西昆仑-喀喇昆仑造山带锂矿成矿特征与成矿规律初探

西昆仑-喀喇昆仑造山带中生代花岗伟晶岩相当发育,主要分布于麻扎-康西瓦缝合带以南的喀喇昆仑造山带,构成了西自木吉—塔什库尔干,东到大红柳滩长达600 km的喀喇昆仑稀有金属成矿带。通过多年的研究,本文对西昆仑-喀喇昆仑造山带37处稀有金属矿床(点)进行了全面系统的梳理,认为喀喇昆仑-喀喇昆仑造山带表现为“西铍东锂”的格局,稀有金属成矿年龄集中213~206 Ma。将喀喇昆仑造山带稀有金属成矿带划分为木吉-塔什库尔干稀有金属成矿亚带、赛图拉-大红柳滩稀有金属成矿亚带,从西向东可划定4个矿化集中区:木吉-布伦口稀有金属集中区、塔什库尔干-塔吐鲁沟稀有金属矿化集中区、康西瓦稀有金属矿化集中区、大红柳滩-白龙山稀有金属矿化集中区。同时,认为西昆仑-喀喇昆仑造山带西段下一阶段的找矿可放在西合休南锂铍找矿远景区、阿然保泰铍找矿远景区、木吉西锂铍找矿远景区。

西昆仑—喀喇昆仑造山带构造演化及其成矿效应

位于青藏高原北缘的西昆仑—喀喇昆仑造山带经历了原特提斯—中(新)特提斯阶段长期的构造演化,形成了复杂的岩石组合及结构—构造特征。在长期演化过程中,西昆仑—喀喇昆仑造山带形成了独特的成矿系列。本文对西昆仑—喀喇昆仑造山带基本结构、物质组成及构造演化进行总结,并讨论了不同构造演化阶段的成矿效应。西昆仑—喀喇昆仑主体分为四个主要构造单元,分别是北昆仑地体、南昆仑地体(包括以布伦阔勒群为主体的塔什库尔干地体)、麻扎尔—甜水海地体及喀喇昆仑地体。北昆仑地体代表了塔里木基底的一部分,记录了从古元古代早期到新元古代的构造演化及其对Columbia、Rodinia超大陆汇聚和裂解的响应。麻扎尔—甜水海地体是由塔什库尔干县南部新太古代变质火山沉积岩系(基底)及甜水海地区南华纪具有被动大陆边缘沉积特征的盖层岩系组成的一个完整的前寒武纪微陆块,这一微陆块和扬子地区的前寒武系具有显著的亲缘性,它与柴达木地块、祁连地块、北阿尔金地块等均是在Rodinia超大陆裂解过程中从扬子地块裂解出来的微地块群;南昆仑地体和塔什库尔干地体内的角闪岩相到麻粒岩相变质火山—沉积岩系形成于早古生代,而不是前寒武纪基底建造,它们共同构成了西昆仑地区早古生代巨型增生杂岩,这一增生杂岩是原特提斯洋长期向麻扎尔—甜水海地体之下俯冲的结果,包含了弧前增生杂岩、洋岛、岛弧火山—沉积岩及蛇绿混杂岩等。原特提斯洋的俯冲结束于440 Ma左右,使南昆仑地体发生角闪岩相变质。原特提斯洋的关闭事件在西昆仑、柴北缘、北祁连、北秦岭以及华夏地区都有记录,这一过程导致了塔里木、柴达木、北祁连、北秦岭、扬子及印支地块汇聚到东冈瓦那北缘。古特提斯洋大约于晚泥盆世—早石炭世打开,与弧后扩张有关,形成了南昆仑及北昆仑地体之间的早石炭世具有裂谷盆地性质的火山岩系。沿甜水海地体南部古特提斯洋的俯冲开始于240 Ma,以西昆仑地区最早的具有I型地球化学特征的花岗岩及花岗闪长岩为代表。古特提斯洋的关闭发生早于200~180 Ma,形成了塔什库尔干地区高压麻粒岩,并在帕米尔—甜水海地区形成了统一的侏罗纪—白垩纪磨拉石建造,代表了塔里木最终汇聚到Pangea大陆。中新特提斯阶段,沿乔尔天山的俯冲,形成了喀喇昆仑造山带侏罗纪—早白垩世岛弧岩浆杂岩及甜水海地区裂陷盆地,与冈底斯岩浆岩带相接。西昆仑—喀喇昆仑发育四期主要的岩浆侵入事件,分别是早古生代、中生代早期(三叠纪)、中生代晚期(侏罗纪—白垩纪)及新生代。岩浆岩演化与构造演化具有显著的耦合关系。西昆仑—喀喇昆仑的构造演化形成了该地区独特的成矿系列。其中原特提斯阶段的早古生代增生杂岩的发育,形成了塔什库尔干地区与火山岩有关的超大型层状磁铁矿矿床(类似BIF),形成时代为530 Ma左右;古特提斯阶段,由于古特提斯洋沿乔尔天山缝合带向北持续俯冲于甜水海地体之下,使这一地区形成了大量的伟晶岩,形成了超大型稀有金属矿床(时代为220~200 Ma);中新特提斯阶段的演化与该地区超大型铅锌铜成矿作用密切相关。基于区域地球化学测量及构造演化的认识,我们认为,在甜水海地体内,是寻找与岩浆岩有关的斑岩型及浅成低温热液有色金属矿床的最有利靶区。

