示向北伸展的特征; 同时千枚岩中发育大量石英脉透镜体, 整体呈石香肠构造(图5b), 指示向北伸展特征。

另一方面, 含十字石石榴石云母片岩中发育大量的斜卧紧闭褶皱、石英脉透镜体、石榴石的旋转斑晶(图5c)、S-C组构; 糜棱岩化的大理岩中发育强变形的伟晶岩脉, 呈大小不等的肠状构造、透镜体和石香肠构造, 其拖尾特征明显(图5d、e、f); 矽卡岩和矽卡岩化大理岩整体以一系列的透镜体产出, 透镜体规模变化较大, 其中较大的长轴可达20 m, 长轴方向基本平行于大理岩或者含十字石石榴石云母片岩的面理, 综合判断为向北伸展的运动特征。在穹窿核部靠近滑脱带附近, 发育一套强变形的二云母花岗岩, 石英、长石、黑云母定向排列, 组成S-C组构, 同时可见石英的“σ”型和“δ”型旋转斑晶, 野外初步判断其运动方向为向北伸展剪切。

(a) 粉砂质板岩中发育的宽缓褶皱及S1面理; (b) 含石榴石十字石云母片岩中石榴石的旋转斑晶, 指示向南逆冲特征。

(a) 千枚状板岩中发育的“Z”型褶皱, 指示向北伸展; (b) 千枚岩中发育大量的石英脉透镜体(红色箭头), 指示向北伸展变形; (c) 含石榴石十字石云母片岩中发育石榴石旋转斑晶, 指示向北剪; (d)、(e)、(f) 穹窿滑脱系中变形的伟晶岩和大理岩, 其中伟晶岩呈石香肠构造, 均指示向北伸展剪切特征切; (g) 拉隆穹窿东北部鞘褶皱, 其核部为变形的花岗岩, 平行于X轴拉伸线理产状为15°∠24°; (h) 拉隆穹窿西南部鞘褶皱, 其核部为矽卡岩, 面理产状为175°∠25°, 平行于X轴拉伸线理产状为172°∠13°; (i) 拉隆穹窿东南部鞘褶皱, 主体为矽卡岩化大理岩, 大理岩面理产状为185°∠17°, 平行于X轴拉伸线理产状为185°∠11°。

在穹窿北东部、西部、西南部及东南部的滑脱系中, 含十字石石榴石云母片岩中发育大量的鞘褶皱(图5g、h、i), 通常鞘褶皱发育在剪切带的强烈剪切部位, 鞘褶皱主体以强烈变形的花岗岩、伟晶岩、矽卡岩和大理岩为核部, 其围岩主要是强烈变形的云母片岩, 随花岗岩一起在强烈的韧性剪切过程中形成一系列大小不同的褶皱。这些鞘褶皱在不同断面上其形态变化也很大, 在面上以封闭的圆形、眼球形、豆荚状为特征(图5g、i);面上为不对称及不协调褶皱, 轴面倒向为剪切方向;面上褶皱不明显, 但显示出长条形或舌形等, 其上发育明显的拉伸线理, 指示剪切方向。在拉隆穹窿东北部, 鞘褶皱核部为变形的花岗岩, 平行于轴拉伸线理产状为15°∠24°; 在穹窿的西部, 鞘褶皱核部为变形的伟晶质花岗岩, 围岩为云母石英片岩, 片岩面理产状为340°∠18°; 在拉隆穹窿的西南部, 鞘褶皱核部为矽卡岩, 面理产状为175°∠25°, 平行于轴拉伸线理产状为172°∠13°; 在拉隆穹窿的东南部, 鞘褶皱主体为矽卡岩化大理岩, 大理岩面理产状为185°∠17°, 平行于轴拉伸线理产状为185°∠11°。鞘褶皱中平行方向的拉伸线理常常发育于透镜状花岗岩、伟晶岩、矽卡岩和矽卡岩化大理岩的表面(图5g), 其产状整体近S-N向, 均指示整体向北韧性剪切的特征。

第三期构造变形(D3)主要对应于拉隆穹窿相对晚期岩体的侵位, 对应于成穹过程, 在拉隆穹窿的西部、西北部和西南部特征最为典型。位于穹窿西部的纳日靶区, 围绕核部分布的晚期钠长石花岗岩侵位在穹窿滑脱系中的大理岩、矽卡岩和含石榴石十字石云母片岩中, 侵入关系明显(图6a)。拉隆穹窿东南部, 晚期钠长石花岗岩侵位于矽卡岩和大理岩中(图6b); 拉隆穹窿西南部, 晚期钠长石花岗岩侵位于矽卡岩、大理岩和含石榴石云母片岩中(图6c、d), 钠长石花岗岩与矽卡岩密切相关, 是矽卡岩型稀有金属矿床的直接成矿岩体。

(a) 拉隆穹窿西部纳日靶区, 晚期钠长石花岗岩侵位于矽卡岩、大理岩和含石榴石十字石云母片岩中; (b) 拉隆穹窿东南部, 晚期钠长石花岗岩侵位于矽卡岩和大理岩中; (c)、(d) 拉隆穹窿西南部, 晚期钠长石花岗岩侵位于矽卡岩、大理岩和含石榴石云母片岩中。

