中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院可可托海含稀有金屬花崗偉晶巖礦床學(xué)院：資源學(xué)院班級(jí)：021111學(xué)號(hào)：20111004613姓名：許春城中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）目錄一、地質(zhì)背景及地質(zhì)條件 21.1構(gòu)造位置 21.2地層 31.3巖漿巖 3二、礦床地質(zhì)特色 32.1礦區(qū)簡(jiǎn)介………………….32.1.1礦區(qū)地層 32.1.2礦區(qū)構(gòu)造 32.1.3礦區(qū)巖漿巖 4超基性巖體 4酸性巖 4巖脈 42.2礦體特征 52.2.1礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、分布 52.3礦石特征………………….52.3.1Ⅰ帶:文象變文象結(jié)構(gòu)中粗粒偉晶巖帶 52.3.2Ⅱ帶:細(xì)粒鈉長(zhǎng)石帶 62.3.3Ⅲ帶:塊體微斜長(zhǎng)石帶 62.3.4Ⅳ帶:石英-白云母帶 62.3.5Ⅴ帶:葉鈉長(zhǎng)石-鋰輝石帶 62.3.6Ⅵ帶:石英-鋰輝石帶 62.3.7Ⅶ帶:白云母-薄片鈉長(zhǎng)石帶 62.3.8Ⅷ帶:塊體石英帶(核) 72.4成礦期、成礦階段 92.5成礦條件和成因分析 92.5.1成礦物質(zhì)來(lái)源 92.5.2成礦物質(zhì)運(yùn)移通道及容礦空間 102.5.3成礦介質(zhì)及能量 102.5.4成因分析 10一、地質(zhì)背景及地質(zhì)條件1.1構(gòu)造位置該區(qū)域大地構(gòu)造位置上處于西伯利亞板塊的阿爾泰陸緣活動(dòng)帶，離哈薩克斯坦板塊和西伯利亞板塊的縫合線不遠(yuǎn)，一個(gè)巨大的、東西向的、延綿數(shù)千公里的天山-蒙古-興安的加里東-海西造山帶在這里通過(guò)。在海西期,由于準(zhǔn)噶爾-北天山洋殼向西伯利亞大陸板塊的俯沖,該區(qū)形成了一個(gè)完整的溝弧盆體系。根據(jù)盧煥章等人的研究,可將包括阿爾泰在內(nèi)的新疆北部由南向北即從洋殼到陸殼依次劃分為五個(gè)地質(zhì)構(gòu)造單元,即:Ⅰ前寒武紀(jì)基底,Ⅱ前寒武構(gòu)造單元,Ⅲ早古生代構(gòu)造單元,Ⅳ中古生代構(gòu)造單元,Ⅴ晚古生代構(gòu)造單元。(見(jiàn)圖1-1)圖1－1圖1－1阿爾泰地區(qū)板塊構(gòu)造和區(qū)域地質(zhì)圖（據(jù)盧煥章等，1996）1.前寒武基底；2.前寒武構(gòu)造單元；3.早古生代構(gòu)造單元；4.早古生代構(gòu)造單元；5.晚古生代構(gòu)造單元；6.加里東期侵入體；7.海西期侵入體；8.鎂鐵質(zhì)及超鎂鐵質(zhì)侵入體；9.俯沖帶；10.斷層；11.俯沖雜巖體。Ⅰ-西伯利亞板塊；Ⅱ-哈薩克斯坦板塊1.2地層區(qū)內(nèi)地層出露有古生界、中生界和新生界。古生界分布廣泛,主要地層為中、下奧陶統(tǒng)和中、上志留統(tǒng)的混合巖、片麻巖、片巖及少量砂巖、灰?guī)r震旦系至石炭系為海相沉積,二疊紀(jì)開(kāi)始陸相沉積,中、新生界為陸相沉積,分布范圍小。1.3巖漿巖本區(qū)深成巖漿作用主要包括加里東晚期的輝長(zhǎng)巖、輝綠巖及各種I型和S型花崗巖的侵入活動(dòng),海西早中晚期的輝長(zhǎng)巖、輝綠巖、閃長(zhǎng)巖及各種I型、S型和A型花崗巖的侵入活動(dòng)。