可可托海伟晶岩矿床(最新版)

可可托海含稀有金属花岗伟晶岩矿床 学院：资源学院  班级：021111    学号：20111004613 姓名： 许春城    目    录 一、地质背景及地质条件    2 1.1构造位置    2 1.2 地层    3 1.3岩浆岩    3 二、矿床地质特色    3 2.1 矿区简介………………………………………………………………………………….3 2.1.1矿区地层    3 2.1.2矿区构造    3 2.1.3矿区岩浆岩    4 超基性岩体    4 酸性岩    4 岩脉    4 2.2矿体特征    5 2.2.1矿体形态、产状、规模、分布    5 2.3 矿石特征………………………………………………………………………………….5 2.3.1Ⅰ带:文象变文象结构中粗粒伟晶岩带    5 2.3.2Ⅱ带:细粒钠长石带    6 2.3.3Ⅲ带:块体微斜长石带    6 2.3.4Ⅳ带:石英-白云母带    6 2.3.5Ⅴ带:叶钠长石-锂辉石带    6 2.3.6Ⅵ带:石英-锂辉石带    6 2.3.7Ⅶ带:白云母-薄片钠长石带    6 2.3.8Ⅷ带:块体石英带(核)    7 2.4成矿期、成矿阶段    9 2.5成矿条件和成因分析    9 2.5.1 成矿物质来源    9 2.5.2成矿物质运移通道及容矿空间    10 2.5.3成矿介质及能量    10 2.5.4成因分析    10 一、地质背景及地质条件 1.1构造位置 该区域大地构造位置上处于西伯利亚板块的阿尔泰陆缘活动带，离哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块的缝合线不远，一个巨大的、东西向的、延绵数千公里的天山 - 蒙古- 兴安的加里东- 海西造山带在这里通过。在海西期, 由于准噶尔-北天山洋壳向西伯利亚大陆板块的俯冲, 该区形成了一个完整的沟弧盆体系。根据卢焕章等人的研究, 可将包括阿尔泰在内的新疆北部由南向北即从洋壳到陆壳依次划分为五个地质构造单元, 即: Ⅰ前寒武纪基底, Ⅱ前寒武构造单元, Ⅲ早古生代构造单元, Ⅳ中古生代构造单元, Ⅴ晚古生代构造单元。( 见图1-1) 图1－1 阿尔泰地区板块构造和区域地质图（据卢焕章等，1996） 1.前寒武基底；2.前寒武构造单元；3.早古生代构造单元；4.早古生代构造单元；5.晚古生代构造单元；6.加里东期侵入体；7.海西期侵入体；8.镁铁质及超镁铁质侵入体；9.俯冲带；10.断层；11.俯冲杂岩体。Ⅰ-西伯利亚板块；Ⅱ-哈萨克斯坦板块 1.2 地层 区内地层出露有古生界、中生界和新生界。古生界分布广泛, 主要地层为中、下奥陶统和中、上志留统的混合岩、片麻岩、片岩及少量砂岩、灰岩震旦系至石炭系为海相沉积, 二叠纪开始陆相沉积, 中、新生界为陆相沉积, 分布范围小。 1.3岩浆岩 本区深成岩浆作用主要包括加里东晚期的辉长岩、辉绿岩及各种I 型和S 型花岗岩的侵入活动, 海西早中晚期的辉长岩、辉绿岩、闪长岩及各种I 型、S 型和A 型花岗岩的侵入活动。以上前震旦纪和古生代的地层和深岩,都不同程度的受到了低级绿片岩相至中低级角闪岩相的变质作用, 产生了形变及片理、片麻理, 部分地段发生了部分熔融, 形成了混合岩和混合花岗岩。