第四期构造变形(D4)主要为穹窿形成之后的脆性断层, 主要分两组: 近S-N向断层和近E-W向断层, 这两组断层均为破穹构造, 由内向外断层依次切穿穹窿核部岩体、滑脱系中大理岩和矽卡岩、含石榴石云母片岩以及部分盖层, 这两组断层在穹窿西部、西南部、南部和北东部均有发育。拉隆穹窿西部, 近S-N向断层切穿穹窿核部岩体(图7a)、滑脱系大理岩和矽卡岩以及含石榴石云母片岩, 断层规模较大, 走向延伸约500～1000 m, 宽约1～2 m。脆性断层中断层泥发育, 在核部花岗岩位置处, 断层泥主要有白云母、石英和长石等(图7b), 断层面产状280°∠72°。拉隆穹窿南部, 近S-N向断层切穿滑脱系中的含石榴石十字石云母片岩(图7c), 断层规模较大, 走向延伸约600 m, 宽约5～10 m, 断层走向0°, 断层泥发育, 其中石英脉经断层摩擦作用呈小颗粒或者粉末状(图7d)。

在拉隆穹窿西南部, NE向张性正断层切穿穹窿核部岩体和滑脱系中大理岩和矽卡岩(图7e、f), 断层面产状45°∠67°。断层规模较大, 走向延伸约500 m,宽约3～5 m, 沿着断层破碎带发育大量的萤石, 部分萤石呈细脉状侵入或穿切在钠长石花岗岩中, 部分呈侵染状发育在钠长石花岗岩中。拉隆穹窿南部, 近E-W向断层切穿穹窿滑脱系中的大理岩和矽卡岩(图7g、h), 断层走向20°, 规模较大, 走向方向延伸大约300 m, 宽约3～8 m; 断层破碎带中硫化物发育, 主要有方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等, 同时发育大量刀片状方解石。

2.3 拉隆穹窿变质作用

拉隆穹窿主要保存两类变质作用: 一类是围绕穹窿核部呈环带分布的典型巴洛式变质作用; 另一类是受岩体热烘烤所形成的热接触变质作用。其中巴洛式变质作用主要分布在穹窿滑脱系和盖层中, 典型变质矿物有蓝晶石、十字石、石榴石、黑云母、堇青石和硬绿泥石, 由外向内呈现出相对完整的变质矿物分带(图8): 硬绿泥石变质矿物带(图8a)、石榴石‒黑云母变质矿物带(图8b)、十字石‒石榴石变质矿物带(图8c)和蓝晶石变质矿物带(图8d)。

硬绿泥石变质矿物带主要出露在拉隆盖层的中下部, 靠近穹窿滑脱系一带。该变质带主要发育在盖层的千枚岩和千枚状板岩中, 以发育硬绿泥石为特征。手标本上, 硬绿泥石为六边形或者近圆形; 同时该变质带可见堇青石, 其晶型以菱面体为特征。显微特征显示, 硬绿泥石斑晶内部包含多种矿物包体, 且包体轨迹延伸线与S1面理基本一致(图9a、b)。石榴石‒黑云母变质矿物带分布于拉隆穹窿滑脱系的中上部, 其主要岩性为含石榴石云母片岩, 代表性的变质矿物有石榴石和黑云母, 其中石榴石以发育不同类型的旋转斑晶为特征(图9e), 同时在石榴石变斑晶内部, 可见大量不同种类的包体。十字石‒石榴石变质矿物带主要分布于拉隆穹窿滑脱系中部, 出露范围较广, 厚度在500～1000 m, 主要岩性为含石榴石十字石云母片岩, 代表性的变质矿物有石榴石和十字石, 其中十字石的横切面具尖菱形状特征(图9c、d)。蓝晶石变质矿物带在拉隆穹窿出露十分少, 主要发育在滑脱系下部, 蓝晶石微观特征显示其横切面具有70°的两组解理发育(图9f)。

热接触变质作用主要分布在穹窿滑脱系的含石榴石云母片岩和盖层中千枚状板岩中, 以发育大量的红柱石为典型特征(图10)。红柱石单个晶型长约3～20 cm, 宽约0.5～2 cm, 颜色呈黄褐色和粉红色(图10), 柱状晶体, 横断面接近四方形, 横断面上发育十字形(图10d), 为典型的低级热接触变质矿物。微观特征表明, 红柱石在其方形横切面上发育两组近正交的解理(图10e、f)。红柱石保留较好的晶型特征表明该红柱石未经历区域变质作用, 或者是在区域变质之后, 这类热接触变质作用叠加在早期巴洛式变质之上。

