阿尔金西段库木塔什萤石矿床成因:磷灰石U-Pb年龄、原位Sr-Nd同位素、地球化学约束

近年来,阿尔金西段取得萤石找矿重大突破,相继发现卡尔恰尔和库木塔什等矿床,但成矿时代和成矿机制研究薄弱。笔者选取库木塔什矿床与萤石密切共生磷灰石为研究对象,开展原位U-Pb定年、Sr-Nd同位素及地球化学分析,以探讨萤石矿成矿时代及矿床成因。磷灰石常呈自形-半自形结构,表面均匀,单偏光下近乎透明,主要与萤石、方解石、带云母、氟碳铈矿等矿物共生。结果显示,磷灰石U-Pb同位素年龄为(448±27)Ma,成矿作用与碱长花岗岩侵入活动密切相关,均为晚奥陶世构造-岩浆活动产物。磷灰石中F含量为4.20%~5.12%,Cl含量小于0.02%,极低的Cl含量表明出溶的流体Cl含量较低。磷灰石稀土元素含量较高(908×10^(-6)~2164×10^(-6)),稀土配分曲线显示强烈Eu负异常和Ce正异常,且与萤石、方解石、碱长花岗岩有明显的一致性,推测与岩浆-热液阶段大量流体出溶密切相关。磷灰石的^(87)Sr/^(86)Sr值为0.70913~0.71047,^(143)Nd/^(144)Nd值为0.51138~0.51153,εNd(t)值为-13.3~-10.3,表明成矿物质具有壳幔混合特征。综合研究表明,阿尔金西段萤石成矿时代为奥陶纪,与同期碱长花岗岩密切相关,形成于后碰撞伸展阶段,成矿流体来源于碱长花岗岩的熔体-流体演化,为岩浆热液充填型矿床。

阿尔金西段库木塔什萤石矿床成矿流体特征及成矿机制探讨

库木塔什萤石矿床位于阿尔金西段卡尔恰尔超大型萤石矿带内,是近年来新发现的一处大型萤石矿床,矿体以萤石-方解石脉型为主,伴生含锂带云母,产于古元古界阿尔金岩群的NE向与近EW向断裂中。目前,关于矿床成矿流体特征与成矿机制的研究较为薄弱。本研究以不同成矿阶段萤石和方解石的流体包裹体为研究对象,开展流体包裹体岩相学、显微测温、激光拉曼光谱和H、O同位素研究。成矿过程可划分早阶段(Ⅰ)、晚阶段(Ⅱ)两个阶段。早阶段形成块状矿石,主要发育富气两相水溶液包裹体和CO_(2)三相包裹体,均一温度为225.1~410.8℃,盐度为5.20~9.63 wt%NaCl_(eqv),密度为0.25~0.76 g/cm^(3);晚阶段形成角砾状、网脉状矿石,主要发育富液两相和富气两相水溶液包裹体,均一温度为117.2~347.8℃,盐度为0.53~12.73 wt%NaCl_(eqv),密度为0.40~0.91 g/cm^(3)。包裹体的液相成分以H_(2)O为主,含有少量CO_(2),气相成分以CO_(2)为主,含少量的CH4、N2、H_(2)及H_(2)S等。成矿早期流体为中高温、中低盐度、低密度的NaCl-H_(2)O-CO_(2)热液体系,成矿晚期流体为中低温、低盐度、低密度的NaCl-H_(2)O-CO_(2)热液体系。H、O同位素研究结果表明,成矿流体来源于岩浆热液和大气降水的混合。成矿早期萤石的沉淀机制主要为岩浆热液和大气降水混合以及水-岩反应,晚期进一步发生流体混合作用,致使温度降低,形成角砾状及网脉状矿石。库木塔什萤石矿床属岩浆热液充填型脉状萤石矿床。

