苗群峰,謝 吾,齊云飛,劉劍波
(河北省地礦局第八地質(zhì)大隊,河北 秦皇島 066001)
花市銣等稀有金屬礦為河北省地礦局第八地質(zhì)大隊近年來探獲的特大型稀有金屬礦床[1,2],初步估算Rb2O資源量為180萬噸。以往區(qū)域內(nèi)稀有金屬礦床研究程度較低,礦床成因不清。
本次通過對花市銣礦區(qū)礦床特征及成因分析,結(jié)合對巖體成分、礦體礦物成分基本特征的研究,總結(jié)礦化堿長花崗巖的共性特征,分析礦床成因,對冀東一帶尋找堿長花崗巖型銣等稀有金屬礦具一定的借鑒意義。
通過地質(zhì)勘查和調(diào)研收集資料[1,3,4],礦區(qū)主要地質(zhì)單元為麻地巖體,巖體長軸北西,形似葫蘆狀。圍巖巖性為角閃斜長片麻巖(圖1)。
麻地巖體劃分為早期肉紅色堿長花崗巖(γ52a)和晚期灰白色堿長花崗巖(γ52b),且在灰白色堿長花崗巖頂部發(fā)育天河石。兩期巖體為涌動型侵入接觸關(guān)系。
肉紅色堿長花崗巖,細粒等粒及似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物成分:鉀長石(25%~35%),鈉長石(20%~30%),石英(20%~30%),少量白云母。鉀長石為半自形柱狀,晶內(nèi)多包含有鈉長石,輕微絹云母化;鈉長石半自形-自形板狀、柱狀,聚片雙晶發(fā)育,個別顆粒具環(huán)帶結(jié)構(gòu),輕微粘土化;石英為半自形-它形粒狀,波狀消光,顆粒邊緣溶蝕明顯;白云母為片狀,局部可見黑云母殘留。
基質(zhì)由鉀長石、鈉長石、石英及少量白云母組成,沿斑晶粒間分布。副礦物為石榴子石、磁鐵礦、鈮鉭鐵礦、赤褐鐵礦、獨居石、鋯石等。
灰白色堿長花崗巖,中細粒等粒、不等粒及似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造,主要礦物成分:鈉長石(30%~40%),鉀長石(25%~30%),石英(20%~25%),少量白云母。鈉長石為半自形-它形板狀、板條狀,聚片雙晶發(fā)育,晶內(nèi)裂隙多充填鐵錳氧化物,輕微絹云母化;鉀長石為半自形-它形板狀,晶內(nèi)多包含有小板條狀鈉長石,可見其交代白云母的內(nèi)部或邊緣,粘土化強烈;石英為它形粒狀,波狀消光,裂隙發(fā)育,晶內(nèi)多包含有小板條狀鈉長石;白云母為片狀,局部可見鐵錳氧化物析出及黑云母殘留現(xiàn)象?;|(zhì)由鉀長石、鈉長石、石英及少量白云母組成,沿斑晶粒間分布。副礦物主要有石榴子石、鈮鉭鐵礦、獨居石、鐵錳礦、黃鐵礦、磁鐵礦、赤褐鐵礦、鋯石、螢石、磷灰石、黑稀復(fù)稀金、次生鈾礦等。
該巖體的巖性在垂向上呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化,垂直剖面上,自下而上,時間由早到晚,巖性的特征變化是:顏色由紅色—灰白色—白色,結(jié)構(gòu)由細粒等?!屑毩2坏攘!屑毩K瓢郀?,造巖礦物鈉長石含量逐漸升高,微斜長石含量遞減。
銣礦體嚴格受巖體形態(tài)控制。工程控制礦帶長4.2km,寬0.72km~2.2km,面積5.34km2;礦帶出露最低標高448m,最高標高982.4m,高差為534.4m,北西向帶狀展布。礦石自然類型可分為四類:Ⅰ肉紅色堿長花崗巖型、Ⅱ灰白色堿長花崗巖型、Ⅲ含天河石堿長花崗巖型和Ⅳ含鐵錳質(zhì)團塊堿長花崗巖型。
各礦體品位變化情況見表1,其中Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅲ-3三條礦體為富銣礦體。
