陜西省丹鳳資峪溝偉晶巖型銣礦床地質(zhì)特征及找礦前景

許　鋒，宋公社，王明志，周　斌，朱偉鵬

（1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，西安710068；2.太原理工大學礦業(yè)工程學院，太原030024）

陜西省丹鳳資峪溝偉晶巖型銣礦床地質(zhì)特征及找礦前景

許鋒1，宋公社1，王明志1，周斌1，朱偉鵬2

（1.陜西省地質(zhì)調(diào)查中心，西安710068；2.太原理工大學礦業(yè)工程學院，太原030024）

東秦嶺是我國重要的花崗偉晶巖分布區(qū)和稀有金屬成礦區(qū)，廣泛發(fā)育各種類型花崗偉晶巖脈，并形成4個花崗偉晶巖脈密集區(qū)。丹鳳資峪溝花崗偉晶巖脈型銣礦為新發(fā)現(xiàn)的銣礦床，產(chǎn)于華力西期的花崗偉晶巖脈中，礦區(qū)內(nèi)含銣偉晶巖礦體規(guī)模大，延伸長，銣礦化均勻，Rb2O含量較高。通過對礦體產(chǎn)出構(gòu)造位置、礦體特征、礦石成份、巖石地球化學特征及銣賦存狀態(tài)的分析研究，認為礦體與寬坪巖體關(guān)系密切，寬坪巖體為該類型花崗偉晶巖脈母巖，且銣主要賦存于微斜長石和白云母中，成因類型為花崗偉晶巖型礦床。結(jié)合區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景、偉晶巖脈發(fā)育程度、銣等稀有元素礦化特征、找礦標志等，認為區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件良好，具有較大的銣等稀有金屬礦產(chǎn)的找礦前景，并為下一步找礦圈定有利地段。

花崗偉晶巖脈；銣礦；地質(zhì)特征；找礦前景；陜西丹鳳

秦嶺造山帶是我國花崗偉晶巖較為發(fā)育的地區(qū)之一，西自甘肅東部至寶雞南部，經(jīng)秦嶺腹地的寧陜地區(qū)，東到包括陜西丹鳳、商南和河南省盧氏、西峽及南召南部等地在內(nèi)的東秦嶺地區(qū)，構(gòu)成了三個大的花崗偉晶巖區(qū)。其中東秦嶺偉晶巖區(qū)范圍最大，偉晶巖數(shù)量最多，分布最廣，礦化最好，地質(zhì)勘查和研究程度最高［1］，發(fā)現(xiàn)了一些鋰、鈹、鈮鉭礦（化）點。本次工作在陜西丹鳳—商南一帶對稀有金屬進行調(diào)查評價工作，了解偉晶巖脈的含礦性。

資峪溝花崗偉晶巖脈型銣礦床位于商丹地殼對接帶的北部，商丹蛇綠混雜巖帶內(nèi)的花崗偉晶巖脈中，其北部為寬坪巖體。礦體規(guī)模大，埋藏淺，為陜西省內(nèi)首次發(fā)現(xiàn)的銣礦床。因此，剖析資峪溝銣礦床地質(zhì)特征、總結(jié)成礦規(guī)律及找礦標志，對在東秦嶺乃至陜西境內(nèi)尋找偉晶巖脈型銣礦床具有一定的指導意義。

1　區(qū)域概況

礦區(qū)位于秦嶺造山帶北秦嶺活動陸緣弧、商丹地殼對接帶和南秦嶺邊緣海盆（圖1）。在晉寧運動晚期，華北陸塊大范圍的隆升成山（陸），代表了晚前寒武紀板塊匯聚作用，但未發(fā)生大范圍折返造山運動，加里東運動開始兩大板塊受商丹地殼對接帶制約開始發(fā)生俯沖—碰撞和連續(xù)增生造山過程，從而奠定了該區(qū)域基本的地質(zhì)構(gòu)造格局。加里東期為主造山期，由南而北的左旋斜沖韌性剪切帶使秦嶺新特提斯海域由東向西退出，左旋斜沖造山；陸內(nèi)造山期（燕山期），系由北向南逆沖推覆，致使上述構(gòu)造混雜巖帶覆于白堊系之上［2］。