以上前震旦紀(jì)和古生代的地層和深巖,都不同程度的受到了低級(jí)綠片巖相至中低級(jí)角閃巖相的變質(zhì)作用,產(chǎn)生了形變及片理、片麻理,部分地段發(fā)生了部分熔融,形成了混合巖和混合花崗巖。該區(qū)古生代花崗巖類的分布十分廣泛,約占全區(qū)總面積的50%左右,出露面積在數(shù)千平方公里以上的大巖基屢見(jiàn)不鮮,它為形成花崗偉晶巖創(chuàng)造了充分的物質(zhì)前提。阿爾泰地區(qū)花崗巖中稀有金屬含量較高,比花崗巖中平均含量高1一4倍,比地殼豐度值高1~10倍(Li,a)。這是產(chǎn)生稀有金屬偉晶巖礦床的物質(zhì)條件。脈巖,主要分布在喀納斯一可可托海一帶和額爾齊斯一帶,主要是花崗偉晶巖脈、石英脈、花崗斑巖脈。二、礦床地質(zhì)特色2.1礦區(qū)簡(jiǎn)介2.1.1礦區(qū)地質(zhì)：礦床地層主要為結(jié)晶片巖類,系中-上奧陶統(tǒng)哈巴河群。主要有含十字石黑云母-斜長(zhǎng)石-石英片巖,含紅柱石黑云母-石英片巖及石英-黑云母片巖,片理走向300~360,傾向北東,傾角68~90。2.1.2礦區(qū)構(gòu)造特征舉世聞名的可可托海稀有金屬寶石礦區(qū)分布在青河一哈龍巖漿巖帶。該帶東西長(zhǎng)300km,南北寬30-40,北以紅山嘴斷裂為界與爾特火山巖帶為鄰,南東側(cè)以瑪爾卡庫(kù)里一瑪因鄂博斷裂為界與額爾齊斯弧后盆地相鄰,南西側(cè)以康布鐵堡大斷裂為界,與克蘭火山巖帶為鄰。以卡依爾特大斷裂（可可托海一二臺(tái)斷裂）為界,以西構(gòu)成加里東褶皺帶,以東為青河斷塊隆起。構(gòu)造活動(dòng)可分成礦前、成礦期和成礦期后3種：（1）成礦前構(gòu)造走向大致為310~340,向南西:傾斜,最發(fā)育的緩傾裂隙與大致同一走向范圍內(nèi)次發(fā)育的陡傾斜裂隙都是成礦前的構(gòu)造裂隙,即容礦構(gòu)造裂隙。由于緩陡兩組裂隙相交,聯(lián)合控礦與容礦,才使礦脈呈緩傾的階梯狀產(chǎn)出。（2）成礦期構(gòu)造最常見(jiàn)的是早期結(jié)晶出的礦物或礦帶被相對(duì)晚期的礦物或礦帶所切穿。在偉晶巖演化過(guò)程中,由于偉晶巖內(nèi)部壓力平衡而引發(fā)的脈動(dòng)式構(gòu)造活動(dòng),幾乎在所有偉晶巖脈內(nèi)部都可隨處見(jiàn)到。如晚期煙灰色石英經(jīng)常膠結(jié)和切穿早期結(jié)晶的微斜長(zhǎng)石、鋰輝石、鈉長(zhǎng)石、綠柱石等。（3）成礦期后的構(gòu)造,主要有節(jié)理裂隙和斷裂構(gòu)造兩種類型。節(jié)理裂隙分布有:走向310~330,傾向北東,傾角75;走向55,傾向南東,傾角60,這兩種裂隙既切穿圍巖,也切穿偉晶巖脈。斷裂構(gòu)造主要表現(xiàn)為斷層,走向?yàn)槟媳毕蚧虮蔽飨虻臄鄬訛檎龜鄬?斷層的東盤或北東盤為上盤,斷層的西盤或南西盤為下盤;走向東西的平移斷層,其北盤相對(duì)東移,南盤相對(duì)西移。2.1.3礦區(qū)巖漿巖超基性巖體：礦區(qū)出露有32個(gè)大小不等的超基性巖體,沿可可托海-青河復(fù)背斜呈北西向展布。巖性包括輝石巖、輝長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)蘇長(zhǎng)巖、角閃輝長(zhǎng)巖及其變質(zhì)而成的斜長(zhǎng)角閃巖等。具有中細(xì)粒結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。層理不發(fā)育,保溫性能好,含鐵量高和普遍遭受綠泥石化、電氣石化等蝕變作用,最有利于稀有金屬成礦作用。