川西甲基卡式鋰礦地質(zhì)特征及成礦模式

Ill川西甲基卡式鋰礦地質(zhì)特征及成礦模式——以甲基卡鋰礦床Ill為例趙玉祥;趙光明;曾毅夫【摘要】Thegraniticpegmatitetype（Jiajikatype）LidepositsinWestSichuanareconfinedtotheSongpan-Garzeorogeniczoneandcontrolledbyclosedthermicdome.Thehostpegmatiteveinsoccurasbeltinthecenterofremeltingbiotitemonzograniteandareassociatedwithcontactmetamorphiczone.AssociatedelementsareBe,Nb,Ta,CsandSnandsoon.Aquaternitygeneticmodelofbody-belt-vein-holeisputforward.%川西花崗偉晶型鋰礦（甲基卡式）是四川省最主要的鋰礦類型（占全省鋰礦資源的98%以上）.該類型鋰礦床（點(diǎn)）均產(chǎn)于甘孜—松潘陸內(nèi)造山帶中,受封閉型熱穹窿構(gòu)造控制.含礦偉晶巖脈多成群成帶常圍繞印支期重熔分異型二云母二長花崗巖質(zhì)"母巖"呈中心式帶狀分布,并與漸進(jìn)式接觸變質(zhì)帶緊密共生,構(gòu)成"體—帶—脈—暈多位一體"成礦模式.不同類型的礦脈或巖脈在時(shí)空、成份等方面常具定向演化及分異特點(diǎn),形成鈹鈮—鋰—鉭銫（錫）的成礦系列.同一礦脈中常常有多種稀有元素（礦物）共生、伴生,形成綜合礦床.【期刊名稱】《四川地質(zhì)學(xué)報(bào)》【年（卷）,期】2015（035）003【總頁數(shù)】5頁（P391-395）關(guān)鍵詞】鋰礦;地質(zhì)特征;成礦模式;川西作者】趙玉祥;趙光明;曾毅夫【作者單位】四川省地礦局404隊(duì),四川西昌615000;四川省地礦局404隊(duì),四川西昌615000;成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,成都610059【正文語種】中文【中圖分類】P619.14花崗偉晶型鋰礦（甲基卡式）是四川省優(yōu)勢礦種，已探明LiO2資源儲量120多萬噸，預(yù)測資源量500多萬噸。主要集中分布在川西阿壩、甘孜地區(qū)，有礦床點(diǎn)15處，其中特大型3處，大型2處，中型3處，小型3處，礦點(diǎn)4處。主要礦床集中分布在石渠—雅江—九龍和馬爾康—金川—小金兩個(gè)成礦帶上，前者有康定甲基卡、道孚容須卡、石渠扎烏龍、雅江木絨、九龍三岔河、康定赫德、德格塔卡等；后者有馬爾康金川可爾因礦田、馬爾康熱水塘、馬爾康日部和壤塘司藥武等。川西地區(qū)是尋找稀有金屬鋰、鈹、鈮、鉭、（銣、銫）、錫礦的有利地區(qū)。甲基卡式鋰礦集中分布特提斯構(gòu)造域東緣印支—燕山期松潘—甘孜造山帶，狹持在甘孜—理塘斷裂和壤塘—松崗斷裂倒三角形區(qū)域內(nèi)。區(qū)內(nèi)廣泛出露三迭系西康群中上統(tǒng)地層，為一套濁流沉積相復(fù)理石建造沉積，厚度愈萬米。該套地層為花崗偉晶巖脈的賦脈（礦）圍巖，砂巖利于礦液滲透，泥巖常形成成礦的“封閉”系統(tǒng)，利于偉晶巖礦物結(jié)晶成長。區(qū)內(nèi)構(gòu)造以北西—南東向的褶皺及推復(fù)構(gòu)造為主。北西向深大斷裂斷有甘孜—理塘斷裂、鮮水河斷裂和壤塘—松崗斷裂。次級北北西向、北西向、東西向斷層及褶皺（主要為短軸背斜）亦較發(fā)育，它們是區(qū)內(nèi)主要鋰礦田（區(qū)）控礦構(gòu)造。更次級的節(jié)理裂隙及層間剝離空間是鋰偉晶巖儲礦構(gòu)造。區(qū)內(nèi)印支期中酸性侵入巖特別發(fā)育。