2.1.1 成矿背景 甲基卡地区大地构造位置如图1所示。

图 1

Fig.1

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	图 1 工作区大地构造图(据文献[1]修编)Fig.1 Tectonic map of the study area(after reference[1]

据全国矿产资源潜力评价成矿区带的划分^[1], 甲基卡地区横跨北巴颜喀拉— 马尔康Au-Cu-Ni-Pt-Fe-Mn-Pb-Zn-Li-Be-Nb-Ta-云母成矿带(Ⅲ -30)和南巴颜喀拉— 雅江 Li-Be-Au-Cu-Pb-Zn-水晶成矿带(Ⅲ -31)(图2)。

图 2

Fig.2

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	图 2 工作区成矿带划分图(据文献[1]修编) Ⅱ -8.巴颜喀拉— 松潘成矿省; Ⅱ -9.喀刺昆仑— 三江(造山带)成矿省; Ⅲ -30.北巴颜喀拉— 马尔康Au-Cu-Ni-Pt-Fe-Mn-Pb-Zn-Li-Be-Nb -Ta-云母成矿带; Ⅲ -31.南巴颜喀拉— 雅江Li-Be-Au-Cu-Pb-Zn-水晶成矿带; Ⅲ -32.义敦— 香格里拉(造山带弧盆系)Au-Ag-Pb-Zn-Cu-Sn-Hg- Sb-W-Be成矿带; Ⅲ -73.龙门山— 大巴山(台缘坳陷)Fe-Cu-Pb-Zn-Mn-V-P-S重晶石-铝土矿成矿带; Ⅲ -75.盐源— 丽江— 金平(台缘坳陷)Au-Cu-Mo-Mn-Ni-Fe-Pb-S成矿带Fig.2 Map of metallogenic belts in the study area(after reference[1])

甲基卡工作区主体位于石渠— 雅江 Li-Be-Au-Pb-Zn-Sn 成矿带(Ⅳ -11)和炉霍— 道孚 Au-Fe-Cu-Pb-Zn 成矿带(Ⅳ -6), 跨及丹巴杨柳坪Cu-Ni-Pt-Ag成矿区(Ⅳ -7)。石渠— 雅江 Li-Be-Au-Pb-Zn-Sn 成矿区带(Ⅳ -11)内又可进一步划分出甲基卡— 容须卡锂成矿区(V-3)。

2.1.2 稀有元素矿物的产出特征

根据甲基卡地区锂、铍、铌、钽等稀有元素矿物产出条件、相互穿插关系、矿物共生组合及其化学性质等, 将稀有元素矿物分为原生期(第一期)、交代期(第二期)及第三期以后^[2]。

第一期锂辉石为原生期生成的, 多为巢状, 呈灰白色至浅灰白带绿色, 主要产于矿脉中部的块状石英微斜长石带及中、粗粒石英微斜长石带, 锂辉石含量为10%~20%; 在细、中、粗粒石英钠长石锂辉石带中也有部分残存。晶体粗大, 多呈板柱状、板状巨晶, 细晶少见, 长10~50 cm, 宽2~8 cm, 多为自形晶, 排列方向规律性差, 与小块状、块状石英及微斜长石共生, 有时有切穿钠更长石现象。该期锂辉石常被钠长石、白云母及石英等溶蚀和交代, 其晶形多被破坏而不完整。该期锂辉石在区内分布较广, 并可以手选, 具有较大的工业意义。

第二期锂辉石为交代期生成的锂辉石, 产于细、中、粗粒石英钠长石锂辉石交代带(或集合体)中, 含量常达15%~25%, 最高可达40%~50%, 呈翠绿色、灰白色。晶形较完整, 呈长条状、柱状、板柱状和毛发状, 粒状少见, 长0.5~15 cm, 宽0.2~3 cm, 多为半自形, 部分为自形晶。锂辉石常呈平行长条状微斜长石残体分布, 少数有穿插和交代微斜长石现象, 或者和拉长粒状石英相间平行排列, 垂直脉壁产出, 而且常穿插第一期锂辉石, 自身又常被第三期锂辉石穿插, 和石英、叶钠长石紧密共生。见有晚期生成的石英、钠长石、白云母交代和溶蚀现象, 但不强烈。该期锂辉石分布广泛, 是区内主要成矿期和工业利用产物。