阿尔金西段卡尔恰尔—库木塔什超大型萤石矿带矿床地质、控矿花岗岩特征及找矿远景

【研究目的】阿尔金西段近年来萤石找矿取得重大突破,新发现卡尔恰尔、库木塔什、小白河沟、布拉克北等矿床(点),已达超大型规模,初步形成西部重要的萤石大型资源基地。有关萤石成矿机制的研究非常薄弱,本文选择区内的典型矿床开展研究,以期揭示阿尔金西段超大型萤石成矿带矿床地质、控矿因素与找矿远景,深化矿床成因研究并指导区域找矿。【研究方法】本文在详尽野外调查的基础上,利用LA-ICP-MS锆石定年、岩石地球化学和Hf同位素分析,探讨成岩成矿时代、控矿碱长花岗岩成因及萤石成矿机制,总结区内控矿要素和找矿标志,通过地质、地球化学和遥感等数据进行成矿预测,分析区域找矿远景。【研究结果】研究发现,区内萤石成矿与碱长花岗岩密切相关,矿体明显受控于北东向及次级北东东、东西向断裂构造,赋矿地层主要为阿尔金岩群斜长片麻岩和大理岩,矿石类型主要有块状、脉状、角砾状矿石,矿物组成主要为萤石、方解石、少量石英及磷灰石,早期萤石呈白色,晚期萤石呈紫色,伴生含锂的带云母,属于岩浆热液充填型脉状萤石矿床。库木塔什萤石矿区控矿碱长花岗岩锆石U-Pb年龄为(450.0±2.7)Ma,εHf(t)为-5.33~+6.45,二阶段模式年龄(TDM2)为1020~1767 Ma,具有钾玄质、准铝质、高分异特点,具有富F、高ΣREE特征,明显富集大离子亲石元素Rb、Th、U、La、Ce、Nd、Zr、Hf等,强烈亏损Ta、Nb、Sr、P、Ti等,属于A型花岗岩,与奥陶纪造山后伸展背景下壳幔岩浆混合作用密切相关。【结论】区域广泛分布的高氟碱长花岗岩对于萤石-锡-稀有-稀土成矿十分有利。矿带萤石控矿要素主要为碱长花岗岩+北东向断裂及次级构造系+阿尔金岩群富钙地层,叠加“F化探异常+碳酸根离子异常”等重要找矿标志,成矿预测显示具有巨大的萤石找矿潜力,北东向与东西向构造系、碳酸根离子异常、F化探异常等套合区域具有较大找矿远景。

阿尔金西段侏罗系沉积特征及石油地质条件分析

阿尔金西段侏罗系由中、下侏罗统大煤沟组和上侏罗统采石岭组组成,出露于格斯沟至黑水沟一带以及祁曼塔格西北缘,呈NEE方向展布。钻井和地震资料表明,阿尔金西段侏罗系在盆地内部新生界覆盖之下也有大面积分布。大煤沟组是以冲积扇-河流-滨湖相沉积为主的含煤建造,暗色泥岩发育;采石岭组是以洪-冲积扇相沉积为特征的碎屑岩建造。其沉积特征与柴达木盆地北缘、西部以及塔里木盆地极为相似,表明侏罗系沉积时柴达木盆地与塔里木盆地是连通的,属于同一侏罗纪原型盆地,此时阿尔金断裂并不存在。直至渐新世伴随阿尔金断裂的大规模走滑,阿尔金山快速隆升,才分割为两个盆地。有机质化学分析表明大煤沟组中暗色泥岩有机质丰度高,为中等-好的烃源岩,干酪根类型为II2-III型,热演化处于成熟-高熟阶段,具有生油潜力。此外该区域生储盖匹配良好,圈闭发育,具有较好的石油地质条件和油气勘探前景。

阿尔金西段巴什库尔干群变质作用pT轨迹及其构造意义

长城系巴什库尔干群主要出露于阿尔金构造带西段北缘,是一套中浅变质结晶岩系,其斜长角闪岩中角闪石、斜长石多具成分环带,由角闪石和斜长石成分环带确定的温压条件构成一个较陡的顺时针近等温减压pT轨迹,其地质动力学过程属于典型的地体碰撞→抬升模式,表明阿尔金构造带西段北缘的地质构造演化经历了俯冲碰撞及碰撞后的快速抬升过程。

阿尔金西段侏罗系沉积特征及石油地质条件研究

随着阿尔金断裂的大型走滑和阿尔金山的迅速崛起,侏罗纪原型盆地分为两个盆地。有机物的分析表明,煤层中的暗色泥岩的黑暗是高的,这是中等-好的烃源岩,干酪根类型Ⅱ2和Ⅲ型,热演化为成熟-高阶段。此外,储层具有良好的匹配、圈闭发育、良好的油气地质条件和油气勘探前景。

阿尔金西段侏罗系烃源岩及生烃潜力评价

本文根据现有资料,对所取烃源岩样品化验结果进行科学分析,本次分析项目包括:有机质碳含量、热解、氯仿沥青"A"、镜质体反射率、饱和烃色质、饱和烃色谱、稳定同位素,干酪跟分离等,据此评价有机质丰度和成熟度,在此基础上评价烃源岩的生油潜力。结果表明:侏罗系烃源岩有机质丰度偏低,多为Ⅲ型,处于主要成熟阶段,总体来说生烃潜力差。