徐云峰， 秦宇龍， 王顯鋒， 李名則， 周 雄， 詹涵鈺， 武文輝

(1.稀有稀土戰(zhàn)略資源評價與利用四川省重點實驗室，成都 610081； 2.四川省地質(zhì)調(diào)查院，成都 610081； 3.中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所，成都 610041)

0 引言

21世紀(jì)以來，我國石化能源出現(xiàn)了前所未有的危機(jī)，新能源需求迫切，作為新時代“白色石油”的鋰礦勘探工作得到了高度重視[1]。作為國家新興能源基地和中國最大的偉晶巖型鋰多金屬礦床[2]，甲基卡鋰輝石整裝勘查區(qū)相繼開展了以鋰輝石為主的稀有金屬資源調(diào)查及評價工作，取得了重大進(jìn)展，僅X03號含鋰偉晶巖礦脈新增氧化鋰資源量就達(dá)88萬t，甲基卡氧化鋰資源量躍居中國乃至亞洲第一位[3]。四川省地質(zhì)局川西402地質(zhì)隊[4]、四川省地質(zhì)局川西404地質(zhì)隊[5]及四川省地質(zhì)調(diào)查院[6]在容須卡地區(qū)開展了以鋰(鈹)為主的地質(zhì)找礦工作。此外，一些學(xué)者先后研究了該區(qū)紅柱石遠(yuǎn)景儲量[7]、典型偉晶巖型礦床的形成機(jī)理及大陸動力學(xué)背景[8]、鋰輝石礦床地質(zhì)特征及成因[9]、紅柱石化學(xué)成分及譜學(xué)特征[10]、稀有金屬偉晶巖原生暈特征[11]、稀有金屬找礦前景[12]及鋯石年代學(xué)[13]等，認(rèn)為: 容須卡巖體原始巖漿的初始結(jié)晶時代為晚三疊世，源區(qū)可能來自黑云母的脫水熔融，偉晶巖脈成巖晚于花崗巖； 區(qū)內(nèi)稀有金屬鋰找礦前景較好，偉晶巖脈均產(chǎn)于巖體外接觸變質(zhì)帶富Si和Al的泥質(zhì)巖系中，接觸變質(zhì)帶外一般無偉晶巖產(chǎn)出； 容須卡地區(qū)紅柱石儲藏量巨大，可能成為我國最大的紅柱石礦床或世界級大礦。以上研究在礦產(chǎn)儲量探查、礦床地質(zhì)特征和成巖年齡等方面獲得了一定成果，但對容須卡地區(qū)中酸性侵入巖及偉晶巖的地球化學(xué)特征及成礦地質(zhì)條件缺乏系統(tǒng)研究。

本文對容須卡地區(qū)中酸性侵入巖及偉晶巖進(jìn)行野外地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)綜合研究，結(jié)合前人相關(guān)成果，對該區(qū)中酸性侵入巖與偉晶巖的地球化學(xué)特征進(jìn)行研究，探討該礦床的成礦地質(zhì)條件及松潘—甘孜造山帶造山作用對該區(qū)成巖成礦作用的影響。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于松潘—甘孜造山帶東部巴顏喀拉地塊雅江殘余盆地，地層區(qū)劃屬巴顏喀拉地層區(qū)瑪多—馬爾康地層分區(qū)的雅江小區(qū)，成礦區(qū)帶屬于石渠—雅江Li-Be-Au-Pb-Zn-Sn Ⅳ級成礦帶[14]。區(qū)內(nèi)主要出露晚三疊世侏倭組、新都橋組及少量第四系(圖1)，其中侏倭組主要為變質(zhì)細(xì)砂巖，新都橋組主要為石榴石十字石紅柱石二云母片巖及含細(xì)砂條帶粉砂質(zhì)絹云母板巖。該區(qū)巖漿巖屬雅江—九龍花崗巖帶[16]，主要出露石英閃長巖，發(fā)育花崗閃長巖、石英閃長巖、偉晶巖、細(xì)晶巖及石英脈等中酸性巖脈。偉晶巖為研究區(qū)稀有金屬礦的賦礦巖脈，可分為5種類型，分別為Ⅰ-微斜長石型、Ⅱ-微斜長石鈉長石型、Ⅲ-鈉長石型、Ⅳ-鋰輝石型和V-鋰(白)云母型，其中Ⅳ-鋰輝石型和V-鋰(白)云母型偉晶巖為稀有金屬礦的主要賦礦巖脈[17]。