其中二（白）云母花崗巖是區(qū)內(nèi)鋰偉晶巖的成礦“母巖”。如甲基卡二云母花崗巖、扎烏龍白云母花崗巖、金川可爾因二云母花崗巖、赫德白云母花崗巖、滴癡山二云母花崗巖等巖體。成礦“母巖”多呈不規(guī)狀巖株產(chǎn)出，出露面積幾平方公里至百多平方公里，成巖年齡159.8~214.65Ma，多為印支晚期產(chǎn)物。區(qū)內(nèi)地層均遭受了區(qū)域變質(zhì)，生成各類板巖、千枚巖、片巖和變砂巖等；隨著巖漿巖的侵入，圍繞花崗巖體產(chǎn)生低溫低壓熱變質(zhì)作用，生成以巖體為中心的透輝石、十字石、紅柱石、石榴石、黑云母等蝕變暈圈；再后偉晶巖的貫入，近脈圍巖又產(chǎn)生了以氣熱為主的電氣石化、董青石化、矽線石化等蝕變。甲基卡鋰礦區(qū)位于雅江地向斜中段甲基卡穹窿狀短軸背斜近軸部。區(qū)內(nèi)出露三迭系上統(tǒng)侏倭組、新都橋組細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖。礦區(qū)構(gòu)造主要有南北向甲基卡背斜和一系列南北向斷層。甲基卡背斜軸面直立，翼部發(fā)育一系次級倒轉(zhuǎn)褶曲。巖漿巖以印支期甲基卡巖體二云母二長花崗巖體為主體，于巖體內(nèi)、外接觸帶派生出大量花崗偉晶巖，外圍尚有石英脈存在，形成最有價(jià)值的稀有金屬礦床和水晶礦床。巖體特征甲基卡巖體呈鐮刀狀巖株侵入于甲基卡穹窿狀短軸近軸部傾末端的三迭系上統(tǒng)淺變質(zhì)巖中，出露面積5.3km2（圖1）。巖體屬底辟式侵位，向四周外傾。巖體剝蝕淺，僅出露邊緣相，巖石類型主二云母二長花崗巖，為灰白色，局部紅色。細(xì)粒花巖結(jié)構(gòu)、顯微文象結(jié)構(gòu)、塊狀構(gòu)造、平行構(gòu)造。礦物成分主要為微斜長石、斜長石石英和白云母、黑云母，副礦物有電氣石、鋰輝石、磷灰石、石榴石，偶見輝鉬礦螢石、黃玉、鈮鉭鐵礦、綠柱石、榍石、鋯石等。巖石化學(xué)成份以硅、鋁含量高，鐵、鎂、鈣含量低，揮發(fā)分含量高為特征，微量元素以富鋰、銣、鈹、錫及稀土為特點(diǎn)。巖體成因?yàn)闅ぴ粗厝坌突◢弾r（S型），花崗巖的Rb-Sr等時(shí)線年齡為198-195Ma（李健康），成巖期屬印支晚期。礦脈（體）特征礦脈（體）產(chǎn)出特征花崗偉晶巖脈圍繞甲基卡巖體二云母二長花崗巖內(nèi)、外接觸帶大致呈離心式成群成帶產(chǎn)出。礦區(qū)（56km2范圍）內(nèi)統(tǒng)計(jì)有偉晶巖脈498條，多產(chǎn)于巖體頂部及外接觸帶。外接觸帶偉晶巖脈多具貫入式特征，與圍巖界線清楚；巖體內(nèi)部存在少數(shù)異離體狀偉晶巖脈，與二云母花崗巖呈漸變過渡。偉晶巖脈多呈脈狀、不規(guī)則狀，次為透鏡狀、串珠狀、巖盤狀、巖盆狀、板狀、團(tuán)塊狀、蘑菇狀等。巖脈規(guī)模相差懸殊，一般長100~500m，最長1450m，一般厚1~20m，最厚630m，延深50~300m，最深500m以上。巖脈產(chǎn)狀受容脈裂隙控制，產(chǎn)狀一般陡?？偟恼f來，在外接觸帶外中巖脈形態(tài)較規(guī)則，規(guī)模較大，在內(nèi)接觸帶巖脈形態(tài)復(fù)雜，規(guī)模小。礦區(qū)發(fā)現(xiàn)有稀有金屬工業(yè)礦脈114條。礦體與脈體近于一致。一般鋰礦體長100~300m，最長980m，厚3~21m，最厚100m，延深35~370m;鈹?shù)V體長75~400m，厚1.4~4.8m;鈮鉭礦長52~400m，厚1~7m，延深35~80m。礦石質(zhì)量偉晶巖礦物成分較復(fù)雜，已發(fā)現(xiàn)67種礦物。主要由硅酸鹽礦物（含量大于5%）石英、微斜長石、鈉長石、鋰輝石、白云母和鋰云母等六種礦物組成。