酸性巖：圖2－1可可托海偉晶巖分布圖礦區(qū)出露的酸性巖有花崗巖及其脈巖類。花崗巖類有云母花崗巖、二云母花崗巖、白云母堿長(zhǎng)花崗巖。脈巖有細(xì)晶巖、偉晶巖和石英脈。其中黑云母花崗巖分布面積最大,分布在礦床四周,并與礦床外圍花崗巖基連為一體。巖脈以花崗偉晶巖脈分布最廣,規(guī)模最大。圖2－1可可托海偉晶巖分布圖巖脈：其中偉晶巖脈有25條,包括勘探發(fā)現(xiàn)的盲脈14條。多數(shù)偉晶巖脈產(chǎn)于角閃巖及斜長(zhǎng)角閃巖中,少數(shù)產(chǎn)于結(jié)晶片巖和花崗巖中,偉晶脈的形態(tài)與規(guī)模除個(gè)別的如3號(hào)礦脈大而復(fù)雜外,其它多數(shù)為脈狀及板狀體。脈內(nèi)分帶性良好,交代作用強(qiáng)烈,富含稀有金屬礦物,主要有綠柱石、鋰輝石、鈮鉭鐵礦類。（如圖2-1）2.2礦體特征礦體形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模、分布可可托海號(hào)偉晶巖脈是阿爾泰地區(qū)眾多花崗偉晶巖中分異程度最好的巖脈,位于新疆富蘊(yùn)縣城北東約處。它侵位于阿爾泰加里東一海西褶皺帶的軸部—富蘊(yùn)地背斜褶皺帶內(nèi)的片麻狀黑云母花崗巖頂部凹陷的斜長(zhǎng)角閃巖內(nèi)。3號(hào)偉晶巖脈形態(tài)復(fù)雜,由一陡傾斜筒狀巖鐘和一緩傾斜板狀體組成,形似一實(shí)心草帽?？傮w形態(tài)是走向310°~335°,沿走向長(zhǎng)度2000m,傾向南西,沿傾向長(zhǎng)1500m,傾角10°~40°。其上盤產(chǎn)有大小不等的似巖鐘狀膨脹體,并沿傾斜方向呈階梯狀緩傾斜脈狀體,向北尖滅,向西南延深。（圖3-1）巖鐘狀體部分地表形態(tài)近似歪把梨形,走向335°,沿走向長(zhǎng)度250m,寬250m,深250m。傾向北東,傾角上盤40°~80°,下盤80°。緩傾斜脈狀體部分也近似歪把梨形,沿走向長(zhǎng)度2000m,沿傾斜長(zhǎng)1500m,厚度20~60m,平均40m3號(hào)礦脈結(jié)構(gòu)帶,巖鐘狀體與緩傾斜脈狀體不同。巖鐘狀體可分為9個(gè)帶,各帶無(wú)論沿水平方向或垂直方向都是連續(xù)的對(duì)稱的呈環(huán)帶狀構(gòu)造。緩傾斜脈狀體可分為7個(gè)帶,邊部結(jié)構(gòu)帶連續(xù),內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶斷續(xù),而上下盤結(jié)構(gòu)帶不對(duì)稱,故稱為不對(duì)稱帶狀構(gòu)造。巖鐘狀體與緩傾斜脈體由邊部?jī)山Y(jié)構(gòu)帶把二者銜接在一起而構(gòu)成為3號(hào)脈整體。2.3礦石特征圖3－1可可托海三號(hào)花崗偉晶巖礦脈地質(zhì)圖2.3.1Ⅰ帶:文象變文象結(jié)構(gòu)中粗粒偉晶巖帶(KKTH—K—1)圖3－1可可托海三號(hào)花崗偉晶巖礦脈地質(zhì)圖白色，文象結(jié)構(gòu)，斑雜狀構(gòu)造。主要礦物有：白色的鈉長(zhǎng)石，玻璃光澤；細(xì)小片狀白云母；他形粒狀石英，油脂光澤，煙灰色，集合體分布不均勻，形狀不規(guī)則并可見(jiàn)他形淡綠色顆粒狀綠柱石。礦物組成為斜長(zhǎng)石50%,石英30%,鈉長(zhǎng)石17%,白云母6%,還有石榴子石、電氣石、磷灰石、綠柱石等。標(biāo)本如下圖：文象變文象結(jié)構(gòu)中粗粒偉晶巖帶2.3.2Ⅱ帶:細(xì)粒鈉長(zhǎng)石帶（KKTH—K—2）糖晶狀鈉長(zhǎng)石帶：變化范圍1—10m，占整個(gè)脈體的15.14%。