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西藏南木林县仁堆地区花岗伟晶岩脉含矿性分析摘要本次选题由《冈底斯-喜马拉雅铜矿资源基地调查》中的委托业务《西藏则学地区H45E011022、H45E012021、H45E012022幅1:5万区域地质调查》展开研究的,对西藏南木林县仁堆地区发现的花岗伟晶岩脉展开各方面分析和研究,因为花岗伟晶岩脉是铌钽等稀有金属矿物的主要载体之一,而铌钽等稀有金属矿对我国各种工业价值非常高,故此,本文主要研究花岗伟晶岩脉中铌钽矿的赋存状态。主要利用的手段有岩石学、矿石学、地球化学简分析和硅酸盐分析等。该区域出露地层有上石炭统永珠组(C2y),分为上下两段,永珠组地层在研究区西北及南部有大量出露,以半包围形态环绕其中出露的岩层,出露的岩层有晚白垩统花岗闪长岩;晚三叠世白云母二长花岗岩;石英脉;.早侏罗世花岗伟晶岩脉;白云母二长花岗岩脉;永珠组下段由深灰色、灰黑色泥岩和深灰色、灰黑色泥质、炭质、硅质粉砂岩夹石英细砂岩组成,部分夹有细砂岩透镜体永珠组地层中沉积构造非常发育,典型构造有:水平纹层、平行层理、层间变形构造、鲍马序列、浊积层理等。该区受区域构造应力影响,研究区构造也非常发育,除永珠组地层中的典型沉积构造以外,还发育有断层、褶皱、等构造现象。研究区出露的岩浆岩主要为印支晚期晚三叠世仁堆白云母二长花岗岩体(ηγmT3)的一部分和大量发育的花岗伟晶岩脉(γρ)及少量石英脉(q)晚三叠世白云母二长花岗岩体(ηγmT3)分布于研究区的中东部,呈南北向不规则岩基状产出,侵位于上石炭统永珠组(C2y)。仁堆地区花岗伟晶岩脉具有较大的稀有金属成矿潜力,但勘查程度相对较低,从而,在仁堆地区晚三叠世出露面积近百平方千米的花岗伟晶岩体及其周边进行伟晶岩脉的勘查工程工作为当前的主要研究对象。,仁堆地区白云母二长花岗岩体为过铝质、高分异的淡色花岗岩,也是仁堆地区的一个寻找稀有金属矿床的勘查方向。关键词:花岗伟晶岩脉;硅酸盐分析;西藏南木林县仁堆地区;AbstractThistopicwasstudiedbytheentrustedbusinessofthe"Gandes-HimalayanCopperResourceBaseSurvey","H45E011022,H45E012021,H45E012022,150,000RegionalGeologicalSurveyinTibet".Thegraniticpegmatiteveinsdiscoveredintheheapareaareanalyzedandstudiedinvariousaspects,becausethegraniticpegmatiteveinsareoneofthemaincarriersofraremetalmineralssuchasstrontium,andtherareindustrialmetalssuchasstrontiumhavevariousindustrialvaluetoChina.Veryhigh,therefore,thispapermainlystudiestheoccurrenceofantimonyoreinthegraniticpegmatitevein.Themainmethodsusedarepetrology,oreology,geochemicalanalysisandsilicateanalysis.
TheexposedstratainthisareaaretheUpperCarboniferousYongzhuFormation(C2y),whichisdividedintoupperandlowersections.TheYongzhuFormationstrataareexposedinthenorthwestandsouthofthestudyarea,andtheexposedrockformationsaresurroundedbysemi-enclosedforms.TherockformationsincludetheLateCretaceousgranodiorite;theLateTriassicMuscovitemonzoniticgranite;thequartzvein;theearlyJurassicgraniticpegmatitevein;themuscovitemonzoniticgranitevein;thelowerpartoftheYongzhuFormationconsistsofdarkgray,Gray-blackmudstoneanddarkgray,gray-blackshale,carbonaceous,siliceoussiltstonecomposedofquartzfinesandstone,partiallywithfinesandstonelensThesedimentarystructuresintheYongzhuFormationareverydeveloped.Thetypicalstructuresare:horizontalstratum,parallelbedding,inter-layerdeformation,bomasequence,turbiditebedding.
Theareaisaffectedbyregionaltectonicstress,andthestructureofthestudyareaisalsoverydeveloped.InadditiontothetypicalsedimentarystructuresintheYongzhuFormation,faults,folds,andothertectonicphenomenaarealsodeveloped.
ThemagmaticrocksexposedinthestudyareaaremainlypartoftheLateTriassicYanduiMuscovitefeldspargranite(ηγmT3)andalargenumberofgraniticpegmatiteveins(γρ)andasmallamountofquartzveins(q).TheLateTriassicMuscoviteIIgraniticbody(ηγmT3)isdistributedinthemiddleandeasternpartofthestudyarea,andisproducedinthenorth-southdirectionoftheirregularrockbase.TheinvasionislocatedintheUpperCarboniferousYongzhuFormation(C2y).
