嵩山石秤花崗巖體中稀土礦化地質(zhì)特征

張順新，毛廣鈺，李佳蓓，謝祥

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嵩山石秤花崗巖體中稀土礦化地質(zhì)特征

張順新，毛廣鈺，李佳蓓，謝祥

（河南理工大學資源環(huán)境學院，河南焦作 454000 ）

中元古代石秤花崗巖體為嵩山地區(qū)出露面積最大巖體，以往研究認為其主體巖性為鉀長花崗巖。在野外實地調(diào)查研究過程中，首次發(fā)現(xiàn)石秤巖體中有晚期侵入形成的正長巖、堿長花崗巖小巖株、巖脈，石秤花崗巖巖體并不是單一的正長花崗巖巖性。通過對稀土礦化體分布、巖石學、化學成分特征及其與石秤花崗巖關(guān)系的研究，表明稀土礦化體為石秤花崗巖巖體在后期演化過程中更富集輕稀土等成礦物質(zhì)，含礦熱液沿裂隙充填所形成，為巖漿后期熱液成礦。

稀土礦；花崗巖；地質(zhì)特征；嵩山石秤

河南省嵩山地區(qū)位于華北克拉通南緣，是我國記錄前寒武紀地質(zhì)的典型區(qū)域之一。眾多學者先后對篙山地質(zhì)，尤其是前寒武地質(zhì)進行過考察研究。該區(qū)域巖漿活動強烈，主要發(fā)生在太古代和元古代。對太古代巖漿活動，前人進行過不少工作，最晚侵入的古元古代晚期花崗巖體為石秤巖體、白家寨巖體和摩天寨巖體（河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局，1989），其中石秤巖體面積最大，出露面積約55.5km2（圖1）。

1-第四系，2-五佛山群，3-石秤巖體，4-白家寨巖體，5-路家溝巖體，6-羅漢洞組，7-歪咀山巖體，8-青羊溝巖體，9-三峰寺巖體，10-會善寺巖體，11-登封群郭家窯組，12-登封群金家門組，13-登封群老楊溝組，14-石英巖，15-砂巖，16-正長花崗巖，17-奧長花崗巖，18-斜長角閃片巖，19-變粒巖，20-絹云石英片巖，21-閃長巖，22-不整合接觸，23-斷層，24-稀土礦化體

1 稀土礦化體地質(zhì)特征

1.1 稀土礦化體分布特征

石秤花崗巖巖體分布于登封城西—君召北水磨灣一帶，呈東西延伸的巖柱狀。南部被新近系洛陽組和第四系覆蓋，西部地段與寒武系、二疊系斷層接觸，北部與登封巖群、嵩山群及登封變質(zhì)雜巖呈侵入接觸。稀土礦化體主要賦存在石秤堿性花崗巖體中，分布于石秤巖體南側(cè)，主要呈脈狀，脈寬一般0.5~5m，最寬30m，長一般50~300m，最長者400~500m，礦化面積約40km2，礦化體密度1~6條/km2。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)礦化體30余條。巖性主要為紫紅色粗粒正長巖、堿長花崗巖（圖2），發(fā)育網(wǎng)脈狀構(gòu)造，黑色含鈮鐵稀土礦物呈網(wǎng)脈狀分布。有的發(fā)育角礫狀構(gòu)造，硅質(zhì)膠結(jié)，黑色含稀土礦物呈微細粒分布于膠結(jié)物中。

1.2 稀土礦化體巖石學特征

正長巖為紫紅色，呈粗粒結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)，主要礦物為鉀長石；堿長花崗巖呈暗紫紅色、暗褐色，粗?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物為鉀長石60%~70%，石英30%左右，黑云母等暗色礦物少量。巖石鏡鐵礦化較明顯，黑色鏡鐵礦以填隙物的形式分布于鉀長石、石英空隙中。巖石受到一定程度的碎裂作用，礦物普遍產(chǎn)生大大小小、方向不一的裂隙，有時沿裂隙充填微粒長英質(zhì)礦物。部分礦物邊緣碎?；?，碎粒大小0.022~0.035mm，少量0.064~0.093mm，含量約3%~5%。但花崗巖成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造基本未變。鉀長石呈不規(guī)則板狀，大部分為細粒，大小0.73~1.5mm，少部分達中粒，大小1.6~2.3mm，成分為微斜長石和條紋長石，分別具格子雙晶及條紋結(jié)構(gòu)，雙晶紋常斷裂、彎曲、錯開。鉀長石常包裹細小斜長石、石英，構(gòu)成包含結(jié)構(gòu)及交代穿孔結(jié)構(gòu)。鉀長石常有裂紋，沿裂隙有時充填微粒長英質(zhì)、白云母或石英。斜長石呈半自形板柱狀或不規(guī)則狀，一般大小1.0~1.34mm，個別達1.6mm，少部分0.62~0.88mm，可見鈉長聚片雙晶，雙晶紋有彎曲、斷裂、錯開等現(xiàn)象，切面上均有多少不等的絹云母、個別白云母不均勻分布。可見斜長石包含石英?？梢娦遍L石裂隙中充填長英質(zhì)或白云母。少量斜長石交代鉀長石析出多余的石英，形成交代蠕英結(jié)構(gòu)。石英呈它形粒狀，一般大小0.41~1.34mm，切面干凈，裂紋發(fā)育，波狀消光，常數(shù)粒聚集不均勻分布于長石之間。偶見石英包含鉀長石。白云母、黑云母呈鱗片狀，不均勻分散分布。個別黑云母析出氧化鐵。金屬礦物微量，零星分布（圖3）。

