西昆仑大红柳滩矿集区伟晶岩型锂铍矿床找矿模型及意义

冯京 贾红旭 徐仕琪 陈建中 谭克彬 王厚方 张朋

摘  要：大红柳滩一带锂铍矿是近年来新疆地质矿产勘查开发局在西昆仑锰、铅锌矿取得找矿突破后又取得的一项稀有金属矿重大突破。该矿位于西藏-三江造山系巴颜喀拉地块康西瓦-泉水沟前陸盆地，处于大红柳滩锂铍稀有金属矿带。已发现有大红柳滩、卡拉喀、雪龙山、龙门山等多个大中型矿床。矿体赋存于晚三叠世二云母花岗岩、黑云母花岗岩外接触带巴彦喀拉山群顺层产出的伟晶岩脉中。NW向区域性大断裂康西瓦断裂和大红柳滩-郭扎错断裂控制着花岗岩的分布。走向节理和斜交节理控制着锂辉石伟晶岩脉的产出位置和规模大小。含锂矿物主要为锂辉石，次为少量磷锂铝石、锂电气石、锂云母、磷铁锂矿等，Li2O品位1%～3%，共伴生BeO品位0.041%～0.061%。建立了“中生代花岗岩-伟晶岩+NW向韧脆性断裂带+地层+锂铍化探异常+铁染羟基蚀变”五位一体找矿模型，并提出了大红柳滩岩体南西侧和靠近中生代酸性岩体外接触带巴彦喀拉山群顺层产出的伟晶岩脉带深部及岩体NW、SE向延长线上是今后勘查的新目标。认为大红柳滩、雪龙山、龙门山等大中型矿床是大红柳滩地区超大型锂铍矿床的不同矿段，区域具超大型锂铍矿成矿潜力。

关键词：大红柳滩;矿集区;伟晶岩;锂铍矿;找矿模型

伟晶岩型锂矿是世界锂矿床中仅次于盐湖卤水型锂矿的一种重要固体型锂矿类型[1，2]，具有品位高、易开采、提锂技术成熟的特点，占世界锂资源量总量的21.6%[3-7]。在我国也占有非常重要的地位，尤其是四川甲基卡伟晶岩型锂矿找矿重大突破[8，9]，使中国硬岩锂矿资源储量大幅度增长[10，11]。1960年，新疆地质矿产勘查开发局第二地质大队发现并评价了西昆仑第一个大红柳滩中型伟晶岩型锂矿后，西昆仑找矿基本处于停滞状态。此后，该区虽陆续开展了一些基础性地质工作，但锂矿找矿始终未取得进展[12，13]。进入“十二五”以来，国家和自治区逐步加大了西昆仑地区的找矿投入，掀起了新一轮寻找金属矿的热潮。经过十余年持续不断的勘查投入，在大红柳滩一带取得了锂铍等稀有金属矿找矿新成果[14，15]。如何取得这一地区锂铍等稀有金属矿找矿突破，是摆在我们面前的一个亟待解决的问题。2016年以来，新疆地质矿产勘查开发局按照主攻昆仑-阿尔金的战略布局，利用矿产资源潜力评价、矿产志研编和近年勘查、科技攻关研究成果，重新审视研究了西昆仑锂铍等稀有金属矿的成矿规律和找矿方向，将大红柳滩矿集区内优选的重要锂铍等异常作为首批主攻靶区[16]，开展了地质、遥感和化探查证工作，经新疆地质矿产勘查开发局第三、六地质大队多年来的不懈努力，实现了大红柳滩一带锂矿新突破。研究总结大红柳滩一带锂铍矿地质特征，解决“卡脖子”紧缺资源问题，寻找新的锂铍金属资源是目前矿床地质研究与找矿勘查的首要任务，同时也为西昆仑-阿尔金和全新疆进一步寻找同类型锂铍等稀有金属资源提供参考和借鉴。