该区古生代花岗岩类的分布十分广泛, 约占全区总面积的50%左右, 出露      面积在数千平方公里以上的大岩基屡见不鲜, 它为形成花岗伟晶岩创造了充分的物质前提。 阿尔泰地区花岗岩中稀有金属含量较高, 比花岗岩中平均含量高1 一4 倍, 比地壳丰度值高1 ~ 10 倍(Li ,a)。这是产生稀有金属伟晶岩矿床的物质条件。 脉岩, 主要分布在喀纳斯一可可托海一带和额尔齐斯一带, 主要是花岗伟晶岩脉、石英脉、花岗斑岩脉。 二、矿床地质特色 2.1矿区简介 2.1.1 矿区地质： 矿床地层主要为结晶片岩类, 系中- 上奥陶统哈巴河群。主要有含十字石黑云母- 斜长石- 石英片岩, 含红柱石黑云母- 石英片岩及石英- 黑云母片岩, 片理走向300 ~ 360 , 倾向北东, 倾角68 ~ 90 。 2.1.2矿区构造特征 举世闻名的可可托海稀有金属宝石矿区分布在青河一哈龙岩浆岩带。该带东西长300km , 南北宽30-40 , 北以红山嘴断裂为界与尔特火山岩带为邻, 南东侧以玛尔卡库里一玛因鄂博断裂为界与额尔齐斯弧后盆地相邻, 南西侧以康布铁堡大断裂为界, 与克兰火山岩带为邻。以卡依尔特大断裂（可可托海一二台断裂）为界, 以西构成加里东褶皱带, 以东为青河断块隆起。构造活动可分成矿前、成矿期和成矿期后3 种： （1）成矿前构造走向大致为310 ~ 340 , 向南西:倾斜, 最发育的缓倾裂隙与大致同一走向范围内次发育的陡倾斜裂隙都是成矿前的构造裂隙, 即容矿构造裂隙。由于缓陡两组裂隙相交, 联合控矿与容矿, 才使矿脉呈缓倾的阶梯状产出。 （2） 成矿期构造最常见的是早期结晶出的矿物或矿带被相对晚期的矿物或矿带所切穿。在伟晶岩演化过程中, 由于伟晶岩内部压力平衡而引发的脉动式构造活动, 几乎在所有伟晶岩脉内部都可随处见到。如晚期烟灰色石英经常胶结和切穿早期结晶的微斜 长石、锂辉石、钠长石、绿柱石等。 （3）成矿期后的构造, 主要有节理裂隙和断裂构造两种类型。节理裂隙分布有: 走向310 ~ 330 , 倾向北东, 倾角75 ; 走向55 , 倾向南东, 倾角60 , 这两种裂隙既切穿围岩, 也切穿伟晶岩脉。断裂构造主要表现为断层, 走向为南北向或北西向的断层为正断层, 断层的东盘或北东盘为上盘, 断层的西盘或南西盘为下盘; 走向东西的平移断层, 其北盘相对东移, 南盘相对西移。 2.1.3矿区岩浆岩 超基性岩体： 矿区出露有32个大小不等的超基性岩体, 沿可可托海- 青河复背斜呈北西向展布。岩性包括辉石岩、辉长岩、辉长苏长岩、角闪辉长岩及其变质而成的斜长角闪岩等。具有中细粒结构, 块状构造。层理不发育, 保温性能好, 含铁量高和普遍遭受绿泥石化、电气石化等蚀变作用, 最有利于稀有金属成矿作用。 酸性岩： 图2－1可可托海伟晶岩分布图 矿区出露的酸性岩有花岗岩及其脉岩类。花岗岩类有云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母碱长花岗岩。脉岩有细晶岩、伟晶岩和石英脉。其中黑云母花岗岩分布面积最大, 分布在矿床四周, 并与矿床外围花岗岩基连为一体。岩脉以花岗伟晶岩脉分布最广, 规模最大。 岩脉： 其中伟晶岩脉有25 条, 包括勘探发现的盲脉14 条。