2　礦區(qū)地質(zhì)特征

圖1　陜西丹鳳-商南地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.1 Geological sketch map for Danfeng-Shangnan area，Shaanxi Province，China

礦區(qū)內(nèi)構(gòu)造較為發(fā)育，受區(qū)域構(gòu)造影響，區(qū)內(nèi)地層巖石塑性變形、糜稜巖化較強，構(gòu)造線總體方向北西西—南東東向，大約在100°～280°，局部可見南西—北東向構(gòu)造，但在礦區(qū)不甚發(fā)育，構(gòu)造被后期巖漿熱液充填，控制著礦區(qū)偉晶巖脈的產(chǎn)狀和規(guī)模。

圖2　丹鳳縣資峪溝銣礦區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)圖Fig.2 Geological map for Ziyugou rubidium deposit in Danfeng County，Shaanxi Provincea

礦區(qū)北緣出露寬坪花崗巖體。在區(qū)域上呈北西西—南東東向展布，長約45 km，寬在0.5～3 km之間，兩側(cè)與圍巖界線多以斷層形式出現(xiàn)。該巖體形成年齡為382 Ma（鋯石U-Pb）［3］，是北秦嶺商丹地區(qū)早古生代末—晚古生代初期形成的幾個較大花崗巖體之一。巖體內(nèi)部可見明顯的相變現(xiàn)象，由北向南依次為：（片麻狀似斑狀）黑云二長花崗巖—穿插偉晶巖細脈片麻狀似斑狀黑云二長花崗巖—偉晶狀花崗巖。巖體內(nèi)部偉晶巖細脈，長約1～5 m，寬0.1～1 m，總體與巖體片麻理走向一致，部分巖脈斜穿片麻理。

3　銣礦床地質(zhì)特征

3.1花崗偉晶巖脈的形態(tài)、產(chǎn)狀、規(guī)模

在寬坪巖體南側(cè)1 km范圍內(nèi)，共圈出花崗偉晶巖脈8條（圖2），脈體走向與區(qū)域構(gòu)造線方向基本一致，約100°～280°，長300～3000 m，脈體厚度一般在2.81～25.93 m，部分脈體個別地段厚度可達76.75 m，脈體膨脹狹縮、復合分枝現(xiàn)象明顯。與圍巖界線清晰，傾角較陡，一般在70°～85°。傾向變化較大，地表脈體，在靠近巖體附近，約300～450 m范圍內(nèi)，一般北傾，遠離巖體，約450～1000 m，脈體多南傾。深部脈體，根據(jù)施工鉆孔情況，脈體均北傾，脈體傾角在70°～88°，與地表脈體傾角基本一致。脈體間相互基本平行，間距在數(shù)米到數(shù)十米不等。

3.2花崗偉晶巖脈的巖石地球化學特征

寬坪巖體被認為是礦區(qū)偉晶巖的母巖體，因此，很有必要研究礦區(qū)花崗巖與偉晶巖的巖石地球化學特征。

3.2.1主量元素

由表1可知，K2O含量自寬坪巖體向微斜長石花崗偉晶巖呈降低趨勢，Na2O含量自寬坪巖體向微斜長石花崗偉晶巖呈增高趨勢，與偉晶巖熔體（流體）演化過程中，K被其他堿金屬置換，Na質(zhì)交代作用逐漸增強的趨勢一致，從而證明了從巖體到偉晶巖，是巖漿演化程度不斷提高的過程。

3.2.2微量元素

由表2和圖3b可看出，寬坪巖體與偉晶巖原始地幔標準化的微量元素蛛網(wǎng)圖趨勢基本一致，且偉晶巖中的Rb、Nb、Ta含量呈增高趨勢，而K2O/Rb則呈現(xiàn)出明顯的降低趨勢。這些特征均揭示出從巖體到偉晶巖，巖漿的結(jié)晶分異程度逐漸增高［4］。

3.2.3稀土元素

由表3和圖3（a）可知，寬坪巖體與偉晶巖球粒隕石標準化的稀土元素蛛網(wǎng)圖趨勢基本一致，自花崗巖體向偉晶巖脈，稀土元素總量降低，輕、重稀土的分異程度也呈現(xiàn)降低趨勢，這些特點都是巖漿不同程度結(jié)晶分異的結(jié)果，再一次證明了偉晶巖脈是母巖漿演化晚期的產(chǎn)物。

