王威 杜晓飞 刘伟 李永 陈正乐 马华东 邱林 肖飞
1. 新疆自然资源与生态环境研究中心,乌鲁木齐 830000
2. 新疆维吾尔自治区人民政府国家305项目办公室,乌鲁木齐 830000
3. 新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地质矿产勘查研究院,乌鲁木齐 830000
4. 中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081
5. 新疆昆仑蓝钻矿业开发有限责任公司,和田 848012
近年来,西昆仑大红柳滩地区先后新发现白龙山锂铍多金属矿、509道班西锂矿、雪凤岭锂矿等一系列锂铍矿床,形成了大红柳滩超大型稀有金属矿田。已有野外调查和前期勘查工作表明,该矿田有望成为一个世界级规模的巨型锂多金属矿集区(王核等, 2017, 2020, 2021; Wangetal., 2020; 王威等, 2021;Yanetal., 2022)。前人对该区域稀有金属矿床的成矿地质特征做了大量工作(周兵等, 2011;乔耿彪等, 2015; 王核等, 2017, 2021; 彭海练等, 2018;凤永刚等, 2019;李侃等, 2019;涂其军等, 2019;王记周等, 2019; 张泽等, 2019; Yanetal., 2022)。在成矿年代学方面,前人主要采用锆石、独居石、铌钽铁矿等矿物做了U-Pb年龄测定,获得的年龄主要集中在220~190Ma(魏小鹏, 2017; 李侃等, 2019; Liuetal., 2020;丁坤等, 2020; 乔耿彪等, 2020; 王核等, 2020, 2021;谭克彬, 2021a, b; 谭克彬等, 2021)。伟晶岩中白云母精确40Ar/39Ar年代学测定对确定成矿时代至关重要(王登红等, 2005),同时也需结合不同的同位素定年进行综合研究(蒋少涌等, 2021)。
本文中509道班西锂铍稀有金属矿是指涵盖探矿权范围的矿体,包括原509道班西锂铍稀有金属矿(彭海练等, 2018)、原505锂矿(李侃等, 2019)以及原白龙山Ⅳ号脉群和Ⅲ脉群东段部分(王核等, 2017)。509道班西锂铍稀有金属矿品位高、规模大,Li2O资源量可突破百万吨,是大红柳滩地区最具代表性的矿床。同时,随着新疆昆仑蓝钻矿业开发公司勘探工作持续投入,对509道班西锂铍稀有金属矿的成矿地质特征、矿体分布及伟晶岩分带的认识不断深化。本文主要基于野外地质调查,结合重点区段的填图和钻探勘查成果,综合介绍了该矿床的成矿地质特征,揭示矿体与围岩的关系,及其伟晶岩脉的空间展布规律,并利用Ar-Ar测年方法确定伟晶岩中白云母的年龄,限定伟晶岩脉的冷却时代,为区域找矿勘查和预测、区域构造-岩浆-成矿作用研究提供指导与借鉴作用。
西昆仑-喀喇昆仑地区构造演化与原特提斯和古特提斯洋俯冲消亡、中-新生代印度板块和欧亚板块碰撞及其新生代的远程效应相关,具有演化历史漫长、构造复杂的特点(潘裕生, 1990,1994; 肖序常等, 1990; 肖文交等, 2000; 潘桂棠等, 2001, 2002; 李荣社等, 2004, 2007, 2008a, b; 张传林等, 2005, 2007; 计文化等, 2007; 董连慧等, 2010)。在区域成矿带划分上,属巴颜喀拉-松潘成矿省大红柳滩铁、铅锌、铜及稀有金属矿带,资源潜力巨大(董永观等, 2003)。
