西南天山赞比勒区富碱侵入岩及其成矿特征.pdf
2 0 1 0 焦新疆有色金属 9 新疆西南天山赞比勒区富碱侵人岩及其成矿特征 施培春 中国有色金属矿产地质勘查中心新疆地质调查所乌鲁木齐8 3 0 0 1 1 摘要新疆“富碱侵入岩”成带分布,它的出现标志着该区造山运动结束,非造山运动开始.它处于深源与拉张断裂带构造环境,属高 硅、高碱、低铝钙碱性一碱性岩石系列,凸现出稀有金属、稀土金属和S n 、M o 、W 、A u 、Z n 等的岩浆成矿专属性。赞比勒富碱侵人岩隶属塔里木 北缘富碱侵人岩带之西段,由海西晚期的碱性花岗岩、碱长花岗岩、正长岩构成.发育在二叠纪断陷盆地之内,受控于N E E 与S N 两组断裂 交会区 点 。岩体具有N b 、T a 、Y 、Y b 、Z r 、S n 、M o 、W 、A u 、Z n 等成矿专属性,从岩体向外依次出现花岗岩型一花岗伟晶岩型铌钽钇矿,矽卡岩型 锡、钼、钨、锌、铁矿,热液型与层控断裂改造型金铜锌铅矿和更远距离的汞银钡化探异常。从而显示其矿种转化、类型配套、元素分带的区域性 成矿特点。 关键词新疆西南天山赞比勒区富碱侵入岩成矿特征 1 新疆富碱侵入岩 涂光帜院士在新疆北部进行地质矿产考查时,于 1 9 8 2 年把以钠闪石碱性花岗岩为代表的花岗岩类组 合 包括钾长花岗岩、碱性花岗岩及碱性岩 称之谓 “富碱侵人体”,在岩石化学成份上,以高硅、高碱、低 铝为特征。同年在花岗岩地质和成矿关系的国际会 议上 南京】9 8 2 年 首次提出富碱侵入岩带概念。关 于“富碱侵入岩”所标示的地质意义,王中刚研究员做 过以下表述 1 标志着造山运动结束,非造山运动开始,富碱 侵人岩是非造山运动的产物。它产于岛弧带并与深 大断裂或板块构造缝合带有关,它在新疆北部的侵人 年代,大都在2 5 0 “ - - 3 0 0M a 之间,这与新疆北部地质 构造发育史相吻合。 2 指示断裂带具有拉张性质。“富碱侵入岩”分 布与深大断裂一致,这种深大断裂绝大多数是板块构 造俯冲带或缝合带,先期蛇绿岩与后期“富碱侵入岩” 标示着早期挤压后期拉张的地质构造环境。 3 “富碱侵入岩”含矿基性超基性岩和斑岩矿 床,空间上大多呈“三位一体”的成岩成矿组合,因为 它们共同需要深源与拉张断裂所标示构造环境,基于 其物源和构造环境的一致性,就有可能在区域上出现 “三位一体”的岩石与矿产最佳组合。如额尔齐斯、阿 尔曼特、克拉麦里等岩带,它们在发现初期具有挤压 构造环境,与之伴随产生蛇绿岩套,而在俯冲碰撞和 挤压之后的反弹拉张阶段,断裂转变为拉张性质,为 含矿基性超基性岩“富碱侵入岩”和斑岩矿床的形成, 创造了成岩成矿条件,这种开、合、张、驰的转换和挤 压一拉张的力学演化,就为同~条岩带出现相关的多 种岩类,创造了特殊的地质环境,实例见表1 。 表1 拉张断裂带上“富碱侵入岩”含矿基性超基性岩,斑岩矿床“三位一体”岩体组合类 4 新疆富碱侵入岩分布。如前所述“富碱侵入 岩”与新疆深大断裂和板块构造带息息相关,它们自 北而南由3 0 0M a 到4 0M a 依次更替出现不同时代 的“富碱侵入岩”,涂光帜先生将新疆北部富碱侵入岩 划分8 个带 额尔齐斯、阿尔曼特、克拉麦里、哈尔里 克、达尔布特、康古尔塔格、博罗霍洛、那拉提、兴地 。 