胡磊
(新疆有色地质勘查局七0一队 昌吉 831100)
研究区位于阿尔泰山脉南缘的中高山区,沟谷发育,地形复杂,地势陡,高差大。研究区气候属典型的大陆性气候,年昼夜温差大,气温低,多为两季气候,海拔2225-2575m,相对高差达100-600m,阳坡基岩裸露较少,阴坡覆盖较厚,主要为大片的原始森林及杂草等。研究区面积为4.60km2,行政区均划属福海县管辖。因此,本文在参考相关研究成果的基础上[1-5],以福海县库卡拉盖西段为研究对象,对该地区的地质特征和矿体特征进行分析,并对该区矿脉形成、内部演化以及找矿标志进行分析。
区域内出露地层主要有中、深度变质的中上志留统库鲁姆提群、泥盆系下统康布铁堡组地层及第四系冲积物、残坡积物、崩积物。
(1)中上志留统库鲁姆提群
为该区出露的最老地层,多呈残留体零星分布于花岗岩及花岗闪长岩体之上,为一套浅海相陆源碎屑岩建造,主要是砂岩、泥质粉砂岩等经长期变质作用的产物。
(2)泥盆系下统康布铁堡组
泥盆系分布于阿勒泰市至沙尔布拉克一线,另外于达罕第尔一线有出露,厚约7538.2m。由于区域变质、接触变质和动力变质作用的影响,局部地段地层相对变质较深。与下伏志留系呈断层接触,被第三系不整合超覆其上。图幅内南西部位仅有下泥盆统康布铁堡下亚组与康布铁堡上亚组出露。
(3)第四系
第四系在河流、沟谷地带分布,主要为冲积物、残坡积物、崩积物及冰积砂土、砂砾层。
研究区构造上位于哈隆复式背斜NNW段SW翼近转折端部位,为单斜构造。区内构造裂隙发育,按其表现性质可分为张、剪共轭裂隙及剪切裂隙等两种类型。稀有金属伟晶岩脉产于与EW 或NWW 向断裂相交的NNW向构造带中,即沿哈隆岩体外接触带片岩带中分布。矿床是位于NWW 或EW 向与NNW向断裂的交汇处。
研究区的侵入岩主要是华力西期的片麻状中粒黑云母花岗岩及其派生脉岩(主要为花岗伟晶岩脉)。
(1)黑云母花岗岩
在库卡拉盖地区中的片麻状中粒黑云母花岗岩呈岩基状出露,是一种灰色具有强烈片麻化构造的岩石,其边缘和内部岩相片麻化程度有所变化。在岩基的边部,片麻化程度大大减弱,矿物粒度变小,白云母含量增多,逐渐地过渡为细粒二云母花岗岩相。
(2)花岗伟晶岩脉
矿区内共有花岗伟晶岩脉13条,呈南北向、东西向、北东-南西向分布,受构造裂隙控制,岩脉围岩为片岩,与片岩为侵入接触关系,其中稀有金属矿化花岗伟晶岩脉6 条,编号分别为805、807(西段)、813、814、815、817号脉。
通过地质勘查工作,研究区内分布有两条矿体,分述如下:
(1)1号矿体:位于807号花岗伟晶岩脉中,含矿结构带为石英钠长石锂辉石结构带。地表位于7-11线间,由TC7、TC9 号探槽控制,长94m,平均真厚度2.26m,深部位于20-11线间,由29个钻孔控制,控制矿体长600m,垂深450m,平均真厚度5.5m。矿体产状,由地表向深部逐渐趋缓,0 线在地表产状为138°∠70°,向深部变为135°-138°∠60°左右;7 线地表为165°∠60°向下过渡为165°-170°∠50°,矿体平均Li2O品位1.07%,伴生元素BeO 品位0.049%,(NbTa)2O5品位0.016%。矿体厚度变化系数29.2%,Li2O品位变化系数93.41%。