509道班西稀有金属矿床是近年勘查发现的西昆仑大红柳滩稀有金属矿田的一个典型代表,区域上位于青藏高原西北缘,主体属西昆仑古生代-中生代造山带(Zhangetal., 2018)。在地层分区上,属巴颜喀拉地层区之大红柳滩地层小区。区域上晚三叠世岛弧型、碰撞型侵入岩较为发育且规模较大,与围岩有较为明显的接触变质作用(Liuetal., 2020; 谭克彬, 2021a, b),主要岩性有中粒黑云母石英闪长岩、中细粒二长花岗岩、二云母花岗岩、英云闪长岩、黑云母花岗闪长岩。区域上伟晶岩广泛发育,主要集中分布于康西瓦-大红柳滩一带,被康西瓦断裂和大红柳滩-郭扎错断裂所夹持,出露地层主要为古元古界康西瓦岩群(Pt1K)、二叠系黄羊岭群(PH)及三叠系巴颜喀拉山群(TB)。区内发育了大量的中生代花岗伟晶岩脉,区内稀有金属矿化与该期花岗伟晶岩脉密切相关。脉体围绕三叠纪岩体成群成带出现,呈透镜状、串珠状产出,多数顺层侵入,伟晶岩脉多达7000多条,主要造岩矿物包括石英、斜长石、钠长石、云母和少量电气石、石榴石组成。其中含锂辉石、锂云母伟晶岩脉一般脉长5~1000m、宽1~30m。
矿区主要赋矿层位为三叠系巴颜喀拉山群中组上段(图1),主要岩石组合为浅灰色变细粒长石砂岩夹灰黑色薄层状变粉砂岩、灰绿色-青灰色透辉石角岩、灰黑色黑云石英片岩。变细粒长石砂岩与变粉砂岩呈频繁的互层出现。岩石片理发育,片理产状与地层产状基本一致,片理面可见绢云母、绿泥石等蚀变矿物,具有与主构造同期形成的变质特征,为区域变质作用,达低绿片岩相。靠近岩体,位于岩体热变质圈内,在早期区域变质作用的基础上,叠加了不同程度的热接触变质作用,主要为角岩化。由于距岩体的距离不同,矿物成分不同,其变质程度具有差异性。出现的变质矿物主要为透辉石、透闪石、电气石、绿帘石、绿泥石、堇青石、石榴石、黑云母、白云母等。
图1 西昆仑地区大地构造位置图(a,据乔耿彪等,2020修改)、大红柳滩区域地质图(b)及509道班西锂铍稀有金属矿矿区地质简图(c,据王核等, 2021修改)1-第四系冲洪积相; 2-巴颜喀拉山群上组下段; 3-巴颜喀拉山群中组上段; 4-三叠纪石英闪长岩; 5-含黑电气石花岗伟晶岩; 6-三叠系二云母花岗岩; 7-含石榴子石白云母黑电气石伟晶岩脉; 8-含锂辉石伟晶岩脉; 9-右旋断层; 10-采样点; 11-0号勘探剖面; 12-伟晶岩分带及带号; 13-锂矿点. TRMB-塔里木板块; WLKS-西昆仑造山带; TSHT-甜水海地块; BYF-巴颜喀拉褶断带Fig.1 Geotectonic position in the West Kunlun (a, modified after Qiao et al., 2020), regional geological map of Dahongliutan (b) and geological sketch of the West 509-Daoban Li-Be rare metal deposit (c, modified after Wang et al., 2021)1-Quaternary alluvial-diluvial facies; 2-Lower Member of Upper Group of Bayan Khara Mountain Group; 3-Upper Member of Middle Formation of Bayankhara Mountain Group; 4-Triassic quartz diorite; 5-black tourmaline granitic pegmatite; 6-Triassic two-mica granite; 7-garnet-bearing muscovite black tourmaline dikes; 8-spodumene