南疆富碱侵入岩更为发育且多构成岩带如塔里木北 缘 赞比勒、依兰里克、霍拉山、克孜勒塔格 、塔里木 南缘 阿羌、叶亦克、阿帕 、阿尔金山北缘 拉竹笼断 裂 江尕勒萨依、瓦石峡、米兰河源。沿阿尔金断裂有 叶桑岗、古尔嘎北、依吞布拉克、明铁盖一红其拉甫。 他隆一布隆一康西瓦、祁曼塔格、阿尔喀尔等地,构成 万方数据 1 0 施培春新疆西南天山赞比勒区富碱侵入岩及其成矿特征第4 期 相对集中的富碱侵入岩带。 5 富碱侵入岩含矿性。 稀有稀土金属矿化塔里木北缘赞比勒区的克孜 尔托花岗岩型和花岗伟晶岩型N b 、T a 、Y 矿。西天 山伊什基里克岩带碱性花岗岩及花岗伟晶含褐钇铌 矿。兴地岩带的碱性岩含烧绿石褐钇铌矿。 钨锡钼矿化东准噶尔库兰卡孜干碱性花岗岩的 云英岩一石英脉锡石矿,塔里木北缘克孜塔格钾长花 岗岩热液充填锡石矿,矽卡岩型白钨矿、石英脉型辉钼 矿。赞比勒区矽卡岩型锡矿、钼矿,热液型锡铜矿。 金矿化吉木乃县塔斯特铜金矿与富碱花岗岩蚀 变有关。阿图什市艾西买金矿产于碱长花岗岩外侧 构造带内,哈巴河多拉那萨依金矿与富碱花岗岩有渊 源关系。 宝石水晶拜城依兰里克黑云霞石斜长伟晶岩中 有红宝石。塔什库尔干县明铁富碱侵人体的外接触带 大理岩中产兰宝石。东准噶尔红柳沟老鸦泉岩体、西 准噶尔阿克巴斯套岩体、晶洞中有结晶良好的水晶。 铝原料拜城黑英山霞石正长岩富铝贫硅是提取 销和钾的理想矿床。 石墨矿化东准噶尔苏吉泉石墨矿,产于苏吉碱 性花岗岩与碳质岩的接触带上,在花岗岩内带生成球 状石墨团块,并有工业利用价值。 2 赞比勒区富碱侵入岩地质背景 赞比勒区富碱侵入岩是塔里木北缘富碱侵入岩 带的西段,受控于西南天山活动构造带与柯坪断隆之 推覆构造过渡带一木兹都克构造过渡带。该过渡带 发育在二叠系断陷盆地内,系由北东东向与南北向两 组断裂格状交会,在其交会点和交会区内,有“富碱侵 入岩”定位,构成赞比勒区富碱侵入岩带。岩带围岩 主要是二叠系下统别良金群,为杂色泥岩、粉砂岩、砂 质页岩、泥灰岩、介壳灰岩、生物碎屑灰岩、砂质臭灰 岩、硅质岩、玄武岩及凝灰岩,底部有石膏层和复矿砂 岩。上统库铁热克群为杂色不等粒复矿砂岩、硅质 岩、凝灰砂砾岩,顶部有基性凝灰岩夹层,在岩体外接 触带上,有矽卡岩和角岩产生,且多具矿化,见图1 。 图1赞比勒富碱侵入岩带 3 赞比勒富碱侵入岩特征 3 .1 侵入岩状况 侵入岩为二叠纪晚期产物,表现为碱性辉长岩与 碱性花岗岩类的大面积侵入活动,碱性辉长岩,侵位 于推覆构造前缘靠近柯坪断隆,如普昌岩体。富碱侵 入体侵位于断陷盆地之内,多为岩株状,如塔木、霍什 布拉克、克孜尔托等岩体,而克孜勒克孜塔格岩体和 古尔拉勒达坂岩体为碱长正长岩,它们均属于幔源重 熔分异 A 型 花岗岩类。这里的岩浆活动具有出喷 发 碱性玄武岩 到侵入 碱性辉长岩、碱性花岗岩 , 万方数据 2 0 1 0 年新疆有色金属 1 1 由基性岩 辉长岩 向碱性岩系列演化的特征。 3 .2 岩体特征 富碱侵入岩,除古尔拉勒达坂岩体侵入于上石炭 统迈当他乌群之外,岩体内其余岩体皆就位于二叠系 断陷盆地之内的别良金群 P 。 