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1、1 新疆可可托海含稀有金属花岗伟晶岩矿床新疆可可托海含稀有金属花岗伟晶岩矿床 012131 班班 玄泽悠玄泽悠 20131002524 一、地质背景及地质条件一、地质背景及地质条件 新疆可可托海含稀有金属花岗伟晶岩矿床位于新疆阿尔泰地区，是世界闻名的稀有金属产地，其中以 富蕴县境内的可可托海三号伟晶岩脉最著名。目前主要开采锂、铍、铌、钽等稀有金属矿产。 二、矿床地质特征二、矿床地质特征 2.1 矿区地质特征矿区地质特征 2.1.1 地层概述 矿区在大地构造位置上处于西伯利亚板块的阿尔泰陆缘活动带，离哈萨克斯坦板块和西伯利亚板块的 缝合线不远。（见图 1）本区出露地层有奥陶系、泥盆系和石炭系的黑
2、云母石英片岩、二云母石英片岩、十 字石黑云母片岩和变粒岩。区内侵入岩为海西期的黑云母花岗岩、二云母花岗岩和辉长岩。（见图 2） 图图 1 阿尔泰地区板块构造和区域地质图（据卢焕章等，阿尔泰地区板块构造和区域地质图（据卢焕章等，1996） 1 前寒武基底；2.前寒武构造单元；3.早古生代构造单元；4.早古生代构造单元；5.晚古生代构造单元；6.加里东期侵入体； 7.海西期侵入体；8. 镁铁质及超镁铁质侵入体；9.俯冲带；10.断层；11.俯冲杂岩体。-西伯利亚板块；-哈萨克斯坦板块。 2 图 2.可可托海伟晶岩分布图（据卢焕章等，1996）图 2.可可托海伟晶岩分布图（据卢焕章等，1996） 1
3、.第四系；2.石炭系火山沉积岩及砂岩；3.泥盆系砂岩、灰岩及火山沉积岩；4.奥陶系砂岩、板岩及页岩； 5.白云母花岗岩和二云母花岗岩（5）6.斑状黑云母花岗岩（43）7.黑云母花岗岩及花岗岩（43）8.伟晶岩区 9.主断层 2.1.2 构造 阿尔泰地区断裂非常发育。据地球物理测深资料 额尔齐斯断裂带可向下延伸至莫以下 200km 深度 ,其 余断裂均 限于中、上地壳内 ,明显存在深、浅两种断裂。以额尔齐斯断裂带为代表。它是在华力西早中期 板块俯冲带基础上发展起来的。额尔齐斯断裂破碎带宽数十米至数百 米,其 中压 裂岩 、构造角砾岩 、构造 透镜体 、 劈理 、 节理 、 面理等十分发育， 并发
4、育有 a 型褶皱轴面倾向 200。 倾角 88.线理倾向 110 ,倾角 45。 断裂带倾向北北东 ,地表倾角 50-70 局部近于直立。 “蓟县系” 为一条韧性剪切带,走向北西,东南端止于北北西向卡拉先格尔断裂带,长约 35km,宽 2-2.5km. 主要由长英质糜棱岩组成,夹少许糜棱岩化大理岩和斜长角闪岩透镜体。带内糜棱叶理十分发育,倾向 42,倾 角 74,走向与韧性剪切带基本一致。在糜棱叶理表面可见显著的拉伸线理 ,其倾伏产状为倾向 124,倾角 32, 带内见有规模不等 a 型褶皱和箭鞘褶皱。 2.1.3 岩浆岩 沿断裂带有基性一超基性岩带（布尔津、喀拉通克等地）、混杂堆积（布尔津）
5、和含大量基性火山岩 和放射虫硅质岩的中泥 盆统（勒尔高南侧）。北侧阿尔泰地区,属同期岛弧带,中酸性岩浆岩非常发育 ,并 具有以下特点：火山岩带和侵入岩体展布方向与断裂带方向基本一致；由南向北 ,K 或 K20 含量增多;由老 到新 ,岩性具有 中基性一中酸性- 酸性- 偏碱性或富碱性演化趋势;花岗岩类 sio2 含量多集中在 66%-77%之 间；在图 AFM 上 投 影点绝大部分 集 中在钙碱性趋 势带内 3 由断裂带 向北 ,区域动热变质作用有由绿片岩 3 相 向角闪岩相变化的趋势 ,在阿 巴曲 一脑云敖包断裂带以北,混合岩化 、 花岗岩化现象比较发育,区域变质 主要属于高温中低压型（图