多数伟晶岩脉产于角闪岩及斜长角闪岩中, 少数产于结晶片岩和花岗岩中, 伟晶脉的形态与规模除个别的如3 号矿脉大而复杂外, 其它多数为脉状及板状体。脉内分带性良好, 交代作用强烈, 富含稀有金属矿物, 主要有绿柱石、锂辉石、铌钽铁矿类。（如图2-1） 2.2矿体特征    矿体形态、产状、规模、分布 可可托海号伟晶岩脉是阿尔泰地区众多花岗伟晶岩中分异程度最好的岩脉, 位于新疆富蕴县城北东约处。它侵位于阿尔泰加里东一海西褶皱带的轴部—富蕴地背斜褶皱带内的片麻状黑云母花岗岩顶部凹陷的斜长角闪岩内。3号伟晶岩脉形态复杂, 由一陡倾斜筒状岩钟和一缓倾斜板状体组成, 形似一实心草帽。总体形态是走向310°~335°,沿走向长度2 000 m,倾向南西,沿倾向长1 500 m,倾角10°~40°。其上盘产有大小不等的似岩钟状膨胀体,并沿倾斜方向呈阶梯状缓倾斜脉状体,向北尖灭,向西南延深。（图3-1） 岩钟状体部分地表形态近似歪把梨形,走向335°,沿走向长度250 m,宽250 m,深250 m。倾向北东,倾角上盘40°~80°,下盘80°。 缓倾斜脉状体部分也近似歪把梨形,沿走向长度2 000 m,沿倾斜长1 500 m,厚度20~60 m,平均40 m 3号矿脉结构带,岩钟状体与缓倾斜脉状体不同。岩钟状体可分为9个带,各带无论沿水平方向或垂直方向都是连续的对称的呈环带状构造。缓倾斜脉状体可分为7个带,边部结构带连续,内部结构带断续,而上下盘结构带不对称,故称为不对称带状构造。岩钟状体与缓倾斜脉体由边部两结构带把二者衔接在一起而构成为3号脉整体。 2.3矿石特征 图3－1可可托海三号花岗伟晶岩矿脉地质图 2.3.1Ⅰ带:文象变文象结构中粗粒伟晶岩带(KKTH—K—1) 白色，文象结构，斑杂状构造。主要矿物有：白色的钠长石，玻璃光泽；细小片状白云母；他形粒状石英，油脂光泽，烟灰色，集合体分布不均匀，形状不规则并可见他形淡绿色颗粒状绿柱石。矿物组成为斜长石50%,石英30%,钠长石17%,白云母6%,还有石榴子石、电气石、磷灰石、绿柱石等。标本如下图： 文象变文象结构中粗粒伟晶岩带 2.3.2Ⅱ带:细粒钠长石带（KKTH—K—2） 糖晶状钠长石带：变化范围1—10m，占整个脉体的15.14%。主要由细粒钠长石及少量石英、白云母、石榴子石、绿柱石、磷灰石组成。为主要的铍矿带。铍主要富集在糖粒状钠长石集合体中，尤其在白云母（1—2%）-石英（<1%）-钠长石（85—92%）组合里更富集，可形成矿巢（往往磷灰石含量亦高）。矿物组成成分含量约为微斜长石50%、钠长石33%、石英10%、白云母4%、绿柱石1.13%。还有磷灰石、锂辉石、金红石、黄铁矿等。 细粒钠长石矿带长620 m,厚度3~6 m,膨胀处8~10 m,垂深220 m,呈不规则的巢状体分布,大小由几厘米到几米长,个别长达30 m,宽17 m,在巢体边缘常伴有石英-白云母集合体。如下图： 细粒钠长石带 2.3.3Ⅲ带:块体微斜长石带（KKTH—K—3） 块状微斜长石带：由块体微斜长石及巨文象结构块体微斜长石为主体构成的结构带,结构带长580 m，变化范围1—35m，平均18 m,垂深185 m，占整个脉体的17.94%。主要由微斜长石构成，含石英5—20%。二者构成粗粒（准）文象结构（发育在下部）。