1  成矿地质背景

大红柳滩矿集区位于新疆南部的西昆仑和喀拉昆仑结合地区，构造位置上处于西藏-三江造山系巴颜喀拉地块康西瓦-泉水沟前陆盆地，属中国大陆马尔康-雅江-喀喇昆仑巨型锂矿成矿带西段[17]，其南北分别为大红柳滩-郭扎错断裂与康西瓦-泉水沟断裂所夹持（图1），呈NW向带状展布，长约270 km，宽20～30 km。

区域上出露地层主要有古元古界康西瓦岩群、二叠系黄羊岭群及三叠系巴颜喀拉山群，呈NW向带状展布。康西瓦岩群为一套深变质、强变形地层，岩性为黑云石英片岩、片麻岩、大理岩等，呈构造岩片状展布。黄羊岭群主要为一套细碎屑岩夹少量碳酸盐岩及中基性火山岩。巴颜喀拉山群为一套碎屑岩夹少量碳酸盐岩建造，具复理石建造特征，为深水浊积岩盆地沉积。区内断裂构造较为发育，总体呈NW向展布，主要断裂有康西瓦断裂、大红柳滩-郭扎错断裂、奇台达坂断裂等。康西瓦断裂是昆仑造山带与昆南-羌塘缝合系的分界断裂，具长期活动的特点，控制区内古生代至中生代各个时期的沉积建造和岩浆岩的展布。大红柳滩-郭扎错断裂为巴颜喀拉褶断带与北羌塘地块的分界线，断裂两侧沉积建造与成矿类型均存在明显差异。区域岩浆活动强烈，侵入岩及伟晶岩脉十分发育。矿集区位于北喀拉昆仑岩浆岩带东段，属中生代三十里营房-泉水沟构造-岩浆岩带，中酸性侵入岩规模较大，多呈规模巨大的岩基状产出，复式岩体位于喀拉喀什河南岸，呈狭长NW向带状展布，走向与区域康西瓦断裂一致。岩体中岩石类型多样，主要有中细粒黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩、黑云母石英闪长岩、含石榴子石电气石二云母二长花岗岩等，规模较大的岩体以含斑黑云母二长花岗岩为主。岩体侵入于三叠系巴颜喀拉山岩群、二叠系黄羊岭岩群及古元古界康西瓦岩群之中，接触界限陡倾。区域地球化学表现为Li，Be，B元素显著富集区[18]（图2）。Li含量平均值52×10-6，富集系数1.49。Be含量平均值18×10-6，富集系数0.83。B含量平均值93×10-6，富集系数1.34。多元遥感影像蚀变信息提取显示为铁染羟基蚀变较高区域[19，20]。

2  矿床地质

区内已发现的锂铍稀有金属矿床（点）具分带、分段密集产出的特征，其分布大体与NW向构造线方向一致，可分为北、中、南3个矿带（图1）。其中北矿带处于大红柳滩岩体北东侧与泉水沟断裂之间的伟晶岩脉带中，发育有喀皮达兰、大红柳滩、大红柳滩北、大红柳滩东、阿克塔斯等矿床（点）。中矿带位于大红柳滩岩体东南端伟晶岩脉带中，发育有卡拉喀、谷顶、509道班、505、507、雪龙山、龙门山等大型矿床[21，22]。南矿带位于大红柳滩-郭扎错断裂北东侧，大红柳滩岩体南西侧的伟晶岩脉带中，目前发现有康西瓦、俘虏沟、盘龙等大中型矿床（点）[23]。

大红柳滩锂铍矿床位于大红柳滩岩体北东侧。区内出露的三叠系巴颜喀拉山群为含碳砂泥岩和细碎屑岩，次为粗碎屑岩夹少量碳酸盐岩，经变质作用形成黑云母石英片岩、二云母石英片岩，并含十字石、红柱石、蓝晶石和夕线石等矿物，显示了与甲基卡花岗岩和伟晶岩的围岩相同的变质类型。自岩体边部向北东依次分为 5 个岩性段（图3）。第一岩性段：透闪透辉石长石石英岩，内夹有少量斜长黑云母石英片岩;第二岩性段：灰色二云石英片岩，内夹斜长黑云石英片岩;第三岩性段：灰色斜长黑云石英片岩，内夹灰黑色石榴斜长黑云母石英片岩;第四岩性段：灰黑色含石榴石斜长黑云石英片岩与灰色斜长石英片岩互层;第五岩性段：含石榴石黑云石英片岩与灰色二云母片岩互层，局部夹薄层灰色角闪石英岩。已发现的110余条伟晶岩脉主要沿第一、三、五岩性段走向顺层密集产出。