第三期及以后锂辉石产于钠长石锂辉石型伟晶岩纵裂隙中, 含量微, 呈白色或无色, 针状, 长约0.5 cm, 常与叶钠长石、石英组成细脉, 多平行伟晶岩某组裂隙产出, 穿插所有交代作用带。该期锂辉石分布极少, 仅具矿物学意义。

2.1.3 含稀有金属的伟晶岩分类

甲基卡地区稀有金属花岗伟晶岩成因类型的划分, 主要采用能反映伟晶岩主要特征的占岩脉总体积10%以上的微斜长石、钠长石、石英、锂辉石、白云母和锂云母6种矿物作为分类基础。其中由于石英含量在各类伟晶岩中变化甚小, 不具分类意义。故以其余5种矿物共生组合关系, 划分为如下5种成因类型: ①微斜长石型; ②微斜长石钠长石型; ③钠长石型; ④钠长石锂辉石型; ⑤钠长石锂(白)云母型^[3]。

2.1.4 稀有元素的品位变化规律

(1) Li₂O品位沿矿体厚度方向的变化, 往往是中心部位相对较富, 上、下盘脉壁相对较贫; 但也有特殊情况。

(2) Li₂O品位沿矿脉走向上的变化, 常是中间较富, 两端较贫。

(3) Li₂O一般在主脉富集, 支脉相对较贫; 矿脉膨大部位较富, 收缩部位相对较贫。因此, Li₂O沿矿脉走向上的变化与矿脉厚度大小成正比。

(4) 稀有元素之间的变化, 没有明显的制约关系。Li₂O 与BeO具不甚明显的消长关系, 但Li₂O较BeO稳定。

2.1.5 稀有元素的富集规律

(1) 稀有元素富集与矿脉形态、规模的关系。甲基卡地区以规则大脉状、透镜状的伟晶岩脉矿化率最高, 锂矿化最好, 特别在膨大部位, 锂辉石晶体较大且富集; 规模大特别是厚度大的矿脉比规模较小特别是厚度小的矿脉锂矿化要相对富集^[4]; 主脉较支脉锂矿化富集。

(2) 稀有元素富集与伟晶岩内部结构的关系。甲基卡地区微斜长石钠长石型伟晶岩中稀有元素的富集, 主要与分异较好、具有带状结构的伟晶岩有关, 绿柱石往往富集在矿脉中部的小块体条纹长石带和石英核之间, 呈囊状产出。

在钠长石锂辉石(或锂云母)型伟晶岩中, 锂辉石的富集与伟晶岩的结构关系不明显。一般细、中、粗粒石英钠长石锂辉石交代带中锂矿化都很富集, 云英岩带(或集合体)锂矿化显著变贫, 其他细晶岩带、块体石英微斜长石带以及石英核中, Li₂O品位亦显著下降。

(3) 稀有元素富集与交代作用的关系。甲基卡地区稀有元素的富集程度与早期钠长石化关系极为密切, 凡是有锂辉石出现和富集的地方, 均有不同程度的钠长石化现象, 它们在空间上和薄板状钠长石紧密共生; 早期白云母化及云英岩化有时有少量绿柱石的局部富集。但是, 如果交代作用反复重叠发育或过于强烈, 也会造成早成稀有矿物的破坏, 如晚期叶钠长石化、锂辉石起了较大的破坏作用, 使其形成腐锂辉石, 造成锂的贫化。

(4) 稀有元素的富集与伟晶岩类型的关系。前已述及不同成因类型的伟晶岩, 稀有元素矿化类型及富集程度是不相同的。在Ⅰ 类型伟晶岩中仅微具稀土及铍矿化, 无工业意义; Ⅱ 类型伟晶岩有粗晶绿柱石、铌钽铁矿矿化, 但不富集, 一般工业意义不大; Ⅲ 类型伟晶岩有细晶绿柱石矿化, 但矿化亦贫, 目前尚未发现有工业价值的矿床, Ⅳ 类型伟晶岩普遍具锂铍铌钽铷铯矿化, 是甲基卡地区锂矿的主要工业类型, Ⅴ 类型伟晶岩一般具有锂云母矿化, 无多大工业意义。

甲基卡二云二长花岗岩体是甲基卡地区的主要酸性岩浆侵入体, 出露面积近30 km²。围绕该岩体约400 km²范围内分布有上千条花岗伟晶岩脉。其中在距甲基卡岩体200~4 000 m范围内, 密集分布着大量以含锂辉石为主的稀有金属花岗伟晶岩脉, 形成多个锂辉石矿, 有No134、No308、No9矿脉等(图3)。

