河南省盧氏地區(qū)偉晶巖型稀有金屬礦成礦規(guī)律初步研究

摘 要：對河南省盧氏地區(qū)偉晶巖型稀有金屬礦的成礦規(guī)律進行了初步研究。通過對該區(qū)的成礦地質(zhì)背景的研究，認(rèn)為加里東期巖漿活動形成的灰池子復(fù)式混合花崗巖基為花崗偉晶巖脈群的母巖，并為稀有金屬成礦提供物質(zhì)來源。

關(guān)鍵詞：金屬礦 研究 盧氏地區(qū)

中圖分類號：TD85 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0077-02

秦嶺造山帶中分布有三個大的花崗偉晶巖帶：東秦嶺偉晶巖區(qū)、寶雞偉晶巖區(qū)和寧陜偉晶巖區(qū)。河南省盧氏地區(qū)偉晶巖帶屬于東秦嶺偉晶巖區(qū)，具有范圍大，偉晶巖數(shù)量多，礦化好等特征。區(qū)內(nèi)目前已發(fā)現(xiàn)有偉晶巖型稀有金屬礦床（點）共4處，包括中型1處，小型2處，礦點1處，大多為含鈮、鉭、鋰、鈹和銫的共伴生礦床。

研究區(qū)內(nèi)針對稀有金屬礦產(chǎn)的工作大多開展于20世紀(jì)70～80年代，如成都地質(zhì)學(xué)院第七教研室[1]、欒世偉[2]、陳西京[3]和陳尚迪[4]，研究主要集中在東秦嶺地區(qū)花崗偉晶巖的分布規(guī)律、地球化學(xué)特征、同位素年齡和成因討論方面，對其中稀有金屬礦產(chǎn)研究程度較低。隨著國家對“三稀”礦產(chǎn)資源（稀有金屬、稀土元素及稀散元素）的重視，近年來，部分學(xué)者對區(qū)內(nèi)偉晶巖中的稀有金屬礦產(chǎn)開展了一定的研究，如盧欣祥等[5]和白峰等[6]，但總體研究程度還是較低。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 構(gòu)造演化背景

研究區(qū)位于欒川斷裂以南商丹斷裂以北的秦祁昆巖漿巖省北秦嶺構(gòu)造巖漿巖帶，為秦嶺造山帶的主要組成部分，為華北板塊和揚子板塊的結(jié)合帶。整個構(gòu)造演化歷史經(jīng)歷了前造山（Ar-Pt2），主造山（Pt3-T2）和后造山（T3-Q）三個構(gòu)造演化階段[7，8]。與偉晶巖礦床密切相關(guān)為主造山階段中的加里東期巖漿活動。

1.2 巖漿巖

區(qū)內(nèi)巖漿活動極為發(fā)育，按活動時代可分為新太古代、古生代和中生代三個巖漿活動階段，以古生代最為強烈，次為中生代和新太古代。與稀有金屬礦產(chǎn)密切相關(guān)的為志留紀(jì)灰池子巖體以及與其密切相關(guān)的花崗偉晶巖脈群。

灰池子巖體位于豫陜邊界，出露面積在河南省境內(nèi)約占1/3左右（圖1），被多數(shù)研究者認(rèn)為是秦嶺花崗偉晶巖的母巖[9～10]。巖體為一復(fù)式混合花崗巖基，由三個深成巖體組成，從早到晚依次為蔡家溝巖體、淇河巖體和明朗河巖體[11]。巖性組成為黑云母二長花崗巖、花崗閃長巖和英云二長巖，具有高SiO2、Al2O3、Na2O，低TiO2、MgO和K2O的特征，為I型花崗巖。

花崗偉晶巖脈主要分布于獅子坪強變形帶以南，侵位于中元古界長城系峽河巖群、古元古界秦嶺巖群及灰池子巖體的內(nèi)接觸帶?；◢弬ゾr脈具有明顯的分帶特征，圍繞灰池子巖體從近至遠可分為：黑云母型花崗偉晶巖（Ⅰ帶）、二云母型花崗偉晶巖（Ⅱ帶）、白云母型花崗偉晶巖（Ⅲ帶）、含稀有金屬礦物型花崗偉晶巖（Ⅳ帶）（圖1）。各類花崗偉晶巖脈的巖石特征見表1。