构造总体为走向NW向单斜构造，地层倾向NE向。与区域性康西瓦断裂平行的NW向次级断裂和脆韧性节理裂隙发育，控制区内绝大多数伟晶岩脉的空间分布。矿区西南部发育晚三叠世二云母花岗岩，呈NW向长条状展布，侵入于巴彦喀拉群第一岩性段中。

伟晶岩十分发育，多呈脉状、不规则状、扁豆状、透镜状分布于岩体外接触带2 km范围内。紧靠岩体分布白云母-微斜长石型和白云母-微斜长石-钠长石型伟晶岩[13，24]。远离岩体（1～2 km）富含锂辉石伟晶岩脉发育。脉体走向NW向，长几米至数百米，与地层展布方向基本一致。局部地段脉体与地层走向斜交。

矿区内共有锂铍矿脉24条，地表出露长13～348.8 m，厚4.95～21.5 m。走向NW向，倾向NE向，倾角12°～27°，向深部呈似层状产出。Li2O品位1.26%～1.83%，BeO品位0.041%～0.061%。矿石矿物主要为含锂铍铌钽矿物、硅酸盐矿物和其他矿物。其中，含锂铍铌钽矿物见有锂辉石、锂白云母、磷锂铝石、磷铁锂矿、绿柱石、铌钽铁矿和钽铌铁矿等[25];其他金属矿物有锡石、氧化锰铁及纤铁矿和氯银矿等。非金属矿物主要有微斜长石、钠长石、石英、钾长石、白云母和电气石等。矿石结构主要有花岗、文象伟晶和伟晶结构;矿石构造简单，主要为条带状和块状构造。

龙门山锂铍矿床位于大红柳滩岩体东南端北东侧。区内出露地层为三叠系巴颜喀拉山群，原岩主要为粉砂岩、泥质粉砂岩和细碎屑岩（含部分火山碎屑），次为粗碎屑岩，经变质作用形成黑云母石英片岩、变质砂岩、角岩，含石榴子石、阳气石、黝帘石和角闪石等矿物。自岩体边部向北东依次分为2个岩性段。第一岩性段为长石石英砂岩夹薄层状岩屑砂岩、粉砂岩;第二岩性段为变质细粒长石石英砂岩夹变泥质粉砂岩。已发现的45条伟晶岩脉主要在第一岩性段内顺层密集产出。

构造总体为走向NW向的单斜构造，地层倾向NE向。与区域性康西瓦断裂平行的NW向次级断裂和脆韧性节理裂隙发育，控制着区内绝大多数伟晶岩脉的空间分布。矿区北部出露有小面积晚三叠世黑云母花岗岩，该岩体为大红柳滩岩体的分支，呈岩株状产出，年龄为211 Ma，NW向不规则状分布，侵入于三叠系巴彦喀拉山群中。

伟晶岩十分发育，多呈脉状、不规则状、扁豆状、透镜状，分布于大红柳滩岩体与巴彦喀拉山群外接触带2 km范围内。矿区北部晚三叠世黑云母花岗岩岩株对锂辉石伟晶岩脉的分布有较大影响，具体表现为紧靠岩株分布电气石-白云母-长石-石英型和白云母-长石-石英型伟晶岩。远离该岩株（1～2 km）分布富含鋰辉石伟晶岩脉。脉体走向NW，长几十米至千余米，与地层展布方向基本一致，局部地段脉体与地层走向斜交。

