王威，馬華東，王家鑫，朱炳玉，柳獻(xiàn)軍

1)新疆自然資源與生態(tài)環(huán)境研究中心，烏魯木齊，830000； 2)新疆維吾爾自治區(qū)人民政府國(guó)家305項(xiàng)目辦公室，烏魯木齊，830000； 3)四川鑫立地質(zhì)勘查有限公司，成都，610072

內(nèi)容提要: 帕米爾構(gòu)造結(jié)位于青藏高原北緣，記錄了自新元古代晚期以來(lái)到新生代完整的特提斯構(gòu)造演化過(guò)程。在長(zhǎng)期的構(gòu)造—巖漿演化過(guò)程中，發(fā)育了不同時(shí)代、不同類(lèi)型的成礦事件。野外調(diào)查表明，在帕米爾北東段，發(fā)育了含綠柱石的偉晶巖及含氟碳鈰礦的碳酸巖(碳酸巖—偉晶巖組合)。通過(guò)獨(dú)居石及鋯石U-Pb定年，識(shí)別出該區(qū)兩期偉晶巖帶(包括碳酸巖)，分別是新生代和中生代(19～18 Ma和200 Ma)，其中早期含綠柱石偉晶巖形成于古特提斯洋關(guān)閉后的伸展階段，而新生代含氟碳鈰礦碳酸巖—偉晶巖組合，與新生代陸內(nèi)走滑伸展事件相關(guān)，表明帕米爾構(gòu)造結(jié)伸展走滑啟動(dòng)的時(shí)間可能在19 Ma。結(jié)合區(qū)域地球化學(xué)異常特征，表明在帕米爾地區(qū)有望在稀有、輕稀土找礦上獲得突破。

帕米爾構(gòu)造結(jié)位于印度—?dú)W亞大陸碰撞造山帶的西端。自早古生代(或震旦紀(jì))以來(lái)，它經(jīng)歷了長(zhǎng)期的地體裂離、俯沖增生、中生代的最終造山及中生代至新生代大型走滑(導(dǎo)致局部伸展)、逆沖推覆等復(fù)雜的構(gòu)造演化過(guò)程(Robinson et al.，2004，2007，2012；Metcalfe, 2013；蔡志慧等，2016；徐曉尹等，2017；Zhang Chuanlin，2018b)，形成了極其復(fù)雜的構(gòu)造面貌。大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，具有岡瓦那屬性的帕米爾地體在三疊紀(jì)晚期由于古特提斯洋關(guān)閉，與歐亞大陸發(fā)生拼合(Jiang Yaohui et al.，2002；Xiao Wenjiao et al.，2005；Robinson, 2009)。在晚白堊世—古近紀(jì)，印度板塊和歐亞板塊碰撞形成了巨型特提斯造山帶(Robinson et al.，2016；Liu Xiaoqiang et al.，2020a)。