6、3）。 图 1 东阿尔泰地质构造略图图 1 东阿尔泰地质构造略图 1 新生界 2 上石炭统喀拉额尔齐斯纽 3 中泥盆统阿勒泰组 4 上古生界 5 下古生界 6 志留系及下泥盆统 7 韧性剪切带 8 华力西中期花岗岩 9 华力西晚期花岗岩 10 华力西中期闪长岩 11 地质界线 12 走滑断裂带 13 推覆及滑脱 面 14 断层 15 断裂带编号；16 推覆体编号。 2.2 矿体特征2.2 矿体特征 2.2.1 分布数量概述 可可托海矿床处于阿尔泰褶皱带额尔齐斯地背斜的中南部.矿区内出露的地层有泥盆系黑云母石英片 岩、二云母石英片岩、十字石黑云母石英片岩及变粒岩等呈残山状分布于矿床的南部，其次是
7、第四系残坡 积及河流冲积物。岩浆岩为海西期侵入的辉长岩、角闪辉长岩、片麻状黑云母斜长花岗岩，脉岩有花岗伟 晶岩脉、细晶岩脉等。矿区主要构造方向为北西向，控制片理、片麻理、岩体分布及岩脉的走向。矿区内 已发现花岗伟晶岩脉 25 条，其中盲脉 14 条，经勘探提交储量的有 6 条矿脉，其中 3 号脉最大，并且有 Li、 Be、 Nb、 Ta、 Rb 和 Cs 矿化 ； 其伟晶岩脉侵入于角闪辉长岩中，并且切过花岗岩岩脉。在三号伟晶岩脉 下面存在着花岗岩，推测该花岗岩可能是伟晶岩的母岩。 该岩脉也是最典型的稀有金属伟晶岩脉，著称国 内外。 4 图 3 可可托海伟晶岩分布图（据卢焕章等，1996）图 3
8、 可可托海伟晶岩分布图（据卢焕章等，1996） 1.第四系；2.石炭系火山沉积岩及砂岩；3.泥盆系砂岩、灰岩及火山沉积岩；4.奥陶系砂岩、板岩及页岩； 5.白云母花岗岩和二云母花岗岩（5）6.斑状黑云母花岗岩（43）7.黑云母花岗岩及花岗岩（43）8.伟晶岩区 9.主断层 2.2.2 矿体形状、产状及规模 3 号脉是成带性良好、规模巨大的锂辉石-钠长石型花岗伟晶岩脉，富含锂、铍、铌、钽、铷、铯等多 种稀有金属，已开采多年。其走向 310，倾向南西，倾角上部近 90，下部为 1025。即由上部筒 状的岩钟体和下部缓倾斜矿脉两部分所组成，岩钟体出露地表长为 250m，短径为 150m，呈椭圆柱状，
9、缓 倾斜矿体赋存在地下 200500m 处，走向长 2000m，沿倾斜延伸 1500m，厚 2060m。 根据不同的矿物组合及结构构造可将三号脉分出十个带(图 4)。这些带也就是矿化带。从图表中可知，在十 个带中，从第 I 带到第 VI 带，占脉体总体积 94%的是 Be、Nb、Ta 和 Li 矿体。而 Rb、Cs 矿化主要在第 带到第 X 带，但总储量不大。 图 4 可可托海三号花岗伟晶岩矿脉地质图图 4 可可托海三号花岗伟晶岩矿脉地质图 1 文象、变文象带 2.糖晶状钠长石带 3.块状微斜长石带 4.白云母石英带 5.叶钠长石-锂辉石带 6.石英-锂辉石带；7.白云母-钠长石带 8.钠长
10、石-锂云母带 9.石英铯榴石带 10.核部块体石英长石带 11.蚀变辉长石 12.花岗岩脉 13.辉长岩 5 三、矿石特征三、矿石特征 3.1 各分带特征如下 （1）文象变文象伟晶岩带：变化范围 110m，占整个脉体的 17.69%。主要分布在 3 号脉的下盘， 尤其在北部地区更发育。石英与微斜长石交生在一起，形成文象结构。向脉体内部石英颗粒增大，形状从 细长变为粒状，并逐步过渡为准文象伟晶岩。钠长石、石英或白云母交代文象或准文象伟晶岩，形成变文 象结构；钠长石交代一部分微斜长石成条纹长石。该带稀有金属矿产主要是铍，其矿石矿物是半自形自 形绿柱石（Be3Al2Si6O18。 矿石呈灰白色， 块
11、状构造， 文象结构， 可见石英呈偰状与长石交生， 形成文象结构， 其中长石为钠长石， 白色，中粗粒结构，硬度约 6，可见一组解理，约占 60%；石英，隐晶质团簇状，灰白色，玻璃光泽，贝壳 状断口，硬度约 7，含量约 35%；另可见少量云母夹杂其中，呈薄片状，含量少约占 5%。 （2）糖晶状钠长石带：变化范围 110m，占整个脉体的 15.14%。主要由细粒钠长石及少量石英、白 云母、石榴子石、绿柱石、磷灰石组成。为主要的铍矿带。铍主要富集在糖粒状钠长石集合体中，尤其在 白云母（12%）-石英（1%）-钠长石（8592%）组合里更富集，可形成矿巢（往往磷灰石含量亦高）。 颜色斑杂，矿物分布不匀，