矿区内共有锂铍矿脉24条，地表出露长90～1170 m，厚0.79～7.08 m。走向NW向，倾向NE向，倾角62°～78°，矿体形态以似层状和脉状为主，局部膨大。Li2O平均品位0.574%～1.826%，BeO平均品位0.033%～0.051%。岩石中矿物类别主要为含锂铍铌钽矿物、硅酸盐矿物和其他矿物。其中，含锂铍铌钽矿物见有锂辉石、锂白云母、钽铁矿和铌铁矿等;硅酸盐矿物有微斜长石、钠长石、更长石、正长石、白云母、石英、电气石、石榴子石、锆石;其他矿物有锡石、黄铁矿。矿石结构主要有花岗结构、斑状结构、伟晶结构和文象伟晶结构，块状构造为主。

雪龙山锂铍矿床位于大红柳滩岩体东南端，矿区内沿山脊线常年被冰雪覆盖，形似“雪龙”，由此得名。区内出露地层主要为三叠系巴颜喀拉山群中组青灰色二云母石英片岩和上组变质长石石英砂岩，矿区北西、中东部大面积分布青灰色中细粒英云闪长岩岩体，含矿伟晶岩脉大多分布于距离该岩体边界直线距离2 km范围内，近矿围岩具石榴子石岩化、红柱石角岩化特征。含矿伟晶岩脉基岩露头风化较为严重，露头表面多见褐铁矿化蚀变特征。从1∶25万锂、铍地球化学等值线图中可看出，Li，Be元素于矿区内呈现异常强度高、浓集中心明显的特征，异常形态整体呈NW走向，矿区位于该异常中心中西部。Li，Be元素高值异常的展布主要受地层控制，区域上与三叠系巴颜喀拉山群地层走向基本一致，尤其是在该套地层与岩体的接触带附近，高背景区分布较为集中，与已知矿体套合良好。

截止目前，矿区内累计发现13条灰白色含锂辉石花岗伟晶岩脉，均顺层产出，呈不规则脉状、透镜体状分布于岩体外接触带及岩体顶盖围岩中（图4），总体走向NW向，与区域主构造线（大红柳滩-郭扎错断裂）方向一致。矿体露头出露标高5 400～6 100 m，长50～900 m，宽2～35 m，矿石矿物锂辉石，单矿体Li2O平均品位1.07%～2.83%;伴生BeO含量0.035%～0.065%;伴生Rb2O含量0.014%～0.146%;伴生Cs2O含量0.002%～0.013%（平均0.009%）;伴生Nb2O5含量0.007%～0.027%，平均0.012%;伴生Ta2O5含量0.004%～0.013%，平均0.010%。按矿体推深50 m，估算Li2O资源潜力约18.14×104   t，初步评价具大型远景矿床规模。含矿伟晶岩脉按矿物组合划分为4个带，自中心向两侧可划分为：①块状石英核;②石英-锂辉石带;③长石-锂辉石带;③糖粒状长石-石英-锂辉石带;④长石-白云母带。野外勘查表明，伟晶岩中锂辉石矿物多与石英、长石共生，一般不含电气石或含量较少，当电气石及云母含量较多时，伟晶岩脉含矿性较差。

3  成岩成矿时代

1986年以前，未见关于大红柳滩矿集区锂铍矿床的形成时代同位素测年工作的报道，据矿床花岗伟晶岩型的成矿类型，推测矿床的成矿时代与大红柳滩岩体成岩时代均为侏罗纪。新疆地质矿产勘查开发局地质矿产研究所利用白云母40Ar-39Ar法获得康西瓦伟晶岩白云母矿的年龄为185～156 Ma[26];邹天人等报道了大红柳滩锂矿床90号脉内取白云母测定40Ar-39Ar年龄为190.1 Ma，认为形成于早侏罗世[13];闫庆贺等利用锡石和铌钽铁矿对阿克塔斯锂矿90-1号脉进行了定年，获得铌铁矿的年龄为（211.9±2.4） Ma，锡石的年龄为（218±12） Ma[27];李侃等利用锡石对505锂矿18号矿体进行了定年，获得锡石的年龄为（223.5±7.9） Ma[28，29];唐俊林在龙门山白云母伟晶岩中采集样品一件，挑选锡石进行了U-Pb同位素测定，获得年龄为（211.3±5） Ma。综合前人各次测年结果表明，大红柳滩矿集区锂辉石伟晶岩的形成时代为晚三叠世，与大红柳滩岩体形成时代基本一致。