1.逆沖推覆帶； 2.滑脫帶； 3.構(gòu)造穹??； 4.平移斷層； 5.前震旦紀(jì)變質(zhì)雜巖； 6.變質(zhì)核雜巖； 7.巖漿核雜巖； 8.中—新生代花崗巖； 9.第四系沼澤； 10.晚三疊世侏倭組； 11.晚三疊世新都橋組一段； 12.晚三疊世新都橋組二段； 13.石英閃長巖； 14.花崗閃長巖； 15.偉晶巖； 16.石英脈； 17.十字石帶； 18.紅柱石帶； 19.石榴石帶； 20.黑云母帶； 21.堇青石帶； 22.采樣位置及樣品編號

研究區(qū)構(gòu)造主要為容須卡構(gòu)造-巖漿熱穹隆，呈渾圓狀，東西寬約10 km，南北長約11 km。核部主要出露晚三疊世侏倭組變質(zhì)細(xì)砂巖，四周出露新都橋組一段和二段，一段主要為石榴石十字石紅柱石二云母片巖，二段主要為含細(xì)砂條帶粉砂質(zhì)絹云母板巖。核部傾角緩，往四周傾角逐漸變陡傾，推測該穹隆深部可能有隱伏巖體。穹隆周圍發(fā)育呈環(huán)帶狀分布的漸進(jìn)變質(zhì)帶，由核部向外依次為十字石帶、紅柱石帶、石榴石帶、黑云母帶和絹云母-綠泥石帶，變質(zhì)相由角閃巖相、高綠片巖相逐漸過渡至低綠片巖相。區(qū)內(nèi)節(jié)理和裂隙發(fā)育，其中NE向裂隙為含礦熱液的充填及成礦元素的富集提供了有利空間。

研究區(qū)偉晶巖型鋰多金屬礦主要賦存于晚三疊世新都橋組一段，共發(fā)現(xiàn)偉晶巖脈體79條，其中含礦偉晶巖27條，主要分布在容須卡、惹一卡和格拉基地區(qū)。含礦脈體規(guī)模不等，長90～560 m，厚2～9 m，最厚可達(dá)20 m，多呈雁列式分布。礦石結(jié)構(gòu)主要為中-粗粒結(jié)構(gòu)，少數(shù)為細(xì)粒結(jié)構(gòu)、交代結(jié)構(gòu)及熔蝕結(jié)構(gòu)； 礦石構(gòu)造主要為塊狀構(gòu)造，其次為似斑狀、條帶狀及浸染狀構(gòu)造。礦石中Li2O品位為0.4%～3.85%，Rb2O品位為0.04%～0.1%。

2 巖石地球化學(xué)特征

2.1 測試方法及結(jié)果

在容須卡巖漿熱穹隆中心及外圍共采集花崗閃長巖、石英閃長巖及偉晶巖樣品6件(圖1)，送至中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所完成主量、微量及稀土元素測試。主量元素采用定量分析，參照硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法，應(yīng)用熔片X-射線熒光光譜法及等離子體光電直讀光譜分析法； 稀土和微量元素采用等離子質(zhì)譜法測定，Cr、Ga、Zr同時采用壓片法和X-射線熒光光譜法，As、Bi、Sb采用原子熒光光譜法，Ag、B、Sn采用發(fā)射光譜法。容須卡中酸性侵入巖及偉晶巖主量、微量及稀土元素分析結(jié)果如表1所示。