主要工業(yè)礦物是鋰輝石、綠柱石和鈮鉭鐵礦，次要有用礦物為錫石、鋰云母和鋯石，部份白云母和微斜長石（回收銣、銫）等。按特征礦物種類和含量可劃分為微斜長石型（I類）、微斜長石鈉長石型（口類）、鈉長石型（皿類）、鈉長石鋰輝石型（IV類）和鋰（白）云母型（V類）等5類花崗偉晶巖脈，其中V類可再分為白云母亞型（Va）和鋰云母型（Vb）。它們以“母巖”為中心由內(nèi)向夕M乍環(huán)帶狀分布，1型分布于巖體內(nèi)部，口-V型依次產(chǎn)于外接觸帶，總寬度2~4km。V型之外，偉晶巖絕跡，代之出現(xiàn)石英脈。與此對應(yīng)礦床類型等一系列特征亦隨之呈帶狀分布特點(diǎn)。偉晶巖脈內(nèi)部以偉晶結(jié)構(gòu)、帶狀構(gòu)造為特點(diǎn)。根據(jù)礦物顆粒大小及礦物成分不同，礦區(qū)可歸納出12個(gè)結(jié)構(gòu)帶或結(jié)合體：①粒狀微斜長石帶；②文象帶；③塊狀微斜長石帶；④白云母帶；⑤微斜長石鈉長石帶；⑥鈉長石帶；⑦石央鋰輝石帶；⑧鈉長石鋰輝石帶；⑨鈉長石白云母帶；⑩鈉長石鋰云母帶；?云英巖帶；?塊體石央帶。巖脈內(nèi)部組份多不均一，分異作用明顯，一條脈常由3~5個(gè)結(jié)構(gòu)帶組成，不同類型巖脈的標(biāo)型結(jié)構(gòu)帶和帶的共生系列各不相同。偉晶巖化學(xué)成分較復(fù)雜。礦床已發(fā)現(xiàn)50種以上元素、富含揮發(fā)分和稀有金屬，屬典型的親石性組合。鋰偉晶巖化學(xué)成份見表1稀有金屬含量：Li2O0.92%~1.4%，平均1.266%；BeO0.040%~0.0528%；Nb2O5：0.0102%~0.0144%；Ta2O5：0.0093%~0.0174%；Rb2O：0.115%~0.136%；Cs2O：0.0139%~0.0227%；Sn：0.0308%~0.10%。圍巖蝕變礦區(qū)三迭系地層經(jīng)歷了多期次、多類型、多相疊加的變質(zhì)作用，生成以巖體為中心的透輝石帶、十字石帶、紅柱石帶、石榴石帶、黑云母帶等蝕變暈圈，構(gòu)成較完整的蝕變帶序列。對偉晶巖而言，其圍巖有明顯的接觸變質(zhì)及氣液蝕變作用，形成由脈壁向外電氣石帶、堇青石帶和絹云母綠泥石化帶和（鉀）-鋰-硼-銫化學(xué)暈圈。偉晶巖地球化學(xué)特征主量元素主量元素包括Si、Al、Fe、Mg、Ca和K、Na、Li、Cs等組分。Si、Al組分約占偉晶巖組分的88%~90%，含量穩(wěn)定，變化幅度小。Fe、Mg、Ca等暗色組分含量1%~2%，隨演化明顯降低。Ca、Mg含量變化最為典型，由I類型演化到Vb類型，其含量由0.90%降低到0.09%；K、Ca、Li、Cs堿性組分，總的演化順序?yàn)镵-Na-Li-Cs逐漸增加；（Na+Li）/（Ca+Mg）值，由I類型至Vb類型由3.27增加到63.11。微量元素花崗偉晶巖中的稀堿元素和稀有元素等微量元素?？偭孔兓S演化呈增加趨勢。其中Li、Be、Ta、Cs等增加明顯。即：自二云花崗巖-微斜長石偉晶巖-鈉長石偉晶巖-鈉長石鋰輝石偉晶巖-白（鋰）云巖體晶巖逐漸增加。礦化劑F、H2O+二者隨巖脈的演化均有增高之勢。如F從0.015增至0.064%。稀土元素自低類型到高類型花崗偉晶巖，稀土總量呈降低趨勢。稀土元素配分模式（曲線）呈現(xiàn)右傾的特點(diǎn)，屬于有虧損型。同位素甲基卡礦床9號偉晶巖脈Rb-Sr法等時(shí)限年齡為（189.5±3.1）Ma①，104號、134號脈40Ar/39Ar等等時(shí)限年齡為195.7~198.9Ma②，成礦時(shí)代為燕山早期（早侏羅世）。鍶同位素：87Sr/86Sr=0.7038±0.045。屬地殼重熔成因偉晶巖。成礦流體特征據(jù)李健安等研究成果，甲基卡礦床石英中水的包裹體SD-618H2O-SMOW圖解，樣品落在原始巖漿水區(qū)域，偉晶巖流體主要來源于花崗巖漿期后熱液。