ThegraniticpegmatiteveinsintheRenduiareahavealargepotentialforraremetalmineralization,buttheexplorationdegreeisrelativelylow.Thus,thegraniticpegmatitewithanareaofnearly100squarekilometersisexposedintheLateTriassicintheRenduiarea.Theexplorationworkofthepegmatiteveinsinandaroundthebodyiscurrentlythemainresearchobject.TheMuchangmutwo-longgraniteintheRenduiareaisanaluminous,highlydifferentiatedpale-coloredgranite.ItisalsoaprospectforthesearchforraremetaldepositsintheRenduiarea.Keywords:Granitepegmatitevein;silicateanalysis;Renduiarea,NanmulinCounty,Tibet;目录第一章绪论 71.1选题来源及目的意义 71.2研究区简介 81.2.1自然地理经济状况 81.2.2交通状况 91.4.2气候及政策 91.3国内外现状和存在问题 101.4研究内容及方法 121.6.2工作量统计 错误!未定义书签。1.5工作量统计 12第二章区域地质背景 132.1区域地层 132.2区域构造 162.3区域岩浆岩 162.4区域矿产 20第三章研究区域地质特征 223.1地层 223.2构造 253.3岩浆岩 263.4花岗伟晶岩脉分布特征 28第四章花岗伟晶岩脉岩相学与岩石地球化学特征 294.1岩相学特征 294.2岩石地球化学特征 334.2.1微量元素 334.2.2稀土元素 344.2.3主量元素 37第五章含矿性研究 385.1样品及分析测试方法 385.2成矿元素分析 385.3与典型伟晶岩型稀有金属矿床对比 395.4化学简分析结果 40第六章结束语 416.1研究结论 416.2致谢 41参考文献 43第一章绪论1.1选题来源及目的意义论文选题来源于魏启荣教授承担的中国地质调查局二级项目《冈底斯-喜马拉雅铜矿资源基地调查》中的委托业务《西藏则学地区H45E011022、H45E012021、H45E012022幅1:5万区域地质调查》(委托业务工作编码:DD20160015-21)。本文是对在西藏南木林县仁堆地区发现的花岗伟晶岩脉展开各方面分析和研究,其中包括岩石学、矿石学、地球化学简、硅酸盐分析等多种方法全方位研究。分析和研究了花岗伟晶岩脉的形成过程和形成条件以及花岗伟晶岩的矿物组成和含矿比例,了解花岗伟晶岩中铌钽矿物的成矿规律,做到对花岗伟晶岩的深度了解,为以后提取和开采铌钽等稀有矿物做充分的准备,同时也可以对西藏南木林县仁堆地区做了整体的划分和了解,认识到仁堆地区和花岗伟晶岩形成的关系,以及仁堆地区地花岗伟晶岩形成的有力条件和环境因素,这样就可以利用仁堆地区形成花岗伟晶岩的条件去寻找相似的条件找到其他花岗伟晶岩脉,以求寻找跟到的稀有矿物。花岗伟晶岩脉中所含有的铌钽矿物是稀有矿物,在自然界中分布零散且含量稀少,但其用途却十分重要,其中电子计算机的记忆装置就用到铌钽矿物,还有更多用途包括“精密玻璃工业、电声光器件、宇航及电子能工业、生物医学工程、超导工业、”等尖端技术工业方面都有极其重要的作用(何季麟2006)。这就对于我们来说研究和了解花岗伟晶岩是更加刻不容缓的事情了。1.2研究区简介1.2.1自然地理经济状况研究区内为以藏民为主,地广人稀,乡镇人口相对集中,牧民零散居住在山口开阔处,教育相对落后。仁堆乡经济结构以牧业为主,主要饲养牦牛,绵羊等牲畜,药类植物有红景天、贝母等。全乡生态系统维持较好,境内繁育有棕熊、狼、獐子、黄羊、野驴、藏羚羊等大量珍惜野生动物。\o"民族手工业"民族手工艺独具特色,主要产品有藏刀、\o"各式银具"各式银具、壁画、铜铸佛像等;土特产主要为艾玛土豆。已发现的主要矿种有煤、铜、铅锌、瓷土、油页岩、铌钽等(张影等,2005)。1.2.2交通状况交通状况为研究区行政上隶属西藏自治区日喀市南木林县仁堆乡管辖(图1.1)。地理坐标为E89°04′22″-89°07′34″,N30°00′32″-30°04′54″。“仁堆”藏语中有“山聚汇处”之意,东连拉布普乡,西接谢通门县,南依普当乡、甲措乡,北靠那曲申扎县。研究区交通较好,从拉萨市到日喀则市有G318国道和铁路联通,省道S203南申公路呈南北向穿过研究区中部,各乡镇之间有乡间简易公路连接,而村落之间路况较差,主要靠越野车、摩托车和骑马作为交通工具。乡镇地区已建设了较好的移动电话和网络通讯服务,信号受天气影响很大;而大部分工作区信号较差或无信号,需要借助北斗通讯系统或卫星电话与外界联系。图1.1研究区交通位置图1.4.2气候及政策研究区为西藏则学地区,位于唐古拉山南侧,海拔在3790-4950米之间。南部较低,有宽窄不一的河谷平原;北部较高。境内山川相隔分布,依山脉、河流走向和海拔高度,将南木林县划分为汀河主河谷区、各支流河谷区以及高原亚高山草甸区。其气候干燥,氧气稀薄,灾害天气居多,紫外线辐射强烈,白天和晚上有这完全不同的温度,白天感觉进入了炎热的夏天,而一旦到了晚上温度急剧降低使人不得不穿上厚厚的棉袄,又如寒冬腊月,这就是神奇的西藏高原气候。国家对西藏南木林县仁堆地区的矿产资源十分重视,其中的相关政策以及具体规划暂时不详。1.3国内外现状和存在问题(1)岩石学研究现状伟晶岩是粗粒至巨粒的各种类型的脉体及团块状体,花岗伟晶岩最为常见。不同的伟晶岩有不同的矿物成分,它们与相应的深成岩体在时间、空间上有成因联系。花岗伟晶岩主要矿物组成有石英、碱性长石和斜长石,次要矿物与副矿物包括含水矿物(云母等)、含稀有元素矿物(如铌钽铁矿)和富F、P的矿物(如萤石)。伟晶岩结构特征是矿物颗粒粗大,具伟晶结构,但粒度分布不均匀,常见文象结构、晶洞构造。花岗伟晶岩脉常具有带状构造,可划分为边缘带、外侧带、中间带和内核。