2.2 主量元素

由表1可知，容須卡中酸性侵入巖的SiO2含量為61.99%～71.26%，平均值為66.75%； 全堿含量為3.33%～4.7%，平均值為4.19%； K2O/Na2O為0.74～2.1，平均值為1.14，具有富鉀特征。里特曼指數(shù)σ為0.392～1.09，均<3.3，具有鈣堿性系列巖石特征。在TAS分類圖解(圖2)中，中酸性侵入巖3個樣品位于花崗閃長巖范圍內(nèi)，1個樣品位于石英閃長巖范圍內(nèi)。在SiO2-K2O圖解(圖3)中，中酸性侵入巖位于鈣堿性系列巖石區(qū)。此外，中酸性侵入巖的Al2O3含量為9.82%～16.28%，平均值為13.09%，A/CNK為0.48～1.15，總體<1.1，具有準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石特征。因此，容須卡地區(qū)中酸性侵入巖屬鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石，巖石源區(qū)殼源成分較高。

圖2 中酸性侵入巖及偉晶巖TAS分類圖解[18]Fig.2 TAS classification of intermediate acid- acid intrusive rocks and pegmatites[18]

圖3 中酸性侵入巖及偉晶巖SiO2-K2O圖解[19-20]Fig.3 SiO2-K2O diagram for intermediate acid- acid intrusive rocks and pegmatites[19-20]

偉晶巖的SiO2含量為72.18%～77.07%，平均值為74.14%； 全堿含量為4.11%～8.32%，平均值為6.34%； K2O/Na2O為0.18～0.8，平均值為0.52。里特曼指數(shù)σ為0.496～2.372，均<3.3，具有鈣堿性系列巖石特征。在TAS分類圖解(圖2)中，偉晶巖均位于花崗巖區(qū)。在SiO2-K2O圖解(圖3)中，偉晶巖基本位于鈣堿性系列巖石區(qū)。此外，偉晶巖的Al2O3含量為17.18%～17.68%，平均值為17.44%，A/CNK為1.28～2.85，平均值為1.98，總體>1.1，具有強過鋁質(zhì)巖石特征。因此，容須卡地區(qū)偉晶巖屬鈣堿性強過鋁質(zhì)巖石。

2.3 稀土元素

相對于中國大陸巖石圈[21]，容須卡中酸性侵入巖及偉晶巖Li、Nb、Rb、Cs均富集。中酸性侵入巖的稀土元素總量(∑REE含量)為(127.2～204.4)×10-6，LREE/HREE為1.79～2.98，δEu為0.65～0.91，Sm/Nd為0.16～0.23，平均值為0.19； 偉晶巖的稀土元素總量為(1.41～5.40)×10-6，LREE/HREE為1.23～2.48，偉晶巖R3HQ1、R2HQ8、48HQ1的δEu為0.23～0.36，銪負(fù)異常較強，偉晶巖HQ4的δEu值為1.37，表現(xiàn)為銪正異常，Sm/Nd為0.39～0.61，平均值為0.44(表1)。球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化稀土元素配分曲線圖(圖4)顯示，中酸性侵入巖與偉晶巖的稀土元素特征曲線形態(tài)相似，但也有差異。偉晶巖稀土元素明顯虧損，Eu虧損強烈?？傮w看，二者輕、重稀土元素分異較明顯，均表現(xiàn)為重稀土元素虧損，輕稀土元素富集，與藏南、華南及國外淺成型、重熔型及淺色花崗巖特征相近，與幔源型及交代型花崗巖特征不同[7]，說明容須卡中酸性侵入巖和偉晶巖可能為同源巖漿演化的產(chǎn)物。

圖4 中酸性侵入巖及偉晶巖球粒隕石標(biāo) 準(zhǔn)化稀土元素配分曲線圖[22]Fig.4 Chondrite-normalized REE patterns for intermediate acid-acid intrusive rocks and pegmatites[22]

2.4 微量元素

根據(jù)原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖(圖5)，容須卡中酸性侵入巖中Nb、P、Hf及Ti具明顯負(fù)異常，偉晶巖中相應(yīng)元素不具該特征或具正異常。相對于中酸性侵入巖，偉晶巖中的Ba、Th、La、Ce、Sr、Nd、Sm、Ti、Y 、Yb 及Lu均表現(xiàn)出顯著虧損， Rb、U、Nb及Hf則相對富集，P無明顯差異。中酸性侵入巖與偉晶巖微量元素特征總體上差異明顯。