綜合上述分析可知，自寬坪巖體向偉晶巖脈，巖石中的主量元素、微量元素和稀土元素均反映出巖漿的演化程度逐步增高，顯示出同一母巖漿連續(xù)分異的特征。

3.3花崗偉晶巖脈礦石類型及結(jié)構(gòu)構(gòu)造

資峪溝銣礦床礦石類型主要為微斜（條紋）長石花崗偉晶巖型（圖4a）和白云母二長花崗偉晶巖型（圖4b），以第一種礦石為主，可占70%～75%。

礦石結(jié)構(gòu)有花崗偉晶結(jié)構(gòu)、條紋結(jié)構(gòu)、似文象結(jié)構(gòu)、交代及交代蠶食結(jié)構(gòu)、蠕英石結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造有塊狀構(gòu)造、碎裂狀構(gòu)造、星散狀—稀疏浸染狀構(gòu)造等。

3.4花崗偉晶巖脈礦石的化學成份

為查清礦石化學組成，對礦石進行光譜半定量分析和多元素分析（表4）。

從上表中可知，微斜（條紋）長石花崗偉晶巖中普遍含Rb2O，含量介于0.05%～0.21%。白云母單礦物中Rb2O含量為0.17%。

3.5礦石中銣賦存狀態(tài)研究

圖3　寬坪巖體及偉晶巖稀土元素球粒隕石標準化配分圖（a）和微量元素原始地幔標準化蛛網(wǎng)圖（b）Fig.3 Chondrite normalized REE patterns（a）and primitive mantle（PM）-normalized spider diagram（b）for Kuanping granite and pegmatite

有色金屬西北礦產(chǎn)地質(zhì)測試中心通過顯微鏡下鑒定、電子探針波譜、能譜分析、單礦物分析等方法基本查清了銣的賦存形式和分布趨勢，主要賦存于含鉀礦物微斜長石、白云母和黑云母中（表5）。其中微斜長石中占88.48%；白云母中占10.61%；黑云母中很少，占0.91%。

表1　寬坪巖體及偉晶巖巖石化學成分（%）Table 1　chemical compositions of kuan-ping granite and pegmatite(%)

表2　寬坪巖體及偉晶巖微量元素含量（u g/g）Table 2　Trace element content of Kuan-Ping granite and pegmatite (u g/g)

表3　寬坪巖體及偉晶巖稀土元素含量（u g/g）Table 3　REE content of Kuan-Ping granit and pegmatite(u g/g)

表4　礦石光譜半定量分析（%）Table 4 Semi-quantitative analysis of ore spectrum（%）

3.6礦體特征

資峪溝共圈出銣礦體8條（綜合回收伴生Rb2O邊界品位0.04%），其中7條可圈出工業(yè)礦體（綜合回收伴生Rb2O工業(yè)品位0.1%），礦體均賦存于偉晶巖脈中。偉晶巖脈或部分、或全巖銣礦化。根據(jù)目前工作進展，礦床規(guī)模已達超大型。

礦體長300～3670 m（表6），厚度變化較大，一般在幾米到十幾米不等，個別礦體（KT5）部分地段厚度可達21.94 m，Rb2O品位0.04%～0.243%。礦體具有明顯的分支復合，膨大狹縮現(xiàn)象，與所在花崗偉晶巖脈特征基本一致。

KT5銣礦體，位于礦區(qū)中部，是礦區(qū)中最大的一個銣礦體，出露標高640-980 m。礦體中部具明顯的分支復合和膨大狹縮現(xiàn)象，礦體嚴格受巖脈控制，呈近東西向（100°～280°）展布，總體北傾，傾角80°左右。工程控制礦體長3670 m，控制斜深185 m、 450 m，厚度3.08～21.94 m，平均厚度11.08 m；Rb2O品位0.046%～0.150%，平均品位0.072%，品位變化系數(shù)22%，為礦化較為穩(wěn)定礦體。

圖4　微斜（條紋）長石花崗偉晶巖（12.5×正交偏光）（a）和白云母二長花崗偉晶巖（12.5×正交偏光）（b）Fig.4 Microcline（stripes）feldspar granitic pegmatite（12.5×Orthogonal polarization）（a）and Muscovite feldspar granitic pegmatite （12.5×Orthogonal polarization）（b）