2 區(qū)域成礦規(guī)律初步研究

2.1 區(qū)域礦產(chǎn)特征

研究區(qū)內(nèi)偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)共4處（圖1）。按照主要礦物成分可將礦石類型劃分為白云母微斜長石型、白云母鈉長石微斜長石型和鋰云母鈉長石型三種類型，其中白云母鈉長石微斜長石型為最主要的礦石類型，而鋰云母鈉長石型的礦化最富，有用組分鉭、鋰、鈮、銣、銫、鈹?shù)鹊暮棵黠@比另兩類高。

礦體形態(tài)以脈狀為主，部分板狀，少數(shù)透鏡狀和網(wǎng)脈狀，但脈體形態(tài)復(fù)雜多變，大小不一，大多有分叉和膨脹收縮現(xiàn)象。礦脈具有一定的分帶性，如官坡01號偉晶巖脈就表現(xiàn)出良好的分帶性，可分為鈉長石化細(xì)粒石英鋰輝石帶、鈉長石化粗粒石英鋰輝石帶、鈉長石化含銫榴石石英鋰輝石帶、鈉長石化石英白云母交代集合體、石英中鈉長石交代集合體、粒狀鈉長石集合體和石英鈉長石鋰云母交代集合體。

礦石組成復(fù)雜是區(qū)內(nèi)稀有金屬礦的主要特征之一，目前累計查明礦物種類已超過40種，其中礦石礦物13種，分別為細(xì)晶石、黑鉭鈾礦、錳鉭礦、銻鉭礦、鈦鉭鈮礦、錳輝石、磷鋰鋁石、鋰云母、銫榴石、銫鋰綠柱石、鋯石和錫石等，包含鉭、鈮、鋰、鈹、銣，銫、鋯、鉿、錫等有益組分。

圍巖蝕變普遍，較發(fā)育的有鈉長石化、白云母化，通常蝕變強烈發(fā)育處礦化較好。

2.2 空間分布規(guī)律

大型構(gòu)造控制花崗偉晶巖脈和稀有金屬礦的空間分布。東秦嶺偉晶巖脈的整個分布范圍受兩條深大斷裂帶控制：北至欒川斷裂帶，南到商丹斷裂帶，而這兩個斷裂帶間區(qū)域被認(rèn)為是北秦嶺造山運動的重要區(qū)域。同時，商丹斷裂帶被多數(shù)人認(rèn)為是華北板塊和揚子板塊的縫合帶。王登紅等[12]認(rèn)為偉晶巖及其相關(guān)礦床同樣可以作為構(gòu)造演化尤其是造山過程的示蹤標(biāo)志，尤其是規(guī)模大、分帶性好、礦種多元素全的偉晶巖礦床代表了造山后的產(chǎn)物。袁見齊[13]認(rèn)為偉晶巖在空間分布上明顯受地質(zhì)構(gòu)造的控制，如古地塊邊緣斷裂帶，不同構(gòu)造單元的結(jié)合帶等。可見，欒川斷裂帶和商丹斷裂帶對偉晶巖脈及礦床的形成起到很重要的作用。除此之外，截止目前發(fā)現(xiàn)的南陽山、蔡家溝、七里溝和白廟溝稀有金屬礦產(chǎn)全部分布在北北西向的獅子坪強變形帶中，可見獅子坪強變形帶對成礦有著關(guān)鍵的作用。

次級小斷裂和層間裂隙為偉晶巖脈和稀有金屬礦產(chǎn)提供很好的賦存空間。從偉晶巖脈和礦體的野外分布特征及產(chǎn)狀可以發(fā)現(xiàn)，它們基本上都產(chǎn)在次級小斷裂和層間裂隙中，尤其是張性裂隙，順張性裂隙形成的偉晶巖脈大都具有跟好的稀有元素含礦性。

灰池子復(fù)式巖體及花崗偉晶巖帶直接控制稀有金屬礦產(chǎn)的產(chǎn)出空間位置。整個偉晶巖脈群圍繞灰池子巖體成帶狀分布（圖1），偉晶巖帶的性質(zhì)決定了礦產(chǎn)的種類。在黑云母偉晶巖帶中集中形成偉晶巖型鈾礦，如東秦嶺的偉晶巖型鈾礦；白云母偉晶巖帶中分布有中小型的白云母礦；含稀有金屬礦物偉晶巖帶對應(yīng)鄒天人等[14]提出的鋰云母帶，為鈮、鉭、鋰、鈹和銫的主要產(chǎn)出帶。