圖5 中酸性侵入巖及偉晶巖原始地 幔標(biāo)準(zhǔn)化微量元素蛛網(wǎng)圖[22]Fig.5 Primitive mantle-normalized spider diagram for intermediate acid-acid intrusive rocks and pegmatites[22]

付俊杰[9]將容須卡中酸性侵入巖與華南及國外不同類型花崗巖的微量元素數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)其與華南改造型重熔花崗巖和奧夫奇尼科夫分類中的殼源重熔型花崗巖相近。周雄等[13]的研究表明，該巖漿可能起源于殼-?；烊刍蛳碌貧の镔|(zhì)的部分熔融，屬下地殼重熔的I型高鉀鈣堿性花崗巖系列巖石，形成于松潘—甘孜造山帶碰撞后構(gòu)造背景。

3 成礦地質(zhì)條件

3.1 地層

研究區(qū)晚三疊世新都橋組一段是容須卡偉晶巖型鋰多金屬礦床的容礦圍巖，巖性主要為石榴石十字石紅柱石二云母片巖，由泥質(zhì)巖經(jīng)變質(zhì)作用形成，受應(yīng)力作用后形成一定規(guī)模的節(jié)理及裂隙，為含礦熱液的充填及成礦元素的富集提供了有利場所。泥質(zhì)巖因滲透率較小，具有良好的屏蔽作用，一定程度上減弱了熱量的擴(kuò)散及成礦有利物質(zhì)的流失，形成礦體的頂、底板。

3.2 構(gòu)造

3.2.1 成巖構(gòu)造

在花崗巖構(gòu)造環(huán)境判別圖解(圖6)中，中酸性侵入巖落入后碰撞構(gòu)造環(huán)境區(qū)。巖石主量元素特征表明，容須卡地區(qū)中酸性侵入巖屬鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石，巖石源區(qū)殼源成分較高，屬Ⅰ型花崗巖系列，其形成與松潘—甘孜造山帶碰撞后構(gòu)造環(huán)境有關(guān)，其物質(zhì)來源應(yīng)為地殼物質(zhì)的部分熔融，可能混入了少量幔源物質(zhì)。

(a) Rb-(Nb+Y)圖解 (b) Rb-(Yb+Ta)圖解

3.2.2 成礦構(gòu)造

容須卡巖漿熱穹隆主要分布在鮮水河斷裂帶與雅江殘余盆地交接復(fù)合部位。印支末期，造山運動結(jié)束了雅江盆地及鮮水河裂谷的海侵歷史，地層受NNE向逆沖推覆構(gòu)造影響，形成了NNW向平臥褶皺及倒轉(zhuǎn)緊閉褶皺(局部為直立緊閉褶皺)。燕山早期，NNE向擠壓應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)榻麰W向褶皺擠壓應(yīng)力，NNW向褶皺受近EW向褶皺擠壓，形成容須卡穹隆，同時導(dǎo)致鈣堿性巖漿侵位于穹隆虛脫部位，形成了較大規(guī)模的花崗巖基。部分巖漿沿構(gòu)造裂隙侵位于晚三疊世侏倭組和新都橋組，形成了呈巖株產(chǎn)出的二長花崗巖體(K-Ar年齡為163 Ma)[25]及閃長巖體。由于穹隆封閉性較好，隱伏花崗巖基頂部形成了面積較大且呈面狀分布的熱接觸變質(zhì)帶。燕山晚期，殘余巖漿沿穹隆核部侵位，形成了偉晶巖及細(xì)?；◢弾r脈，部分偉晶巖產(chǎn)出含鋰、鈹、鈮、鉭等稀有金屬礦床。脈體空間展布明顯受構(gòu)造-巖漿熱穹隆動熱變質(zhì)作用過程中形成的十字石和紅柱石變質(zhì)帶控制。因此，研究區(qū)熱接觸變質(zhì)帶是尋找偉晶巖型稀有金屬隱伏礦體的重要標(biāo)志之一。

