新疆阿勒泰巴斯铁列克矿床位于巴寨断裂和阿巴宫到库尔提断裂之间的克兰盆地区域。该铜锌钨矿床属于近几年开发的二叠纪矽卡岩型矿床,是整个阿勒泰地区首例含白钨矿床。该矿区地质构造特征主要为阿勒泰复式向斜,次级褶皱构造为断裂构造发育,在该矿区南端的局部位置,有某些岩体出露特征呈现为透镜状,而在其北部区域分布着发育中的大范围黑云母二长花岗岩。文章主要围绕此类黑云母花岗岩,对巴斯铁列克铜锌钨矿床花岗岩地球化学特征与其形成环境展开了分析研究。
1巴斯铁列克铜锌钨矿区地质与岩相学特征
1.1巴斯铁列克矿区的地质特征
该矿区地质涉及浅粒岩、变粒岩、大理岩以及黑云石英片岩。出露的矿化带总长1.6万米,总宽50到150米,自西—北—南—东,矿带分成A1、A2以及A3三个矿段,划分的钨矿体区域(3条),钨铜锌矿体区域(10条),铜矿体区域(4条)以及锌矿体区域(1条)。在地表上出露花岗岩呈现出不规则形状的岩株与岩枝发育,岩石边缘以港湾状分布。其中,阿巴宫断裂北部区域分布最多,侵位到康布铁堡组火山形成的沉积岩中,同地层呈现断层接触。
该矿区有许多出露类型的花岗岩,例如,黑云母二长花岗岩、二云母花岗岩以及似斑妆二长花岗岩等。所有类型花岗岩的规模都不是很大,但其之间具有较为复杂的穿切关系,大部分是高二氧化硅的高分异、富氟型过铝质岩石,其中,二氧化硅的含量大于75%。研究段的黑云母花岗岩同地层接触带发育矽卡岩化蚀变与钨多金属矿化。该区矿体的产出以透镜与似层状呈现,同围岩地层产状基本统一。
1.2巴斯铁列克矿区岩相学特征
本次研究主要围绕所选A2矿段花岗岩中的黑云母展开,所选择的样本涉及地表采样与钻孔采样两种。
第一,黑云母二长花岗岩,以灰白色呈现,属于细粒花岗结构,呈块状构造,其中含有35%的碱性长石、35%的二氧化硅、15%的斜长石与13%的黑云母,还有少许的白云母存在。其中的黑云母呈现出褐色-褐黑色,大小差距较大,大约在0.1毫米到0.4毫米范围内,以片状遍布在长石与二氧化硅颗粒之间[1]。
第二,似斑状二长花岗岩,同样以灰白色呈现,为似斑状块状结构。其中,含有35%的碱性微斜长石,25%的斜长石,30%的二氧化硅颗粒,8%的黑云母。其中,黑云母以褐黄色-褐色的自形与半自形鳞片状存在,大小处在0.2毫米到1毫米范围内,长和宽上变化较大,遍布在其余矿物质边缘。
第三,二云母花岗岩,通过A2矿段的钻孔采样获得,深度在160米。属于灰白色的细粒块状结构。其中,含有30%的二氧化硅,35的碱性长石,20%的斜长石,以及少许的黑、白云母。其中,黑云母以褐黄色-褐黑色存在,大小处在0.1毫米到0.5毫米范围内,以鳞片的形式遍布在二氧化硅与长石之间。
2岩浆结晶化学条件
2.1花岗岩岩浆结晶温度
文章利用黑云母Ti温度经验公式(Henry et al., 2005)得到该矿区二云母花岗岩中,其含有的黑云母结晶温度最高,大约在655到678℃之间,其次是黑云母二长花岗岩,大约在628到650℃之间,最后是似斑状二长花岗岩,大约在630℃到663℃之间,通过Mg2+/(Mg2++Fe2+)-Ti 图解(图一所示),每一黑云母均在600℃到700℃区间[2]。
图一 黑云母的Mg2+/(Mg2++Fe2+)-Ti温度图
2.2花岗岩岩浆挥发分组成
花岗岩中的黑云母,不仅含有响应的水,氟与氯也能取代氢氧根离子进入黑云母的晶格中。因为氟离子半径更加接近氢氧根离子半径,所以,更容易替换氢氧根离子使黑云母以富氟显示。所以,尽管花岗岩含有的黑云母中没有太多的氯离子,同其有联系的岩浆也会大概率的含有较高的氯离子。