圖1 麻地巖體地質(zhì)簡圖
表1 各礦體銣鈮鉭鋰品位變化特征統(tǒng)計表
礦石礦物成分主要為鉀長石、鈉長石和石英,含少量白云母。據(jù)人工重砂分析,副礦物種類及其復(fù)雜,有石榴子石、鈮鉭鐵礦等十幾種。礦石主要為細粒等粒、不等粒和似斑狀結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。載銣礦物主要為鉀長石、白云母和天河石。其它稀有元素礦物有鈮鉭鐵礦、獨居石、黑稀復(fù)稀金。
綜合葉德隆等人研究成果[4]和本次分析數(shù)據(jù),計算了微斜長石和(鋰)云母在γ52a和γ52b中銣的分布率,分別為97.15%和84.17%(表2),花市銣礦床中銣以類質(zhì)同像的方式賦存于微斜長石和鋰云母之中,其他礦物中含量極小。
表2 銣在主要礦物中的分布特征
總結(jié)本區(qū)堿長花崗巖的特征,結(jié)合前人對礦化堿長花崗巖的認識[5-7],歸納有如下共性特征:
①礦化巖體規(guī)模一般較小,巖體形態(tài)具有明顯的長軸方向和復(fù)雜邊界形態(tài);②具有多期巖漿活動,稀有金屬元素一般為全巖礦化,但富礦體一般賦存于同源晚期巖體頂部;③礦化堿長花崗巖外圍鉀長石的含量相對較多,向巖體中心及頂部,鈉長石含量明顯增加,鉀長石含量減少;④巖體的巖石結(jié)構(gòu)由外圍的等粒結(jié)構(gòu)向中心及頂部漸變?yōu)椴坏攘V敝了瓢郀罱Y(jié)構(gòu);⑤副礦物種類繁多復(fù)雜,多發(fā)育富揮發(fā)份礦物,如螢石、黃玉、含鋰云母等礦物;⑥巖石化學(xué)成分中,具有高硅高堿過鋁質(zhì)特征,且Na2O含量高于K2O。
上述特點說明堿質(zhì)與揮發(fā)份的含量對巖漿體系的分異演化可能起到了至關(guān)重要的作用。
而巖漿高度分異作用又促進了稀有金屬元素的富集。巖漿分異演化的總趨勢從早到晚向著富堿富揮發(fā)份的方向進行是該礦床形成的重要原因。
[1]謝吾,苗群峰等.《河北省興隆縣花市銣等稀有金屬礦預(yù)查報告》,河北省地礦局第八地質(zhì)大隊,2017.
[2]LiYujing,XieWu,QiYunfei,MiaoQunfeng,XiongChaoandGongChuanwei.ASuper—LargeRb-NbRareMetal DeposithasbeenDiscoveredinHuashiVillageofXinglongCounty,Hei beiProvince.ACTCGEOLOGICASINICA(EnglishEdition).2017,Vol.91No.6pp.2344~ 2345.
[3]葉德隆,邰道乾,任迎新,河北興隆M111稀有金屬花崗巖體地質(zhì)和巖石學(xué)特征[J].地球科學(xué)-武漢地質(zhì)學(xué)院學(xué)報.1987,12(3):265~275.
[4]葉德隆,任迎新,邰道乾.河北興隆M111稀有金屬花崗巖體地球化學(xué)和礦化特征研究[J].現(xiàn)代地質(zhì).1991,5(1):13~ 23.
[5]陳駿,陸建軍,陳衛(wèi)鋒.南嶺地區(qū)鎢錫鈮鉭花崗巖及其成礦作用.高校地質(zhì)學(xué)報,14(4):459~473.
[6]王勇,呂慶田,孟貴祥,嚴加永,楊岳清,趙金花.內(nèi)蒙古東七一山堿長花崗巖及其成礦作用.地質(zhì)學(xué)報.2009,10(83):1505~1514.
[7]齊云飛,謝吾,苗群峰.《河北省興隆縣花市銣礦成礦系統(tǒng)研究報告》.河北省地礦局第八地質(zhì)大隊,2018.