(2)花岗伟晶岩分类根据研究角度不同,伟晶岩具有不同的分类方式(Beskin,S.M.;Marin,Yu.B.2018)。根据伟晶岩形成的大地构造背景可以为造山伟晶岩和非造山伟晶岩(Cěrny,1985)。根据伟晶岩中所含的稀有金属类型分为LCT型伟晶岩(Li、B、Rb、Cs、Be、Ga、Sn、P、F、Nb<Ta)、NYF型伟晶岩(REE、Y、Sc、Ti、Zr、Be、F、Th、U、Nb>Ta)及LCT和NYF混合型(WangRuchengetal.2019a)。根据伟晶岩形成不同的深度,可分为浅成(1.5-3.5km)、中深(3.5-7km)、深成(7-11km)、最深(>11km)伟晶岩四类(戎嘉树等,1997)。(3)岩石成因研究现状伟晶岩成因类型多样,不同的成因伟晶岩脉可以有三种产出形态(Cěrny,1991b)(图1.2)。综合分析了当时国内外花岗伟晶岩成因的论述,提出了岩浆交代自分异和变质分异的两种符合我国产出的花岗伟晶岩成因模式。栾世伟等(1979)将阿尔泰地区发育的的伟晶岩分为残余岩浆结晶分异型、熔体-溶液相互作用型、岩浆-气液分离型。综合前人观点,伟晶岩的成因一般分为两大类:岩浆成因伟晶岩和变质成因伟晶岩。岩浆成因的伟晶岩模式分三种:脉动模式、岩浆分异和液态分离(陈毓川,2003;李建康,2006;李靖辉,2010)。变质成因伟晶岩模式又分为:变质深熔成因和变质分异成因(Sheareretal.,1992;王登红,2004;李兆麟,2001;邹天人等,2006)。图1.2伟晶岩与花岗岩体的关系示意图(4)花岗伟晶岩矿床研究现状我国稀有金属的勘查与研究主要集中在南岭成矿区、川西九龙-石渠成矿带和新疆阿尔泰稀有金属成矿区。花岗伟晶岩型铌钽矿是我国铌钽精矿的主要来源,我国目前规定的花岗伟晶岩型工业矿床边界品位为(Ta+Nb)2O50.012~0.015、Ta2O50.007~0.008,工业品位(Ta+Nb)2O50.022~0.026、Ta2O50.012~0.014,可采厚度0.8~1.5m(张玲等,2004;赵鹏大,2006)。伟晶岩多围绕花岗岩体呈带状发育,离花岗岩体较远的伟晶岩通常具有好的稀有金属矿化(邹天人,1975)。王西荣等(2016)认为莫桑比克穆塔拉地区铌钽矿含矿的碱性花岗伟晶岩是花岗质岩浆分异演化的结果,钠长石化发育的块段铌、钽矿物最为富集,伟晶岩后期的热液碱质交代也可富集铌、钽成矿元素,矿床明显受北东向构造控制。吕晓强(2012)综合了岩浆成因模式的伟晶岩型矿床在不同温度下的特征分为:①Li、Na、K、Ca阶段,以微斜长石、锂辉石、石英为最早结晶矿物(650~550℃);②Na阶段,主要发生钠长石化、铌钽矿化(450~400℃);③K、Li阶段,第二世代锂辉石和石英为典型矿物(390~290℃);④热液阶段,发生碳酸岩化等(<290℃)。分别对应伟晶岩作用的岩浆结晶演化、自交代(2/3)和后期热液阶段。王盘喜(2015)总结了铌、钽等稀有金属矿床的找矿标志:①钠长石化与铌、钽元素成矿最为密切,稀有金属矿床物探上表现为放射性异常;②激电、磁异常与铌、钽等元素异常重合部位是碱性花岗岩中寻找该类矿床的有利地段;③特征性副矿物、老硐也可作为找矿标志。关于研究区花岗伟晶岩的研究鲜有报道。王汝成等(2017)通过对喜马拉雅淡色花岗岩稀有金属成矿的初步研究结果表明,藏南喜马拉雅淡色花岗岩具有良好的稀有金属矿产成矿潜力。李建康等(2017)和王登红等(2017)认为应加大西部稀有金属资源空白区的找矿工作,提出了应在藏南、滇西的火山岩和花岗岩出露的地区寻找稀有金属矿床。1.4研究内容及方法(1)仁堆花岗伟晶岩脉地质特征和岩相特征:通过详细的野外调查,确定仁堆地区花岗伟晶岩脉的空间分布、规模、形态等特征;薄片显微镜下观察,确定岩石样品的矿物组成和含量、结构、蚀等变情况。(2)通过地球化学数据分析花岗伟晶岩中硅酸盐特征及含量(3)稀有金属元素化学简分析:应用原子吸收法、极谱法、等离子发射光谱法、质谱法分析测定伟晶岩中Li、Be、Nb、Ta等稀有金属元素含量。(4)研究区铌钽矿成矿潜力及花岗伟晶岩型铌钽等矿床找矿方向:结合研究区成矿地质条件、岩脉的岩石地球化学、矿物晶体化学特征和成矿流体性质,对比已有的花岗伟晶岩型铌钽等矿产成矿模型和典型矿床,分析仁堆地区花岗伟晶岩铌钽等矿产的成矿潜力,总结花岗伟晶岩型铌钽等矿成矿规律,指出该类型矿产找矿方向。(5)资料搜集及野外考察通过文献查阅,档案资料收集,分析前人在该研究区取得研究成果及存在的问题。在此基础上进行详细的野外考察,查明研究区伟晶岩脉分布特征,系统采集样品。(7)综合研究在上述分析研究方法基础上,结合文献认识,进行综合研究,总结花岗伟晶岩型铌、钽等稀有金属矿床的成矿规律,分析仁堆地区花岗伟晶岩脉型铌、钽等稀有金属矿产的成矿潜力。1.5工作量统计为完成本论文,生产实习期间在研究区进行约3个月的野外地质调查工作,在野外收集了大量的第一手资料。经过查阅文献、选定论文题目之后,采集了撰写论文所必需的分析、测试样品,之后进行室内测试工作,并获取了相应的观测数据,在此基础上开展综合分析并撰写本论文。本论文的实际完成工作量见表1.2表1.2主要完成的实物工作量序号工作内容单位工作量01野外地质调查月202采集标本块5003野外照片张10804薄片观察鉴定件405主量元素分析组106稀土元素分析组107微量元素分析组108化学简数据组109查阅文献篇15第二章区域地质背景2.1区域地层区域地层划分上属于藏滇地层大区之冈底斯-腾冲地层区中的隆格尔-楠木分区(图2.2)。区域上出露地层由老到新依次为上石炭统永珠组(C2y)、上石炭统-下二叠统拉嘎组()和下二叠统昂杰组(P1a)碎屑沉积岩,下白垩统普拉火山岩组()、上白垩统吉古火山岩组(K2j)、古新统典中组(E1d)和始新统年波组(E2n)的火山岩沉积地层以及乌郁群下段()紫红色砂岩、第四系松散堆积物(Qhpal)。