pegmatite dikes; 9-dextral fault; 10-sampling points; 11-No.0 exploration section; 12-vein group of zoning and zone number; 13-lithium mines. TRMB-Tarim Plate;WLKS-West Kunlun Orogenic Belt;TSHT- Tianshuihai Terrane; BY F-Bayan Kara fold-fault zone
地层中花岗伟晶岩脉极为发育,呈北西-北北西向展布,倾向北东,局部向南倾,总体与区域构造线方向一致。脉体分布在石英闪长岩的外接触带,其中分布在外接触带500m以内的脉体普遍含有电气石,自形程度较高,局部电气石呈弱定向排列,但脉体不含锂辉石;在外接触带500~2000m出露的脉体普遍含锂辉石,锂辉石含量一般在10%~20%。
矿区位于大红柳滩-郭扎错断裂和奇台达坂断裂之间,次级构造发育,主要表现为次级断裂、层间褶皱、节理等,主体构造线呈北西-南东向,整体呈一单斜构造,北西-南东向展布,走向为NW290°~315°,倾向北东为主,倾角50°~80°;局部地层南西倾,倾向195°~220°,倾角40°~60°。受区域构造活动影响,矿区内次级断裂、节理比较发育,边部岩石发育片理化,东南部可见层间对称型、宽缓型褶皱构造,常形成“小背斜”、“小向斜”构造。
矿区岩浆活动强烈,酸性侵入岩发育,分布在区内南部一带,岩性主要为晚三叠世中-细粒二云母花岗岩、黑云母花岗岩和中-细粒石英闪长岩。花岗伟晶岩脉包括含锂辉石花岗伟晶岩以及不含锂辉石花岗伟晶岩,普遍发育在二云母花岗岩的外接触带上,走向以北西-南东向为主,主体向北东倾,部分南西缓倾,呈脉状、似层状、透镜状、囊状、分叉树枝状,在走向上可见尖灭再现、分支复合等特征;离岩体较近的花岗伟晶岩脉未见明显的矿化蚀变,脉体呈脉状、椭球状出露;含锂辉石伟晶岩只在离岩体特定的距离出现,一般出露于岩体外接触带500~2000m范围内,脉体长数米至数百米,宽约几十厘米至数十米,北西-南东向展布,一般呈脉状沿片理产出,部分斜切层理产出。
矿区共100余条锂铍矿体,本次工作划分为6个脉群,其中Ⅱ(白龙山Ⅵ脉群)、Ⅵ号脉群(白龙山Ⅲ脉群东段部分, 王核等,2021)为选定的首采区,其具体特征如下:(1)Ⅰ号脉群(彭海练等,2018),第四系覆盖严重,地表矿体出露不完整,零星出露于第四系残坡积中,且盲矿体居多。矿体在Ⅰ号脉群南部、中部向南西缓倾,在北部矿体产状与相邻Ⅱ、Ⅳ号脉群产状近一致,向北东倾(图2)。锂铍矿体控制长160~960m,控制斜深35~505m,矿体平均厚度0.82~7.98m,最厚12.45m,Li2O平均品位0.52%~3.27%,BeO平均品位0.020%~0.088%;铍矿体大多分布于南部,规模较小,长160m,厚0.35~2.98m,BeO平均品位0.041%~0.083%。(2)Ⅱ号脉群地表残坡积覆盖面积大,锂铍矿体8条,矿体总体北东倾,长160~1000m,控制斜深40~285m,平均厚度1.92~17.06m,Li2O平均品位0.9%~1.45%,BeO平均品位0.036%~0.047%,总体产状北东倾30°~35°∠52°~59°,主要呈脉状、枝杈状。(3)Ⅵ号脉群(505锂矿,李侃等,2019)残坡积物发育,多为含锂辉石花岗伟晶岩转石,锂铍矿体10条,地表露头长80~520m,厚1.10~4.44m,最厚达12.44m,Li2O平均品位0.5%~1.99%,BeO平均品位0.048%~0.05%,矿体倾向15°~45°,矿体倾角53°~79°;铍矿体规模均较小,长160m,厚0.1~0.5m,BeO平均品位0.046%~0.087%。主要呈脉状、似层状、枝杈状产出,少数矿体有分支变薄、复合膨胀等现象,矿体与围岩界线清晰。
