西准谢米斯台水根萨依铌矿化的发现及意义

时间：2024-08-31

尹松，王元元，杨清茂，张叶军，杨小强，杨延平

(核工业二一六大队，新疆乌鲁木齐 830011)

谢米斯台地区位处东-西准噶尔弧盆系塔尔巴哈台-三塘湖复合岛弧带(Pz)西段(图1-a)[1]、经历了奥陶—志留纪活跃的岛弧、弧前、弧后盆地的构造环境及志留—泥盆纪的造山作用[2-7]，具良好的成矿背景；成矿区带上属波谢库尔-成吉斯-谢米斯台铜多金属成矿带[8]，近年来发现了谢米斯台铜矿床、阿尔木强铜锌矿床、白杨河铀铍矿床、乌根萨拉钼矿、自然铜矿化、斑岩型铜矿化等[9-14]，找矿效果良好。本次在谢米斯台地区新发现了水根萨依铌矿点，成矿地质特征区别于上述与花岗岩及火山岩有关的热液矿床(点)，研究其地质矿化特征及成矿背景具重要意义。

1 矿化区地质概况

矿化区位于谢米斯台山中段中部(图1-a)，区内地质构造简单，主要出露志留系谢米斯台组、水根萨依岩体、花岗质伟晶岩脉，并分布多条有限延伸断层(图1-b，图2)[1]。谢米斯台组分布于矿化区西南部、东部，产出呈NW向缓倾的熔岩，区内该组出露岩性主要为褐红色流纹岩，岩石流纹构造发育，斑晶成份以石英、碱性长石为主，与花岗岩接触部位发育少量石英细脉。水根萨依岩体产于矿化区中北部，呈NWW向延展，岩株状侵入谢米斯台组中，沟北出露正长花岗岩、沟南出露正长花岗斑岩，二者矿物组成一致、结构渐变，呈相变接触关系。花岗质伟晶岩脉产于矿化区中部，呈“S”型产出于水根萨依岩体与谢米斯台组接触部位，走向NNE、长约700 m、宽15～55 m，矿物组成较简单，以微斜长石、石英为主。花岗质伟晶岩脉主要由微斜长石带构成，石英带次之，局部可见细晶岩带和文象结构带(图2)。微斜长石带构成花岗质伟晶岩脉的主体，巨粒-巨块结构，主要由微斜长石组成，局部见少量石英(小于10%)；石英带产于伟晶岩核部，宽约50～150 cm，巨粒-巨块结构，主要由石英组成，局部见少量微斜长石(小于10%)；文象结构带于伟晶岩外侧局部分布，具粗粒-巨粒结构，文象结构，矿物组成以碱性长石(85%～80%)、石英(15%～20%)为主；细晶岩带于伟晶岩边部分布局限，宽不足1 m，具中细粒结构，矿物组成以碱性长石(85%～70%)、石英(15%～30%)为主。

2 矿化特征

2.1 地质矿化特征

矿化区铌矿化沿花岗质伟晶岩脉产出，据赋矿岩石将其分为正长花岗斑岩型和伟晶岩型。正长花岗斑岩型铌矿化呈块状及脉状产出，前者与花岗质伟晶岩相邻，与围岩正长花岗斑岩呈渐变过渡关系；后者见于ZK3-4(图1-c)，与围岩流纹岩呈侵入接触，围岩具细脉状硅化。花岗质伟晶岩型铌矿化与正长花岗斑岩型铌矿化相邻，围岩为流纹岩。金属矿物组合为黄铁矿、磁铁矿、针铁矿、赤铁矿、钽铌铁矿，稀散分布于透明矿物颗粒间(图2-i，k)。正长花岗斑岩型铌矿化脉石矿物为碱性长石、石英、斜长石；伟晶岩型铌矿化脉石矿物主要为微斜长石。

图1 矿化区大地构造位置图(a)、矿化区地质图(b)、ZK3-4柱状图(c)、探槽素描图(d)Fig.1 Tectonic location(a)and geological survey figure(b)of Study area,ZK3-4 histogram(c),trial trench sketch(d)

2.2 铌钽分布特征

探槽及钻孔系统化学分析样采用ICP-MS法(核工业新疆理化分析测试中心)分析(表1)。TC3花岗质伟晶岩型铌矿化主要分布于微斜长石带，(Nb+Ta)2O5可达0.016 5%，花岗斑岩中(Nb+Ta)2O5为0.013 7%～0.018 7%。TC4伟晶岩型铌矿化分布于微斜长石带、细晶岩带，花岗斑岩(Nb+Ta)2O5为0.011 5%～0.020 6%。TC6伟晶岩型铌矿化分布于微斜长石带，(Nb+Ta)2O5为0.012 5%～0.022 7%。ZK3-4伟晶岩型铌矿化分布于微斜长石带，(Nb+Ta)2O5均高于0.01%，靠近石英带，铌钽品位多大于0.02%，最高达0.049 5%；石英带中(Nb+Ta)2O5低，局部靠近微斜长石带有较高显示；正长花岗斑岩(Nb+Ta)2O5为0.01%～0.02%，最高0.030 8%；(含石英网脉)流纹岩(Nb+Ta)2O5低，局部因岩脉贯入有较高显示。综上，伟晶岩型铌矿化主要产于微斜长石带、极少为细晶岩带；正长花岗斑岩型铌矿化分布较均匀。