图2.1区域综合地层区划图(据夏代祥等,1997)表2.1区域地层一览表年代地层岩石地层岩性描述界系统群组段新生界第四系全新统Qhpal砾、砂、粘土质松散堆积物新近系上新统乌郁群下段(N2wy1)紫灰色(含(泥)砾)长石石英砂岩、泥质粉砂岩、粉砂岩古近系始新统林子宗群年波组(E2n)上段(E2n2)灰绿色、灰色英安质晶屑岩屑凝灰岩夹灰色块状砾岩、灰黑色含砾砂岩、砂岩下段(E2n1)灰色、灰绿色安山岩、英安岩夹灰绿色、灰色英安质晶屑岩屑凝灰岩、灰色块状砾岩古新统典中组(E1d)上段(E2d2)灰色、灰绿色安山质、英安岩晶屑岩屑凝灰岩、局部夹流纹质凝灰岩下段(E2d1)灰色、灰绿色安山岩夹安山质、英安岩晶屑岩屑熔结凝灰岩中生界白垩系上白垩统吉古火山岩组(K2j)火山集块岩段(K2jjk)灰白色、浅肉红色、灰色火山集块岩含集块火山角砾岩段(K2jjj)浅灰色流纹质含集块火山角砾岩角砾岩段(K2jj)灰白色,紫红色流纹质构造火山角砾岩、火山集块岩凝灰岩段(K2jn)灰白色流纹质晶屑熔结凝灰岩、流纹质凝灰岩熔岩段(K2jr)灰白色流纹岩、灰绿色英安岩下白垩统普拉火山岩组(K1p)角砾岩段(K1pj)灰白色流纹质构造火山角砾岩凝灰岩段(K1pn)灰白色流纹质(含角砾)晶屑熔结凝灰岩、灰色、灰白色含角砾晶屑凝灰岩夹蚀变英安岩熔岩段(K1pr)深灰色、灰黑色英安岩、灰白色流纹岩古生界二叠系下二叠统昂杰组(P1a)上段(P1a2)深灰色、灰黑色含砾泥质粉砂岩、泥岩下段(P1a1)灰色、深灰色、灰黑色含砾泥质粉砂岩夹含砾石英细砂岩拉嘎组(C2-P1l)上段(C2-P1l2)灰色含砾中粗粒石英砂岩下段(C2-P1l1)灰色、灰黑色含(砾)中细粒石英岩夹粉砂岩石炭系上石炭统永珠组(C2y)上段(C2y2)灰色、深灰色含(砾)细粒石英砂岩下段(C2y1)深灰色、灰黑色泥质、炭质、硅质岩夹石英细砂岩、粉砂岩图2.2区域地质简图1.全新统洪冲积物;2.上新统乌郁群碎屑岩段;3.始新统年波组上段;4.始新统年波组下段;5.古新统点中组上段;6.古新统点中组下段;7.上白垩统吉古火山岩组集块岩段;8.上白垩统吉古火山岩组含集块火山角砾岩段;9.上白垩统吉古火山岩组角砾岩段;10.上白垩统吉古火山岩组凝灰岩段;11.上白垩统吉古火山岩组熔岩段;12.上白垩统普拉火山岩组角砾岩段;13.上白垩统普拉火山岩组凝灰岩段;14.上白垩统普拉火山岩组熔岩段;15.下二叠统昂杰组上段;16.下二叠统昂杰组下段;17.上石炭统-下二叠统拉嘎组上段;18.上石炭统-下二叠统拉嘎组下段;19.上石炭统永珠组上段;20.上石炭统永珠组下段;21.古新世花岗斑岩;22.古新世黑云母花岗斑岩;23.古新世二云母花岗岩;24.古新世石英斑岩;25.古新世流纹斑岩;26.晚白垩世花岗斑岩;27.晚白垩世二长花岗斑岩;28.晚白垩世二长花岗岩;29.晚白垩世花岗闪长岩;30.晚白垩世闪长玢岩;31.晚白垩世花岗斑岩;32.晚三叠世白云母二长花岗岩;33.晚三叠世二云母花岗岩;34.晚三叠世花岗闪长岩;35.晚三叠花岗闪长斑岩;36.晚三叠世石英闪长岩;37.晚三叠世闪长岩;38.花岗伟晶岩;39.地质界线;40.角度不整合界线;41.性质不明断层;42.正断层;43.逆断层2.2区域构造冈底斯造山带多个期次的弧-弧(陆)碰撞造成的不同时期的复合火山-岩浆弧带呈近东西向镶嵌展布,形成了不同尺度、不同层次的构造行迹共存的复杂格局,构造单元总体呈近东西向展布(图2.2)。受燕山期和喜山期强烈构造活动的影响,各类型的构造显示多个期次叠加效应。发育受印度-欧亚板块碰撞挤压而形成的近EW向的超岩石圈断裂和以拉张为特征的NE向、NW向和近SN向构造及热穹窿引起的环形构造(图2.2.1a、b)。区域上的褶皱构造行迹表现为褶皱枢纽呈近东西向的复式背斜(图2.2.1c、d)。(图2.2.1)2.3区域岩浆岩一、侵入岩区域上大面积出露中酸性侵入岩,主要分布在区域中南部,呈EW向和SN向展布。按时期分为印支晚期(T3)、燕山期(K)和喜山期(E1)三期(图2.3)。具体特征见表2.4。二、火山岩区域火山活动强烈,火山岩广泛分布,面积大,岩石类型复杂。区域上出露的火山岩有下白垩统普拉火山岩组(K1p)、上白垩统吉古火山岩组(K2j),古新统典中组(E1d)、始新统年波组中(E2n)(表2.3)。区内空间上火山岩主要分布在图幅的北部、东北部(图2.3)。表2.2区域侵入岩一览表表2.3区域火山岩一览表时代岩石地层单位火山活动方式岩石组合年龄(Ma)代纪世新生代古近纪始新世年波组(E2n)晚期:弱爆发中期:强烈爆发早期:沉积间断碎屑沉积岩-中酸性火山碎屑岩-碎屑沉积岩夹火山碎屑岩52.5-56.2U-Pb古新世典中组(E1d)晚期:爆发早期:溢流为主中酸性火山熔岩-中火山碎屑岩夹碎屑沉积岩66.7U-Pb中生代白垩纪晚白垩世上白垩统吉古火山岩组(K2j)爆发为主中酸性火山熔岩-火山碎屑岩夹碎屑沉积岩70.5-74.3U-Pb早白垩世下白垩统普拉火山岩组(K1p)溢流为主流纹质火山碎屑岩、火山熔岩夹碎屑沉积岩123.2-132.5U-Pb三、脉岩区域出露脉岩种类很多,岩石类型有:石英脉(q)、花岗岩脉()、花岗斑岩脉()、流纹斑岩脉()、石英斑岩脉()、二长花岗岩脉()、钾长花岗岩脉(ξ)、英安斑岩脉(ξ)、闪长岩脉()、花岗伟晶岩(ρ)、云煌岩脉(ξ)。表2.4区域脉岩一览表代号名称岩性描述围岩走向q石英脉灰白色脉石英白云母二长花岗岩体(T3)、永珠组(C2y)NW向花岗岩脉浅肉红色花岗岩永珠组(C2y)、白云母二长花岗岩体(mT3)NW向花岗斑岩脉浅肉红色中粒花岗斑岩永珠组(C2y)、拉嘎组(C2-P1l)NW向、NE向、近EW向流纹斑岩脉灰白色流纹斑岩上白垩统吉古火山岩组角砾岩段(K2jj)和含角砾火山集块岩(K2jjk)段NW向石英斑岩脉灰白色石英斑岩上石炭-下二叠统拉嘎组(C2-P1l)近NW向二长花岗岩脉浅肉红色二长花岗岩永珠组(C2y)、拉嘎组(C2-P1l)NW向ξ钾长花岗岩脉浅肉红色钾长花岗岩晚三叠世花岗闪长岩体边缘相(γδ1T3)EW向ξ英安斑岩脉灰色英安斑岩上白垩统吉古火山岩组角砾岩段(K2jj)和含角砾火山集块岩(K2jjk)段NW向闪长岩脉灰黑色细粒闪长岩白云母二长花岗岩体(mT3)近EW向ρ花岗伟晶岩脉灰白色、浅肉红色花岗伟晶岩石炭系永珠组(C2y2)地层和晚三叠世白云母二长花岗岩体(ηγmT3)中均有分布多为NW向和近EW向,少数NE向ξ云煌岩脉灰黄色云煌岩拉嘎组(C2-P1l)NEE向