12、为块状构造，矿物成分有白云母，钠长石，石榴子石，石英，磷灰石等， 磷灰石含量富集较高。钠长石，白色，细粒结构，硬度约 6，可见一组解理，约占 45%；石英，隐晶质，灰 白色，玻璃光泽，贝壳状断口，含量约 15%； 石榴子石，球粒状，红褐色，粒径1mm，分布于钠长石上，含 量约 5%；绿柱石，短柱状，翠绿色，硬度约 7，有玻璃光泽，解理不完全，含量约 10%；白云母，灰白色片 状，硬度较小约 2 左右，一组极完全解理，含量约 15%； 另含有黑色隐晶矿物，硬度大约 8，稍有玻璃光泽， 或为铌钽矿。 6 （3）块状微斜长石带：变化范围 135m，占整个脉体的 17.94%。主要由微斜长石构成，含石
13、英 5 20%。二者构成粗粒（准）文象结构（发育在下部）。本带含有少量绿柱石，锂辉石、钽锰矿、锆英石等稀 有元素矿物，一般不具工业意义。 矿石呈白色，块状构造，成分相对较单一，主要由微斜长石组成，斜长石呈白色，可见一组解理，有 硬度约 6，含量约 95%，另还有石英和极少锂辉石存在。 （4）白云母-石英带：宽 413m，占整个脉体的 20%。主要由白云母、石英和少量钾长石、钠长石组 成；副矿物有电气石、磷灰石、石榴石。铍、铌、钽矿化与白云母-石英集合体关系密切。 灰色白色夹杂，块状构造，伟晶结构，矿石成分为白云母和石英。石英呈灰白色，主要为隐晶质团簇 柱状状，玻璃光泽，贝壳状断口，硬度约 7，
14、含量约 55%；白云母，灰白色片状，集合体呈灰黑色，伟晶结 构，硬度较小，约 2 左右，可见一组极完全解理，含量约 45%。 7 （5）钠长石-锂辉石带：变化范围 330m，占整个脉体的 14.77%。叶钠长石（叶长石）是呈叶片状产 出的钠长石。本带主要由叶钠长石、锂辉石、石英、白云母组成。主要开采 Li、Nb、Ta 矿产。矿石矿物为 锂辉石、铌钽锰矿及富碱绿柱石。 矿石呈灰白色，块状构造，中夹黑色杂质或为铌钽矿，主要含钠长石、锂辉石、石英、白云母。钠长 石呈白色叶片状，中粗粒结构，可见一组解理，硬度约 6，约占 40%；锂辉石呈淡粉色少数淡绿色长柱状， 可见一组完全解理，有玻璃光泽，硬度约
15、6，含量约 25%； 石英呈灰白色，为隐晶质，玻璃光泽，贝壳状断 口，硬度约 7，含量约 30%；白云母，灰白色片状，硬度约 2 左右，含量较少约 5%。 （6）石英-锂辉石带：宽 315m，占整个脉体的 8.74%。矿物组成与叶钠长石-锂辉石带相似，只是叶 钠长石含量降低，石英含量增加（含量 4060%） 。 矿石呈灰白色，夹杂肉红色，块状构造，主要含石英、锂辉石、叶钠长石、白云母。石英呈白色至灰 白色，为隐晶质，玻璃光泽，贝壳状断口，硬度约 7，含量约 50%；叶钠长石呈白色叶片状，中粗粒结构， 可见一组解理，硬度约 6，约占 20%； 锂辉石呈淡粉色长柱状，可见一组完全解理，有玻璃光泽，
16、硬度约 6， 8 含量约 15%；白云母含量少约占 5%。 （7）白云母-薄片状钠长石带：宽 37m，占整个脉体的 3.27%。主要由薄片状钠长石和鳞片状白云母组 成，有少量微斜长石和石英。该带富含 Rb（主要分散在白云母内） 、Cs（铯榴石、白云母、绿柱石） 、Ta（钽 锰矿、富钽铀细晶石）和 Hf。 矿石呈灰白色，块状构造，主要可见薄片状的钠长石，含量约 90%以上，白云母含量较少，约为 5%， 还有少量的石英和微斜长石。 叶钠长石呈白色板状，粗粒结构，可见一组解理少数有两组近 60解理，硬 度约 6，含量在 90%以上；白云母，灰白色片状，硬度较小，约 2 左右，可见一组极完全解理，含量约 5%； 其他含有少量微斜长石，石英。 （8）钠长石-锂云母带 ： 宽 37m，占整个脉体的 0.08%。主要由钠长石和锂云母组成，还有少量石英、 微斜长石及锂辉石。主要矿产是 Rb、Cs、Nb、Ta。由于含有锂云母，呈浅紫色，其含量约为 60%，还可见 钠长石（25%） ，石英（10%） ，锂辉石（3%）,微斜长石（1%）