主要由細(xì)粒鈉長(zhǎng)石及少量石英、白云母、石榴子石、綠柱石、磷灰石組成。為主要的鈹?shù)V帶。鈹主要富集在糖粒狀鈉長(zhǎng)石集合體中，尤其在白云母（1—2%）-石英（<1%）-鈉長(zhǎng)石（85—92%）組合里更富集，可形成礦巢（往往磷灰石含量亦高）。礦物組成成分含量約為微斜長(zhǎng)石50%、鈉長(zhǎng)石33%、石英10%、白云母4%、綠柱石1.13%。還有磷灰石、鋰輝石、金紅石、黃鐵礦等。細(xì)粒鈉長(zhǎng)石礦帶長(zhǎng)620m,厚度3~6m,膨脹處8~10m,垂深220m,呈不規(guī)則的巢狀體分布,大小由幾厘米到幾米長(zhǎng),個(gè)別長(zhǎng)達(dá)30m,寬17m,在巢體邊緣常伴有石英-白云母集合體。如下圖：細(xì)粒鈉長(zhǎng)石帶2.3.3Ⅲ帶:塊體微斜長(zhǎng)石帶（KKTH—K—3）塊狀微斜長(zhǎng)石帶：由塊體微斜長(zhǎng)石及巨文象結(jié)構(gòu)塊體微斜長(zhǎng)石為主體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)帶,結(jié)構(gòu)帶長(zhǎng)580m，變化范圍1—35m，平均18m,垂深185m，占整個(gè)脈體的17.94%。主要由微斜長(zhǎng)石構(gòu)成，含石英5—20%。二者構(gòu)成粗粒（準(zhǔn)）文象結(jié)構(gòu)（發(fā)育在下部）。與Ⅱ帶接觸處常含少量細(xì)粒鈉長(zhǎng)石巢體與Ⅳ帶接觸處常含少量石英-白云母巢體。礦物組成為微斜長(zhǎng)石85%~90%、石英10%~12%、白云母2%。本帶含有少量綠柱石，鋰輝石、鉭錳標(biāo)本如下圖：塊體微斜長(zhǎng)石帶2.3.4Ⅳ帶:石英-白云母帶（KKTH—K—4）石英白云母帶：淡紫色，自形晶結(jié)構(gòu)，片狀構(gòu)造。主要礦物有：自形片狀的白云母，白色略帶綠色，透明，呈金剛光澤；半自形柱狀—顆粒狀石英，粒度為粗粒，表面油脂光澤；他形柱狀綠柱石，綠色，玻璃光澤。以石英-白云母集合體為主,塊體微斜長(zhǎng)石為次組成的結(jié)構(gòu)帶。礦帶長(zhǎng)520m,厚4~13m,平均5m,垂深185m。礦物組成為石英54%、微斜長(zhǎng)石20%、白云母15%、鈉長(zhǎng)石8%,此外還含綠柱石和鉭鈮鐵礦。如下圖：石英-白云母帶2.4.5Ⅴ帶:葉鈉長(zhǎng)石-鋰輝石帶（KKTH—K—5）葉鈉長(zhǎng)石—鋰輝石帶：整體呈紫色，自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物有：紫紅色鋰輝石，浸染于葉鈉長(zhǎng)石中；黑色電氣石，半自形柱狀石英；葉鈉長(zhǎng)石，白色，半自形，玻璃光澤，細(xì)小片狀的白云母，自形，白色。以葉鈉長(zhǎng)石為主,石英、鋰輝石為次組成的礦帶,長(zhǎng)400m,礦帶厚3~30m,平均11m,垂深132m。該帶與Ⅳ帶接觸界線清楚,與Ⅵ帶呈漸變過(guò)渡關(guān)系。礦物組成為葉鈉長(zhǎng)石50%~60%、石英20%~30%、鋰輝石12%~15%、白云母4%~5%,鋰輝石多為玫瑰色和白色、淺綠色,半透明,板狀晶體,晶體長(zhǎng)10~30cm,個(gè)別達(dá)0.5~1.0m。還含有石榴子石、電氣石、鋯石、磷灰石等。如下圖：葉鈉長(zhǎng)石-鋰輝石帶2.3.6Ⅵ帶:石英-鋰輝石帶（KKTH—K—6）淺肉紅色，主要為石英和鋰輝石，并還有葉鈉長(zhǎng)石。