图2 509道班西锂铍稀有金属矿0号勘探线剖面(据新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地质矿产勘查研究院,2021(1)新疆维吾尔自治区有色地质勘查局地质矿产勘查研究院. 2021. 新疆和田县大红柳滩509道班西锂铍多金属矿2021年度勘查报告)
矿石矿物主要有锂辉石、锂白云母、磷锂铝石、绿柱石等(图3、图4);脉石矿物主要由微斜长石、钠长石、石英、钾长石、白云母等组成;矿石的结构主要有细粒伟晶结构、中粗粒伟晶结构、巨晶结构等;矿石构造较简单,最常见的构造为块状构造、条带状构造。
图3 509道班西锂铍稀有金属矿矿石手标本及镜下照片(a、d)手标本照片;(b、e)显微镜下照片;(c、f)扫描电镜下照片. Sp-锂辉石;Ab-钠长石;Ms-白云母;Qz-石英;Pl-斜长石Fig.3 Hand specimens (a) and microscopic photos (b-f) of the West 509-Daoban Li-Be rare metal deposit(a, d) hand specimens; (b, e) microscopic photos; (c, f) stereoscan photos. Sp-spodumene; Ab-albite; Ms-muscovite; Qz-quartz; Pl-plagioclase
图4 509道班西锂铍稀有金属矿床野外露头照片Srl-电气石;Brl-绿柱石Fig.4 Outcrop field photographs of the West 509-Daoban Li-Be rare metal depositSrl-Schorl; Brl-Beryl
图5 白云母40Ar/39Ar坪年龄谱图(左)及对应的反等时线年龄图(右)Fig.5 40Ar/39Ar plateau ages (left) and inverse isochron ages (right) of the muscovite from the pegmatite veins in the West 509-Daoban Li-Be rare metal deposit
伟晶岩群的分带是伟晶岩研究中最复杂、最困难的(London, 2005),王核等(2020)对新疆和田县雪凤岭锂矿床、雪盆锂矿床和双牙锂矿床地质特征及伟晶岩脉群分带进行了初步研究,建立了雪凤岭“含矿伟晶岩脉群-含白云母伟晶岩脉群-块体石英长石伟晶岩脉群-含黑色电气石伟晶岩脉群-块体石英长石伟晶岩脉群-含白云母伟晶岩脉群-含矿伟晶岩脉群”的对称分带模式,并指导发现了南部脉群中双牙和雪盆2个大型伟晶岩型锂矿床(王核等,2020)。
509道班西锂铍稀有金属矿花岗伟晶岩普遍发育在石英闪长岩的外接触带上(图1)。离岩体较近的花岗伟晶岩脉未见明显的锂矿化蚀变,局部可见绿柱石(图4a, b), 脉体呈脉状、椭球状出露;含锂辉石伟晶岩一般出露于岩体外接触带500~2000m范围内,脉体长数米至数百米,宽约几十厘米至数十米,北西-南东向展布,一般呈脉状斜切层理产出,部分顺层产出,含锂辉石伟晶岩脉与二云母花岗岩有着亲缘关系,具有同源性。按岩体由近及远、含矿性以及脉体出露规模等特征可划分为2个带:
