白杨河铍矿床

白杨河铍矿床

在20世纪60年代发现铀矿的基础上，2010年发现了白杨河铍矿床。白杨河铍矿床位于谢米斯台火山岩带中，其北为萨吾尔晚古生代岛弧，其南缘为准噶尔盆地（图2.11）。中奥陶统布鲁克其组仅见于沙尔布提山，主要为凝灰质砂岩-凝灰岩-灰岩夹安山玢岩。上奥陶统布龙果尔组与上覆下志留统布龙组整合接触，为凝灰质粉砂岩-钙质凝灰质砂岩-凝灰质砂砾岩-砾岩夹灰岩透镜体。下志留统布龙组为灰黑色条带硅质岩-粉砂岩-凝灰质粉砂岩-粉砂质页岩，覆盖其上的晚志留世流纹岩的锆石U-Pb年龄为410～428Ma（王哲等，2011）。矿区邻区晚志留世流纹岩的微量元素均具有相似的地球化学特征，相对谢米斯台流纹岩，白杨河铍矿区的流纹岩强烈亏损Ba、Eu和P，富集Zr、Hf、Nb、Y、Tb。谢米斯台流纹岩稀土总量较低（平均100×10^-6），白杨河铍矿流纹岩稀土总量较高（平均205×10^-6）。稀土配分模式呈典型的“V”型，轻稀土和中稀土分异明显，轻稀土和重稀土分异较小，具显著的Eu负异常。

图2.11 西准噶尔北部地质简图

图2.11 西准噶尔北部地质简图

（据Chen等，2010）

下泥盆统马拉苏组和孟布拉克组均为滨、浅海相火山碎屑岩建造，下部为中基性火山岩，属于以爆发相火山碎屑岩为主的玄武岩-安山岩-英安岩组合，分布在谢米斯台山西段。中泥盆统呼吉尔斯特组为以陆相为主的中酸性火山岩及火山碎屑岩建造。岩性为玄武岩、安山岩、英安岩及火山碎屑岩，为玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩组合。而在谢米斯台山西部出露的相当层位为萨吾尔山组，为海相中性火山岩及火山碎屑岩建造。上泥盆统塔尔巴哈台组为陆相-海陆交互相中酸性火山岩-火山碎屑岩建造。下石炭统和布克河组不整合在朱鲁木特组之上，其上与黑山头组整合接触，含腕足类、珊瑚和三叶虫等化石，主要为砂质灰岩-钙质泥灰岩-钙质粉砂岩夹凝灰质砂岩-粉砂岩-硅质灰岩，底部为安山质玄武玢岩-安山玢岩-凝灰质角砾岩夹灰岩。黑山头组为浅海相、海陆交互相火山岩-火山碎屑岩建造。巴塔玛依内山组出露于白杨河以西，为一套陆相火山岩及碎屑岩沉积建造，含安家拉植物群，与下伏地层不整合接触，为安山玢岩-英安斑岩-流纹岩-火山角砾岩，上部夹砂岩-粉砂岩-砂质泥岩和砾岩，与上覆中石炭统为平行不整合接触。上石炭统石钱滩组为陆相砾岩-砂岩-碳质泥质粉砂岩。

白杨河矿区地层（主要为火山-沉积岩）总体呈近EW向条带状展布。与成矿相关的大型构造为查干陶勒盖-巴音布拉克大断裂，在白杨河地区被称为杨庄大断裂，为花岗斑岩体的南界，断层面倾向北，延伸9km，空间上控制花岗斑岩体呈带状分布在断层上盘，其下盘为下石炭统和布克河组（图2.12）。杨庄大断裂后期有多次活动，并在花岗斑岩体南缘形成碎裂岩，沿该断层走向在花岗斑岩体中断续发现有萤石化现象，均赋存于沿次级构造裂隙充填的灰色、灰白色硅质脉中。白杨河铍矿分布于下二叠统马门特组火山岩系中的流纹岩与花岗斑岩的接触带。核工业216地质大队在接触带内发现了9个矿床。

