通化大川地區(qū)稀有稀土礦找礦方向研究

趙來社，楊復(fù)頂，張 勇

1.吉林省地質(zhì)調(diào)查院，吉林 長春 130061；2.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，北京 100037

0 前言

稀有稀土礦產(chǎn)在吉林省有著廣泛的成礦條件，特別是吉南裂谷地區(qū)出露的燕山期堿性花崗巖應(yīng)是巖漿巖型稀有稀土礦重要的賦礦巖體，這方面開展的工作也很有限。隨著國家地質(zhì)大調(diào)查工作的開展，在通化大川地區(qū)開展了這方面的工作，目前已取得成果證實了這一地區(qū)稀有稀土礦巨大的找礦前景。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造環(huán)境

研究區(qū)位于晚三疊世—中生代華北迭加造山裂谷系、膠遼吉迭加巖漿弧、吉南—遼東火山-盆地區(qū)、柳河—二密火山盆地區(qū)內(nèi)。

1.2 區(qū)域地質(zhì)

區(qū)域內(nèi)出露的地層主要有中生界侏羅系上統(tǒng)果松組，巖體主要有華力西晚期黑云母花崗巖和中生代早白堊世堿性花崗巖，以及閃長巖脈和正長斑巖脈（圖1）。本區(qū)成礦區(qū)帶屬于遼東（隆起）成礦帶的鐵嶺—靖宇（次級隆起）成礦帶。果松組是區(qū)域上金、銅、鉛、鋅的主要賦礦層位。據(jù)1:250 000通化市幅區(qū)域地質(zhì)資料①，崗山巖體的巖性為堿性花崗巖，時代為早白堊世，并發(fā)現(xiàn)有稀有礦物礦化信息。早白堊世堿性花崗巖應(yīng)是稀有、稀土金屬礦產(chǎn)的重要賦礦巖體。

圖 1 大川地區(qū)綜合地質(zhì)圖Fig.1 Comprehensive geological map in Dachuan area1.現(xiàn)代沖積、洪積砂、礫石；2.果松組：安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、火山角礫巖、凝灰質(zhì)砂巖；3.角閃鉀長花崗巖；4.似斑狀黑云母花崗巖 ；5.閃長巖 ；6.正長斑巖 ；7.地質(zhì)界線 ；8.斷裂構(gòu)造 ；9.地層產(chǎn)狀

中生界地層主要為侏羅系上統(tǒng)果松組（J3g）：為一套中性火山巖系，下部以礫巖、砂巖為主，產(chǎn)少量植物化石；上部為中性熔巖、安山巖、安山質(zhì)凝灰熔巖，局部地區(qū)出現(xiàn)少量流紋巖、流紋質(zhì)凝灰?guī)r。研究區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的果松組地層，下部噴溢相以氣孔狀玄武巖類為主，上部爆發(fā)相為安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r夾少量安山巖、角礫巖。晚侏羅世火山活動異常強烈，具多旋回性，構(gòu)造環(huán)境極不穩(wěn)定。

華力西晚期花崗巖：主要為似斑狀黑云母花崗巖，分布于大泉源一帶，侵入于太古界龍崗群，古元古界集安群、老嶺群中，局部被晚侏羅世果松組火山巖覆蓋。從巖體的邊緣到中心，由細粒黑云母花崗巖逐漸過渡為中細粒－中粒似斑狀黑云母花崗巖，進而為粗粒似斑狀黑云母花崗巖，構(gòu)成了巖體的不同相帶。