大红柳滩矿集区属中生代三十里营房-泉水沟构造-岩浆岩带，中酸性侵入岩规模较大，多呈岩基状产出，复式岩体位于喀拉喀什河南岸，呈狭长NW向带状展布，走向与区域康西瓦断裂一致。岩体中岩石主要有中-细粒黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩、黑云母石英闪长岩、含石榴子石电气石的二云母二长花岗岩等，规模较大的岩体以含斑黑云母二长花岗岩为主。岩体侵入于三叠系巴颜喀拉山岩群、二叠系黄羊岭岩群及古元古界康西瓦岩群之中，接触界限陡倾。近年来，锆石SHRIMP U-Pb测年数据显示，岩体主体形成时代为209～220 Ma，属晚三叠世[30，31]。

上述同位素年龄数据表明，大红柳滩地区锂铍等稀有金属矿成矿时间与岩浆活动时间大致相当。近年野外勘查研究结果表明，锂铍等稀有金属成矿作用的热源由岩浆活动提供 [32]，与岩浆密切相关。

4  找矿模型

在上述成矿地质背景、岩浆活动、矿床地质特征、控矿要素、成矿时代等方面对大红柳滩伟晶岩型锂矿矿集区认真总结分析基础上，结合前人已取得的各项研究成果，认为大红柳滩伟晶岩型锂矿矿集区锂铍花岗伟晶岩及母花岗岩（黑云母花岗岩）与世界上花岗伟晶岩和淡色花岗岩多形成于碰撞或后碰撞构造环境[33]，是晚三叠世西昆仑造山带后碰撞阶段发生的区域大规模构造变形变质-岩浆作用-流体活动的产物[34]，是后生流体充填型锂铍矿床，为一次成矿时间的结果。

在北昆仑造山带演化的碰撞晚期至后碰撞阶段，大红柳滩矿集区形成了由一系列NW向韧脆性断裂带、次级断裂和节理裂隙组成的大型右行走滑转换构造带，为北昆仑造山带碰撞晚期至后碰撞演化阶段。由一系列NW向韧脆性断裂带、次级断裂和节理裂隙组成的一个大型右行走滑转换构造带，该构造环境为岩浆及后期热液运移提供了通道，有利于伟晶岩热液中成矿元素的富集。大红柳滩矿集区伟晶岩环绕晚三叠世中酸性岩体产出，在时间、空间上均与岩体高度耦合，总体上表现出紧靠岩体脉体相对密集，远离岩体逐渐稀疏的特征。岩体边部常见角岩化蚀变，可见石榴子石、堇青石、红柱石、绢云母等特征变质矿物。从已发现的锂铍矿床（点）空间展布来看，距离岩体边部约1 km是成矿的最为有利部位。NW向展布的区域性大断裂康西瓦-泉水沟断裂和大红柳滩-郭扎错断裂控制着岩体的分布。伟晶岩脉分布严格受NW走向节理控制，是主要的容礦和导矿构造。伟晶岩脉的形态、规模、产状控制着锂铍等稀有金属矿体的产状、规模 [35]。伟晶岩脉的发育程度对围岩的物理性质具有一定的选择性。在三叠系巴彦咯拉山群中最为发育，其次为二叠系黄羊岭群、古元古界康西瓦岩群。在遥感影像上表现为灰白色或浅色线状影像，与灰黑色围岩色调差异明显。遥感蚀变信息提取呈现出铁染羟基相对较高。区域化探为Li，Be元素显著富集，大比例尺化探表现为以Li，Be为主，伴有Rb，Cs，Sn，Nb，Ta等元素的异常组合。