西昆仑造山带复式增生楔的构造特征与演化

通过对西昆仑古生代主剪切带和早中生代增生楔杂岩剖面中的组成与构造等特征,西昆仑早古生代和晚古生代一早中生代两次向南的增生造山作用及其增生楔的组成与构造演化进行系统研究,探讨增生楔杂岩在大陆造山带及其对大陆侧向增生的意义.

新疆西昆仑造山带康西瓦含绿柱石白云母伟晶岩的地质特征与年代学研究

新疆康西瓦-大红柳滩伟晶岩带是西昆仑造山带重要的LCT型稀有金属伟晶岩矿床密集区,其中康西瓦绿柱石白云母伟晶岩和大红柳滩锂辉石伟晶岩分别为矿带内具代表性的伟晶岩型铍矿床和锂矿床。该矿带受自然条件所限,研究程度不高。现有的对矿带中伟晶岩的研究主要针对大红柳滩岩体及大红柳滩锂矿床的地球化学及成岩成矿时代,获得的成岩成矿年龄为220～210Ma,而对于康西瓦铍矿的研究成果很少。笔者在野外地质调研的基础上,总结了康西瓦铍矿床的地质特征,利用锆石LA-ICP-MS U-Pb定年方法,获得康西瓦绿柱石白云母伟晶岩结晶年龄为(209±4.4)Ma,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左右经历了一次热液活动和160Ma左右的变质作用。前人利用白云母^(40)Ar-^(39)Ar法获得康西瓦伟晶岩的年龄为185～156Ma,明显年轻于该地区岩体与伟晶岩中锆石、锡石及铌钽铁矿的U-Pb年龄,可能为康西瓦伟晶岩遭受变质作用使白云母^(40)Ar-^(39)Ar同位素体系发生热扰动所致。

西昆仑阿卡阿孜山岩体的年代、源区和构造意义

阿卡阿孜山岩体是西昆仑造山带中面积最大的花岗岩侵入体,主要由花岗闪长岩和二长花岗岩组成.对其中花岗闪长岩的黑云母40Ar/39Ar定年获得了精确的213 Ma的表面年龄.这一结果与较早前根据单颗粒锆石U—Pb法获得的年龄结果在误差范围内一致,表明阿卡阿孜山岩体并非是一个多期次的复式岩基,而是同一次岩浆活动的产物.地球化学研究表明阿卡阿孜山岩体为次铝质一轻微过铝质的钙碱性.高钾钙碱性岩体,尽管花岗闪长岩和二长花岗岩之间存在化学组分上的差异,二者均具有轻稀土富集的稀土分布模式和相似的微量元素特征.然而二者的初始Sr同位素组成存在一定的差异,表明二长花岗岩并非是花岗闪长岩分异作用的产物.二者的Sr—O的同位素共同构成了负相关,排除了在其形成过程中幔源岩浆介入的可能性,反映其源区为包含长英质组分和基性一超基性组分的增生楔物质.由于增生楔的部分熔融需要较高的能量输入,因而阿卡阿孜山岩体不大可能形成于与消减作用有关的大陆边缘环境.此次的黑云母10Ar/39Ar年龄十分接近早前的锆石U-Pb年龄,表明该岩体的冷却速率相当快,应反映一种碰撞后抬升的环境.这种环境的出现表明西昆仑古特提斯洋在晚三叠纪时已经闭合.

西昆仑“库地蛇绿岩”的解体及有关问题的讨论

路线地质填图和构造变形、变质作用研究表明,构成“库地蛇绿岩”的超镁铁质岩石和火山-复理石建造在产状和变形、变质等地质特征上存在着截然的差异,古生物和同位素年代学资料也显示着它们可能属于2个不同时代的岩石组合,因此建议将其解体成两部分:前一部分是在早古生代早或中期发生构造侵位,构成加里东期古昆仑造山带的一个构造单元,被早古生代末期和晚古生代早期形成在拉张构造背景的碱性花岗岩和煌斑岩脉侵入,显示已经作为新一期构造旋回基底的一部分;后一部分形成在中泥盆世至石炭纪,是新一期大陆裂解作用的产物.