前人將帕米爾分為北帕米爾、中帕米爾和南帕米爾(圖1)(Robinson et al., 2004, 2007, 2012)。這種三分法則在帕米爾西段以蛇綠巖為代表的縫合帶為分界，然而到了東部，北帕米爾和中帕米爾的分界出現(xiàn)很大的不確定性。以Robinson為主的西方地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，北東帕米爾地區(qū)以三疊紀(jì)深變質(zhì)的增生雜巖為主(角閃巖相到麻粒巖相)，包含了少量的晚古生代沉積組合，由于在中新生代的強(qiáng)烈擠壓和地殼縮短，形成一系列的大型推覆構(gòu)造和走滑構(gòu)造(Robinson, 2009，2015)。而在國(guó)內(nèi)，在缺乏有效的同位素年代證據(jù)和古生物證據(jù)的情況下，長(zhǎng)期以來(lái)往往是基于變質(zhì)程度對(duì)地層時(shí)代進(jìn)行確定，因此無(wú)論是在早期的文獻(xiàn)或是2000年以來(lái)完成的1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)填圖中，均將廣泛分布于帕米爾北東地區(qū)的變質(zhì)巖系歸屬于古元古代基底，并與東段的南昆侖地體變質(zhì)巖系相對(duì)應(yīng)。然而，張傳林對(duì)帕米爾北東地區(qū)及南昆侖變質(zhì)火山—沉積巖系及其中的席狀侵入巖系統(tǒng)的定年結(jié)果，可以確定在帕米爾北東地區(qū)廣泛分布的變質(zhì)巖系即不是中生代增生雜巖也不是前寒武紀(jì)基底，而是寒武紀(jì)增生雜巖(Zhang Chuanlin et al.，2018b)。作為特提斯造山帶的重要組成部分，帕米爾構(gòu)造結(jié)在這一長(zhǎng)期的構(gòu)造演化過(guò)程中，形成了多階段巨量的的巖漿巖組合。通過(guò)對(duì)前人資料的總結(jié)，帕米爾地區(qū)的巖漿巖大致分為四期，分別是早古生代(寒武紀(jì)—志留紀(jì))、中生代早期(三疊紀(jì)—早侏羅世)、中生代晚期(中侏羅世—早白堊世)及新生代(13～11 Ma)(姜耀輝等，1999；柯珊等，2006，2008；Zhang Chuanlin et al.，2018a；Liu Xiaoqiang et al.，2019，2020b)。

圖1 帕米爾構(gòu)造結(jié)巖漿巖分布及構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D(據(jù)Robinson, 2015修改)Fig. 1 Tectonic units and igneous rocks at the Pamir Syntas(modified from Robinson, 2015)

1 區(qū)域成礦背景

西昆侖—帕米爾造山帶從晚震旦紀(jì)到新生代長(zhǎng)期的構(gòu)造演化過(guò)程中，形成多種構(gòu)造背景下的沉積建造和復(fù)雜的多階段的巖漿巖。與之對(duì)應(yīng)的成礦作用也表現(xiàn)出多階段、多礦種特征。依據(jù)區(qū)域礦產(chǎn)勘查成果，西昆侖—帕米爾地區(qū)主要礦床包括了與早古生代火山巖具有密切關(guān)系的超大型磁鐵礦(馮昌榮等, 2011；燕長(zhǎng)海等, 2012；陳登輝等, 2013)、與晚古生代沉積盆地有關(guān)的超大型沉積型錳礦(Zhang Banglu et al., 2020)、與晚中生代偉晶巖有關(guān)的超大型稀有金屬礦(周兵等，2011；王核等，2017)、與晚中生代沉積盆地及巖漿作用有關(guān)的超大型有色金屬礦床(董連慧等, 2015；張傳林等, 2019)。從這些超大型礦床的成礦時(shí)代、成礦特征分析，與區(qū)域構(gòu)造—巖漿演化階段具有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系(張傳林等, 2019)，這對(duì)今后的礦產(chǎn)勘查無(wú)疑具有重要的指導(dǎo)意義。

在野外地質(zhì)調(diào)查中，我們?cè)谠搮^(qū)還發(fā)現(xiàn)了與新生代堿性巖有關(guān)的碳酸巖，它與偉晶巖密切共生，在碳酸巖中見(jiàn)到氟碳鈰礦，并伴隨有螢石礦化。為了準(zhǔn)確厘定該區(qū)稀有及稀土金屬成礦作用時(shí)代，查明該區(qū)稀有及稀土成礦事件與巖漿巖的內(nèi)在聯(lián)系，本研究對(duì)碳酸巖—偉晶巖組合及含綠柱石偉晶巖獨(dú)居石進(jìn)行了U-Pb定年，證實(shí)該區(qū)存在兩期稀有和稀土金屬成礦事件，且分別與古特提斯造山后伸展及新生代走滑伸展作用密切相關(guān)。這一研究為該區(qū)稀有金屬勘查及成礦潛力評(píng)價(jià)提供了重要基礎(chǔ)。