2.4区域矿产研究区位于冈底斯-腾冲成矿省(II-10)中最重要的Ⅲ极成矿带,拉萨地块(冈底斯岩浆弧)Cu-Au-Mo-Fe-Sb-Pb-Zn成矿带(Ⅲ-43)的北部(图2.3)(徐志刚,2008)。其中谢通门县-工布江达县一带勘查程度非常高,资源量极其丰富,是国家级铜-钼-金-铅-锌等金属矿的资源接续基地。目前已查明超大型矿床五个(雄村铜(金)矿、驱龙铜(钼)矿、甲玛铜多金属矿、邦铺钼矿、亚贵拉-沙让-洞中拉铅锌钼矿集区)及大中型矿床十余处。该成矿带具有明显的金属成矿元素、矿床类型和成矿时代分带性,从南到北依次为Cu-Au(雄村斑岩型铜(金)矿,173~154Ma)→Mo(Cu)(程巴、冲木达、列布等斑岩-矽卡岩型钼铜矿,40~20Ma)→Cu-Mo(Au)(驱龙、甲玛、冲江、厅宫、白容等斑岩-矽卡岩型铜钼矿多金属矿,17~13Ma)→Mo(达布、帮浦、汤不拉斑岩型钼矿)→Pb-Zn-Mo-W-Fe(蒙亚啊、洞中松多、拉屋、轮郎、新嘎果、甲拉蒲、普桑果等斑岩-矽卡岩型-热液脉型铅锌多金属矿,53~51Ma)→Pb、Zn(郎嘎拉、则学、则桑等与推覆构造有关的热液脉型铅锌矿)(唐菊兴等,2009;唐菊兴等,2012)。研究区位于冈底斯岩浆弧成矿带北部的铅锌矿成矿分带,附近典型矿床有纳如松多铅锌矿、斯弄多铅锌矿、则学铅锌矿和恰功铁矿。典型矿床地质特征及矿床成因见表2.5。图2.3区域矿产分布图(据姚晓峰等,2011)
表2.5区域典型矿床特征一览表矿床纳如松多铅锌矿斯弄多铅锌矿则学铅锌矿恰功铁矿矿区地质特征地层上石炭-下二叠统拉嘎组上段(C2-P1l2)、下二叠统下拉组(P1x)、林子宗群古新统典中组(E1d)和第四系(Q)上石炭-下二叠统拉嘎组(C2-P1l)、中二叠统下拉组(P2x)、古近系年波组(E2n)下白垩统塔克那组(K1t)、古新统典中组(E1d)、始新统年波组(E2n)和第四系残坡积物(Q)构造断裂构造为主、由早到晚发育EW向或NWW向、NE向、NW向以及SN向四组断裂他自拉-郭拉-堪珠乡逆断层南盘,区内发育近EW向、NE向、NW向、SN向断裂断裂EW向为主,倾向N向、S向,组成背冲断层以近EW向、NE向、NW向的断裂构造为主岩浆岩年波组(E2n)流纹岩、角砾凝灰熔岩、凝灰岩及斑岩脉(株)、闪长玢岩脉、流纹斑岩(λπ)花岗斑岩(γπE2)、黑云二长花岗岩(ηγE2)、二云二长闪长岩等二长花岗岩(ηγ)、二长花岗斑岩(ηγπ)和细晶岩()矿床地质特征矿体特征赋矿层位Ⅰ号矿化带圈出了9个铅锌矿体,矿体赋存于白云岩、白云质灰岩的构造破碎带中,矿化类型为构造破碎带热液充填型构造控矿二长花岗岩体附近的灰岩构造破碎带和矽卡岩中塔克那组(K1t)灰岩与二长花岗斑岩接触带中矽卡岩矿体形态西矿段:呈透镜状、似层状;东矿段:呈椭圆状、似层状、大透镜状透镜状、豆荚状Ⅰ号矿体呈似层状、透镜状、串珠状Ⅱ号矿体多呈脉状、透镜状矿石类型星点状、浸染状铅锌矿石;细脉状铅锌矿石;角砾状矿、网脉状铅锌矿石;致密块状铅锌矿石星点状、细脉状,少数呈致密块状铅锌矿石;少量自然银细脉浸染状铅锌矿石(主)、致密块状铅锌矿石(次)块状磁铁矿石、少量浸染状围岩蚀变硅化、钾化、绿泥石化、绢云母化、绿帘石化等褐(黄)铁矿化、硅化、白云石化硅化、矽卡岩化、大理岩化矽卡岩化、绿帘石化、绿泥石化、钾化和青磐岩化成矿时代西矿段60.36-58.54Ma东矿段63.38-61.56Ma68.2Ma±喜马拉雅成矿期67.8±0.7Ma矿床成因类型热液型、热液充填型和矽卡岩型层控热液矽卡岩型铅锌银矿床矽卡岩型铁矿资料来源(据文献)孙骥(2013)孙晓轩等(2012),王银川等(2012)王策等(2017),于涛(2018)第三章研究区域地质特征3.1地层研究的区域在西藏仁堆地区测区的西南一处,其面积约为总面积的三十分之一,研究区的四角坐标为:西北89°04′27″,30°04′54″;东北89°07′34″,30°04′51″;东南30°00′32″,89°07′28″;西南30°00′35″,89°04′22″,面积约为47km2。该区域出露地层有上石炭统永珠组(C2y),分为上下两段,永珠组地层在研究区西北及南部有大量出露,以半包围形态环绕其中出露的岩层,出露的岩层有晚白垩统花岗闪长岩;晚三叠世白云母二长花岗岩;石英脉;.早侏罗世花岗伟晶岩脉;白云母二长花岗岩脉;永珠组下段由深灰色、灰黑色泥岩和深灰色、灰黑色泥质、炭质、硅质粉砂岩夹石英细砂岩组成,部分夹有细砂岩透镜体,主要分布在研究区西南部和南部,部分残留于晚三叠世白云母二长花岗岩体中,出露面积约14km2。上段(C2y2)由灰色、深灰色厚层状含(砾)石英细砂岩夹薄层粉砂岩和泥岩组成,主要分布在研究区的西北部,少量残留在白云母二长花岗岩体中,出露面积约7.5km2(图3.1)。主要岩性的野外地质特征和镜下特征见。在研究区内,永珠组上段和下段被沟谷逆断层隔开,为地层形成后受NE-SW向区域构造应力所至。永珠组地层中沉积构造非常发育,典型构造有:水平纹层、平行层理、层间变形构造、鲍马序列、浊积层理等(图3.1.2)。岩石地球化学和沉积构造学研究表明,永珠组碎屑岩来自于上地壳石英质沉积物源,大地构造环境为活动大陆边缘和大陆岛弧,沉积环境为晚古生代古特提斯残留洋盆的陆坡-深水盆地沉积(周江羽等,2018)。图3.1仁堆花岗伟晶岩脉地形地质图1.上石炭统永珠组上段;2.上石炭统永珠组下段;3.晚白垩纪花岗闪长岩;4.石英脉;5.早侏罗纪花岗伟晶岩脉;6.地质界线;7.地层产状;8.正断层;9.逆断层;10.性质不明断层;11.角岩化带;12.硅酸盐样采样位置;13.化学简分析采样位置;图3.2仁堆地区永珠组岩石特征A.泥岩野外特征;B.泥岩显微结构特征(+);C.砂质泥岩野外特征;D.砂质泥岩显微结构特征(+);E.砂质粉砂岩野外特征,F.砂质粉砂岩显微结构特征(+);G.泥质碳质细砂岩野外特征;H.泥质碳质细砂岩显微结构特征(+);Q.石英;+.正交偏光3.2构造受区域构造应力影响,研究区构造也非常发育,除永珠组地层中的典型沉积构造以外,还发育有断层、褶皱、等构造现象。断裂构造是研究区最重要的的构造形迹,地貌上表现为负地形。研究区主要发育三组断裂,近NS向正断层(F1)、NW向逆断层(F2)和近EW向逆断层(F3)。F1断层南北向贯穿研究区中部,走向总体上为近NS向,倾向80-120°,倾角为39°。地貌上表现为一南北向宽30m左右的沟谷碎石带,带内可见角砾岩、碎裂岩,在断层上盘可见断层三角面,判断其为右倾的正断层,遥感图上显示为与河流相重合的线型构造(3.3A.B)。F2断层位于研究区中北部,走向呈NW向,倾向约为45°,倾角为46°。断层上盘为上石炭统永珠组上段(C2y1),下盘为永珠组下段(C2y2)。地貌上表现为一NW向宽10米左右的沟谷,带内可见岩石碎块(3.3C)。根据其盘内的NW轴向的连续褶皱和地质体的挤压变形行迹可以判断其为逆向断层(3.4D.E.F)。在遥感影像图上为线型构造,被近NS向正断层截断。F2断层为位于F1断层的东侧,呈近EW向展布,倾向约为350°,倾角为74°。断层两侧岩体均为晚三叠世仁堆白云母二长花岗岩体(ηγmT3)。地貌上为一沟谷构造破碎带负地形,宽约15米,可见花岗岩体碎块。根据两侧岩体内部发生强烈的劈理化挤压构造,判断其为逆断层。根据遥感影像解译和野外构造变行迹观察及构造控制的岩体可以推测:随着印度板块继续向北推进,特提洋进入碰撞造山阶段,南北向强烈的持续挤压,形成近东西向逆断层,后随着碰撞隆升作用,造成东西向的应力松弛,形成南北向的正断层,并使先期逆断层受到改造。褶皱构造在研究区主要存在永珠组地层中,受南北向挤压应力,永珠组地层变形破碎严重,形成倒转褶皱、斜歪褶皱,轴向多为东西向,翼间角大多小于30°,为紧闭褶皱,可见不完整的似扇形复背斜褶皱(3.3D.E.F)。受强烈的构造作用影响,永珠组地层和花岗岩体发生严重的劈理化,形成似长方体及不规则碎块等(3.3C、3.3A)。
