可可托海含稀有金属花岗伟晶岩矿床1.doc

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实习三 可可托海伟晶岩矿床

课程名称： 矿 床 学

指导老师： 吕 新 彪

班级学号： 20101003106

姓名 ： 陈 希

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一、地质背景
可可托海稀有金属矿区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。
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。
本区出露地层有奥陶系、泥盆系和石炭系的黑云母石英片岩、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。
可可托海矿区面积近7km2，其中有11条含矿伟晶岩。可可托海3 号伟晶岩脉是阿尔泰地区众多花岗伟晶岩脉中分异程度最好的一个,位于新疆富蕴县城北东约35 km 处。它侵位于阿尔泰加里东2海西褶皱带的轴部2富蕴地背斜褶皱带内的片麻状黑云母花岗岩的顶部凹陷的斜长角闪岩内(变辉长岩)。可可托海三号脉是其中最大的并且有Li、 Be、 Nb、 Ta、 Rb和Cs矿化。三号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。
二、矿体形状、产状及规模
（一） 矿床简介
1地层及岩浆岩
出露的基岩地层，包括由晚奥陶世泥砂质岩石和泥盆纪一石炭纪火山沉积岩变质而成的各类片岩(黑云母、一云母、十字石和石榴石片岩)以及片麻岩和混合岩，出露的深成岩浆岩为由加单东晚期的辉长岩变质而成的斜长角闪岩(变辉长岩)和海西期的片麻状黑云母花岗岩、斑状黑云母花岗岩和一云母花岗岩。
矿区出露有32 个大小不等的超基性岩体,沿可可托海- 青河复背斜呈北西向展布。岩性包括辉石岩、辉长岩、辉长苏长岩、角闪辉长岩及其变质而成的斜长角闪岩等。具有中细粒结构,块状构造。层理不发育,保温性能好,含铁量高和普遍遭受绿泥石化、电气石化等蚀变作用,最有利于稀有金属成矿作用。矿区出露的酸性岩有花岗岩及其脉岩类。
2构造
矿床范围内的构造主要表现为断裂及裂隙构造。断裂、裂隙构造活动可分成矿前、成矿期和成矿期后3 种。
⑴成矿前构造走向大致为310°～340°,向南西倾斜,最发育的缓倾裂隙与大致同一走向范围内次发育的陡倾斜裂隙都是成矿前的构造裂隙,即容矿构造裂隙。由于缓陡两组裂隙相交,联合控矿与容矿,才使矿脉呈缓倾的阶梯状产出。
⑵成矿期构造最常见的是早期结晶出的矿物或矿带被相对晚期的矿物或矿带所切穿。在伟晶岩演化过程中,由于伟晶岩内部压力平衡而引发的脉动式构造活动,几乎在所有伟晶岩脉内部都可随处见到。
⑶成矿期后的构造,主要有节理裂隙和断裂构造两种类型。节理裂隙分布有走向310°～330°,倾向北东,倾角75°;走向55°,倾向南东,倾角60°,这两种裂隙既切穿围岩,也切穿伟晶岩脉。断裂构造主要表现为断层,走向为南北向或北西向的断层为正断层,断层的东盘或北东盘为上盘,断层的西盘或南西盘为下盘;走向东西的平移断层,其北盘相对东移,南盘相对西移。
3矿床规模
三号脉走向310°，倾向南西，倾角上部近90°，下部为10°－25°。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(图3－3)，呈椭圆柱状，缓倾斜矿体赋存在地下200－500m处，走向长2000m，沿倾斜延伸1500m，厚20－60m。
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3－3，表3－1)。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Ⅶ带到第Ⅹ带，但总储量不大

1－浮土；2－块状石英带；3－块状微斜长岩带内带；4－小块状钠长石带；5－石英－锂辉石带；6－锂辉石带；7－石英－白云母巢状体带；8－块状微斜长石带外带；9－细粒钠长石巢状体带；10－文象花岗岩带；11－辉长岩；12－锂云母带