表5　資峪溝礦石中銣元素配分計算Table 5 Rubidium element ratio calculation of Ziyugou rubidium deposit

表6　資峪溝銣礦體特征一覽表Table 6 Characteristics of Ziyugou rubidium orebodies

4　選礦試驗

在對銣賦存狀態(tài)研究的同時，進行了初步的選礦試驗。資峪溝銣礦石中銣主要賦存于鉀長石中，其次賦存于白云母中，因此本次工作主要回收鉀長石和白云母。回收白云母的方法有重選法和浮選法等；回收鉀長石的方法有浮選法等。分別對重選和浮選法進行探討試驗，結(jié)果如下：

（1）重選回收銣探討試驗結(jié)果表明，銣在云母精礦中富集比較高，但回收率較低；在重礦物中沒有富集；在其它礦物中的富集比較低。因此，用單一重選法回收銣不適宜。

（2）浮選法回收銣探討試驗結(jié)果表明，銣在云母精礦中富集比較高，但回收率較低，不到10%，這可能與白云母在礦石中含量少有關(guān)。

（3）銣在長石精礦中有富集，銣回收率接近70%，但富集比不理想。因此，對原礦、長石精礦、尾礦中的礦物組成、連生關(guān)系及解離度分別進行了查定。查定結(jié)果表明：鈉長石、更長石的存在是影響長石精礦中銣富集比低的主要原因。

（4）對鉀長石和鈉、更長石進行了浮選分離探討試驗，分離效果不佳。

綜上礦石性質(zhì)研究結(jié)果表明，銣主要富集于鉀長石和白云母中。而浮選探討試驗結(jié)果表明，云母、長石與石英的分離效果較好，鉀長石和鈉、更長石的浮選分離效果不佳。因此，為了提高銣在鉀長石精礦中的富集比，有待于后續(xù)進一步選擇適宜的選礦設(shè)備、工藝流程及浮選藥劑制度以解決其分離問題。

5　礦床成因及找礦標志

5.1礦床成因

通過對礦體產(chǎn)出位置、礦石成份及巖石地球化學特征的分析研究，認為礦體與寬坪巖體關(guān)系密切，且寬坪巖體為該類型花崗偉晶巖脈母巖體。

寬坪巖體中巖石富鉀，造巖礦物中以堿性長石為主，鉀長石含量高達50%～60%，斜長石含量較少，僅在4%～12%。巖體規(guī)模較大，寬坪巖體東西長近50 km，南北寬3～5 km不等，分布方向同區(qū)域構(gòu)造線一致，與商丹斷裂平行。不少研究者認為寬坪巖體是兩大板塊碰撞時富含K的地殼物質(zhì)部分熔融形成的，Rb的來源比較豐富。Rb在酸性巖漿熔化過程中，主要富集于巖漿演化的晚期階段，該地段銣礦主要產(chǎn)于寬坪巖體南部的花崗偉晶巖脈中，明顯屬于巖漿演化晚期產(chǎn)物。

綜上所述，礦區(qū)稀有金屬礦體是富含Rb及揮發(fā)性組分的巖漿后期熱液侵入、演化而成，初步認為礦床成因?qū)倩◢弬ゾr型礦床。

5.2找礦標志

（1）1∶20萬區(qū)域化探稀有元素異常、1∶2.5萬水系沉積物稀有元素異常組合是宏觀標志。

（2）原生暈異常標志：巖石中銣元素含量高值點，尤其是密集分布的高值點，為直接找礦標志。

（3）花崗偉晶巖脈標志：礦體主要賦存在花崗偉晶巖脈中。主要尋找微斜（條紋）長石花崗偉晶巖脈和白云母微斜長石花崗偉晶巖脈。

（4）礦物組合標志：偉晶巖中白云母+微斜長石礦物組合，是尋找銣礦的重要標志。

6　找礦前景

礦區(qū)位處東秦嶺偉晶巖密集區(qū)，據(jù)不完全統(tǒng)計，丹鳳—商南一帶，1480 km2范圍內(nèi)，花崗偉晶巖脈可達4600條，可圈出偉晶巖密集區(qū)4處—資峪溝偉晶巖密集區(qū)、巒莊北偉晶巖密集區(qū)、商南北偉晶巖密集區(qū)及桃坪偉晶巖密集區(qū)。針對偉晶巖密集區(qū)進行檢查，發(fā)現(xiàn)了2處具有大型—超大型資源前景，2處具有中型資源前景的銣金屬礦產(chǎn)地和一批礦化線索。