(2)2号矿体:位于817号花岗伟晶岩脉中,为盲矿体,含矿结构带为石英钠长石锂辉石结构带。位于0-4 线间,产状115°∠75°,4 线产状变缓,倾角约30°,深部由4个钻孔控制,其中ZK2-2钻孔未见锂矿体,见有钽铌矿体,控制矿体长约80m,斜深75m,平均真厚度2.65m,平均Li2O品位0.95%,伴生元素BeO品位0.043%,(NbTa)2O5品位0.0165%。矿体厚度变化系数26.03%,Li2O品位变化系数130.61%。
该矿床为花岗伟晶岩型锂、铍、铌钽矿床。
(1)特殊的成矿熔体-溶液(富含锂、铍、铌钽等多种稀有元素、富含挥发性成分并且粘滞性小流动性大)是成矿与否的绝对因素。这从矿脉的矿物组成、结晶分异、交代作用及带状构造都可以得到印证。如果没有这种特殊的成矿熔体-溶液,就不能形成工业矿体。
(2)矿脉的形成受构造控制,即具备导矿和容矿构造的有利环境。从伟晶岩矿脉产出来看,都是受到片岩北西至北北西向片理方向控制,和区域构造线方向一致。其形态、规模和产状与构造相适应。在本矿床内矿化较好、具有工业意义的矿脉大都产在走向近于南北向,倾向近于西而产状较陡的构造裂隙中,这是一组被后期改造并且复活的构造。
(3)矿脉侵入围岩后,必要的结晶分异作用时间和交代作用是形成工业矿体的必要条件。石英-钠长石-锂辉石结构带一般处于矿脉的中心部位,其形成的锂辉石矿物晶体较边缘带大,这是在一个相对封闭的环境里矿物从容结晶的结果。尽管803 号矿脉南段规模很大,但由于结晶分异作用极差,无明显的带状构造,交代作用也比较弱,形成的中细粒-中粗粒变文象结构的伟晶岩中无法形成有工业意义的矿体。
高温的熔体-溶液侵入到冷的围岩(红柱石-石英-黑云母片岩)裂隙后,边部迅速冷却,矿物迅速结晶,形成了细晶结构的边缘壳。这个壳起到了保温的作用。此后,熔体-溶液冷却速度放慢,矿物在其中的生长时间增长,紧接着边缘壳之后,出现了中细到中粗粒结构,矿物晶体逐渐增大,由数毫米到数厘米,而且垂直脉壁由边部向里由小到大生长。从熔体-溶液中最后晶出的是石英-钠长石-锂辉石结构,它的生成宣告熔体-溶液结晶作用结束,即所有的原生结构形成。
此后,便进入了交代作用阶段,形成了各种不规则形状的糖晶状钠长石集合体,鳞片状白云母集合体和锂云母集合体等交代产物。至此矿脉的形成作用全部结束。
(1)产出的构造位置标志:一般分布在远离花岗岩的外接触带。
(2)围岩标志:产于石英-黑云母片岩类岩石中,多沿片理侵入。
(3)产状标志:走向多为近南北向,倾角较陡,一般为60°左右。
(4)结构带标志:分异较好。钠长石交代作用较强,并且有石英-钠长石-锂辉石带出现。
(1)研究区内分布有两条矿体,分别为1 号矿体和2号矿体。其中1号矿体位于807号花岗伟晶岩脉中,含矿结构带为石英钠长石锂辉石结构带,矿体厚度变化系数29.2%,Li2O 品位变化系数93.41%;2 号矿体位于817 号花岗伟晶岩脉中,为盲矿体,含矿结构带为石英钠长石锂辉石结构带,矿体厚度变化系数26.03%,Li2O品位变化系数130.61%。
(2)研究区矿床为花岗伟晶岩型锂、铍、铌钽矿床。特殊的成矿熔体-溶液、矿脉的形成的地质构造、必要的结晶分异作用时间和交代作用是矿脉形成的地质因素;矿床产出的构造位置标志为一般分布在远离花岗岩的外接触带,围岩标志为产于石英-黑云母片岩类岩石中,多沿片理侵入,钠长石交代作用较强,并且有石英-钠长石-锂辉石带出现。