礦床均一溫度介于80~550°C之間，主要介于340~260°C區(qū)間，流體溶度鹽度范圍1.03%~16.49%Nacl，主要在3%~7%之間，成礦壓力均值230-275MPa。成礦機(jī)制在印支巖漿—構(gòu)造旋迴中，川西地區(qū)在南北、東西壓力的作用下，深部硅鋁層產(chǎn)生了深層次的滑脫，熱窿，導(dǎo)致硅鋁層熔融，生成“S”型花崗巖。這種花崗巖漿在構(gòu)造應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生運(yùn)移，上涌，并發(fā)生結(jié)晶、蒸鎦、分異作用，在其頂部聚集大量富含揮發(fā)分和稀有金屬殘余巖漿（礦漿）。這種殘余巖漿在適當(dāng)?shù)目臻g生成稀有金屬偉晶巖礦床。即硅鋁層是鋰礦的成礦物質(zhì)初始層，富含揮發(fā)分和稀有金屬的殘余巖漿是鋰的成礦物質(zhì)的主要來源；圍巖及天水是成礦物質(zhì)的次要來源。礦床成因甲基卡式鋰礦床為花崗偉晶巖型礦床，屬富氟花崗巖殘余巖漿分異結(jié)晶的產(chǎn)物。成礦模式成礦要素根據(jù)礦床成礦要素與礦床生成密切程度，將成礦要素分為必要的、重要的、次要的三種。1） 必要的要素：①陸內(nèi)擠壓、匯聚、碰撞的造山環(huán)境一（松藩一甘孜造山帶）；②“熱穹窿”（短軸背斜、背斜）；③殼融型（S型）二（白）云二長花崗巖。2） 重要的要素：①三疊系西康群一套砂泥質(zhì)復(fù)理石地層；②斷裂構(gòu)造、節(jié)理裂隙、層間剝離空間；③“遞進(jìn)變質(zhì)帶（作用）”：透輝石-十字石-紅柱石、石榴石-黑云母蝕變帶；④構(gòu)造巖漿演化（幕）之間相對穩(wěn)定“平靜”期間。3） 次要的要素：①成巖成礦時(shí)代一印支晚期至燕山早期；②伴生的花崗偉晶巖脈大量產(chǎn)出。根據(jù)上述的成礦機(jī)制及成礦要素，甲基卡礦床的成礦模式見圖2。區(qū)域成礦模式見圖3。川西甲基卡式鋰偉晶巖在分布空間、成礦時(shí)代和控礦條件等方面都具有明顯規(guī)律性。礦床（點(diǎn)）空間分布集中甲基卡式鋰礦集中分布在在甘孜一理塘斷裂和壤塘一松崗斷裂狹持的倒三角形區(qū)域內(nèi)，主要沿石渠一雅江一九龍和馬爾康一金川一小金兩個(gè)成礦帶分布。就單個(gè)礦田（區(qū)）、礦來說，鋰偉晶巖均圍繞“母巖”的外接觸帶寬400~3400m成群分布。與“母巖”形影不離，關(guān)系密切。并與十字石、紅柱石、石榴石、黑云母等變質(zhì)蝕變帶分布范圍基本一致（吻合）。成礦時(shí)代相同甲基卡式鋰礦成礦時(shí)代均為印支晚期一燕山早期?？氐V條件近似1）川西鋰偉晶巖嚴(yán)格分布在陸內(nèi)碰撞造山帶中，受短軸背斜、穹窿及節(jié)理裂隙控制。即造山帶控制了整個(gè)偉晶巖帶的產(chǎn)出；穹窿狀熱背斜控制了礦田、礦床的分布；節(jié)理裂隙是含礦偉晶巖脈的貯礦空間。2）成礦“母巖”均為二云二長花崗巖或白云母二長花崗巖。3）含礦圍巖均為中上三迭統(tǒng)西康群一套砂泥質(zhì)巖石。變質(zhì)蝕變后為十字石、紅柱石、石榴石、黑云母片巖。5.1就礦找礦潛力巨大川西15處鋰偉晶巖礦床（點(diǎn)）勘查程度都較低。除個(gè)別礦脈進(jìn)行過詳查或勘探外，絕大多數(shù)礦脈僅有少量地表槽探揭露或沒有工程控制。各個(gè)礦床（點(diǎn)）均有較好的Li、Be化探異常和第四系復(fù)蓋區(qū)的物探（電法）異常沒有檢查。因此，已知礦床深部及外圍找礦潛力巨大。特別是可爾因、甲基卡和扎烏龍等礦床的資源儲量都有可成倍增加。近年來在可爾因礦田東南密集區(qū)，西部密集區(qū)，和甲基卡東礦段、西礦段的勘查成效顯著。巨大的找礦潛力已初露端倪。預(yù)計(jì)川西地區(qū)鋰資