礦區(qū)所處的資峪溝偉晶巖密集區(qū)，花崗偉晶巖脈約100條。目前，對其中的8條脈體進行評價，均發(fā)現(xiàn)了銣礦體。對其余偉晶巖脈部分進行地化剖面測制，發(fā)現(xiàn)了幾處銣高值地段。其余偉晶巖密集區(qū)以往工作程度較高，且有鋰、鈹、鈮鉭等稀有礦（化）點發(fā)現(xiàn)，本次選擇規(guī)模較大的巖脈進行解剖，部分偉晶巖脈含有銣礦（化）體。根據(jù)銣礦成礦地質(zhì)條件，在調(diào)查區(qū)劃分出4處銣礦成礦預測區(qū)，其中A類預測區(qū)2處，B類預測區(qū)1處，C類預測區(qū)1處。

綜合區(qū)內(nèi)地質(zhì)背景、偉晶巖脈發(fā)育程度、銣等稀有元素礦化特征等，認為區(qū)內(nèi)成礦地質(zhì)條件良好，找礦標志明顯，具有較大的銣等稀有金屬礦產(chǎn)的找礦潛力，是尋找偉晶巖脈型銣等稀有礦產(chǎn)的有利區(qū)域。

［1］盧欣祥，祝朝輝，谷德敏，張畫眠，吳梅，吳艷.東秦嶺花崗偉晶巖的基本地質(zhì)礦化特征 ［J］.地球論評，2010，56（1）：21-30.

［2］韓芳林，張拴厚，王根寶，崔建堂，王北穎，等.陜西省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社，2013：790-796.

［3］張成立、張國偉、盧欣祥.東秦嶺寬坪花崗巖體特征及其成因［J］.西北地質(zhì)科學，1994，15（1）：27-34.

［4］李健康，王登紅，張德會，付小方.川西偉晶巖脈型礦床的形成機制及大陸動力學背景［M］.北京：原子能出版社，2007：70-72.

Xu F，Song G S，Wang M Z，Zhou B and Zhu W P.Geological characteristics and Prospect Foreground of Pegmatite type rubidium deposit in Ziyugou，Danfeng，Shaanxi Province.Geology abd Mineral Resources of South China ，2016，32（1）：59-67.

XU Feng1，SONG Gong-She1，WANG Ming-Zhi1，Zhou Bin1，ZHU Wei-Peng2

（1.Geological Survey of Shaanxi Province，Xi'an 710068，China；2.College of Mining Enginerering of TUT，Taiyuan 030024，China）

The eastern Qinling belt is the important granitic pegmatite distributions region and rare metal metallogenic province，where extensively crop out granitic pegmatite with different types and formed four pegmatite concentration zones.Pegmatite type of rubidium ore in Ziyugou was new found.The deposit occurs in the Variscan intrusive granitic pegmatite veins.The ore body is large in scale，extending far，and the content of Rb2O is high. Through analysis of the position and characteristics of the ore body，ore components，chemical composition of the rocks，and rubidium elements in the ore occurrence，considering KuanPing granite is the mother rock of granitic pegmatite veins.Rubidium is mainly in the feldspar and mica.The deposit is granitic pegmatite type.According to the geological characteristics of granitic pegmatite with large distribution area，extensive type，mineralization，and the symbol of Ziyugou Rb deposit，considering the eastern Qinling belt is the potential metallogenic province of rare metals.And finally we delineate favorable prospecting area for the next step.

granitic pegmatite veins；rubidium ore；geological characteristics；prospect foreground；Danfeng area

中圖分類法：P618.77A

1007-3701（2016）01-059-09

10.3969/j.issn.1007-3701.2016.1.008

2015-12-31；

2016-1-24.

陜西省公益性地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查專項項目“陜西丹鳳-商南地區(qū)鋰等稀有礦產(chǎn)調(diào)查評價”（編號：［2012］56）.

許鋒（1988—），男，工程師，從事地質(zhì)礦產(chǎn)勘查評價工作，E-mail：532140979@qq.com.