和库铁热克群 P 中, 岩体面积0 .5 ~1 0k m 2 ,多沿着北东东向和南北向作 长轴发展,岩体多呈岩株,形状规则,个别为岩枝,大 多数岩体具有蚀变晕,表现为角岩化和矽卡岩化,围 绕岩体的圈层,蚀变宽度不超过5 0 0m 。岩体节理发 育,在矽卡岩与角岩带中,经常发现石英一锡石~电 气石脉和含稀有元素稀土元素 N b 、T a 、Y 、Y b 、Z r ⋯ 的花岗伟晶岩脉。矽卡岩中普遍分布石英、萤石、电 气石团块,这些含矿地质体一般长5 ~1 0c m ,宽度更 小,最长者有百米,宽5m 左右,岩体具多期次侵入 活动特点,更晚期有花岗斑岩体出现,区域内岩带总 走向为北东东向,倾向北西西。杨富全在霍什布拉克 碱长花岗岩内,进行单颗粒锆石同位素测定P b 2 。6 / U 2 3 8 ,表面年龄为2 6 1 .5 2 .7M a 。 3 .3 岩相学特征 杨富全对霍什布拉克、克孜尔托两岩体岩相学进 行研究,碱长花岗岩外观为姜黄色,新鲜岩石为红竭 色,中细粒花岗结构,块状构造。 风化特征表面突出表现为球状脱落,球粒长轴 方向为N E 向。 造岩矿物钾长石7 0 %~7 5 %,斜长石1 %~ 2 %,石英2 3 %~2 2 %及少量黑云母、白云母。钾长 石为粒状、半自形板柱状,钠长石在钾长石中呈细脉 状和薄片状,斜长石类为半自形板状,见0 .1 ~1 .0 m m ,聚片双晶,且有轻微高岭土化。副矿物有磁铁 矿、钒钛磁铁矿、锆石、金红石榍石、褐帘石、铌钽铁 矿、独居石、萤石、钍石、毒砂、烧绿石、褐铁矿、孔雀 石、电气石、黄铁矿,其中锆石、钍石含量一般大于1 g /m 3 ,个别高达1 2g /m 3 ,铌钽铁矿分布普遍。 花岗斑岩为褐黄色,斑状结构,基质细一微粒结 构,少量微隐晶结构、球粒结构,斑状构造、流纹构造。 斑晶为钾长石和石英约占5 0 %,基质为钾长石、石 英、斜长石。明显看出有花岗斑岩向流纹斑岩过渡的 结构特征,具超浅成侵入体表象。 3 .4 岩体岩石化学特征 赞比勒区富碱侵入岩S i 0 。含量在7 2 .8 4 %~ 7 7 .7 0 %之间,克孜尔托岩体较之塔木、霍什布拉克 两岩体更低,S i O 平均在7 3 .1 2 %左右。侵入岩总 碱量介于7 .7 7 %~9 .1 1 %之f n 】,而克孜尔托岩体总 碱量平均大于9 %,远远高于中国花岗岩的平均含 量,K 。O N a 。O 约1 .8 ~2 倍,属于高硅、高碱、低铝 钙碱一碱性岩石系列。 根据邹天人、蔡宏渊对霍什布拉克岩体的稀土元 素和微量元素研究,得知 1 稀土元素总量E R E E 为5 1 5 .9 1 0 一; 2 L R E E /H R E E 比值为2 .4 ,表明稀土元素分 流较高; 3 L a /Y b 中S 为6 .3 4 ,| a /s i n 中S 为5 .1 2 ,则 轻稀土富集; 4 8 。v 0 .1 2 为负铕异常,属铕强烈亏损型; 5 配分模式为向右倾斜大的负铕异常,是近于 平滑的稀土元素曲线。微量元素的K 、L i 、R b 、N b 、 Z r 、N i 、S c 元素含量偏高,比世界花岗岩 维诺格拉多 夫1 9 6 2 偏高1 .1 4 ~5 .7 5 倍。 