2 偉晶巖(碳酸巖)地質(zhì)特征

塔什庫(kù)爾干縣(下簡(jiǎn)稱(chēng)塔縣)南部達(dá)布達(dá)爾地區(qū)位于中帕米爾與南帕米爾交界部位(圖1)。在2017～2019年度野外工作中，對(duì)達(dá)布達(dá)爾一帶的偉晶巖進(jìn)行了全面野外調(diào)查，調(diào)查結(jié)果表明，從達(dá)布達(dá)爾到塔縣北的80 km范圍內(nèi)，分布了大量的偉晶巖脈，向北延伸到塔縣以北的塔莎公路一帶(圖2)。偉晶巖侵入于寒武紀(jì)布倫闊勒群、志留紀(jì)溫泉溝群和二疊系中(圖2)。寒武紀(jì)布倫闊勒群與志留紀(jì)溫泉溝群呈斷層接觸，而在南部，溫泉溝群和布倫闊勒群逆沖推覆到太古宙麻扎爾地體之上(Liu Xiaoqiang, 2020b)。尤其重要的是，我們?cè)谶@一構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)碳酸巖和偉晶巖共生的脈體。

圖2 塔什庫(kù)爾干縣堿性雜巖、碳酸巖及偉晶巖分布簡(jiǎn)圖Fig. 2 Sketch geological map of the alkaline intrusions, pegmatite and carbonatite in Tashikorgan County 依據(jù)1∶50000及近年來(lái)野外調(diào)查編制，偉晶巖及碳酸巖脈放大表示，偉晶巖脈寬一般在數(shù)米到上百米，延伸數(shù)十米 到數(shù)百米，部分超過(guò)1 km。在2019年的野外調(diào)查中，在這一地區(qū)還發(fā)現(xiàn)高品位的螢石礦脈 Based on 1∶50000 and field investigation in recent years, pegmatite and carbonate dykes are exaggarated. The pulse width of pegmatite generally ranges from several meters to hundreds of meters, and extends from tens of meters to hundreds of meters. Some of them are more than one kilometer. In the field investigation in 2019, high grade fluorite veins are also found in this area

塔縣地區(qū)的偉晶巖和大紅柳灘地區(qū)的鋰輝石偉晶巖有很大差異。偉晶巖脈主要呈透鏡狀、短軸狀，長(zhǎng)度一般在200 m以?xún)?nèi)(大紅柳灘地區(qū)可延伸數(shù)千米)，寬度在5～100 m，大多在10～50 m(圖3a)。偉晶巖相帶分異差，大多數(shù)偉晶巖無(wú)明顯的相帶，只有少數(shù)比較寬大的偉晶巖，有一定分帶性。其邊緣部位主要為粗?；騻ゾ畹奈⑿遍L(zhǎng)石—石英偉晶巖，往往見(jiàn)到電氣石、方解石和少量的石榴石(圖3b)，向中心部位，電氣石消失，發(fā)育方解石、鈉長(zhǎng)石，石榴石等。在達(dá)布達(dá)爾北東側(cè)，我們發(fā)現(xiàn)碳酸巖和偉晶巖共生的巖石組合。碳酸巖呈巖脈狀產(chǎn)出，脈寬10 m左右，延伸30余米，為粗粒方解石碳酸巖(圖3c)。在重砂中發(fā)現(xiàn)氟碳鈰礦，其稀土總量達(dá)到10000×10-6以上，證明碳酸巖脈是巖漿成因。一般情況下，碳酸巖與堿性巖密切共生，而在塔縣發(fā)育了新生代堿性巖帶(霓輝正長(zhǎng)巖、石英正長(zhǎng)巖、角閃正長(zhǎng)巖組合)(圖2)，因此我們推測(cè)碳酸巖可能和該堿性巖帶有關(guān)。