图3.3仁堆地区典型断裂和褶皱A.B.断层三角面和近南北向正断层;C.NW向逆断层形成的负地貌和碎裂岩;D.倒转紧闭褶皱;E.似扇形复背斜褶皱;F.倒转紧闭褶皱及挤压变形3.3岩浆岩研究区出露的岩浆岩主要为印支晚期晚三叠世仁堆白云母二长花岗岩体(ηγmT3)的一部分和大量发育的花岗伟晶岩脉(γρ)及少量石英脉(q)(图3.1)。晚三叠世白云母二长花岗岩体(ηγmT3)分布于研究区的中东部,呈南北向不规则岩基状产出,侵位于上石炭统永珠组(C2y)。地层中(图3.5B),在岩体内部残留有永珠组地质体,并发育大量花岗伟晶岩脉(图3.5A),研究区出露的岩体部分面积约为22km2。受区域构造作用影响,岩体劈理化发育。依据矿物颗粒大小,可分为中央相粗粒白云母二长花岗岩(m2T3)和边缘相中细粒白云母二长花岗岩(m1T3)(图3.5C、D)。白云母二长花岗岩(mT3):为灰白、浅肉红色,中细粒-粗粒结构,块状构造。矿物组成为斜长石(35%-40%)、钾长石(30%-35%)、石英(20%-25%)和白云母(5%-10%)、黑云母(1%-2%)及锆石、磷灰石等副矿物和少量暗色矿物。斜长石呈灰白色半自形-自形板状,粒径1.0-5mm,具有聚片双晶结构,部分发生绢云母化;钾长石主要为微斜长石和条纹长石,呈半自形-自形板状,粒径1.0-5mm,可见格子双晶和条纹结构,表面发生粘土化,至模糊不清;石英呈白色他形粒状,粒径0.8-5mm,具波状消光;白云母呈片状,粒径0.4-2mm,单偏镜下为无色,可见一组平行节理,具有多色性;黑云母呈细鳞片状,粒径0.4-1.5mm。岩体具有绢云母化、高岭土化、粘土化、褐铁矿化、绿泥石化等蚀变(图3.5E、F)。石英脉宽约5m,走向185°,延长约一百米,沿裂隙侵位于永珠组浅灰色粉砂岩中,与近NS向断裂方向较一致。图3.5仁堆地区晚三叠世白云母二长花岗岩岩石特征A.岩体内的花岗伟晶岩脉;B.岩体侵入永珠组地层中;C.粗粒白云母二长花岗岩;D.中细粒白云母二长花岗岩;E.粗粒白云母二长花岗岩镜下特征(+);E.中细粒白云母二长花岗岩镜下特征(+);Q.石英;Pl.斜长石;+.正交偏3.4花岗伟晶岩脉分布特征研究区内花岗伟晶岩岩脉分布广泛,总体在研究区北部分布在NS向正断层(F1)附近,整体穿插在晚三叠纪白云母二长花岗岩中,在F1左侧花岗伟晶岩脉的大致走向为NW走向,最长的长度可达500米左右,宽为12-15米不等,短的长度也可达到50-60米,宽度大致10米左右,在永珠组下段和晚三叠纪白云母二长花岗岩接触带的角岩化带也有两条花岗伟晶岩脉穿插在上石炭统永珠组(C2y)地层中,在F1左侧发育的花岗伟晶岩脉有19条。在F1右侧发育的花岗伟晶岩脉有11条,大致走向为EW走向,最长的长度可达400左右,宽约15米,短的花岗伟晶岩脉长度约50,宽度为8-10米左右。在研究区南部也有大量花岗伟晶岩脉发育,主要发育在一条不明断层附近,在永珠组上段和晚三叠纪白云母二长花岗岩接触带的角岩化带附近,在断层左侧发育有12条花岗伟晶岩脉,最长的长度约为200米,宽约10-15米,最短的长度约200,走向大多为NW向,其中有两条为NE走向,有四条为WE走向。在断层右侧发育有10条花岗伟晶岩脉,最长的长度为500左右,宽约10-15米,最短的长度约150米,走向大多为WE向,其中有三条走向为NW向,有一条近乎NS走向。这就是研究区所有出现的花岗伟晶岩脉的分布及特征。第四章花岗伟晶岩脉岩相学与岩石地球化学特征4.1岩相学特征花岗伟晶岩呈浅肉红色、灰白色,结构发育丰富,岩石有变余细-中-粗伟晶结构、文象结构、粒状、鳞片结构。构造为块状构造。矿物由石英、长石、白云母。石英特征为:无色透明,油脂光泽,它形粒状、半自形粒状,粒径约在10-40mm之间,含量在70%左右。长石有斜长石、微斜长石和钾长石、。斜长石特征:乳白色,板状,粒径大小约在5-20mm之间,含量在22%左右。微斜长石特征:白色,玻璃光泽,板状,半自形,大小约为5-40mm,含量在30%-35%之间。钾长石特征:肉红色,板状,半自形,大小约为5-15mm,含量在10%-15%之间。钠长石多为条带状、树枝状和脉状,交代钾长石微斜长石形成条纹长石,含量在5%-10%之间。白云母为白色,鳞片状,含量在15%左右。(图4.1)镜下主要可见斜长石、微斜长石、碱性长石、石英白云母及少量黑云母,矿物含量变化较大,可以看到萤石、石榴石、磷灰石、铌钽不透明矿物等副矿物。石英:呈他形粒状,粒径约在0.3-10mm之间,一级黄白干涉色,呈粒状变晶集合体、带状分布于钾长石内,多数和钾长石呈文象状交生。颗粒内可见波状消光,粒间以不规则形状镶嵌其中,可能为硅化产物。部分镜下石英分布较少,呈变晶集合体,与白云母混杂分布,相似现象也存在于钾长石、斜长石裂隙中,同时钾长石多被钠长石呈条带状、脉状交代,钠长石条带被石英、白云母充填的的裂隙穿切,可能为钠长石化(图4.2a、g)。斜长石:呈半自形板状,粒径有中粒有细粒不等,中粒粒径3-5mm,细粒粒径1-2mm之间,有聚片双晶,并轻微粘土化、绢云母化,由于切面及蚀变原因,排号无法测得,部分晶内可见机械双晶、波状消光等现象。(图4.2c、i)微斜长石:呈半自形板状,粒径在10-21mm之间为伟晶,负低突起,一级灰干涉色可见格子双晶,微斜长石多被钠长石呈树枝状交代。(图4.2b、e、f、g、h)。钾长石呈半自形板状,粒径可见4.5-6.5mm左右,主要为条纹长石,晶内钠质条纹多呈补片状、网脉状,杂乱分布,具轻微高岭土化,零星可见绢云母,部分粒内嵌布半自形板状斜长石,并局部交代斜长石。钾长石钠化,后期叠加硅化、白云母化,斜长石、石英交代钾长石,斜长石内出溶乳滴状石英。(图d、h)图4.1矿物标本图4.2仁堆地区花岗伟晶岩脉显微结构特征a.花岗伟晶岩文象结构(-);b.微斜长石格子双晶(+);c.斜长石聚片双晶(+);d.