2.3 成礦時代

含鈮鉭鋰礦花崗偉晶巖脈尚無同位素年齡，成都地質(zhì)學(xué)院[1]測得的偉晶巖白云母K-Ar年齡364～439Ma。此外對于同源的灰池子花崗巖，鋯石LA-ICPMS、SIMS年齡分別為（421±27）和（434±7）Ma[15]?；页刈訋r體東南端大毛溝巖株白崗質(zhì)花崗巖株ICP-MS鋯石U-Pb諧和曲線加權(quán)平均值（418.3±8.8）Ma，與南側(cè)花崗偉晶巖脈中的光石溝鈾礦的成礦年齡405Ma、412Ma、418Ma基本一致[16]?；◢弬ゾr型鈮鉭鋰礦形成灰池子花崗巖體周圍的收縮裂隙，時代應(yīng)與光石溝鈾礦的成礦年齡相同，與灰池子巖體可能存在30Ma的時差，時代仍為志留紀(jì)。同碰撞的灰池子花崗巖與花崗偉晶巖脈，在時代上依次晚于丹鳳島弧火山巖及二郎坪弧后盆地北側(cè)的俯沖型中酸性雜巖，時差較為協(xié)調(diào)。

2.4 成礦物質(zhì)來源

對于偉晶巖型稀有金屬礦的成礦物質(zhì)來源研究很少，因此只能通過同源的灰池子巖體的物質(zhì)來源進行間接的驗證。前人普遍認(rèn)為灰池子巖體為碰撞型花崗巖[17～18]，但李伍平等[19]通過對灰池子花崗質(zhì)復(fù)式巖體的源巖元素和同位素地球化學(xué)研究，認(rèn)為灰池子花崗巖是由深部下地殼新元古代玄武質(zhì)巖石部分熔融形成的Adakitic質(zhì)巖。花崗巖輕稀土元素富集，大離子親石元素（Rb、Ba、Th、Sr等）相對富集，高場強元素（Nb、Ta、Ti、Zr）相對虧損。巖體虧損的Nb、Ta、Ti、Zr元素恰是含稀有金屬礦物型花崗偉晶巖的指示元素，與灰池子巖體同源的鈮鉭鋰礦形成于巖體侵位之后的補充期巖漿-流體活動，成礦物質(zhì)從根本上來自俯沖熔融的新元古代洋殼。

3 區(qū)域成礦模式

古秦嶺洋經(jīng)歷中—新元古代擴張之后，在早古生代轉(zhuǎn)入收縮時期，于志留紀(jì)發(fā)生聚合碰撞。早期俯沖板片的消融，產(chǎn)生了以高Sr、低Y為特點的I型花崗巖漿，在巖體侵位之后，源區(qū)殘余流體隨之上升，產(chǎn)生圍繞早期巖體展布的大量的花崗偉晶巖墻。根據(jù)鄒天仁等[15]（1975）的理論，區(qū)內(nèi)偉晶巖脈成因應(yīng)為巖漿分異自交代，早階段以結(jié)晶作用為主，后期以交代作用為主，鈮鉭鋰礦的形成主要在后期交代作用下形成。在交代作用下，巖體周圍自內(nèi)向外形成黑云母化、白云母化和鋰云母化的帶狀分布，鋰礦的形成主要與鋰云母化密切相關(guān)。在通常環(huán)境下，稀有金屬元素與K、Na以易溶絡(luò)合物的形式賦存在充滿F、Cl、B、CO2、P的成礦溶液下，隨著成礦作用發(fā)育到一定程度，溫度和壓力下降，稀有金屬絡(luò)合物被破壞，產(chǎn)生堿質(zhì)的交代作用，稀有金屬元素隨之結(jié)晶成礦。富含揮發(fā)組分的含稀有金屬礦物的偉晶巖帶分布在最上方或最外側(cè)，形成了帶狀展布的花崗偉晶巖型鈮鉭鋰礦，也標(biāo)志著碰撞造山階段的結(jié)束。

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