与Ⅱ带接触处常含少量细粒钠长石巢体与Ⅳ带接触处常含少量石英-白云母巢体。矿物组成为微斜长石85%~90%、石英10%~12%、白云母2%。本带含有少量绿柱石，锂辉石、钽锰 标本如下图： 块体微斜长石带 2.3.4Ⅳ带:石英-白云母带（KKTH—K—4） 石英白云母带：淡紫色，自形晶结构，片状构造。主要矿物有：自形片状的白云母，白色略带绿色，透明，呈金刚光泽；半自形柱状—颗粒状石英，粒度为粗粒，表面油脂光泽；他形柱状绿柱石，绿色，玻璃光泽。 以石英-白云母集合体为主,块体微斜长石为次组成的结构带。矿带长520 m,厚4~13 m,平均5m,垂深185 m。矿物组成为石英54%、微斜长石20%、白云母15%、钠长石8%,此外还含绿柱石和钽铌铁矿。如下图： 石英-白云母带 2.4.5Ⅴ带:叶钠长石-锂辉石带（KKTH—K—5） 叶钠长石—锂辉石带：整体呈紫色，自形粒状结构，块状构造。主要矿物有：紫红色锂辉石，浸染于叶钠长石中；黑色电气石，半自形柱状石英；叶钠长石，白色，半自形，玻璃光泽，细小片状的白云母，自形，白色。 以叶钠长石为主,石英、锂辉石为次组成的矿带,长400 m,矿带厚3~30 m,平均11 m,垂深132 m。该带与Ⅳ带接触界线清楚,与Ⅵ带呈渐变过渡关系。矿物组成为叶钠长石50%~60%、石英20%~30%、锂辉石12%~15%、白云母4%~5%,锂辉石多为玫瑰色和白色、浅绿色,半透明,板状晶体,晶体长10~30 cm,个别达0.5~1.0 m。还含有石榴子石、电气石、锆石、磷灰石等。如下图： 叶钠长石-锂辉石带 2.3.6Ⅵ带:石英-锂辉石带（KKTH—K—6） 浅肉红色，主要为石英和锂辉石，并还有叶钠长石。石英呈烟灰色，油脂光泽，巨晶状，他形。锂辉石为浅红色，短柱状，颗粒巨大，自形程度好，玻璃光泽，硬度大于5.5。锂辉石主要侵染于叶钠长石与钠长石的接触带上。自形结构，块状构造。 以石英-锂辉石集合体为主,叶钠长石为次组成的。矿带长400 m;厚3~15 m,平均7 m;垂深100m,与Ⅴ带之间界线不明显。划界时根据叶钠长石-锂辉石与石英-锂辉石的含量来确定。矿物组成为石英55%、叶钠长石22%、锂辉石17%、白云母3%,还含有绿柱石、石榴子石、磷灰石、锆石、铌钽锰矿等。如下图： 石英-锂辉石带 2.3.7Ⅶ带:白云母-薄片钠长石带 白色，主要成分为白云母、薄片状钠长石、石英和微斜长石，含少量的锂辉石。白云母为片状，解理发育明显，透明。钠长石为白色，薄片状，玻璃光泽。自形结构，块状构造。 由白云母-薄片钠长石或钠长石集合体组成。矿带长280 m,厚5~7 m,局部尖灭,最厚30~50m,垂深70 m,与Ⅵ带、Ⅷ带界线明显。矿物组成为薄片状钠长石63%,石英15%,白云母12%,锂辉石6%,钾微斜长石2%,此外,还含有绿柱石、铌钽锰矿、细晶石、铯榴石和锆石等。如下图： 白云母-薄片钠长石带 2.3.8Ⅷ带:块体石英带(核) （KKTH—K—8） 块状石英带：白色，半自形粒状结构，块状构造。主要矿物为石英，含量超过95%，无色，油脂光泽，粗粒，半自形，质地纯净。 以块体石英为主,块体微斜长石为次组成,位于岩钟状体中心。长35~107 m,厚5~40 m,垂深8m。在石英核的中心发育有微斜长石块体。石英无色,淡黄或淡红色,质地纯净。