1.3 稀土礦化體化學成分特征

通過對礦石分析、測試表明稀土Y礦化、稀有金屬Nb礦化較普遍。其中較多樣品Nb2O5達到邊界品位1/2以上，部分樣品Y2O3含量接近或達到最低工業(yè)品位。采集5件樣品，分析結(jié)果顯示，礦化脈中富集稀土元素Y和Ce、有色金屬Nb，伴生鐵礦（表1）。

表1 稀土礦化體樣品分析結(jié)果表

分析單位：山東省地質(zhì)測試中心。（Fe分析采樣濕法化學分析，其余為ICP-MS分析）

將上述分析結(jié)果換算成相應的氧化物含量，通過與行業(yè)標準比較，發(fā)現(xiàn)PM013-10-2號樣品的Y2O3含量已經(jīng)超過最低工業(yè)品位，Nb2O5的含量已經(jīng)超過最低工業(yè)品位（表2）。不僅如此，PM013-10-2、PM013-15號樣品普遍伴生較高含量的Fe，PM013-15號樣品含有較高含量的稀土（接近邊界品位）。

表2 稀土礦化體含礦性表

2 石秤花崗巖巖體與稀土礦化體的關(guān)系[1~3]

石秤花崗巖巖體與稀土礦化體關(guān)系密切，為稀土礦化體成礦母礦，主要依據(jù)如下：

1）稀土礦化體與石秤花崗巖巖體在空間上不可分，稀土礦化體僅賦存于石秤花崗巖巖體中，在石秤花崗巖巖體北部登封群、嵩山群及登封變質(zhì)雜巖中未見。因此，在成巖成礦時代上，稀土礦化體和石秤花崗巖體有先后繼承關(guān)系，為巖漿后期熱液成礦。

2）在物質(zhì)成分上，石秤花崗巖巖體輕稀土富集，Sr、Nb、Zr、U、Th等元素含量均較高，稀土元素總量ΣREE介于301.47~2602.83μg/g。因此，石秤花崗巖巖體本身即為富含輕稀土的堿性花崗巖，在其后期演化過程中才會更富集輕稀土等成礦物質(zhì)，含礦熱液沿裂隙充填形成稀土礦化體。

[1] 田京祥，張日田，范躍春．山東郗山堿性雜巖體地質(zhì)特征及與稀土礦的關(guān)系[J]．山東地質(zhì)，2002，18（1）：21~25．

[2] 盧楚彪．廣東省揭西縣五經(jīng)富稀土礦成礦地質(zhì)特征[J]．科技信息，2008，（5）：86~87．

[3] 劉濤，習進勇，張健．山東蒼山縣龍寶山稀土礦地質(zhì)特征[J]．科技信息，2009，（21）:372~373．

REE Mineralization in the Shicheng Granite Rock Mass, Songshan Area

ZHANG Shun-xin MAO Guang-yu LI Jia-bei XIE Xiang

(Faculty of Resources and Environment, Henan University of Technology, Jiaozuo, Henan 454000)

Field observation indicates that the Shicheng granite rock mass was intruded by syenite and alkali-feldspar granite as dykes and stock which is not a simple K-feldspar granite rock mass. Petrological and lithogeochemical study for the REE-mineralized rock indicates that the REE-mineralized bodies were formed by postmagmatic hydrothermal filling.

REE ore; granite; geological feature; Shicheng, Songshan

P617.9；P618.53

A

1006-0995（2015）01-0022-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.005

2013-12-24

河南1∶5萬大口集（I49E009019）、府店（I49E009020）、江左（I49E010019）、大金店（I49E010020）幅區(qū)調(diào)（任務書編號：基[2010]礦評01-12-02，項目編號1212011120767）

張順新（1987-），男，河南焦作人，研究生，主要從事地球化學研究