表2 岩体成矿元素含量 1 0 _ 6 另外元素的特点,表现为岩体或矽卡岩F 、B 含 量高,萤石、电气石分布普遍。在岩体内它们以星散 状分布于钾长石、斜长石、石英等矿物之间或以石英 一电气石脉、石英一萤石脉产出,而矽卡岩中的电气 石与萤石多以浸染状、团块状与矽卡岩矿物伴生。 地矿二大队在全区发现稀有稀土元素矿化点8 处,有3 处接近工业品位,已知N b O 。为0 .0 2 4 %~ 0 .0 3 1 3 %,T a 2 0 s 为0 .0 0 4 %~0 .0 0 5 %, N b T a 2 0 。为0 .0 2 9 %~0 .0 3 6 3 %。1 号矿化点位于斑 状中细粒碱性花岗岩脉中,长3 8 0m ,宽4 ~61 T I , N b 2 0 。为0 .0 1 8 ~0 .0 3 8 %,平均品位0 .0 3 1 3 %, T a 2 0 。为0 .0 0 2 %~0 .0 0 5 %,平均品位0 .0 0 4 2 %, T R 2 0 。为0 .0 6 5 %~o .1 6 2 %,平均品位0 .1 2 %。 3 .5 勘查地球化学 富碱侵入岩化学成分中,S i O 、F e 。O 。、K 。O 、A s 、 B 、B e 、B i C o ,C r C a ,M o ,N b ,T a 、S b 、T h T ,,c , 扩, w 、Y 、Z r 、F e 等高于酸性岩平均含量。A l O 。、M g O 、 C a O 、N a 。O 低于酸性岩平均含量,其中F 、B 等矿化 剂高出丰度值2 ~9 倍。这表明系岩浆期后成因,有 利于元素的迁移与富集,属岩浆前锋,同时反映岩体 剥蚀不大,是寻找有色、稀土、稀有、放射性等元素的 较好地球化学环境。元素在水系沉积物分布的特点 是A g 、A s 、S b 在各地层中贫化与富集规律清楚,A g 普遍富集,A s 在沉积岩中相对富集,二叠系石炭系地 万方数据 1 2 施培春新疆西南天山赞比勒区富碱侵入岩及其成矿特征第4 期 层区次生富集幅度最大,在富碱侵入岩中却相对贫 化,S b 元素在二叠系与石炭系分布区出现富集,但在 泥盆系与富碱侵入体分布区相对贫化,说明S b 在碱 性环境下活动性较弱,A g 、A s 、S b 是热液型矿床典型 的前缘元素。在富碱侵入岩区除A g 、A s 、S b 元素 外,水系沉积物中A u 、B a 、C d 、C o 、C r 、C u 、H g 、M n 、 N i 、P 、S r 、T i 、V 、S n 、F e z O 。、C a 0 、M g O 次生富集现象 明显,推测是复式岩体的表象,对形成有色贵金属矿 产有利,而水系沉积物中贫化元素有B 、B e 、B i 、F 、C a 、 P b 、S b 、T h 、W 、Y 、Z r 、S i 0 2 、A 1 2 0 3 、K 2 0 、N a 2 0 。 3 .6 主要矿化类型及元素组合 物源区岩体带 花岗岩及花岗伟晶岩型 稀有、 稀土元素N b 、T a 、Y 、B e 、T h 、U 、F 、Z r 、M o 、L a 、L i 。 