前言:白云母又可称之为“工业味精”,是一种兼具耐高温、隔热、绝缘性能的产品,广泛应用于电力、汽车、高温冶炼、家用电器等行业。在2015年到2020年,全球云母市场规模稳定增长,复合年增长率达15.6%,超人民币132亿元。庞大的白云母市场规模,对白云母矿产开采提出了更高的要求,而阿勒泰地区是白云母矿的主要赋存地。因此,探究阿勒泰地区白云母矿赋存地质特征、找矿远景具有非常重要的意义。
一、阿勒泰地区的白云母矿物资源
阿勒泰地区是新疆维吾尔自治区地区,位于阿勒泰山分水岭南侧,新疆北部,由伊犁哈萨克自治州管辖。区域出露地层高度复杂,在较长的时间跨度内形成了强烈的构造活动,以轴向NWW向为代表的复式背向斜构造成为褶皱主要类型[1]。区域内白云母资源丰富,主要集中于伟晶岩脉内,呈带状群体出现。比如,阿勒泰地区白云母成矿带的阿尤布拉克矿区伟晶岩脉密度超过26条/km2,单位面积白云母储量超7.8×105kg/km2;而地区库威成矿带伟晶岩脉密度超5条/km2,单位面积白云母储量在6.85×104kg/km2左右。
二、阿勒泰地区白云母矿的赋存地质特征
1、中粒结构水解型云母赋存地质
中粒结构水解型云母主要产于伟晶岩内侧部分,因含挥发组分的水溶液水解长石形成,地质结构为中粒伟晶岩结构、中粒准文象结构。中粒结构水解型云母多与石英、石榴石、斜长石、微斜长石、磷灰石、黑云母伴生,颜色为淡茶色或淡绿色透明,形状为迭代板状或楔形、不规则多边形。多数中粒结构水解型云母褶皱不发育或微发育,针纵纹不发育或微发育。云母弹性与剥分性均处于较好水平,但多斑点与长石、石英嵌填物,质量一般。
2、块体结构间隙气成型云母赋存地质
块体结构间隙气成型云母多位于伟晶岩中心位置,形成原因是第二钾阶段晚期、硅阶段早期含挥发组分较多的矿溶液结晶交代作用。交代作用表现为一种矿物被另外一种与之化学成分差异较大的矿物所取代,且颗粒接触界面存在的溶液膜、流体物化条件均发生变化,溶解作用、沉淀作用在同一时刻产生。交代作用是一种复杂的物质置换,一般在环境中出现钠离子时,其可以在一定条件下与岩石内的钾长石发生作用,将岩石内的钾离子局部或全部溶解带出,而钠离子则从环境中沉淀取代钾离子的位置,并与其他组分结合为钠长石。
块体结构间隙气成型云母多处于石英块体内、微斜长石块体边缘,与石榴石、石英绿柱石、微斜长石、铌钽铁矿共生或伴生,颜色为无色透明或淡绿色,形状为楔形或不规则多边形,褶皱极发育,针纵纹极发育。除有效面积部分外,云母弹性与剥分性均处于较差水平。
3、裂隙型白云母赋存地质
裂隙型白云母位于伟晶岩各部分,形成原因是晚期含矿溶液沿伟晶岩内部开裂缝隙充填~交代作用,地质多为中粗粒准文象结构、中粒伟晶结构。裂隙型白云母可与黑云母、石榴石、烟灰色粒状石英、磷灰石伴生或共生,多呈淡茶色或透明色,形状为迭板状或不规则多边形。多数裂隙型白云母褶皱轻微发育,波纹轻微发育,条带破裂极发育,云母连晶极发育。裂隙型白云母弹性与剥分性均处于较好水平,零星矿化或区段状矿化、全脉状矿化,具备磷灰石包体或石英石包体,局部黏结,但程度较轻微,质量不高。
4、石英-白云母交代集合型云母赋存地质
石英-白云母交代集合型云母分布于伟晶岩各部分,形成原因是含钾水溶液交代长石,地质为石英-白云母交替结构。石英-白云母交代集合型云母可与黑色电气石、石榴石、残余长石、烟灰色石英、磷灰石共生或伴生,多呈现透明淡茶色,形状为迭板状、不规则多边形、假六边形。多数石英-白云母交代集合型云母晶面极起伏不大,部分波纹轻微发育、针纵纹轻微发育,少量磷灰石、石英石包体。石英-白云母交代集合型云母弹性与剥分性一般,呈零星矿化、巢状矿化,质量较佳。