3 拉隆穹窿稀有金属矿化线索

拉隆穹窿中稀有金属矿产资源异常丰富, 种类繁多, 是藏南地区重要的稀有金属聚集地, 其中主要的稀有金属有铍、铌、钽、钨、锡、钼、锂、铷和铯, 其他金属主要有铜、铅、锌、金、银和锑。本次研究初步识别出拉隆穹窿中的3种主要矿床类型, 包括矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床、钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床和构造‒热液型Cu-Pb-Zn多金属矿床。

3.1 矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床

矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床主要赋存在穹窿滑脱系的矽卡岩或矽卡岩化大理岩中, 赋矿围岩为矽卡岩或矽卡岩化大理岩, 围绕拉隆穹窿均有分布, 连续性好, 断续延伸长度约12 km, 厚度在不同的位置变化较大, 约在5～100 m之间(图2)。

矽卡岩型矿床主要的稀有金属矿物有羟硅铍石、硅铍石、绿柱石、白钨矿、锡石、铌钽矿、锂辉石和辉钼矿, 矽卡岩中见大量的硫化物, 主要有方铅矿、闪锌矿和黄铜矿等(图13b)。含矿层位矽卡岩和矽卡岩化大理岩延伸稳定, 长约3～4 km, 宽约30～80 m。拉隆穹窿中矽卡岩主体为一套钙质矽卡岩, 从内向外或从下至上, 矽卡岩呈现规律性分带, 依次是内矽卡岩带、外矽卡岩带(外矽卡岩内带和外矽卡岩外带)和围岩大理岩(图11)。内矽卡岩带出露在靠近穹窿核部的岩钠长石花岗岩中, 与钠长石花岗岩在空间上密切相关; 内矽卡岩呈块状, 浅绿色或草绿色, 主要矽卡岩矿物为绿帘石, 从岩体的中心到边部, 绿帘石逐渐增多, 蚀变逐渐增强(图11a、b)。外矽卡岩带根据矽卡岩矿物含量及颜色不同, 进一步分为外矽卡岩内带和外矽卡岩外带。外矽卡岩内带紧靠内矽卡岩带, 其矽卡岩呈块状, 主要矽卡岩矿物有石榴石、符山石、绿帘石和少量透辉石。其中石榴石含量较高, 颜色较深; 透辉石含量较少, 呈浅绿色(图11c、d); 在底部可见大量阳起石, 灰白色或灰绿色, 呈针状、放射状集合体。向上或者向外进入外矽卡岩外带, 其矽卡岩中石榴石含量明显减少, 直至顶部, 肉眼基本看不到石榴石; 矽卡岩矿物主要有透辉石、绿帘石、符山石和少量绿泥石等组成(图11e、f), 同时透辉石颜色明显加深。在外矽卡岩带中, 可见刀片状的方解石。矽卡岩围岩主要是一套大理岩, 大理岩整体上经历强烈韧性剪切, 重结晶作用明显, 方解石颗粒呈砂糖状(图11g)。同时矽卡岩中发育大量的白钨矿, 在白钨探矿灯照射下呈蓝色(图13a)。在矽卡岩或矽卡岩化大理岩中呈透镜体状产出的伟晶岩及穹窿核部伟晶岩中均发现大量的辉钼矿(图13d), 辉钼矿呈薄片状集合体, 且还发育锂辉石伟晶岩脉, 岩脉宽约2 m, 长约15～20 m, 锂辉石含量较高, 单个晶型长约3～10 cm, 宽约0.5～2 cm, 呈柱状或板状, 颜色呈灰白、灰绿色。矽卡岩中Nb、Ta含量部分已到达工业品位, 最高可到600×10−6。

(a) 拉隆穹窿西部, 近S-N向断层切穿穹窿核部岩体、滑脱系大理岩和矽卡岩以及含石榴石云母片岩; (b) 图(a)红色框中的断层泥; (c) 拉隆穹窿南部, 近S-N向断层切穿滑脱系中的含石榴石十字石云母片岩; (d) 图(c)中的断层泥; (e) 拉隆穹窿西南部, NE向张性正断层, 切穿穹窿核部岩体和滑脱系中大理岩和矽卡岩, 断层面产状45°∠67°; (f) 图(e)中的断层泥; (g) 拉隆穹窿南部, 近E-W向断层, 切穿穹窿滑脱系中的大理岩和矽卡岩, 断层走向20°, 断层破碎带中硫化物矿石发育; (h) 图g中的断层角砾岩, 硫化物。

(a) 硬绿泥石变质矿物带; (b) 石榴石‒黑云母变质矿物带; (c) 十字石‒石榴石变质矿物带; (d) 蓝晶石变质矿物带。矿物代号: Crd. 堇青石; Cld. 硬绿泥石; Bt. 黑云母; Grt. 石榴石; St. 十字石; Ky. 蓝晶石。

(a)和(b) 含硬绿泥石千枚岩中硬绿泥石斑晶, 斑晶内含多种包体, 且包体轨迹与S1面理基本一致; (c)和(d) 含石榴石十字石云母片岩中十字石显微特征, 十字石的横切面呈尖菱形状特征; (e) 含石榴石云母片岩, 可见石榴石的旋转斑晶; (f) 含蓝晶石云母片岩, 蓝晶石斑晶中可见近70°的两组解理。矿物代号: Cld. 硬绿泥石; St. 十字石; Mus. 白云母; Qtz. 石英; Grt. 石榴石; Ky. 蓝晶石。