如下图： 块体石英带(核) 2.3成矿期、成矿阶段 伟晶岩中造岩矿物的全部演化过程, 实质上是表现在碱金属元素的相互转换, 由此可将3号脉伟晶作用过程分出6个地球化学阶段 (1 ) K ( Na) 阶段 首先晶出文象、变文象结构伟晶岩, 其次是小块体伟晶岩、块体微斜长石带, 如第I ,Ⅱ 结构带, 矿化比较弱。 (2 )Na( K ) 阶段 随着大量含K 矿物的晶出,Na 的浓度增高, 引起N a取代K 的作用, 发生在K 阶段之后, 或伴随K 阶段进行, 故在块体微斜长石(第Ⅲ带)的外部边缘, 即第Ⅱ带。本阶段富产Be 矿物, 其次是N b 一T a矿物。K 阶段之后, 由于水解作用, 微斜长石被白云母一石英所交代。Na( K ) 阶段中由于N a 交代K ,K 被带出, 而在钠长石外围形成白云母一钠长石一石英交代的集合体。 (3 ) Na 一Li 阶段 当伟晶岩熔体原始成分中Li 的含量很高时才发生。在K (N a) ,Na(K“阶段之后, 首先是大量锉辉石结晶, 紧随着是叶钠长石沿着锉辉石晶体面上结晶, 最后石英晶出,形成了叶钠长石一铿辉石带( Ⅴ 带)和石英一锉辉石带( Ⅵ 带)。 ( 4) 晚期N a( K )阶段 主要表现为大量的钠长石晶出。在钠长石晶出晚期, 有相当数量的白云母充填于钠长石板条状晶体间隙间结晶。当白云母特别富集时形成为白云母集合体。矿物富含T a ,H f以妮担铁矿、细晶石、富铅错石等矿化为特征, 如姐带白云母一薄片状钠长石。 (5 ) 晚期Li 一Cs 阶段 是伟晶岩晚期阶段。Li 在溶液中再一次富集。当熔体中含Cs 较高时,Cs 也随之富集。开始仍有一定数量的钠长石晶出, 随后是大量锉云母的晶出, 有的几乎全是锉云母集合体, 常伴随有玫瑰色、绿色及多色电气石晶出。最后形成大量艳榴石, 常常构成锉云母一艳榴石和石英一艳榴石矿物“共生一结构体” , 主要是Li ,Cs 矿物(锉云母、锉电气石、艳榴石)富集, 其次是N b一T a矿物, 如第Ix 带边部及硒带。 ( 6)Si 阶段 是伟晶岩作用的最后阶段, 残余的51 0于脉体中心部位结晶成块体状石英核。有时有富含R b ,Cs 的晚期微斜长石晶出, 如第Ⅸ带。有时有晶形完好的石英产于块体石英空洞之中。 2.4、成矿条件和成因分析 2.4.1 成矿物质来源 由资料知阿尔泰地区花岗岩中稀有金属含量较高, 比花岗岩中平均含量高1 一4 倍, 比地壳丰度值高1 ~ 10 倍(Li ,a)。这是产生稀有金属伟晶岩矿床的物质条件。又由地化分析得该区岩浆岩来源于地幔，即含矿物物质是来源于地幔的。 2.4.2成矿物质运移通道及容矿空间 伟晶岩在空间分布上，明显受地质构造的控制形成断续延伸几十公里到几百公里以上，宽几公里到10-20km的伟晶岩带，而伟晶岩矿田受到次一级构造的控制，更次一级的构造为伟晶岩脉所充填，由此易知各级断裂为成矿物质的运移通道，而次级断裂的伴生构造，如片理、次生裂隙提供了容矿空间。 2.4.3成矿介质及能量 伟晶岩矿床为岩浆型矿床其成矿介质及成矿能量均来源于岩浆。 2.4.4成因分析 综合构造、岩体、地层三方面分析，伟晶岩矿床与岩浆作用紧密相关，岩浆作用为成矿提供了物质基础，也提供了能量，岩浆分异作用形成的最终热液是伟晶岩脉的直接物质来源。伟晶岩受构造控制明显，各级构造既是导矿构造、也是容矿构造。