总之，中生代中酸性岩体及伟晶岩脉、NW向断裂、三叠系巴彦咯拉山群是成矿的必要要素，遥感异常和化探异常是次要要素，围岩蚀变、地貌、伟晶岩转石是地表的直接找矿标志。据此，建立了大红柳滩矿集区伟晶岩型锂铍矿“中生代花岗岩-伟晶岩+北西向韧脆性断裂带+地层+锂铍化探异常+铁染羟基蚀变”五位一体找矿模型（表1，图5）。

5  找矿意义

找矿模型是对矿床的地质背景、成矿条件、控矿要素、找矿标志等特征的高度概括，是解决矿产勘查工作的成矿理论和找矿实践问题的一种重要途径[36]。不同矿床成因类型，决定着不同的找矿思路及找矿方向，对具体部署实施相关矿产勘查工作具有直接影响。本次建立的大红柳滩矿锂铍矿找矿模型，为本区锂矿找矿工作指明了新方向，对进一步拓宽找矿思路和扩大找矿范围具有重要指导意义。

靠近酸性岩体外接触带和NW向区域性大断裂是大红柳滩锂成矿作用的主导控矿要素。断裂构造直接控制了岩体空间产出位置，而矿体赋存的具体位置、产出形态、具体产状和规模等特征则由一系列顺层发育于岩体附近，与区域性断裂平行的次级断裂所控制。因此，在实际找矿勘查工作中，构造控矿是确定找矿方向、实现找矿目标的重要因素。大红柳滩矿集区大中型矿床的脉状矿体群由岩体外接触带和NW向断裂控制已成为大家的共识，距离岩体边部2 km以内大量出现于三叠系巴彦咯拉山群中的伟晶岩一直是区内找矿的主要目标。包括已知锂铍矿床的深部沿NW走向就矿找矿、探寻深部可能存在的层状矿体及在大红柳滩岩体北西端、南西侧NW向伟晶岩脉带中开展找矿勘查[37]，以实现新的找矿突破。

在整个大红柳滩矿集区中，构造变形的强度总体上表现为岩体北东侧和东南部强，北西部相对较弱，岩体剥蚀程度西北高、东南低[38]。岩体东南端为大红柳滩一带岩浆侵入活动的前锋位置，节理裂隙异常发育，伟晶岩脉密集出现，是流体最活跃、成矿最有利的场所。因此，区内已发现矿床的深部和东南延长线上锂铍异常、伟晶岩分布区是今后找矿勘查的有利区段。

6  结论

（1） 大红柳滩锂矿集区是西昆仑造山带晚三叠世后碰撞阶段区域大规模构造变形变质-岩浆作用-流体活动的产物，是后生的流体充填型锂铍矿床，为一次成矿作用的结果。中生代中酸性岩体及其伟晶岩脉、NW向断裂、三叠系巴彦咯拉山群是成矿的必要要素，遥感异常和化探异常是次要要素，围岩蚀变、地貌、伟晶岩转石是地表的直接找矿标志。

（2） 矿集区内已发现的矿床与甲基卡伟晶岩型锂铍矿床特点极其类似，“中生代花岗岩-伟晶岩+北西向韧脆性断裂带+地层+锂铍化探异常+铁染羟基蚀变”五位一体是寻找此类矿床的有效方法技术组合。

（3） 中生代浆侵入活动的前锋位置，是流体最活跃、成矿最有利的场所。大红柳滩岩体北西和东南两端及沿走向延伸部位的锂铍异常、伟晶岩分布区是今后找矿勘查的有利区段。

（4） 认为大红柳滩、雪龙山、龙门山等大中型矿床是大红柳滩地区超大型锂铍矿床的不同矿段，区域具超大型锂铍矿的成矿潜力。

致谢：野外工作得到中国地质调查局西安地质调查中心李侃、高永宝研究员等人的大力支持和帮助，成文过程中得到了新疆地质矿产勘查开发局庄道泽教授级高工和新疆地质调查院杨万志教授级高工的协助，期间承蒙两位匿名审稿专家悉心审阅，提出了建设性意见和建议，在此一并致以衷心的感谢！

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