白云母弯曲变形(-);e.钠长石呈树枝状交代微斜长石(+);f.(+);g.粒状变晶集合体状次生石英,石英沿裂隙交代钾长石(+);h.钾长石钠化,后期叠加硅化、白云母化(+);i.斜长石、石英交代钾长石,斜长石内出溶乳滴状石英(+);j.白云母内残留少量黑云母(-);k.淡粉色石榴子石(-);l.轻微矿化、轻萤石化(-);m.微斜长石裂隙中的铌钽铁矿(+);n.轻微矿化、不透明矿物(-);Q.石英;Pl.斜长石;Mic.微斜长石;Kfs.钾长石;Ab.钠长石;Ms.白云母;Bi.黑云母;Grt.石榴子石;Cot.铌钽铁矿;Op.不透明矿物;+.正交偏光;-.单偏光4.2岩石地球化学特征4.2.1微量元素(表4.1)花岗伟晶岩微量元素质量分数原样编号B0269-2B1011-1B1312-1B1316-1Ba38.171.594.1107Co0.521.141.251.17Cr7.031.919.2511.0Cu8.718.067.876.15Hf1.201.531.291.34Nb27.719.317.022.7Ni1.011.872.592.81Pb25.727.011.228.8Rb316420315410Sc3.210.930.452.03Sr26.426.850.836.5Ta3.553.734.733.62Th0.853.151.504.30U3.481.590.801.63V3.685.985.595.45Zn60.625.815.521.3Zr5.9914.010.55.67含量单位ω(B)/10-6(图4.3)如(表4.1)所示,为仁堆地区花岗伟晶岩脉的微量元素质量分数表,岩体大离子亲石元素(LILE)中Rb、Sr、Ba的含量分别为(315~410)×10-6、(26.4~50.8)×10-6、(38.1~107)×10-6;放射性元素(RPH)中Th、U的含量分别为(0.85~4.30)×10-6、(0.80~3.48)×10-6;高场强元素(EFSE)中Nb、Ta、Zr、Hf的含量分别为(17.0~22.7)×10-6、(3.55~4.73)×10-6、(5.67~10.5)×10-6、(1.20~1.53)×10-6;过渡元素Sc、V、Cr、Co、Ni的含量分别为(0.45~3.21)×10-6、(3.68~5.98)×10-6、(1.91~11.0)×10-6、(0.52~1.25)×10-6、(1.10~2.81)×10-6;硫化物金属成矿元素Cu、Pb、Zn的含量分别为(6.15~8.71)×10-6、(11.2~28.8)×10-6、(15.5~60.6)×10-6。通过原始地幔标准化微量元素蛛网图(图4.3)可以看出Rb、K、Nb、Ta、P、Hf等元素为富集状态,也可以看出Ba、Sr、Nd、Zr、Hf等元素的亏损。4.2.2稀土元素(表4.2)仁堆地区花岗伟晶岩稀土元素质量分数原样编号B0269-2B1011-1B1312-1B1316-1Ce3.847.522.956.07Dy0.730.510.541.17Er0.360.240.210.83Eu0.110.170.090.12Gd0.510.690.410.67Ho0.130.090.090.26La2.433.871.633.15Lu0.070.040.040.18Nd1.513.611.492.69Pr0.450.940.390.72Sm0.480.800.420.69Tb0.120.100.100.16Tm0.070.040.040.17Y5.192.913.048.59Yb0.510.290.281.33REE16.5121.8311.7226.80LREE8.8216.916.9713.44HREE7.694.924.7513.36REE/HREE1.153.441.471.01La/Yb4.7613.345.822.37δEu0.220.240.220.17δCe2.673.132.923.14含量单位ω(B)/10-6(图4.4)仁堆地区花岗伟晶岩岩脉的稀土元素质量分数数据可见表4.2.3,由此可知,整体岩脉ω(ΣREE)整体较低,为(11.72-26.80)×10-6;ω(LREE0/ω(HREE)为1.01-3.44,[ω(La)/ω(Yb)]N为2.37-13.34,LREE较HREE为较弱的富集,轻、重稀土元素分异程度很低;ðEu的范围是0.17-0.24,其平均值为0.21,Eu异常变化较大,除个别样品外,总体为Eu的负异常,ðCe为2.67-3.14,Ce具有弱的负异常或者异常不明显。经球粒陨石标准化稀土元素配分模式图(图4.4)表现为比较轻微的重稀土富集的弱右倾斜性,只具有较弱但比较明显的Eu异常。4.2.3主量元素(表4.2.2)花岗伟晶岩主量元素质量分数原样编号B0269-2B1011-1B1312-1B1316-1SiO276.4778.0273.9375.38Al2O313.9411.9414.9013.97Fe2O30.440.230.290.10FeO0.510.610.581.11MgO0.140.130.0830.18CaO0.390.320.490.26Na2O3.812.014.592.78K2O3.334.913.504.88TiO20.050.0400.0130.048MnO0.010.0140.0460.022P2O50.150.210.260.12CO20.070.240.280.24H2O+0.640.630.650.69含量单位ω(B)/10-2主量元素分析结果如(表4.2.2)所示,可以看出仁堆地区花岗伟晶岩均具有富含硅(SiO2含量为73.93%~78.02%)、富铝(Al2O3含量为11.94%~14.90%)、贫铁(Fe2O3含量为0.1%~0.44%)、贫镁(MgO含量为0.083%~0.18%)特征,铝饱和指数(A/CNK)为1.11~1.15,为过铝质花岗岩。根据CIPW标准矿物计算,标准刚玉分子含量均大于1%,说明样品的Al2O3过饱和(钟辉等,2010年),这与样品中出现大量富铝的矿物(白云母、电气石)相吻合。K2O+Na2O含量较高(5.34%~9.50%),K2O/Na2O值为0.76~0.87,相对富钠。仁堆地区花岗岩为高钾钙碱性系列,主量元素显示具有I型花岗岩的地球化学特征。(丘士龙等,2018年)第五章含矿性研究5.1样品及分析测试方法本次实验分析了稀有金属在矿物中的赋存状态和花岗伟晶岩的含矿性特征,总共研究了5个样品,样品是在西南冶金测试所测试完成的。