矿物代号: And. 红柱石。

3.2 钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床

钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床主要赋存在拉隆穹窿核部靠近滑脱系一带的钠长石花岗岩和伟晶质花岗岩中, 以及滑脱系中呈透镜状或者岩脉形式产出于大理岩和矽卡岩内的钠长石花岗岩中, 其中穹窿核部钠长石花岗岩规模较大, 围绕穹窿滑脱系靠内一带均有出露, 厚度变化不等, 在200～1500 m左右(图2); 大理岩或矽卡岩中的钠长石花岗岩岩脉规模较小, 长约2～20 m, 厚度约为10～60 cm。

钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿化主要发育在钠长石花岗岩中, 钠长石花岗岩主要分布在拉隆穹窿的核部外围一带及滑脱系的矽卡岩或大理岩中, 整体来说与矽卡岩在空间关系上密切相关(图11a)。

图11 拉隆穹窿的矽卡岩分带特征

拉隆穹窿核部淡色花岗岩在空间上具有明显的分带特征, 垂向上自下而上和平面内部由内向外分别为: 二云母花岗岩带、白云母花岗岩带、伟晶岩质花岗岩带、钠长石花岗岩带和伟晶岩壳/石英壳(图12), 其中伟晶岩中以发育大量的绿柱石为特征, 是Be稀有金属的主要矿物(图13e)。

拉隆钠长石花岗岩手标本上呈白色或奶白色(图11a-①), 其中局部含石榴石较多而呈现粉红色, 主要组成矿物有钠长石、石英、白云母和石榴石(图13f)。钠长石呈细粒密集分布; 石榴石整体呈条带特征出现, 颗粒细小; 白云母含量较少, 呈鳞片状。此次矿产地质调查发现, 钠长石花岗岩中Be、Nb、Ta含量整体较高, 部分均已达到工业品位, 其中Nb含量最高可达215×10−6, 远高于其工业品位含量; Ta含量最高可达145×10−6, 同样高于其工业品位。因此, 钠长石花岗岩可以作为Nb、Ta矿的重要矿体。钠长石花岗岩中主要铌钽矿物有铌铁矿(图13g、h)、钽铁矿、铌锰矿、钽锰矿、重钽铁矿、绿烧石、细晶石、铌钽金红石和褐钇铌矿等。

3.3 构造‒热液型Cu-Pb-Zn多金属矿床

构造‒热液型Cu-Pb-Zn多金属矿床主要发育在穹窿内近S-N向、E-W向和NE向的张性断层中, 断层规模较小, 一般延伸50～300 m, 宽约2～10 m, 断层见大量构造角砾岩和断层泥(图7)。其中NE向断层规模较大, 走向延伸约500 m, 宽约3～5 m, 沿着断层破碎带中, 发育大量的萤石, 同时见大量的硫化物矿石, 以方铅矿为主(图14a), 部分萤石呈细脉状侵入或穿切在钠长石花岗岩中, 部分呈侵染状发育在钠长石花岗岩中。近NE向张性正断层(图14a、b), 切穿穹窿核部岩体和滑脱系中大理岩和矽卡岩, 断层面产状45°∠67°。拉隆穹窿南部, 近E-W向断层, 切穿穹窿滑脱系中的大理岩和矽卡岩, 断层走向20°, 断层规模较大, 走向方向延伸大约300 m, 宽约3～8 m, 断层破碎带中硫化物矿石发育, 主要的硫化物有方铅矿、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等(图14b、c), 脉石矿物主要有方解石和石英, 同时方解石部分呈刀片状(图14d)。

4 讨 论

4.1 拉隆穹窿的结构特征及区域构造意义

拉隆穹窿位于北喜马拉雅片麻岩穹窿带的东段, 地处研究程度较高的错那洞穹窿和康马穹窿之间, 南邻藏南拆离系约40 km, 靠近库拉岗日岩体。前人对北喜马拉雅片麻岩穹窿带的形成机制提出了多种模式, 代表性的有拆离断层‒变质核杂岩模式、底辟、逆冲(断坡)、双冲构造和管道流模式(channel flow)等(Chen et al., 1990; 张进江和郑亚东, 1998; Lee et al., 2000; 张进江, 2007; 张进江等, 2007; Langille et al., 2010; Wagner et al., 2010; Zhang et al., 2012)。张进江等(2007, 2011)通过对雅拉香波和马拉山穹窿系统的构造研究, 认为北喜马拉雅片麻岩穹窿带的形成与藏南拆离系的伸展减薄相关, 在藏南拆离系近S-N向伸展减薄机制下, 引发中地壳广泛的部分重熔, 导致大规模的花岗岩侵位, 其底辟作用形成北喜马拉雅片麻岩穹窿带, 并认为雅拉香波穹窿是藏南拆离系向北延伸出露的表现部分; Chen et al. (1990)提出康马穹窿属于变质核杂岩穹窿,是藏南拆离系活动的结果; Lee et al. (2000, 2004)提出康马穹窿的形成是加热的中地壳向上沿着吉隆‒康马逆冲断层(GKT)逆冲在向北倾的断坡之上的结果(Chen et al., 1990b; Lee et al., 2000); Wagner et al. (2010)认为康马穹窿是藏南中地壳的塑形流动, 在藏南拆离系和主中央逆冲断裂之间形成的管道流向南挤出的结果; 李光明团队(Fu et al., 2017, 2018)近年来通过大量的构造、岩浆、成矿作用综合研究, 提出错那洞穹窿的形成是在藏南拆离系向北伸展拆离的主导机制下, 叠加后期近E-W向韧性伸展和岩浆底辟作用共同的结果。

