摘要
木吉-布伦口地区位于新疆维吾尔自治区木吉乡东南方10km，地理坐标:东经74°30′00″～74°50′00″:北纬38°50′00″～38°49′00″范围内，构造位置上处于西昆仑-喀喇昆仑造山带的甜水海地块西段，北边以麻扎—康西瓦缝合带为界，南边以红山湖—乔尔天山缝合带为界。木吉-布伦口地区发育大量伟晶岩脉，部分具有锂辉石矿化特征，1958年新疆地矿局在该地区圈出了卡拉瓦拉、肖尔布龙、霍什塔什等锂矿点并进行初步评价，但后期并未进行科研方面的系统工作。本文旨在对该地区成矿-不成矿伟晶岩及潜在成矿母岩体（卡拉瓦拉二云母花岗岩）进行详细解剖，通过矿床和岩体的野外地质特征、成岩成矿年代学、岩石地球化学、单矿物地球化学的分析，阐明矿床及岩体成因成矿机制，建立合理的成矿模式，总结区域成矿规律，对西昆仑地区野外找矿工作提出指导性建议。现取得以下认识: 1.木吉-布伦口地区伟晶岩脉主要赋存于前寒武布伦阔勒群中，区内出露两种岩性的花岗岩，分别为二云母花岗岩、石英二长岩。卡拉瓦拉、肖尔布龙伟晶岩脉群具有内部分带特征:卡拉瓦拉伟晶岩依次为中细粒微斜长石-石英-白云母-电气石带、中粒微斜长石-石英-白云母带、中粗粒及中粗粒准文象结构伟晶岩带、块体微斜长石带、叶钠长石-白云母-绿柱石带、叶钠长石-石英锂辉石带;与卡拉瓦拉伟晶岩相比，肖尔布龙伟晶岩内部结构分带较为简单，依次为中细粒石英-白云母-钠长石带、块体微斜长石带、叶钠长石-白云母-绿柱石带、石英-锂辉石带。卡拉瓦拉伟晶岩脉群与二云母花岗岩具有典型的区域分带特征，从二云母花岗岩向外，依次为不成矿伟晶岩脉、成矿伟晶岩脉，随着与二云母花岗岩岩体距离增加，伟晶岩脉含矿性增加。 2.卡拉瓦拉二云母花岗岩形成年龄为207.5±1.1Ma，琅石英二长岩的形成年龄为214.8±0.8Ma。霍什塔什伟晶岩的形成年龄为205.0±1.2Ma，肖尔布龙伟晶岩的形成年龄为204.8±0.7Ma，卡拉瓦拉伟晶岩形成年龄为204.6±0.7Ma，琅伟晶岩的形成年龄为206.7±0.9Ma，土曼其伟晶岩形成年龄为205.6±0.8Ma，木吉-布伦口地区伟晶岩主要在204～207Ma就位。年代学工作显示木吉-布伦口地区伟晶岩基本在同一时间形成(204～207Ma)，并且卡拉瓦拉岩体边缘或内部节理中可见后期的伟晶岩脉的形成。从卡拉瓦拉二云母花岗岩与伟晶岩的时空关系来看，它们可能具有成因关系。 3.卡拉瓦拉二云母花岗岩和琅石英二长岩中的黑云母均为原生铁叶云母，卡拉瓦拉二云母花岗岩中的黑云母具有较高的Li含量。卡拉瓦拉二云母花岗岩和卡拉瓦拉、肖尔布龙伟晶岩各结构带中的白云母矿物的K/Rb-Rb、K/Cs-Cs二元投图显示从母体花岗岩（卡拉瓦拉二云母花岗岩）-不成矿伟晶岩-成矿伟晶岩演化程度不断升高，其双曲线形式的演化趋势暗示伟晶岩是由花岗岩不断结晶分异形成。卡拉瓦拉伟晶岩边部带比肖尔布龙伟晶岩边部带具有更低的K/Rb、K/Cs值，表明卡拉瓦拉伟晶岩演化时间早于肖尔布龙伟晶岩，结合伟晶岩的区域分布，暗示母岩体（二云母花岗岩）-卡拉瓦拉伟晶岩-肖尔布龙伟晶岩的区域演化次序。对比世界其它不同矿种的伟晶岩型稀有金属矿床及不含矿的伟晶岩，卡拉瓦拉、肖尔布龙成矿带白云母的K/Rb值及Cs含量主要落入Li-Cs-Be-Ta和Li-Cs-Ta区域内，与分异演化程度很高的Tanco矿床相近，表明卡拉瓦拉、肖尔布龙是分异演化程度较高的伟晶岩脉。由外向内，卡拉瓦拉、肖尔布龙各结构带演化程度的趋势与世界其它伟晶岩区不含矿→Be-Nb-Ta→Li-Cs-Be-Ta→Tanco矿床的变化趋势一致，也说明卡拉瓦拉、肖尔布龙的演化程度从边部带一中间带。成矿带不断加大。 4.对卡拉瓦拉、肖尔布龙成矿带伟晶岩中白云母单颗粒剖面主微量研究，认为卡拉瓦拉、肖尔布龙伟晶岩是在复杂的岩浆-热液作用下形成的。