(1)无矿伟晶岩,主要为含黑电气石花岗伟晶岩,靠近母岩,脉体规模较大,局部与母岩互层,普遍含黑电气石,呈柱状、尖状,粗大者直径可达2cm左右(图4c, d),无云母和锂辉石,无锂金属矿化,脉体风化程度较弱,局部可见绿柱石。岩心样品分析显示,局部有一定程度的铍矿化。勘查评价工作中,伟晶岩中电气石越多、结晶越好,含矿性越差,电气石含量与矿化强度呈现一定的负相关。
(2)含矿伟晶岩,距母岩约500~1500m范围内,呈北西向展布,脉体以北倾为主,部分南倾,局部地段发生弯折,地表大多被残坡积物覆盖,基岩露头零星断续出露,根据钻探成果显示,深部连续性相对稳定,锂稀有金属矿化较好。地表含锂辉石花岗伟晶岩转石堆积成带状分布(图4e,f);岩心样品分析无铍矿化。
在闪长岩、二云母二长花岗岩演化基础上,岩浆演化进入了末期阶段,二云母二长花岗岩晚期发生了结晶分异作用,大量含成矿元素的热液流体沿着早期岩浆底辟作用、早期逆冲推覆作用所形成的通道上升,伴随着成矿流体温度由高到低变化,在相对高温阶段结晶出以电气石为代表的高温矿物,在相对中低温阶段结晶析出以锂辉石为代表的中-低温矿物,锂辉石伟晶岩中获得独居石同位素年龄为200.8±1.6Ma,而锂辉石作为区内主要成矿矿物,故相对中低温区伟晶岩脉带即是找矿工作的重点,与勘查评价工作中“伟晶岩中电气石越多、结晶越好,含矿性越差”的结论一致,电气石含量与矿化强度呈现一定的负相关。因此,相对高温阶段结晶出以电气石为代表的高温矿物含量可作为评价伟晶岩含矿性标识矿物。
为了准确测定509道班西锂铍稀有金属矿的形成年龄,我们采集了3个样品进行白云母Ar-Ar测年。样品取自509道班西Ⅰ、Ⅳ号脉群Ⅰ-1、Ⅰ-12、Ⅳ-8矿体锂辉石伟晶岩(图1)的白云母,呈白色,地表白云母大小一般为0.5~1.0cm,较大者可达1.5cm,镜下观察无受后期热液蚀变影响,共生矿物主要为锂辉石、长石、石英,个别含钠长石、斜长石。
白云母单矿物挑选工作由廊坊市宇恒矿岩技术服务有限公司完成,随后将纯度>99%白云母用超声波清洗干净后封进石英瓶中送至中国原子能科学研究院“游泳池堆”使用D10孔道接受中子照射。照射总时间为2160min,同期接受中子照射的还有用做监控样的标准样:ZBH-25黑云母标样,其标准年龄为132.7±1.2Ma,K含量为7.6%。样品的阶段升温加热使用石墨炉,每一个阶段加热10min,净化20min。质谱分析是在多接收稀有气体质谱仪GVHelixMC上进行的,每个峰值均采集20组数据。所有的数据在回归到时间零点值后再进行质量歧视校正、大气氩校正、空白校正和干扰元素同位素校正。用ArArCALC程序计算坪年龄及正、反等时线, 坪年龄误差以2σ给出。
在680~1400℃温度范围内,对西昆仑大红柳滩509道班西稀有金属矿床伟晶岩脉的白云母(TC00-1、DHN-1、DHN-2)进行了不同温度阶段的释热分析(表1),均形成了一个相对平坦的年龄坪,获得坪年龄:TC00-1为151.96±1.57Ma、DHN-1为188.63±1.89Ma、DHN-2为188.07±1.86Ma,其对应的39Ar/40Ar-36Ar/40Ar反等时线年龄:TC00-1为151.65±1.87Ma、DHN-1为188.89±1.94Ma、DHN-2为188.35±1.91Ma (图5),误差以2σ给出。
从图5、表1分析结果可以看出3个样品的坪年龄、相应的反等时线年龄在误差范围内一致,除TC00-1外(可能为混入空气中的Ar或放射性成因的Ar丢失造成的),40Ar/36Ar初始值在误差范围内和现在大气氩比值(295.5)接近,自结晶形成以后对40Ar/39Ar体系保持封闭,没有受到后期热事件的影响,形成时未捕获过剩氩,激光原位剥蚀测定的白云母年龄是可靠的。因此,DHN-1和DHN-2这2个样品的坪年龄可代表矿物的结晶年龄。白云母Ar-Ar体系较独居石、锆石U-Pb体系相对低的封闭温度,白云母Ar-Ar年龄反映了区域环境冷却到350℃的时代。