石英-白云母-钠长石交代集合型云母分布于伟晶岩各部分,形成原因是含钠水溶液交代钾长石,地质为石英-白云母-钠长石交替结构。石英-白云母-钠长石交代集合型云母可与石榴石、绿柱石、石英、铌钽铁矿、钠长石共生或伴生,颜色多为透明淡绿色,形状为楔形或不规则多边形。多数石英-白云母-钠长石交代集合型云母褶纹极发育,波纹极发育,斑点不多。石英-白云母-钠长石交代集合型云母弹性与剥分性极差,呈巢状矿化,质量不高。
三、阿勒泰地区白云母矿的找矿远景
1、基于围岩与岩性控矿视角的找矿远景
借鉴阿勒泰地区造山带典型花岗伟晶岩矿床分布情况,结合已有同位素定年资料,阿勒泰地区白云母矿具有四次成矿时期,分别为奥陶-志留纪(426Ma~467Ma)、泥盆-二叠纪(272.5Ma~370.5Ma)、三叠纪(202.9Ma~248.4Ma)、侏罗纪(151.4Ma~199.2Ma)。其中奥陶-志留纪与区域重力热变质深熔作用有关,形成了变质型花岗伟晶岩白云母宝石矿床、铍矿床;泥盆-二叠纪与钾长花岗岩化作用有关,形成了白云母宝石矿床;三叠纪与岩浆热液作用有关,形成了白云母与铌钽铁矿伴生矿床;侏罗纪与岩浆热液作用有关,形成了白云母铍矿床。从围岩与岩性控矿视角来看,震旦系库卫群第一亚组片岩与片麻岩混合的黑云母花岗岩是伟晶岩主要赋存地,特别是在片麻岩、片岩中较发育[2]。其中震旦系库卫群第一亚组内深度变质片岩至花岗岩耐不仅具有较为突出的地层条件(震旦系—奥陶系未分变质岩系),而且是准原地胶带、岩浆溶液侵入位置形成的多期成矿岩体,白云母矿成带断续分布。加之岩体外接触带、卫星岩体、构造交汇位置、接触带等有利成矿因素的存在,成型矿床可分段产出。
2、基于构造控矿视角的找矿远景
由阿勒泰地区已有白云母矿带地质分布规律可知,与NW向主构造大角度相交的EW向、与NNW向主构造大角度橡胶的NE向构造控制着成型白云母矿床的产出。比如,柯鲁木特矿、可可托海矿分别产于“与NW断裂橡胶的EW向构造带”、“与EW向库额尔斯断裂相交的NNW向主断裂构造带”。从构造控矿视角来看,伟晶岩在次级褶曲的核心部位、岩层走线骤然围弯的区域呈高密度分布[3]。根据含白云母矿构造围岩的差异,结晶片岩主要受石英——白云母钠长石交代作用、斜长石微斜长石混合生长、石英-白云母钠长石水解作用较发育等多重因素影响,呈现出纵向节理贯入结晶片岩、横向节理贯入花岗岩。
总结:
综上所述,围岩与岩性控矿、构造控矿因素在白云母矿控矿因素中较为常见。在上述控矿因素下,伟晶岩多赋存于震旦系库卫群第一亚组片岩与片麻岩混合的黑云母花岗岩、次级褶曲核心部位、岩层走向骤然围弯位置。除此之外,斜长石伟晶岩、石英-白云母钠长石长石交代作用较发育伟晶岩区、斜长石微斜长石混合生长的斜长石-微斜长石伟晶岩集中位置、石英-白云母钠长石水解作用较发育的伟晶岩区,也存在较大的优质白云母矿床赋存概率。
参考文献:
[1] 米玛顿珠, 夏佐铎. 新疆阿勒泰地区绿色矿山建设经验总结──绿色矿业系列研究之四[J]. 2020(2015-7):29-31.
[2] 鲜小龙. 浅谈阿勒泰多金属成矿带地质特征及成矿划分[J]. 世界有色金属, 2018(1):2-2.
[3] 韩润生、赵冻、吴鹏、王雷、邱文龙、隆运清、刘凤平、邓安平、宗志宏. 湘南黄沙坪铜锡多金属矿床构造控岩控矿机制及深部找矿勘查启示[J]. 地学前缘, 2020(4):20-20.