图12 拉隆花岗岩的垂向分带示意图及野外岩性特征

(a) 含白钨矿的矽卡岩, 其中蓝色部分为白钨探矿灯照射下的白钨矿; (b) 含硫化物的矽卡岩, 主要硫化物为方铅矿、闪锌矿和黄铜矿等; (c) 矽卡岩中硫化物的显微照片; (d) 伟晶岩中的辉钼矿, 核部; (e) 伟晶岩中的绿柱石, 核部; (f) 含铌钽矿的钠长石花岗岩显微照片, 主要由粒状的钠长石组成, 含少量的石榴石, 正交偏光; (g) 图13(f)的放大, 显示钠长石中的铌铁矿, 放射光; (h) 钠长石花岗岩中铌铁矿的背散射照片。矿物代号: Sch. 白钨矿; Sp. 闪锌矿; Gn. 方铅矿; Ccp. 黄铜矿; Mot. 辉钼矿; Brl. 绿柱石; Grt. 石榴石; Ab. 钠长石; Clf. 铌铁矿。

拉隆穹窿发育大量的花岗岩, 且呈现出良好的分带特征, 从中心到边部, 依次为二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶质花岗岩、伟晶岩和钠长石花岗岩, 表明拉隆穹窿花岗岩经历了高度岩浆分异和演化。

拉隆穹窿经历了四期构造变形: 第一期由南向北逆冲挤压构造、第二期由北向南伸展剪切构造、第三期成穹构造和第四期近E-W向伸展构造。其中第二期构造变形中可见大量的鞘褶皱, 通过对穹窿不同位置的鞘褶皱平行于方向的拉伸线理进行统计与测量, 其线理整体为近S-N走向, 与区域藏南拆离系特征基本一致, 表明拉隆穹窿中第二期构造变形是藏南拆离系在拉隆的出露和表现。同时, 拉隆穹窿核部以及滑脱系中, 可见大量伟晶质花岗岩和钠长石花岗岩侵位白云母花岗岩、大理岩、矽卡岩或者云母类片岩中, 表明晚期岩浆侵位是穹窿形成的重要组成部分。李光明团队获得白云母花岗岩的U-Pb年龄为23 Ma, 表明拉隆穹窿核部白云母花岗岩在23 Ma左右侵位(付建刚等, 2020); 该年龄与错那洞穹窿中变形花岗岩的年龄一致, 并将其解释为藏南拆离系在错那洞穹窿的出露和表现。此外23 Ma区域上还发育广泛的岩浆活动。

(a) 近NE向断裂中方铅矿石; (b) 近E-W向断裂中硫化物黄铁矿、黄铜矿矿石; (c) 近E-W向断裂中方铅矿、黄铜矿和铜绿矿石; (d) 近E-W向断裂中发育的刀片状方解石。