前人对大红柳滩一带乃至西昆仑地区花岗岩成岩成矿时代已做了较多的研究工作,丁坤等(2020)统计了西昆仑地区不同岩体成岩年龄,表明258~200Ma花岗质岩体组成了西昆仑地区规模巨大的岩浆岩带;Yanetal.(2018)获得大红柳滩伟晶岩中铌钽铁矿年龄为211.9±2.4Ma,锡石形成时代为218±12Ma;魏小鹏等(2017)测得的大红柳滩岩体侵位时代209.6±1.5Ma基本一致;丁坤等(2020)获得大红柳滩黑云母二长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年龄为214±1.8Ma;张泽等(2019)获得康西瓦绿柱石白云母伟晶岩锆石U-Pb年龄为209±4.4Ma,与大红柳滩锂辉石伟晶岩及大红柳滩岩体形成时代一致,反映了三者为同一期岩浆活动产物,同时康西瓦伟晶岩中锆石还记录了200Ma左右经历的一次热液活动和160Ma左右的变质作用;周兵等(2011)利用白云母40Ar/39Ar法获得康西瓦伟晶岩年龄(185~156Ma)可能为康西瓦伟晶岩遭受变质作用使白云母40Ar/39Ar同位素体系发生热扰动所致。统计数据显示(图6、表2)大红柳滩一带花岗岩体形成时代介于220~205Ma,为晚三叠世,并持续了较长的时间,而伟晶岩脉与岩体之间的侵入接触关系说明其成矿时代应该不早于晚三叠世(乔耿彪等,2020)。
大红柳滩稀有金属矿田是近年来发现并进行勘查的超大型稀有金属矿田,精准厘定其成矿时代是研究成矿流体来源和演化过程、成矿物质的运移、富集和沉淀机制及矿区成矿作用所经历的构造演化过程和动力学背景的基础(梁维等,2020)。本次获得509道班西伟晶岩型稀有金属矿床伟晶岩白云母40Ar/39Ar年龄188Ma左右,与Liuetal. (2020)获得白龙山稀有金属伟晶岩中锆石和独居石年龄(约为195Ma)基本一致,也与张泽等(2019)在康西瓦伟晶岩中锆石记所录的200Ma热液活动时代相符合。此外,在白龙山锂矿Ⅰ号脉群(也称作大红柳滩南矿区或卡拉卡)获得DHS-1白云母、DHS-1B黑云母40Ar/39Ar年龄为171.36±1.87Ma、172.39±1.66Ma(未刊数据),可能代表了成矿热液活动的时间持续到170Ma左右。
表1 大红柳滩509道班西稀有金属矿床伟晶岩脉中白云母40Ar/39Ar同位素分析结果Table 1 40Ar/39Ar isotopic data of muscovite from the pegmatite veins in the West 509-Daoban Li-Be rare metal deposit
表2 大红柳滩地区花岗岩及伟晶岩年龄统计表Table 2 Statistical ages of granites and pegmatites in Dahongliutan area
图6 大红柳滩地区花岗岩及伟晶岩年龄统计直方图Fig.6 Statistical histogram of ages of granites and pegmatites in Dahongliutan area