3.3 巖漿巖

容須卡中酸性侵入巖與偉晶巖之間無明顯的巖漿結(jié)晶分異關(guān)系，可能與巖漿形成后因液態(tài)不混溶作用分異出的中酸性巖漿和偉晶巖熔體有關(guān)，主要依據(jù)如下。

(1)容須卡侵入巖侵位于背斜軸部，上覆地層新都橋組厚4.7 km，圍巖為砂巖和板巖。在相對封閉的構(gòu)造環(huán)境中，巖漿易發(fā)生液態(tài)分離。陳毓川等[26]研究表明，發(fā)生巖漿液態(tài)分離作用的巖體均侵入于具良好屏蔽作用的圍巖中。

(2)容須卡礦區(qū)偉晶巖圍繞中酸性侵入巖呈離心式帶狀分布，帶寬約2～3 km。二者產(chǎn)于同一地質(zhì)構(gòu)造單元和同一漸進(jìn)變質(zhì)帶中，說明其存在密切的關(guān)系。但相對于閃長巖類，偉晶巖主量元素Si、Al、Na含量明顯偏高，而Fe、Mg、Ca含量明顯偏低； 微量元素Ba、Th、La、Ce、Sr、Nd、Sm、Ti、Y 、Yb 及Lu均表現(xiàn)出顯著虧損， Rb、U及Hf則相對富集。二者稀土配分曲線型式雖然相似，但偉晶巖稀土元素含量明顯低于中酸性侵入巖。容須卡中酸性侵入巖與偉晶巖若為結(jié)晶分異關(guān)系，中酸性侵入巖結(jié)晶后形成的殘余巖漿在侵位過程中發(fā)生結(jié)晶分異，形成帶狀分布的偉晶巖，則偉晶巖與中酸性侵入巖中相應(yīng)化學(xué)組分及其結(jié)晶分異指數(shù)應(yīng)表現(xiàn)為線性演化關(guān)系，而分析結(jié)果卻顯示出一定的突變性，王聯(lián)魁等認(rèn)為這種突變性巖漿發(fā)生液態(tài)不混溶的現(xiàn)象之一[27]。因此，容須卡地區(qū)偉晶巖與中酸性侵入巖可能為巖漿形成后發(fā)生了液態(tài)不混溶作用，分異出中酸性巖漿和偉晶巖熔體所形成。偉晶巖熔體侵入圍巖后，按不同的地球化學(xué)階段發(fā)生交代演化和結(jié)晶作用，從而形成了不同類型的偉晶巖。其中富揮發(fā)分及稀有金屬的熔體就位于相對穩(wěn)定的環(huán)境中，形成了含礦偉晶巖。

4 結(jié)論

(1)容須卡地區(qū)中酸性侵入巖為鈣堿性準(zhǔn)鋁質(zhì)巖石，屬Ⅰ型花崗巖系列； 偉晶巖屬鈣堿性強過鋁質(zhì)巖石。

(2)偉晶巖與中酸性侵入巖可能為同源巖漿分異演化的產(chǎn)物，巖漿形成后發(fā)生液態(tài)不混溶作用，分異出中酸性巖漿和偉晶巖熔體。

(3)區(qū)域性推覆造山運動形成的褶皺、斷層及穹隆構(gòu)造為含礦熱液的充填、成礦元素富集提供了有利的空間。巖漿形成后發(fā)生了液態(tài)不混溶作用，分異出中酸性巖漿和偉晶巖熔體。富含揮發(fā)分及稀有金屬的熔體侵位于圍巖，滲透率較小的泥質(zhì)巖一定程度限制了熱量的擴(kuò)散及成礦有利物質(zhì)的流逝，熔體緩慢固結(jié)形成了含鋰輝石偉晶巖。

致謝： 參加野外地質(zhì)調(diào)查工作的還有四川省地質(zhì)調(diào)查院李崢工程師，在此致以衷心感謝！