拉隆穹窿位于康马穹窿和错那洞穹窿中间, 本次通过对拉隆穹窿与康马穹窿、错那洞穹窿在构造变形、岩石‒构造单元组成方面的详细对比, 发现三个穹窿尽管均属于北喜马拉雅穹窿带的南带, 但是仍然存在着较大的差别, 主要体现在: 构造变形、变质作用和岩石‒构造单元组成(Lee et al., 2000; Wagner et al., 2010; Fu et al., 2017, 2018)。在构造变形和期次方面, 康马穹窿主要经历两期构造变形: D1和D2, D1以顶部朝南、由北向南逆冲推覆为主, 以N-S向挤压而引起褶皱和增厚为特征; D2变形以顶部朝北、由南向北伸展减薄为主(Burg et al., 1984; Chen et al., 1990b; Lee et al., 2000, 2004)。错那洞穹窿中保存了四期构造变形: 初期(D1)向南逆冲、早期(D2)近 N-S向伸展、晚期(D3)近 E-W向伸展和后期(D4)滑塌构造运动(Fu et al., 2017, 2018)。本次工作在拉隆穹窿中识别出四期构造变形: 分别是第一期(D1)由南向北逆冲挤压构造、第二期(D2)由北向南伸展剪切构造、第三期(D3)成穹构造和第四期(D4)成穹之后的张性构造。可以看到, 拉隆穹窿和康马穹窿、错那洞穹窿一样, 均经历了早期D1和D2两期构造变形, 且在错那洞穹窿和拉隆穹窿中均发育大量的鞘褶皱, 其平行于方向的拉伸线理产状基本一致, 具有区域一致性, 与藏南拆离系密切相关, 表明拉隆穹窿和错那洞穹窿均受藏南拆离系的主导影响。此外, 康马穹窿也是典型变质核杂岩穹窿的代表, 是藏南拆离系活动的结果。综合表明三个穹窿早期经历了相同的构造变形, 均受藏南拆离系主导伸展拆离的影响。在变质作用方面, 康马穹窿和错那洞穹窿由内向外保存了完整且典型的巴洛式变质特征, 依次是矽线石‒蓝晶石变质带、石榴石‒十字石变质带、石榴石‒黑云母变质带和硬绿泥石‒堇青石变质带; 拉隆穹窿中目前还没有发现有矽线石, 见少量蓝晶石, 其变质矿物分带由内向外依次是蓝晶石变质矿物带、十字石变质矿物带、石榴石‒黑云母变质矿物带和硬绿泥石‒堇青石变质矿物带, 表明拉隆穹窿经历变质作用压力明显低于康马穹窿和错那洞穹窿。在岩石‒构造单元组成方面, 三个穹窿虽然由内向外均由核部、滑脱系和盖层三部分组成, 然而三个穹窿的核部组成又各不相同, 康马穹窿核部主要是一套花岗质片麻岩, 其年龄在498 Ma, 基本没有新生代岩浆活动的痕迹; 错那洞穹窿核部既发育498 Ma左右的花岗质片麻岩, 同时也发育多期新生代淡色花岗岩, 岩性主要包括二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶岩, 其年龄分别为32 Ma、23 Ma、18 Ma和16 Ma(黄春梅等, 2018); 拉隆穹窿核部主要是一套高度分异演化的淡色花岗岩, 并呈现出良好的分带特征, 由内向外或由下向上依次是二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶质花岗岩、钠长石花岗岩和伟晶岩壳/石英壳, 李光明团队获得核部白云母花岗岩独居石U-Pb年龄为23 Ma, 在穹窿核部没有花岗质片麻岩出露。综合三个穹窿核部岩性出露情况, 康马穹窿中只发育花岗质片麻岩, 为一套时代较老的基底; 错那洞穹窿既有花岗质片麻岩、又有新生代淡色花岗岩; 拉隆穹窿核部只发育淡色花岗岩, 其基底较老的花岗质片麻岩很可能还未出露出来。从三个穹窿核部出露情况来看, 康马穹窿和错那洞穹窿核部出露较为完整, 抬升或者剥露程度较高, 其穹窿的三层结构保留的十分完整; 而拉隆穹窿核部出露相对不完整, 抬升或者剥露程度较低, 其核部时代较老的基底还没有出露, 只有晚期岩体的侵位。总体来说, 拉隆穹窿只保留了穹窿的两层结构, 即滑脱系和盖层, 其核部不能算真正意义上穹窿的核部, 本次研究的拉隆穹窿核部只是代表穹窿中心的一套岩石组合。三个穹窿核部岩性的差别, 在某种程度上反应了穹窿在成穹过程中对应的第二期(D2)韧性构造变形(即STDS)的深部各部相同, 康马穹窿和错那洞穹窿对应的韧性剪切变形深度较浅, 而拉隆穹窿相对应的变形深度明显较深。

综上所述, 拉隆穹窿作为北喜马拉雅南穹窿带的典型代表, 其独特的结构构造特征, 为解析北喜马拉雅双穹窿构造的形成机制及其区域构造演化提供坚实证据。

4.2 拉隆穹窿Be-Nb-Ta稀有金属矿化特征及其重要战略意义

拉隆穹窿中主要的矿化类型包括矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床、钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床和构造‒热液型Cu-Pb-Zn多金属矿床三类。这三种不同类型的矿床在空间上存在着十分密切的相互关系。矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床主要赋矿围岩为矽卡岩及矽卡岩化大理岩, 矽卡岩主要是一套钙质矽卡岩, 发育典型的分带特征(图10), 其内矽卡岩与穹窿核部及滑脱系中钠长石花岗岩密切相关, 部分呈渐变过渡关系。在野外露头可以找到钠长石花岗岩与稀有金属矿化矽卡岩直接接触的证据, 其岩性从细粒钠长石花岗岩、蚀变钠长石花岗岩(弱矽卡岩化)、矽卡岩(矽卡岩化, 主要矿物为绿帘石和石英)到典型矽卡岩, 其蚀变逐渐增强, 矽卡岩矿物也逐渐增加(图10)。表明这期细粒钠长石花岗岩及对应的伟晶岩与稀有金属矿化矽卡岩密切相关, 其岩体形成时代基本可代表含矿矽卡岩的稀有金属成矿时代。位于拉隆穹窿东边的错那洞矽卡岩型Be-W-Sn多金属矿赋存在错那穹窿滑脱系中的矽卡岩中, 赋矿围岩矽卡岩同样也是一套钙质矽卡岩, 成矿元素主要以Be、W和Sn为主, 伴生元素为Mo、Bi、Sb、Cu、Pb、Zn等, 该矿床主要受控于错那洞穹窿构造, 与中新世高分异淡色花岗岩密切相关。

钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床赋矿围岩主要为钠长石花岗岩和伟晶岩, 均为岩浆高度分异演化的产物。穹窿核部花岗岩呈规律性的分带, 从上向上依次是二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶质花岗岩、钠长石花岗岩和伟晶岩壳/石英壳。同时, 本次研究在拉隆穹窿核部花岗岩捡块样分析结果表明Li元素含量较高, 部分在1000×10−6以上(课题组未发表数据)。拉隆穹窿花岗岩的分带特征与我国著名的华南富锂氟含稀有金属元素矿化花岗岩分带特征十分相似(朱金初等, 2011)。该类以超酸性、过铝、富钠、富含H2O、F、B、P等挥发性组分, 以及富含Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta、W、Sn等亲石稀有金属元素为主要特征, 简称Li-F花岗岩, 这种花岗岩通常以高侵位的小岩株为主, 分布面积较小, 在空间分布上具有明显的平面内部分带和垂直分带特征(朱金初等, 2002)。朱金初等(2000)结合我国华南地区和国外典型的Li-F花岗岩特征, 总结出Li-F花岗岩在垂向上的分带特征, 自下而上依次是二云母花岗岩带(Ⅰ带)、白云母花岗岩或浅色花岗岩带(Ⅱ带)、黄玉‒锂云母(或铁锂云母)‒钠长石花岗岩带(Ⅲ带)、云英岩带(Ⅳ带)、钾长石伟晶岩壳/石英壳(Ⅴ带), 其中黄玉‒锂云母(或铁锂云母)‒钠长石花岗岩带(Ⅲ带)是主要的稀有金属含矿层段, 此外云英岩带厚度不等, 也到达工业品位。另一方面, 新疆可可托海3号脉伟晶岩型稀有金属矿床是我国最具典型的Li-F伟晶岩型矿床, 其内部也具有明显的空间分布特征, 由外向内依次是浅色花岗质细粒边缘带、以钾长石+石英+钠长石为主要成分的文象伟晶岩外部带、以锂辉石或透锂长石+石英+叶钠长石为主要成分的中间带和以块状石英+钾长石为主要成分的核部带, 此外还会出现一些具有水岩反应特征的糖粒状钠长石巢和块状锂云母的团块(朱金初等, 2000; 周起凤等, 2013; 唐宏和张晖, 2018)。朱金初等(2000)通过比较发现Li-F伟晶岩的内部分带与Li-F花岗岩的垂直分带在空间分带上具有一定的相似性, 比如前者的核部带与后者的伟晶岩壳/石英壳基本相似, 前者的中间带与后者的黄玉‒锂云母‒钠长石花岗岩带基本相似, 前者的边缘带和外部带与后者的浅色花岗岩带基本相似。

本次研究通过对比可以发现, 拉隆穹窿花岗岩的分带特征, 整体与我国华南地区Li-F花岗岩和新疆可可托海3号伟晶岩脉的分带特征十分相似, 表明拉隆穹窿核部花岗岩属于Li-F花岗岩。前人对Li-F花岗岩与稀有金属成矿方面做了大量的研究, 并认为稀有金属成矿主要发生在岩浆‒热液过渡阶段, 该阶段以熔体相、固体相和流体相的三相并存为典型, 其中残余熔浆也叫伟晶岩浆, 具有富含Na、K、Al等造岩元素, 富含Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta等稀有金属元素, 同时富含H2O、P和B等挥发分的典型特征, 该阶段既有残余熔体的结晶作用, 也有已晶出固相矿物与岩浆流体之间的水岩反应, 并发生交代蚀变作用或者自交代作用(朱金初等, 2002)。

铍铌钽等稀有金属作为我国乃至全世界的战略性关键矿产资源, 在新能源、新材料和信息技术等新兴产业具有不可替代的重大作用。北喜马拉雅带拉隆穹窿中Be-Nb-Ta稀有金属矿床的发现, 特别是钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿床, 极大地丰富和扩展了北喜马拉雅带稀有金属的成矿类型和成矿潜力; 同时在摸清我国关键矿产资源家底、提高关键矿产资源战略统筹能力、发挥其作为大国博弈的重要利器作用等方面具有十分重要的战略意义。

5 结 论

(1) 拉隆穹窿由内向外由三部分组成, 依次是核部、滑脱系和盖层, 其中核部主要是一套新生代高分异的淡色花岗岩组合, 未见老基底出露; 滑脱系整体属于一条规模较大的韧性剪切带。

(2) 拉隆穹窿保留四期构造变形, 分别是第一期由南向北逆冲挤压构造、第二期由北向南伸展剪切构造、第三期成穹构造和第四期近E-W向伸展构造。

(3) 拉隆穹窿保存了两类变质作用: 一类是围绕穹窿核部呈环带分布的典型巴洛式变质作用; 另一类是受岩体热烘烤所形成的热接触变质作用。

(4) 拉隆穹窿主要发育三种矿化类型: 矽卡岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿、钠长石花岗岩型Be-Nb-Ta稀有金属矿和构造‒热液型Cu-Pb-Zn多金属矿。