圖3 塔什庫(kù)爾干縣地區(qū)偉晶巖(碳酸巖)、含綠柱石偉晶巖露頭及標(biāo)本照片: (a)透鏡狀偉晶巖；(b) 含石榴子石偉晶巖， 石榴子石晶形完整，黑色，為錳鋁榴石；(c) 碳酸巖；(d) 偉晶巖中的綠柱石晶體Fig. 3 Petrography features of the pegmatite and carbonatite in Tashikorgan: (a)lense pegmatite; (b) garnet pegmatite, garnet crystal complete, black, manganese aluminum garnet; (c) carbonatite; (d) beryl crystal in pegmatite

在達(dá)布達(dá)爾偉晶巖中，偶見(jiàn)綠柱石晶體。綠柱石晶體長(zhǎng)度一般0.5 ～10 cm，直徑在0.3 ～1 cm(圖3d)。含綠柱石偉晶巖往往也含有石榴石晶體。盡管在塔縣達(dá)布達(dá)爾地區(qū)偉晶巖中發(fā)現(xiàn)晶體完好的綠柱石，目前尚不清楚這一帶的偉晶巖是否含有其他含鈹?shù)V物(如金綠石、日光榴石、似晶石、硅鈹石等)，尚需做進(jìn)一步的研究。

3 分析方法

本次野外工作共采集碳酸巖和偉晶巖3件樣品用于年代學(xué)分析，每件樣品重量約10 kg，采樣過(guò)程中避免了圍巖和外來(lái)物質(zhì)的污染，樣品真實(shí)可靠。樣品破碎后手工淘洗分離出重砂礦物, 經(jīng)磁選和電磁選后, 在雙目鏡下挑出獨(dú)居石(約500粒)和鋯石(大于1000粒)。選取代表性獨(dú)居石及鋯石制靶后通過(guò)顯微鏡透射光和反射光照相, 采用BSE和陰極發(fā)光照相對(duì)獨(dú)居石和鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。U-Pb定年在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心采用193 nm激光剝蝕系統(tǒng)(New Wave)和多接收器電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS，Neptune)完成測(cè)試。其中鋯石U-Pb測(cè)試采用91500標(biāo)準(zhǔn)鋯石做標(biāo)樣，獨(dú)居石測(cè)試采用44069做標(biāo)樣，保證了分析測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性。鋯石及獨(dú)居石詳細(xì)測(cè)試流程見(jiàn)耿建珍等(2010)和崔玉榮等(2012)，有效數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)據(jù)利用ICPMSDataCal程序和Isoplot程序進(jìn)行后期處理及繪制成圖。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

4 偉晶巖(碳酸巖)獨(dú)居石及 U-Pb定年

樣品2018KL06為碳酸巖；樣品2018KL101為含電氣石偉晶巖，位于碳酸巖附近；樣品2018KL08-2為含綠柱石偉晶巖。

碳酸巖中的獨(dú)居石顆粒細(xì)小，且數(shù)量少。在BSE圖中，獨(dú)居石為他形，含少量包體。本次工作共測(cè)試了25個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。在25個(gè)測(cè)試點(diǎn)中，有8個(gè)測(cè)點(diǎn)的諧和性差，獲得其余17個(gè)測(cè)點(diǎn)的反向不一致線交點(diǎn)年齡為18.2±0.3 Ma，而其中的9個(gè)測(cè)試點(diǎn)具有完全諧和的年齡，它們的n(206Pb)/n(238U)年齡平均值為18.15±0.22 Ma，表明碳酸巖的形成時(shí)代為18 Ma左右(圖4a)。

2018KL101號(hào)樣品的獨(dú)居石粒度在50～100 μm，在BSE圖象中，色調(diào)相對(duì)深。對(duì)該樣品20粒獨(dú)居石20次分析結(jié)果表明，部分測(cè)試點(diǎn)諧和性差，12個(gè)測(cè)試點(diǎn)n(207Pb)/n(206Pb)比值相對(duì)誤差超過(guò)檢測(cè)范圍(表1)，1σ大于100%，沒(méi)有實(shí)際意義。獲得15個(gè)諧和性大于90%測(cè)點(diǎn)的n(206Pb)/n(238U)年齡平均值為19.39±0.36 Ma(圖4b)，這年齡代表了偉晶巖的形成年齡，與碳酸巖中獨(dú)居石U-Pb年齡非常接近。