测试的仪器有:ICE3500原子吸收仪、JP-2D极谱仪、ICAP6300全谱仪、NexLON300xICP-MS。检测所用的方法有:原子吸收法、极谱法、等离子发射光谱法、质谱法。检测所需的环境条件为:温度20℃,湿度52%。 5.2成矿元素分析成矿元素主要为铌钽元素,自然界中往往铌和钽元素都是共同存在的,因为它们的化学性质非常接近。而铌铁矿族是稀有金属花岗伟晶岩中最重要的铌钽矿物,目前已知的铌钽矿物矿种多达72种,多半以氧化物形式存在,还有硅酸盐形式存在的铌钽矿物。所以对该族矿物研究较多(sarbajanet.al.,2000)。花岗伟晶岩中,主要以铌钽矿、铌钽铁矿的形式赋存。铌钽元素特征:铌钽矿物单偏光镜下为铁黑色或褐黑色,属于斜方晶系,晶形呈半自形-它形粒状、柱状、板状,晶面光滑,无解理,粒径50-200μm。反射光下呈灰白色,内反射色为红褐色,具有非均质性。单个矿物内部颜色、亮度不一,说明矿物成分具有不均一性;矿物裂隙和凹坑极其发育,可见矿物表面有多个方向的纹路,部分位置可见平行带状构造、波状构造等韵律构造和裂隙交代构造。韵律带状构造可能为晶体生长过程中Nb、Ta的富集和扩散导致化学势能周期性重复变化的结果(王汝成,1991);交代构造为亮色矿物交代暗色矿物,后期形成的铌钽矿物沿裂隙穿入早期形成的铌钽矿物,前人研究认为暗带矿物成分为贫Ta富Nb,亮带为富Ta贫Nb(张爱铖等,2004),说明后期交代流体具有明显的富Ta的特征。显微岩相学观察和背散射图像均显示,铌钽铁矿基本沿矿物裂隙产出。5.3与典型伟晶岩型稀有金属矿床对比本文列举了3个我国典型的伟晶岩型稀有金属矿床,川西甲基卡矿床、沙柳泉伟晶岩型矿床和武夷山伟晶岩型铌钽矿床。具体对比结果见(表5.1)表5.1仁堆地区伟晶岩脉与典型伟晶岩矿床对比矿床名称川西甲基卡矿床沙柳泉伟晶岩型矿床武夷山伟晶岩型铌钽矿床西藏南木林县仁堆地区花岗伟晶岩脉大地构造背景松潘甘孜造山带柴北缘缝合带武夷山隆断束冈底斯造山带主要地层三叠系甲基卡组和道泽沟组达肯达坂岩群和万洞沟群震旦系、寒武系褶皱变质基低上石炭统永珠组围岩岩性粉砂岩及砂岩大理岩和石英片岩变粒岩、云英片岩和混合岩白云母二长花岗岩控矿构造扭动构造北西向复活断层北东向为主的断裂近南北向向正断层、北西向逆断层和近东西向逆断层形态脉状、透镜状、板状等脉状、透镜状、少量瘤状脉状、囊体壮脉状规模中小型为主,少量大型规模不等,长10-150m,宽0.5-50m规模较小规模不等,长100-500m,宽8-15m稀土特征右倾配分模式Eu异常明显--弱右倾斜性,比较明显的Eu异常资料来源李健康,2006徐新文,2009曾小建,2001黄标,1993袁见齐等,1985本文5.4化学简分析结果对西藏南木林县仁堆地区发现的花岗伟晶岩脉采集样品,做出了稀有金属化学简分析。数据可见表5.2,从中可以看出铌钽元素含量较高,花岗伟晶岩型铌钽矿的工业要求品味为0.012%~0.015%(赵鹏大,2006),样品B0269-1、B1009-1和B1316-1接近工业边界品味。随着社会的发展,许多高新技术产业对铌、钽矿物的需求量日益增大、矿物采选技术的提高及“十三五”期间我国对“三稀”矿产资源的重视和西藏南木林县仁堆地区矿产勘查程度低等因素(王盘喜等,2015),充分说明该地区具有较大的找矿潜力。从(表5.2)的仁堆地区花岗伟晶岩脉化学简分析结果可看出,仁堆地区花岗伟晶岩脉具有较大的稀有金属成矿潜力,但勘查程度相对较低,从而,在仁堆地区晚三叠世出露面积近百平方千米的花岗伟晶岩体及其周边进行伟晶岩脉的勘查工程工作为当前的主要研究对象。构造对伟晶岩脉的控制和地层作为盖层的作用是显而易见的,应加强对断层、岩体、地层三者结合处的研究及勘查工作,通过上面的硅酸盐分析和化学简分析研究认为,铌、钽元素是该研究区最可能成矿的稀有金属矿物,以澳大利亚稀土元素矿产为例。(
\o"查找此作者的更多记录"Jaireth,Subhash;et.2014)仁堆地区花岗岩形成深度约在2.5~4.17km之间,属中浅成伟晶岩,除中成稀有金属矿床外,浅成的晶洞伟晶岩也是黄玉、水晶、绿柱石等宝石矿物原料的重要发现地带,仁堆地区白云母二长花岗岩体为过铝质、高分异的淡色花岗岩,也是仁堆地区的一个寻找稀有金属矿床的勘查方向。表5.2仁堆地区花岗位晶岩脉化学简分析结果(%)样品号B0267-1B0269-1B0888-1B1009-1B1316-1Nb0.0017520.0020820.0002770.0027200.003424Ta0.0002220.0020930.0000670.0016290.000699Nb2O50.0050110.0059550.0007930.0077810.009793Ta2O50.0005410.0051120.0001630.0039780.001706(Nb+Ta)2O50.0055520.0110670.0009560.0117590.011499第六章结束语6.1研究结论本文是对西藏南木林县仁堆地区的花岗伟晶岩脉做出了一系列的勘查与研究,因为花岗伟晶岩是铌、钽等稀有金属矿物的主要载体之一(俞寒飞等,2018),而铌、钽等稀有金属矿物在很多方面都有很大的价值以及地质学意义,因此在本文利用了岩石学、岩石地球化学、化学简分析等手段分析了花岗伟晶岩脉的形成时代、形成的大地构造背景,初步总结了花岗伟晶岩稀有金属矿床的成矿规律,并分析了仁堆地区花岗伟晶岩的成矿潜力。得出以下结论:花岗伟晶岩脉(γρ)在石炭统永珠组(C2y)地层和晚三叠纪白云母二长花岗岩体()中均有分布,总体上分布在花岗岩体和南北向断裂附近,大量出露,大约在百条左右,花岗伟晶岩为灰白色。浅肉红色,岩石具有变余细-中粒伟晶结构、文象结构、粒状、鳞片结构,块状构造。矿物组成主要为石英、斜长石、钾长石、白云母及少量黑云母组成,部分岩脉保存有较完整的分带结构。花岗伟晶岩脉各元素含量变化范围较大,具有高硅、高钾、高碱、中Na、中Al、低Ti、低Fe、低Mg、低P、低Ca的主量元素地球化学特征,为高钾钙碱性过铝质花岗伟晶岩。W(ΣREE)整体较低,轻、重稀土元素分异程度很低,δEu显示强的负异常。经原始地幔标准化微量元素蛛网图表现为Rb、K、Nb、Ta、P、Hf等元素的富集和Ba、Sr、Nd、Zr、Ti等元素的亏损。西藏南木林县仁堆地区花岗伟晶岩可能在上地壳发生过风化作用的富铝、富黏土的变质泥质岩部分熔融形成,是仁堆地区花岗岩体岩浆演化晚期,由富HO、富含挥发性
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