富F流体交代卡拉瓦拉成矿带中的白云母，该流体活化了原生白云母中的Nb、Ta，并从原生白云母中释放出Rb、Cs等元素，从而流体富集了这些元素，使后期次生白云母具有较低的K/Rb比值和较高的Nb、Ta、Rb、Cs含量。考虑到磷灰石存在，表明流体富含P。石英-锂辉石带中的锂辉石通常具有锂辉石+石英+白云母的蚀变边缘，表明大量的Li可能已从锂辉石释放到流体中。因此，任何从晚期流体结晶出来的次生白云母都可以富集Li、Cs、Rb、Nb、Ta。富F-Li-Cs-Ta熔体交代作用使肖尔布龙伟晶岩中的原生白云母的边缘局部富集Li、Cs、Ta和次生白云母。卡拉瓦拉、肖尔布龙各结构带伟晶岩中的白云母都含有较高的B，B与Rb、Cs、Nb/Ta比值呈正相关，与Li呈弱正相关，表明卡拉瓦拉、肖尔布龙伟晶岩可能是由最初的富B熔体形成的。在伟晶岩的演化过程中，B的参与促进了稀有元素的富集和分馏。 5.研究区内二云母花岗岩和石英二长岩均属于钾玄岩系列岩石。其中，二云母花岗岩属于高分异S型花岗岩，富集Rb、Th、K、Pb、Nd、Sm等元素，亏损Ba、Nb、Ta、Sr、Ti等元素，有中等的Eu负异常，源区岩石为变泥质岩;石英二长岩属于正常的1型花岗岩，富集Rb、Th、K、Pb、Nd等元素，亏损Ba、Nb、Ta、Sr、Ti等元素，有弱的Eu负异常，源区岩石为变质杂砂岩。通过前寒武纪变沉积岩和变火成岩的Sr-Nd同位素两端元混合模拟发现卡拉瓦拉二云母花岗岩样品的可能是由30％变火成岩和70％变沉积岩熔融形成的，琅石英二长岩样品的可能是由90％变火成岩和10％变沉积岩熔融形成的。卡拉瓦拉二云母花岗岩可能是沉积岩在较低压力(0.5-1.2Gpa)下部分熔融形成，卡拉瓦拉二云母花岗岩、琅石英二长岩源区残留石榴子石和斜长石。卡拉瓦拉二云母花岗岩与肖尔布龙、卡拉瓦拉、琅伟晶岩的锆石εHf(t)同位素值范围变化不大，可能不存在岩浆的混合。卡拉瓦拉二云母花岗岩与肖尔布龙伟晶岩锆石εHf(t）同位素值相似，卡拉瓦拉伟晶岩较大的锆石εHf(t)同位素值可能是由于伟晶岩熔体与围岩地层中的石榴子石反应，使得石榴子石中高的Hf同位素进入熔体，导致了结晶出的锆石Hf同位素升高。Rb-(Y+Nb)图解和Rb-(Yb+Ta)图解显示，卡拉瓦拉二云母花岗岩和琅石英二长岩均形成于碰撞后伸展的构造环境。 6.从花岗岩，伟晶岩的时空关系，同位素特征和单矿物演化特征来看，卡拉瓦拉、肖尔布龙伟晶岩可能是由卡拉瓦拉二云母花岗岩在不同演化阶段逐步分异演化而来。卡拉瓦拉二云母花岗岩较高的全岩Li含量(～80ppm)、白云母Li含量(～500ppm)和黑云母Li含量(～1000ppm)也支持卡拉瓦拉岩体可能是卡拉瓦拉、肖尔布龙稀有金属伟晶岩的成矿母岩体。虽然木吉-布伦口地区其他的稀有金属伟晶岩目前还没有矿物学演化及同位素证据的支撑，但我们也有理由认为其他伟晶岩也是由花岗岩结晶分异而来。据此，建立了西昆仑造山带西部木吉-布伦口地区稀有金属伟晶岩成因模式。 7.西昆仑造山带东部稀有金属伟晶岩的成岩成矿年龄可能在207～218Ma之间:造山带中部伟晶岩形成时间为206Ma;综合本文所研究的岩体及伟晶岩年代学数据，西昆仑造山带西部稀有金属伟晶岩及其母花岗岩主要形成于204～207Ma的一个较窄的时间区间内。因此，西昆仑造山带的稀有金属伟晶岩成矿年龄约204～218Ma，均处于晚三叠世。与成矿有关的母花岗岩均为二云母花岗岩，高钾钙碱性一钾玄岩系列，含有石榴子石、白云母等过铝质矿物，呈过铝质特征，表明均为S型花岗岩，主要矿石矿物为锂辉石，均为LCT型伟晶岩。成矿母岩体来自于前寒武沉积地层的部分熔融，全岩Li含量(～80ppm)与造山带东部的白龙山岩体(～200ppm)相比较低，暗示其成大型锂矿床潜力较低。下一步西昆仑地区找矿工作应围绕区内具有与白龙山、卡拉瓦拉相似年代学、地球化学和同位素地区化学特征的三叠纪S型花岗岩展开，与前寒武地层相比，三叠纪地层具有更高的成矿潜力。
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