2018KL08-2號(hào)樣品的鋯石，粒度在80～120 μm，大部分鋯石呈等軸狀晶體。在CL圖象中，色調(diào)深，絕大部分鋯石顯示了明顯的退晶化，具有典型的高U鋯石特征。對(duì)該樣品24粒獨(dú)居石的24分析結(jié)果表明(表1，測(cè)試過(guò)程中盡可能選擇退晶化作用弱的顆粒)，它們具有低的Th含量和相對(duì)高的U含量，Th/U值小于0.1，這一特征與大紅柳灘偉晶巖脈群中的鋯石完全一致，屬于熱液階段結(jié)晶形成(Liu Xiaoqiang et al., 2020b)。所有測(cè)試點(diǎn)均獲得諧和度大于95%的年齡，其中有4個(gè)測(cè)試點(diǎn)的年齡偏年輕，推測(cè)是受到包裹體的影響。其余20個(gè)測(cè)點(diǎn)的n(206Pb)/n(238U)年齡平均值為197.5±1.4 Ma(圖4c)，代表了偉晶巖形成年齡。

表1 塔什庫(kù)爾干縣達(dá)布達(dá)爾碳酸巖獨(dú)居石、偉晶巖鋯石U-Pb年齡數(shù)據(jù)表Table 1 U-Pb dating data of monazite form carbonate and zircon from pegmatite in Dabudaer area, Tashikorgan County

圖4 塔什庫(kù)爾干縣碳酸巖獨(dú)居石、偉晶巖 鋯石U-Pb年齡圖Fig. 4 U-Pb agesFigure of monazite from carbonate and zircon from pegmatite in Tashikorgan County

5 討論

5.1 帕米爾新生代偉晶巖—碳酸巖

從帕米爾地區(qū)新生代堿性巖分布情況看(圖1、2)，主要集中在中帕米爾構(gòu)造帶內(nèi)，這些堿性雜巖是稀有和稀土金屬成礦的重要標(biāo)志。在塔吉克斯坦的野外地質(zhì)調(diào)查也發(fā)現(xiàn)新生代堿性巖與碳酸巖共生的情況，且?guī)r漿巖位于中國(guó)和塔吉克斯的邊界，向東南延伸到中國(guó)境內(nèi)(Hong Jun et al.，2019)。對(duì)塔吉克正長(zhǎng)巖和碳酸巖的鋯石年齡分析結(jié)果表明，鋯石U-Pb諧和年齡分別為10.7 Ma和10.6 Ma。在塔縣地區(qū)，新生代堿性巖分布范圍廣(大于100 km2)，結(jié)晶年齡主要在12 ～10 Ma之間。本次工作識(shí)別出的19 Ma的碳酸巖—偉晶巖組合，可能是該區(qū)識(shí)別出的最老的新生代巖漿巖事件。

大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為，帕米爾構(gòu)造結(jié)在新生代時(shí)期，由于印度板塊持續(xù)向北運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致南帕米爾及科西斯坦弧不斷向北擠壓，造成該區(qū)地殼快速加厚。在此過(guò)程中，在帕米爾兩側(cè)，形成巨型走滑構(gòu)造，并導(dǎo)致局部伸展(Robinson et al.，2016)。在這一過(guò)程中，由于加厚下地殼的拆沉作用，被流體交代的巖石圈地幔以及部分下地殼發(fā)生部分熔融，形成該區(qū)獨(dú)特的堿性巖帶(柯珊等，2006，2008)。