3 赋矿花岗斑岩岩石地球化学特征

3.1 样品采集与分析测试

样品采集于赋矿正长花岗斑岩，主微量元素测试均在核工业新疆理化分析测试中心完成，分别采用波长色散型射线荧光光谱法及ICP-MS法测定。

图2 矿化区地质矿化特征Fig.2 Metallogenic characteristics of study area

表1 水根萨依铌矿点主要工程(Nb+Ta)2O5含量统计表Table 1(Nb+Ta)2O5Content statistical table of shuigenjiayi Niobium mines

3.2 主量元素地球化学特征

赋矿花岗斑岩具髙硅(SiO2=75.44%～79.91%)、富碱(K2O+Na2O=7.57%～9.09%)、低铝(Al2O3=9.96%～12.45%)、低钛(TiO2=0.14%～0.17%)、贫CaO(0.15%～0.42%)、MgO(0.12%～0.24%)、P2O5(0.02%～0.03%)的特征(表2)。岩石碱度率AR=4.04～4.94，属碱性岩系列；铝饱和指数A/CNK=0.96～0.97＜1、A/NK=1.32～1.37＞1，属准铝质花岗岩。

3.3 微量元素地球化学特征

赋矿花岗斑岩REE总量较高(205.3×10-6～258.13×10-6)、富集 LREE(LREE/HREE=1.3～1.74，(La/Yb)N=2.49～3.28)、(La/Sm)N=3.02～3.7、(Gd/Yb)N=0.63～0.64)，Eu负异常明显(σEu=0.12～0.15)，稀土元素分布曲线呈略右倾海鸥型(图3-a)。微量元素富集 Ga(10 000Ga/Al值为 3.98～4.14)，蛛网图显示强烈亏损Ba，Sr，相对富集Rb，Th(图3-b)[15,16]。

表2 水根萨依铌矿斑岩体及微量元素分析结果及参数表Table 2 Major element and microelement analysis result and parameter table of Shuigensayi niobium mineral

4 讨论

4.1 赋矿花岗斑岩岩石类型及构造环境

赋矿花岗斑岩具髙硅、富碱、低铝、低钛、贫CaO、MgO、P2O5等特征；稀土分布曲线显示右倾海鸥型，强烈亏损Ba，Sr，相对富集Rb，Th，10 000Ga/Al值为3.98～4.14；在K2O-Na2O图解、(Zr+Ce+Y)-Rb/Ba(图4)[17,18]，均显示A型花岗岩特征。赋矿花岗岩体与其北侧的哈勒盖特希岩体岩性组合相同[3]，岩石地球化学特征相似，暗示二者同期，为中志留世。赋矿花岗岩铝饱和指数A/CNK＜1、A/NK≥1、CaO+Na2O+K2O＜Al2O3＜Na2O+K2O，结合(Yb+Ta)-Rb、Ta-Yb、(Y+Nb)-Rb、SiO2-Rb/Zr等图解判断，赋矿花岗岩形成于后碰撞环境挤压-伸展转变期，与区域资料一致(图5)[3,19]。

4.2 成矿背景浅析

矿化区铌矿化分属花岗岩型与伟晶岩型，与正长花岗斑岩与伟晶岩成因联系密切。花岗质伟晶岩脉，岩浆分异程度极高，组成极简单，几乎仅由微斜长石带和石英带组成，与正长花岗斑岩组成一致，揭示二者同源，暗示铌矿化可能形成于花岗质岩浆演化的不同阶段，铌矿化成矿背景应与赋矿斑岩体一致，同为后碰撞阶段的挤压-伸展转变期。

4.3 研究意义

水根萨依铌矿化包括花岗岩型铌矿化与伟晶岩型铌矿化两种，为谢米斯台地区新的矿化类型。矿化区已有资料显示伟晶岩型铌矿化深部矿化程度优于地表，表明向深部勘探具一定价值。伟晶岩产出具成群成带分布特征，与花岗岩类具一定伴生关系[20]，谢米斯台山因地形条件差，研究程度较低，且花岗岩类分布广泛，暗示谢米斯台地区具铌等稀有金属找矿远景，沿花岗斑岩与志留系接触带产出伟晶岩为直接找矿标志。