据相关研究显示:因为“铁-氟规避”以及“镁-氯规避”存在的晶体化学效应(Munoz,1984;张振等,2019),花岗岩中的黑云母内氟与氯离子取代氢氧根离子的程度取决于镁/铁离子的比值,镁/铁离子比值高更能促进氟的替代,而镁/铁离子比值低则促进氯的替代[3]。为清除铁与镁对氟与氯的影响,通过Munoz公式获得氟与氯在花岗岩黑云母内的相对富集程度。通过对比,可知该矿区花岗岩的岩浆挥发分组成存在很大的差异,二云母花岗岩更富氯,黑云母花岗岩富氟,似斑状二长花岗岩有相近的氟富集。
3成矿条件
该矿区中的花岗岩多为红褐色和褐色富Fe云母-铁叶云母、氨含量极低的斜长石以及前人研究的巴斯铁义锰铝榴石与铁铝榴石组合,同钨锡钼花岗岩成矿组合类似。其中,黑云母花岗岩中的黑云母含Fe指数(0.71-0.80)在锡与钨矿化相关的高分异岩体(0.61-0.93)区间内,似斑状二云母花岗岩的含铁指数(0.59-0.61)在和铜-钼矿化有关岩体(0.44-0.68)区间内(Azadbakht et al., 2020)。所以,黑云母成分显示此类花岗岩岩体可能存在不同的成矿金属元素亲缘性,也就是似斑状二云母花岗岩大概率同Cu矿化相关,黑云母花岗岩大概率同W矿化相关。
该矿区花岗岩中出现原生态的黑/白云母、富氟磷灰石,其中,黑云母内的氟与氯有较高的含量,萤石发育,流体包裹体内富氯,各岩体内和黑云母平衡熔/流体的log (f HF/f HCl)<0,证明母岩浆是富氟与氯的含水岩浆,而寄主岩浆中氯化氢比氟化氢逸度高[4]。而此类岩体分属不同的岩浆热液系统,似斑状二云母花岗岩的相对温度较高,氯含量也比较高,更能够促进铜在岩浆熔体以及热液流体中的运移,这大概率同巴斯铁列克矿区中的铜矿化相关。
所以说,在新疆阿勒泰巴斯铁列克矿区中,其出露的含有黑云母的花岗岩分属于不同的岩浆体系,其中,似斑状二云母花岗岩岩浆属于富氯体系,黑云母花岗岩岩浆属于富氟、高分异岩浆体系,更能够促进钨的矿化,而二长花岗岩不是成矿母岩。
4结束语
综上所述,文章研究了新疆阿勒泰巴斯铁列克铜锌钨多金属矿区黑云母类花岗岩,获得的结果证明:首先,该矿区的花岗岩内存在的原生黑云母具有富Fe、富铝、低Mg、低钛以及富氟的特点,同时,矿区中花岗岩种类不同,若含有的黑云母挥发分组成也就有所不同。其次,在巴斯铁列克矿区的花岗岩岩体中,其母岩浆属于富氟与富氯的含水类岩浆。岩浆源区以及分异演化程度是引起花岗岩内黑云母不同成分的关键因素。黑云母花岗岩同二长花岗岩属于同一岩浆区不同演化时期的产物,岩浆结晶分异对W与F有显著的富集作用。最后,该矿区花岗岩分属不同的岩浆热液体系,似斑状二云母花岗岩内同黑云母平衡的熔/流体富氟。黑云母花岗岩和二长花岗岩属于富氯体系,黑云母花岗岩具有较高的演化程度。
参考文献。
[1]张学文.新疆福海县巴斯铁列克铜多金属矿地球化学特征及成矿分析[J].新疆有色金属,2020(03):260-261.
[2]张国锋,杨俊杰.新疆阿勒泰巴斯铁列克铜锌钨矿床花岗岩地球化学特征及其形成环境[C].第八届全国成矿理论与找矿方法学术讨论会论文摘要文集,2017(03):260-261.
[3]田猛.新疆福海县巴斯铁列克矿区地质特征[J].世界有色金属,2019(02):120-121.
[4]张永智.新疆阿勒泰哈腊苏—巴斯铁列克一带钨矿地质特征及找矿远景分析[J].世界有色金属,2019(12):266-267.