5.2 帕米爾地區(qū)兩期偉晶巖事件及其對(duì) 稀有金屬成礦的意義

塔吉克斯坦境內(nèi)(與塔縣堿性巖屬于同一構(gòu)造帶)的正長(zhǎng)巖和碳酸巖與塔縣地區(qū)的堿性巖一致的Nd—Hf同位素組成(εHf(t)= ～ -7.9。εNd(t)= ～ -10)(柯珊等，2006；Hong Jun et al.，2019)，表明它們?cè)诔梢蛏系拿芮新?lián)系。依據(jù)中塔正長(zhǎng)巖帶中發(fā)育的堿性輝長(zhǎng)巖、閃長(zhǎng)巖等元素及同位素地球化學(xué)分析，正長(zhǎng)巖巖漿可能來(lái)自加厚的基性下地殼部分熔融，并有來(lái)自被交代的巖石圈地幔物質(zhì)的加入，而碳酸巖的原始巖漿應(yīng)來(lái)自被交代的巖石圈地幔。依據(jù)野外接觸關(guān)系，碳酸巖和正長(zhǎng)巖可能是由巖漿不混溶導(dǎo)致的不同性質(zhì)巖漿在同一構(gòu)造背景下就位的。這表明在新生代，印度板塊與歐亞板塊匯聚后，印度板塊繼續(xù)向北移動(dòng)導(dǎo)致的遠(yuǎn)程走滑(包括局部的伸展)效應(yīng)，在帕米爾地區(qū)啟動(dòng)的時(shí)間為19 Ma，并持續(xù)到現(xiàn)今。19～10 Ma期間形成的碳酸巖及堿性巖帶，具有異常高的稀土和稀有金屬含量，且在碳酸巖中發(fā)現(xiàn)的氟碳鈰礦，表明發(fā)育有稀土金屬礦化，但對(duì)該地區(qū)稀土元素成礦前景，還需要進(jìn)一步的地質(zhì)工作。

在塔縣地區(qū)發(fā)育的早中生代晚期的偉晶巖，普遍見(jiàn)到綠柱石礦化，結(jié)合該地區(qū)稀有金屬的地球化學(xué)異常情況，表明該區(qū)具有重要的Be、Nb—Ta找礦前景。尤其重要的是，我們?cè)谂撩谞柕貐^(qū)識(shí)別出中生代晚期含綠柱石偉晶巖，形成時(shí)代與大紅柳灘超大型稀有金屬礦田的形成時(shí)代完全一致(200 ～180 Ma)(柯珊等，2006；Zhang Chuanlin et al.，2019)。向西北延伸進(jìn)入木吉鄉(xiāng)境內(nèi)，發(fā)育了這一時(shí)期的偉晶巖型鋰礦點(diǎn)，且稀有金屬鋰、鈹、鈮、鉭的異常在空間上連續(xù)分布，表明沿大紅柳灘經(jīng)甜水海地塊到塔縣及木吉一帶，形成了早中生代晚期的巨型稀有金屬成礦帶。

6 結(jié)論

依據(jù)本文獲得新資料，結(jié)合前人的工作，對(duì)帕米爾地區(qū)以及西昆侖—喀喇昆侖地區(qū)稀有金屬成礦作用總結(jié)如下：

(1)西昆侖—喀喇昆侖發(fā)育兩期稀有(稀土)金屬成礦事件，分別是早中生代晚期200～180 Ma和新生代19 ～10 Ma；

(2)早中生代晚期的偉晶巖，以鋰、鈹、鈮、鉭稀有金屬成礦作用為典型特征，而新生代發(fā)育的偉晶巖和碳酸巖，以稀土礦化為主；

(3)分布在西昆侖—喀喇昆侖稀有金屬礦床(點(diǎn))在時(shí)—空上密切聯(lián)系，在空間上延伸超過(guò)600 km，具有重大的找礦潛力。

致謝：野外工作中得到王核研究員和劉曉強(qiáng)博士后的幫助；審稿專(zhuān)家對(duì)本文提出了寶貴意見(jiàn)；在此一并致謝。

參 考 文 獻(xiàn)／References

(The literature whose publishing year followed by a “&” is in Chinese with English abstract; The literature whose publishing year followed by a “#” is in Chinese without English abstract)

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