石英呈煙灰色，油脂光澤，巨晶狀，他形。鋰輝石為淺紅色，短柱狀，顆粒巨大，自形程度好，玻璃光澤，硬度大于5.5。鋰輝石主要侵染于葉鈉長(zhǎng)石與鈉長(zhǎng)石的接觸帶上。自形結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。以石英-鋰輝石集合體為主,葉鈉長(zhǎng)石為次組成的。礦帶長(zhǎng)400m;厚3~15m,平均7m;垂深100m,與Ⅴ帶之間界線不明顯。劃界時(shí)根據(jù)葉鈉長(zhǎng)石-鋰輝石與石英-鋰輝石的含量來(lái)確定。礦物組成為石英55%、葉鈉長(zhǎng)石22%、鋰輝石17%、白云母3%,還含有綠柱石、石榴子石、磷灰石、鋯石、鈮鉭錳礦等。如下圖：石英-鋰輝石帶2.3.7Ⅶ帶:白云母-薄片鈉長(zhǎng)石帶白色，主要成分為白云母、薄片狀鈉長(zhǎng)石、石英和微斜長(zhǎng)石，含少量的鋰輝石。白云母為片狀，解理發(fā)育明顯，透明。鈉長(zhǎng)石為白色，薄片狀，玻璃光澤。自形結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。由白云母-薄片鈉長(zhǎng)石或鈉長(zhǎng)石集合體組成。礦帶長(zhǎng)280m,厚5~7m,局部尖滅,最厚30~50m,垂深70m,與Ⅵ帶、Ⅷ帶界線明顯。礦物組成為薄片狀鈉長(zhǎng)石63%,石英15%,白云母12%,鋰輝石6%,鉀微斜長(zhǎng)石2%,此外,還含有綠柱石、鈮鉭錳礦、細(xì)晶石、銫榴石和鋯石等。如下圖：白云母-薄片鈉長(zhǎng)石帶2.3.8Ⅷ帶:塊體石英帶(核)（KKTH—K—8）塊狀石英帶：白色，半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物為石英，含量超過(guò)95%，無(wú)色，油脂光澤，粗粒，半自形，質(zhì)地純凈。以塊體石英為主,塊體微斜長(zhǎng)石為次組成,位于巖鐘狀體中心。長(zhǎng)35~107m,厚5~40m,垂深8m。在石英核的中心發(fā)育有微斜長(zhǎng)石塊體。石英無(wú)色,淡黃或淡紅色,質(zhì)地純凈。如下圖：塊體石英帶(核)2.3成礦期、成礦階段偉晶巖中造巖礦物的全部演化過(guò)程,實(shí)質(zhì)上是表現(xiàn)在堿金屬元素的相互轉(zhuǎn)換,由此可將3號(hào)脈偉晶作用過(guò)程分出6個(gè)地球化學(xué)階段(1)K(Na)階段首先晶出文象、變文象結(jié)構(gòu)偉晶巖,其次是小塊體偉晶巖、塊體微斜長(zhǎng)石帶,如第I,Ⅱ結(jié)構(gòu)帶,礦化比較弱。(2)Na(K)階段隨著大量含K礦物的晶出,Na的濃度增高,引起Na取代K的作用,發(fā)生在K階段之后,或伴隨K階段進(jìn)行,故在塊體微斜長(zhǎng)石(第Ⅲ帶)的外部邊緣,即第Ⅱ帶。本階段富產(chǎn)Be礦物,其次是Nb一Ta礦物。K階段之后,由于水解作用,微斜長(zhǎng)石被白云母一石英所交代。Na(K)階段中由于Na交代K,K被帶出,而在鈉長(zhǎng)石外圍形成白云母一鈉長(zhǎng)石一石英交代的集合體。(3)Na一Li階段當(dāng)偉晶巖熔體原始成分中Li的含量很高時(shí)才發(fā)生。在K(Na),Na(K“階段之后,首先是大量銼輝石結(jié)晶,緊隨著是葉鈉長(zhǎng)石沿著銼輝石晶體面上結(jié)晶,最后石英晶出,形成了葉鈉長(zhǎng)石一鏗輝石帶(Ⅴ帶)和石英一銼輝石帶(Ⅵ帶)。(4)晚期Na(K)階段主要表現(xiàn)為大量的鈉長(zhǎng)石晶出。在鈉長(zhǎng)石晶出晚期,有