喀喇昆仑罗布盖子大型铅锌矿成矿时代:对甜水海喀喇昆仑巨型铅锌矿带找矿勘查的启示

西昆仑喀喇昆仑位于青藏高原北缘,是特提斯构造域的重要组成部分。近年来在该区有色金属找矿勘查工作取得重大突破,相继发现一批超大型、大中型铅锌矿床。罗布盖子大型铅锌矿位于甜水海喀喇昆仑有色金属成矿带最西段,获得详查资源量大于100万t。笔者报道了该矿床的基本地质特征,确定该矿床的形成与白垩纪岩浆岩演化晚期的热液有关,并获得与成矿关系密切的淡色脉体独居石U Pb年龄为(99.25±0.78)Ma,进一步证实该矿床属于岩浆热液矿床。依据区域地球化学勘查及区域地质背景的综合分析,认为在甜水海—喀喇昆仑分布的巨型铅锌矿带,受控于侏罗纪—白垩纪火山沉积盆地及白垩纪岩浆岩,该成矿带具有重大找矿潜力。

新疆大红柳滩伟晶岩型锂矿深部结构与区域成矿模型解释

为揭示花岗岩-伟晶岩型锂等稀有金属矿成矿系统的深部结构,对西昆仑造山带大红柳滩伟晶岩型锂矿集区开展了大地电磁测深法(MT)探测。通过MT三维反演电阻率模型,探测到两个0~20 km深度范围的高阻体,反映了出露于地表的大红柳滩复式花岗岩基和半隐伏的大红柳滩东花岗岩基;20~80 km深度范围内发现的大范围高导异常,则反映了深达上地幔的地壳重熔形成的大规模长英质岩浆储库。可见,成矿母岩大红柳滩花岗岩基是有根的,而且是规模巨大深达上地幔的岩浆储库,它们为超大型大红柳滩伟晶岩型锂矿的形成提供了物源和热源。与松潘-甘孜甲基卡超大型伟晶岩型锂矿集区对比,尽管川西甲基卡地区地表出露的花岗岩有限,但MT三维反演电阻率模型显示,其也存在深达上地幔的大范围高导异常,同样反映了大规模长英质岩浆储库的存在,只是剥蚀深度浅,上侵的花岗岩未被剥蚀出来而已。从而,深剥蚀的大红柳滩地区表现为大面积花岗岩出露的“热隆”特征,而浅剥蚀的甲基卡地区则表现为花岗岩围岩“片麻岩穹隆”热变质构造特征。西昆仑-松潘-甘孜伟晶岩型锂等稀有金属巨型成矿带两端的晚三叠世超大型矿床是大规模地壳重熔长英质岩浆作用中心的产物,由于锂等稀有金属的喜水性,H2O的饱和度是造就伟晶岩型锂超常富集的关键,并在长英质岩浆储库、上侵花岗岩和伟晶岩不同分异演化阶段,锂的“预富集”为大规模伟晶岩型锂矿成矿奠定了重要基础。

新疆雪凤岭锂多金属伟晶岩的起源及对区域找矿的启示

雪凤岭锂多金属伟晶岩矿床位于西昆仑造山带,是新发现的超大型稀有金属(Li-Be多金属)伟晶岩矿床,由雪凤岭、雪盆、龙门山和双牙矿段组成,位于白龙山锂多金属伟晶岩矿床东南5 km处,是白龙山矿田的一部分。通过对雪凤岭矿床伟晶岩结构和矿物组合的详细观察,确定了4个带:石英-锂辉石(QS)带、石英-钠长石-白云母(QAM)带、石英-钠长石-电气石(QAT)带和块体石英-钠长石伟晶岩(BQA)带。雪凤岭矿床与白龙山矿床十分接近,但对雪凤岭与白龙山的关系尚待全面研究。详细介绍了广泛分布于雪凤岭伟晶岩中白云母和铌矿族矿物的结构和组成,并使用LA-ICP-MS分析贫矿伟晶岩中的铌钽铁矿和石英闪长岩中的锆石来获得U-Pb年龄。通过了解雪凤岭伟晶岩的起源,探讨白龙山矿床与雪凤岭矿床之间的关系,确定下一步稀有金属的勘探方向。研究结果表明:(1)雪凤岭矿床贫矿伟晶岩铌钽铁矿U-Pb年龄为(210.6±1.7)Ma,雪凤岭稀有金属伟晶岩矿床中的石英闪长岩锆石U-Pb年龄为(215±2.1)Ma。(2)从贫矿(QAM和QAT带)到含矿伟晶岩(QS带),白云母K/Rb从41.6逐渐降低至10.9,K/Cs从2 276逐步降低至208,铌钽铁矿的Mn#值从0.35增加至0.49,这与白龙山伟晶岩中发现的渐进演化趋势相似。而雪凤岭伟晶岩中白云母的K/Rb和K/Cs比值低于白龙山伟晶岩,表明雪凤岭伟晶岩是同母岩浆房分离结晶程度较低的结果,也显示出白龙山矿田伟晶岩自东向西演化逐渐加强的趋势。(3)为今后的勘探指明了方向:应进一步远离雪凤岭花岗岩,而白龙山矿田的西北方向为重点勘探区域。