图 3

Fig.3

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	图 3 甲基卡矿脉分布 1. 二云母花岗岩; 2. 微斜长石型伟晶岩; 3. 微斜长石钠长石型伟晶岩; 4. 钠长石型伟晶岩; 5. 钠长石锂辉石型伟晶岩; 6. 钠长石锂云母型伟晶岩; 7. 伟晶岩脉编号; 8. 类型分带线; 9. 类型分带编号: Ⅰ . 微斜长石伟晶岩带; Ⅱ . 微斜长石-钠长石带; Ⅲ . 钠长石带; Ⅳ . 锂辉石带; Ⅴ . 锂(白)云母带Fig.3 Distribution map of Jiajika ore veins

上述事实说明甲基卡二云二长花岗岩是本地区稀有金属伟晶岩的成矿母岩, 其形成机理是: 在燕山期有大量酸性岩浆侵入, 随着花岗岩浆的结晶分异作用和气运作用的发展, 在“ 岩浆室” 顶部聚集富含挥发分熔体、射气^[5]。当构造平静时, 就在原地形成伟晶岩异离体, 当花岗岩浆系统平衡由于构造活动关系而受到破坏时, 就沿着构造裂隙上升、充填, 形成贯入伟晶岩。但各类型伟晶岩的形成不是一次完成的, 而是不同成分的含矿溶液由岩浆源断续按一定时间间隔脉动贯入的, 即开始从岩浆源析出富含钾的熔体, 由这种熔体形成微斜长石型伟晶岩, 继而溢出富含钾钠的熔体, 从而形成微斜长石钠长石型伟晶岩; 然后岩浆源的成分逐渐向富含钠和锂的方向变化, 且挥发分增多, 于是先后出现特殊的钠和钠-锂部分, 相应地形成钠长石型、钠长石锂辉石型和钠长石锂云母型伟晶岩。由于后期熔体中富含挥发分, 故在远离岩体空间产出。上述看法被不同类型伟晶岩的空间带状分布及早成伟晶岩被晚期伟晶岩穿插, 以及在同一地段有2种以上类型伟晶岩存在等事实所证明。

但是, 伟晶岩熔体侵入到构造裂隙以后, 还有一段发展历史, 即熔体贯入到相对封闭的裂隙中, 随着温度、压力的逐渐降低产生结晶分异作用。因此, 形成明显或不明显的带状构造。

在结晶作用晚期, 不仅溶液中的钠锂浓度相应增高, 且有大量挥发分聚集, 因此伟晶岩溶液的活动性增大, 向伟晶岩顶部迁移, 对早成矿物产生自交代作用。这种交代作用不局限在伟晶岩中间石英核外围地段, 即不受伟晶岩分异程度的控制, 而受伟晶岩原生裂隙控制, 可以在全脉强烈发育。在交代作用发生过程中, 有大量稀有金属矿物结晶出来, 从而形成稀有金属伟晶岩矿床。

(1)地质标志。在二云二长花岗岩的岩舌、岩枝及曲线缓斜接触地段, 或其附近的岩体外接触带, 背斜轴部和近轴部, 以及背斜倾没端, 大量节理裂隙发育地段, 是花岗伟晶岩赋存的有利部位。

(2)蚀变标志。伟晶岩脉同堇青石、十字石和红柱石变质带关系密切, 初步认为含锂伟晶岩脉一般位于堇青石带中心部位。

(3)矿物标志。含锂辉石伟晶岩脉基本不含或含少量的白云母及黑色电气石(铁电气石), 岩石矿物结晶粒度中等以下; 反之, 含大量结晶颗粒粗大的白云母和黑色电气石的伟晶岩不含锂辉石或含锂品位很低。

(4)物探标志。重力布格异常条带状“ 凸起” 、电法异常中岩体与围岩导电性的差异作为寻找隐伏性(伟晶岩?)脉体的间接标志。

(5)遥感标志。遥感影像条带状凸起部位也是寻找(伟晶岩?)脉体的间接标志。

(6)地貌标志。由于伟晶岩脉抵抗风化能力比围岩强, 常常形成突出的地貌或白色陡岩, 也是寻找伟晶岩脉的标志。