王登红等(2021)研究认为甲基卡外围马颈子二云母花岗岩中锆石的结晶→伟晶岩脉中锆石的结晶→伟晶岩脉中白云母结晶过程共经历了20Myr,漫长的稳定构造环境,为稀有金属的聚集成矿创造了有利条件。白云母作为与锂辉石伴生的主要矿物,其Ar-Ar年龄限定了大红柳滩稀有金属矿田成矿时代为不晚于早侏罗世(195~180Ma),与甲基卡伟晶岩中的白云母Ar-Ar年龄近似(王登红等,2005),从大红柳滩岩体侵位(209.6±1.5Ma,魏小鹏等,2017)→康西瓦绿柱石白云母伟晶岩锆石的结晶209±4.4Ma(214±1.8Ma,丁坤等,2020)→伟晶岩脉中白云母的结晶(本次188Ma),经历了长达30Myr的冷却过程,漫长的稳定构造环境为成矿创造了更为有利的条件。
对于稀有金属的成矿动力学背景,不同学者有不同的观点。Li(2006)认为稀有金属的富集与相对稳定的构造环境有关;Wangetal. (2007)认为中国西部阿尔泰地区与大型稀有金属矿床有关的伟晶岩主要侵位于碰撞后环境;Zagorskyetal. (2014)认为中亚断褶带大规模的锂辉石伟晶岩与区域岩石圈伸展有关;王登红等(2021)认为甲基卡及扎乌龙地区经历了长达20Myr的漫长结晶过程,而含锂辉石伟晶岩为相对构造封闭、稳定的大陆演化时期形成的产物,形成于造山结束后的稳定阶段。
大红柳滩伟晶岩矿区位于康西瓦构造带南侧、甜水海地体的北部(图1a)。区域内三叠纪花岗岩分布在西昆仑康西瓦断裂南北两侧、塔什库尔干地体和甜水海地体上。前人大量研究发现花岗岩成因与古特提斯大洋板块的俯冲和闭合有关:沿乔尔天山-红山湖及公格尔山一带的具有岛弧特征的花岗岩(240~205Ma),代表了古特提斯洋俯冲阶段;库地地区约228Ma花岗岩位于西昆仑造山带与塔什库尔干-甜水海地体的缝合带内(姜耀辉和杨万志, 2000);西昆仑北缘布伦口村片麻岩花岗岩原岩年龄为241±2Ma,认为其形成于挤压背景(张传林等, 2005)。在南昆仑与天水海地体碰撞后,在其东南约400km处发现了较年轻的(228±1Ma)含角闪石二长花岗岩(张传林等, 2005)。总的来说,古特提斯大洋板块在约338~ 251Ma向北俯冲,南昆仑地体与甜水海地体在约243Ma碰撞。随后约234~227Ma期间,高钾钙碱性花岗岩就位(Jiangetal., 2013)。约251Ma洋壳俯冲后,约242Ma陆陆碰撞,约231~223Ma陆壳过增厚。这是在约215~185Ma碰撞后的伸展和花岗岩的侵位(杨文强, 2013)。本次研究获得的白云母40Ar/39Ar年龄为188Ma,根据上述地质条件,我们认为大红柳滩地区伟晶岩脉与碰撞后伸展背景下的花岗岩分异作用关系密切。
(1)509道班西锂铍稀有金属矿伟晶岩脉按岩体由近及远、含矿性以及脉体出露规模分为无矿伟晶岩和含矿伟晶岩。伟晶岩中电气石含量与矿化强度呈负相关关系。
(2)西昆仑及大红柳滩一带铌钽铁矿锡石的年龄204~212Ma,闪长岩及花岗岩中独居石U-Pb年龄主要集中在220~205Ma之间, 伟晶岩侵位时间为210~195Ma。本次509道班西锂铍稀有金属矿白云母40Ar/39Ar年龄188Ma,反映了区域环境冷却到350℃的时代。
(3)根据前人二云母花岗岩及伟晶岩中的锆石、锡石、铌钽铁矿的测年年龄,推测本区经历了大约30Myr的稳定冷却过程,有利于花岗岩-伟晶岩体系的演化和结晶;结合区域构造演化分析,认为本区在210~180Ma期间处在碰撞后伸展背景、相对稳定的构造环境,为大红柳滩稀有金属矿田元素富集成矿创造了有利条件。
致谢本文是在新疆昆仑蓝钻矿业开发有限责任公司对509道班西锂铍稀有金属矿床勘探基础上的总结与研究,一线勘探队员付出了大量辛苦劳动;中国地质科学院地质研究所Ar-Ar实验室张彦完成了白云母Ar-Ar分析测试并提供了相关帮助;审稿人给出了重要的建议与意见,使文章质量得到很大提高; 在此一并致谢。