（二）矿体特征
3号矿脉的形态由岩钟状体及缓倾斜脉状体两部分组成, 空间形态象一顶实心的草帽。总体形态是走向310°~ 335°, 沿走向长度2 000 m, 倾向南西, 沿倾向长1 500 m, 倾角10°~ 40°。其上盘产有大小不等的似岩钟状膨胀体, 并沿倾斜方向呈阶梯状缓倾斜脉状体, 向北尖灭, 向西南延深。岩钟状体部分地表形态近似歪把梨形, 走向335°, 沿走向长度250 m, 宽250 m, 深250 m。倾向北东, 倾角上盘40°~ 80°, 下盘80°。缓倾斜脉状体部分也近似歪把梨形, 沿走向长度2 000 m, 沿倾斜长1 500 m, 厚度20~ 60 m 平均40 m。
3 号矿脉结构带, 岩钟状体与缓倾斜脉状体不同。岩钟状体可分为9 个带, 各带无论沿水平方向或垂直方向都是连续的对称的呈环带状构造。缓倾斜脉状体可分为7 个带, 边部结构带连续, 内部结构带断续, 而上下盘结构带不对称, 故称为不对称带状构造。岩钟状体与缓倾斜脉体由边部两结构带把二者衔接在一起而构成为3 号脉整体。

（三）矿石特征
实习中观察到的矿石及特征如下：
KKTH—K—3 块状微斜长石带：变化范围1—35m，占整个脉体的17.94%。主要由微斜长石构成，含石英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
KKTH—K—4 石英白云母带：淡紫色，自形晶结构，片状构造。主要矿物有：自形片状的白云母，白色略带绿色，透明，呈金刚光泽；半自形柱状—颗粒状石英，粒度为粗粒，表面油脂光泽；他形柱状绿柱石，绿色，玻璃光泽。

KKTH—K—5 叶钠长石—锂辉石带：整体呈紫色，自形粒状结构，块状构造。主要矿物有：紫红色锂辉石，浸染于叶钠长石中；黑色电气石，半自形柱状石英；叶钠长石，白色，半自形，玻璃光泽，细小片状的白云母，自形，白色。

KKTH—K—8 块状石英带：白色，半自形粒状结构，块状构造。主要矿物为石英，含量超过95%，无色，油脂光泽，粗粒，半自形，质地纯净。

KKTH—K—7 白云母—薄片钠长石带：白色，块状构造。主要矿物有：白色薄片状钠长石，玻璃光泽；他形粒状石英，油脂光泽，烟灰色；自形片状的白云母，解理极发育并可见黄绿色柱状的绿柱石。

KKTH—K—2 糖晶状钠长石带：变化范围1—10m，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（1—2%）-石英（<1%）-钠长石（85—92%）组合里更富集，可形成矿巢（往往磷灰石含量亦高）。

KKTH—K—1 文象变文象结构中粗粒伟晶岩带：白色，文象结构，斑杂状构造。主要矿物有：白色的钠长石，玻璃光泽；细小片状白云母；他形粒状石英，油脂光泽，烟灰色，集合体分布不均匀，形状不规则并可见他形淡绿色颗粒状绿柱石。
三、 成矿条件和成因分析
3号矿脉中的元素除了大量的常量元素如Si、Al、O、H、K、Na以外,还有Li、Rb、Cs、Be、Nb、T a等稀有元素,这些稀有元素除Rb外,都构成了独立矿物。在伟晶岩分异演化过程中,常量元素和稀有元素都呈现系统的变化。稀有元素矿化与伟晶作用过程的不同地球化学阶段有密切联系。伟晶岩中造岩矿物的全部演化过程,实质上是表现在碱金属元素的相互转换。目前将3号矿脉伟晶作用过程分出6个地球化学阶段,即:K(N a)、NaK)、Na-Li、晚期Na(K)、晚期Li-Cs、S i地球化学阶段。
该伟晶岩脉产于辉长岩中，走向北北西，倾角几乎直立，受辉长岩中两组裂隙控制。岩脉中分异作用和交代作用极为发育。能量来源于侵入的岩浆岩，岩浆沿着侵入通道上升，接着进入辉长岩中的裂隙中，并且此裂隙为成矿提供了空间。岩浆在上侵过程中结晶分异，进而形成矿床。
岩浆的冷却分为以下几个阶段：1最早的硅酸盐熔浆结晶阶段，形成边部文象带(或细晶岩)，如KKTH—K—1号文象变文象结构中粗粒伟晶岩带所表现的文象结构和KKTH—K—2细粒钠长石带，可见少量早期晶出的矿物，说明形成伟晶岩的原始流体是硅酸盐熔融体加固相的残余岩浆。2早期的熔浆一溶液阶段，以早期晶出的矿物同时见于第I带(内带一变文象带)的绿柱石和第IV带的石英中，说明此时的成岩一成矿流体富含大量挥发分。3伟晶岩形成的中、晚期阶段，主要是临界一超临界热液的交代作用(形成交代带)和结晶作用(形成原生带)阶段。4伟品岩各带形成后残余热液的改造。