近源成矿叠加带矽卡岩带 磁铁矿矽卡岩型 S n 、M o 、F 、B 、B i 、A u 、C u 、Z n 、W 、C d 、P b 、A s 、C o 、N i 。 远源成矿影响带断裂带 热液脉状型层控改造 型 C u 、Z n 、P b 、A g 、C d 、A s 、S b ,流纹岩及碳酸盐中 H g 、S b 、A g 化探异常。 4 赞比勒区富碱侵入岩成矿特征 4 .1 岩体成矿专属性 全疆富碱侵入岩含矿具有多样性,即有稀有元 素、稀土元素、钨、锡、钼、宝石、铅、碳、钾等矿产。赞 比勒区则表现为稀有一稀土元素、锡、钼、锌、铜、电气 石与萤石矿,岩带岩石有碱性花岗岩、碱长花岗岩和 正长岩,以N b 、T a 、Y 、Y b 、Z r 、A u 、S n 、M o 矿产占主 体,充分显示出具有稀有一稀土金属和锡钼金锌等矿 产的成矿专属性。 4 .2 元素分带及矿种转化性 富碱侵入岩的构造就位条件是断裂交会区,沿着 北东东向和南北向两组断裂分布,统计元素分配有如 下规律,自南西向北东 即从岩体带向外 综合异常表 现的元素分带,在岩体与接触带 花岗岩型、花岗伟晶 岩型、矽卡岩型 为N b 、T a 、Y 、S n 、M o ,体现为克孜尔 托铌钽矿、塔木锡矿、卡拉丘别钼矿、奇吉布拉克锡锌 矿,中部为A u 、C u 、Z n 、A s 、S b 、P b ,体现为艾西买金 矿、哈达铜锌矿、克孜尔布拉克铅锌矿,远程有库铁热 克H g 、A g 、A s 、B a 化探异常,位于库铁热克村西山 头。这种由稀有一稀土金属矿产向S n 、M o 矿产、铜 铅锌矿产及H g 、A g 化探异常的元素演化,显示出一 个由岩体向外从高温一低温的元素分带和矿种转化, 说明以富碱侵入体为矿源向外发散,从而形成矿产水 平与垂向上的分带过渡规律。 4 .3 类型配套与成矿系列性 就目前发现矿床与矿点,再结合区域勘查地球化 学成果,归类出如下规律 岩体内部花岗岩型一花岗伟晶岩型N b 、T a 、Y 、 Z r 克孜尔托 。 岩体接触带矽卡岩型 磁铁矿、电气石、萤石、石 榴石、阳起石、矽卡岩 S n 、M o 、Z n 塔木、卡拉丘别、 奇吉布拉克 。 断裂和断裂改造一热液型A u 、C u 、Z n 、P b 哈 达、克孜尔布拉克、艾西买 H g 、A g 、A s 、B a 化探异 常,出现在岩体最外侧大于1 0k m 距离之外,座落在 二叠系流纹岩与碳酸盐中。 这样就清晰地显示出类型配套转换、矿种演化与 岩浆成矿系列性的空间分布规律,见表3 。 表3 赞比勒区富碱侵入岩成矿系列 成矿温度高温中高温中温低温 萎室兹嚣薏辇署 矽卡岩型 层蓥鋈篓型 , 矿种 N bT aYZ rS nM oZ nC uZ n P bA uH gA gA sB a 1 滞克孜尔托慧搿糕蕊霎蒋蓄 矿募霉管’ 岩体 物源 带一近源成矿叠加带一远源成矿影响带 参考文献 C 1 3 涂光帜,等.新疆北部主要矿产成矿规律及找矿方向研 究报告.1 9 9 0 .1 3 9 1 4 8 . 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