(5) 拉隆穹窿核部花岗岩呈良好的垂向分带特征, 从下向上依次是二云母花岗岩、白云母花岗岩、伟晶质花岗岩、钠长石花岗岩和伟晶岩壳/石英壳。

(6) 拉隆穹窿Be-Nb-Ta稀有金属矿床的发现, 极大地丰富和扩展了北喜马拉雅带稀有金属的成矿类型和成矿潜力, 在我国乃至全球具有十分重要的战略意义。

本文野外工作得到了四川省地质矿产勘查开发局405地质队的肖鹏、李红兵、叶超和中国地质调查局成都地质调查中心的李应栩、吴建阳、马国桃、梁生贤、樊文鑫的热心帮助, 北京大学张进江教授和另外一位匿名审稿专家对本文提出了建设性的修改意见, 在此一并表示衷心的感谢。

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Geological Characteristics and Metallogenic Types of Be-Nb-Ta Rare Metals in the Lalong Dome, Southern Tibet, China

FU Jiangang1, LI Guangming1*, WANG Genhou2, DONG Suiliang1, ZHANG Hai1, GUO Weikang1, ZHANG Linkui1, ZHANG Xiaoqiong3and JIAO Yanjie1

(1. Chengdu Institute of Geology and Mineral Resources, China Geological Survey, Chengdu 610081, Sichuan, China; 2. School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100083, China; 3.The Bureau of Natural Resources and Planning Ya’an, Ya’an 625000, Sichuan, China)

The Lalong dome is located at the eastern part of the North Himalayan Gneiss Domes (NHGD), sandwiched in-between the well-studied Kangmar dome and the Cuonadong dome. The Lalong dome consists of three lithologic-tectonic units from core to rim: the lower, middle and upper units. The lower unit mainly consists of the Cenozoic leucogranites including two mica granite, muscovite granite, pegmatitic granite, and albite granite. The middle unit predominately consists of the strongly deformed mica schist, marble, skarn, granite, pegmatite, amphibolite and quartzite sequence, which is a meso-scale ductile shear zone. The upper unit consists of the Jurassic metasedimentary and sedimentary rocks that belong to the low-grade THS, and mainly composed of phyllite, phyllite slate, silty mudstone and silt-slate. The typical metamorphic minerals in this unit are predominantly cordierite, chloritoid, and andalusite. The upper detachment fault is the boundary between the middle unit and the upper unit, while the lower detachment fault is not well exposed in the Lalong dome, which is characterized by the sheath fold around the core of the Lalong dome. Rocks in the Lalong dome recorded four major deformational events: D1, top-to-S thrust resulting in N-S shortening and vertical thickening; D2, top-to-N extension characterized by vertical thinning and N-S extensional deformation; D3, doming deformation associated with intrusion of leucogranites; and D4, late extensional faults with N-S, E-W and NE trending which also cut three units of the dome. Two types of metamorphism have been identified in the Lalong dome: 1) the typical Barrovian metamorphism and 2) the lower thermal contact metamorphism. Based on textures and mineral assemblages of the granites, five varieties of granite could be distinguished vertically: two mica granite, muscovite granite, pegmatitic granite, albite granite, and pegmatite shell and or quartz shell. Three types of mineralization have been first discovered in the Lalong dome: skarn-hosted rare-metal mineralization (Be, Nb, Ta, W, Sn), albite granite hosted rare-metal mineralization (Be, Nb, Ta, W, Sn, Li, Rb, Cs, Mo), and tectonic hydrothermal Cu-Pb-Zn mineralization. The discovery of the Lalong Be-Nb-Ta rare metal deposit, especially the albite granite type rare metal mineralization, not only enriched the metallogenic types and the potential of the rare metals in the northern Himalaya, but also played an important strategic role in understanding key mineral resources in China, and improved the strategic coordination capacity for key mineral resources.

skarn; albite granite; Be-Nb-Ta rare metals; Lalong dome; North Himalaya

2020-04-22;

2020-5-31

国家自然科学基金项目(91955208、41602214)、中国地质调查局项目“西藏山南地区铍锡多金属矿调查评价”(DD20190147)、国家科学技术部项目“青藏高原典型矿集区透明化与矿体定位预测”(2016YFC060308)和“青藏高原重要矿产资源基地成矿系统深部探测技术与勘查增储示范”(2018YFC0604103)联合资助。

付建刚(1987–), 男, 博士, 副研究员，主要从事于构造地质与成矿理论研究。Email: fujiangangcd@163.com

李光明(1965–), 男, 研究员, 主要从事于矿产资源勘查与评价、区域成矿规律与成矿预测。Email: 13982257109@163.com

P612; P542

A

1001-1552(2021)05-0913-021

10.16539/j.ddgzyckx.2021.05.006