图2.12 白杨河铍矿地质略图

图2.12 白杨河铍矿地质略图

（据王果，2012，有修改）

杨庄花岗斑岩体呈近EW向串珠状展布，东西长约10km，面积约6.9km²，由杨庄岩体、阿苏达岩体、小白杨河岩体组成。花岗斑岩的Be和U丰度值很高（背景值均为10×10^-6，而全国花岗岩U平均值为3.5×10^-6，Be为5.5×10^-6），Rb、Th、Nb、Zr、Y和Sc丰度值也很高（肖艳东等，2011）。杨庄花岗斑岩体的锆石U-Pb年龄为293±15Ma（王哲等，2011）。该花岗斑岩与成矿作用直接相关。铍矿体的主控因素是花岗斑岩岩体底接触面附近的原生节理，其中内接触带是主要矿石的赋存部位。

铍矿床的成矿围岩主要是流纹岩、花岗斑岩和辉绿岩。辉绿岩脉侵入流纹岩和花岗斑岩中。识别出3类铍矿体：位于接触带附近的主矿体、位于接触带之下的矿体，以及花岗斑岩体内部的矿体。主矿体规模最大，占总资源量的90%左右。3种矿体多呈透镜状及层状平行或近平行于接触带产出（图2.13）。新西工地的铍矿体垂向上存在两个分支矿层，主体矿层大致呈NW-SE向展布。铍主矿体沿接触带分布，倾向南，平均倾角32 °，沿倾向延伸长达600m，平均宽100m，最大宽度为300m。矿体厚度为1.58～20.15m，平均厚度为5.13m，平均品位0.31%，总体呈“东厚西薄”的特点。该工地还分布铀矿，铀矿体的空间分布与铍矿体大体一致，范围较小。中心工地的铍矿体垂向上存在6个分支矿层，主体矿层大致呈NW-SE向展布。

近矿围岩蚀变主要为硅化、萤石化、赤铁矿化、绿泥石化、绢云母化、高岭土化、钠长石化等。中-低温热液阶段形成的萤石呈紫褐色浸染状赋存在围岩中。与成矿无关或分析铍品位较低样品中的萤石则为浅绿色，多产于岩墙及岩体的构造断裂部位以及中性岩石裂隙内（王谋等，2012）。赤铁矿化多分布在铀矿体两侧，将矿石和近矿围岩染成褐红色或在含矿萤石脉两侧形成红褐色，特别是在花岗斑岩体中常与矿体分布一致，在含矿裂隙两侧呈浸染状产出。矿石主要铍矿物为羟硅铍石。含铀矿物包括沥青铀矿、硅钙铀矿和钙铀云母，伴生金属矿物包括辉钼矿、毒砂、方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿、水锰矿、软锰矿和赤铁矿，紫色萤石、绿帘石、绿泥石、蒙脱石、水云母、电气石、方解石和石英为主要脉石矿物。矿石构造主要为细脉浸染状和空洞充填。铍矿石主要有两类：①产于辉绿玢岩和流纹岩中的石英-碳酸盐细脉。②空洞填充类矿石，流纹岩的空洞中充填着萤石、石英、金红石、钠长石、白云母、绿泥石和羟硅铍石。

图2.13 白杨河铍矿剖面示意图

图2.13 白杨河铍矿剖面示意图

（王谋等，2012）

白杨河铍矿矿体主要分布在花岗斑岩和流纹岩-凝灰岩-凝灰质砂岩的接触带中。流纹岩遭受强烈蚀变，蚀变流纹岩的稀土元素配分模式和矿石的相似，均为典型右倾“V”字型，轻重稀土分异程度中等（图2.14）。矿区蚀变流纹岩稀土总量186.9×10^-6～217.7×10^-6，铍矿石的稀土含量为179.6×10^-6～298.1×10^-6。谢米斯台地区流纹岩中Be含量很低（1.04×10^-6～2.1×10^-6），白杨河矿区蚀变流纹岩的Be含量较高（30.5×10^-6～143×10^-6），而矿区花岗斑岩中Be含量达87.8×10^-6。说明成矿物质来自与花岗斑岩有关的岩浆热液。矿石的微量元素和稀土配分模式与蚀变流纹岩类似，蚀变流纹岩强烈富集U、Ti和大部分微量元素，显示热液作用富集成矿元素的特征。成矿热液与围岩反应，生成大量白云母、石英及金红石后，沿接触带填充空洞或细脉，生成萤石、绿泥石和羟硅铍石（主成矿阶段）。

图2.14 矿石与相关蚀变围岩的微量元素配分模式图

图2.14 矿石与相关蚀变围岩的微量元素配分模式图