早白堊世堿性花崗巖：主要為角閃鉀長花崗巖，在區(qū)域內(nèi)占有重要地位，形成崗山巖體。出露于工作區(qū)西北部大川－崗山一帶，面積120 km2。

從巖體外部到內(nèi)部，由細粒－中粒角閃鉀長花崗巖、中粗粒－粗粒角閃鉀長花崗巖，構(gòu)成巖體的不同相帶，反映巖體的分異特征，是本區(qū)稀有稀土礦的含礦巖體。巖體侵入到果松組安山巖、林子頭組火山巖及火山碎屑巖之中(圖2)。在角閃鉀長花崗巖中見有安山巖之捕虜體，且有花崗巖的巖枝穿入到安山巖之中，安山巖具有烘烤和退色現(xiàn)象。該巖體鉀長石K-Ar年齡值為142.1 Ma、110 Ma；Rb-Sr等時線年齡值是111.9 Ma；鋯石U-Pb年齡值為107.7 Ma，黑云母K-Ar年齡值為114.83 Ma。

圖 2 崗山巖體侵入果松組素描圖Fig.2 Geologic sketch of Gangshan rocks intruded into theGuosong Group①角閃鉀長花崗巖；②安山巖及安山巖捕虜體.

脈巖：區(qū)內(nèi)脈巖不甚發(fā)育，數(shù)量較少。主要集中在晚侏羅世侵入體內(nèi)部，其它地質(zhì)體中分布較少，一般寬度為幾米至幾十米，大者100 m左右。主要為正長斑巖、閃長巖脈。

構(gòu)造：本區(qū)經(jīng)歷了太古宙基底的形成階段，古元古代裂谷階段，新元古代和古生代蓋層沉積階段，以及中新生代大陸邊緣活動作用等幾個重要的地質(zhì)發(fā)展階段。受裂谷基底及渾江斷裂帶的控制，區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要以近東西向、北東向的斷裂構(gòu)造為主，北西向的斷裂次之。東西向構(gòu)造屬多期活動構(gòu)造，控制了中生代侵入巖的分布。

2 綜合信息特征

2.1 區(qū)域化探

區(qū)內(nèi)1：20萬水系沉積物異常主要為“通通-84-Hs-23”號組合異常。該組合異常呈近東西向展布，異常面積341.96 km2，異常區(qū)內(nèi)出露的主要為燕山期的花崗巖、華力西期花崗巖及侏羅系果松組火山巖，異常位于侵入巖與地層的接觸帶上及巖體內(nèi)部。異常元素組合復(fù)雜，有Zn、Cd、Au、Hg、Pb、Ti、Cr、Mo、W、Bi、Rb、Zr、Be、Nb 等，異常面積大，峰值高，具有明顯的濃集中心和濃度分帶，是尋找鉬、金和稀有、稀土礦產(chǎn)的重要異常。圍繞20萬“通通-84-Hs-23”異常，開展了1/5萬化探工作，圈出了庫倉圍子、崗山嶺和趕馬河林場等3個稀有稀土元素的異常套合區(qū)。

2.2 區(qū)域磁場

在航磁異常等值線平面圖上，按異常形態(tài)、規(guī)模、強度、梯度及異常群體組合特征等分布規(guī)律，工作區(qū)內(nèi)可劃分出4個不同場區(qū)。西部為低緩正磁異常區(qū)，北部為負磁場區(qū)，東北部為變化升高強磁異常區(qū)，東南部為復(fù)雜變化正磁異常區(qū)。這種宏觀磁場特征反映了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征。

2.3 區(qū)域重力場

區(qū)域上存在一個北西西走向重力低異常。該重力低異常近橢圓狀，西部略寬于西部，邊緣梯度較陡，異常長約21 km，向北、西、南方向異常強度逐漸增大而進入重力高異常區(qū)，向東部和北東方向異常雖未封閉，但向區(qū)外亦進入重力高異常區(qū)。對比區(qū)域地質(zhì)圖，重力低異常區(qū)主要分布有侏羅系上統(tǒng)果松組安山巖、輝石安山巖夾流紋巖、凝灰質(zhì)砂巖，少部分為燕山晚期鉀長花崗巖，反映出重力低異常與燕山晚期巖漿活動及火山沉積關(guān)系密切。邊部重力高異常區(qū)主要與太古代、元古代基底隆起及華力西期中酸性侵入巖體有關(guān)。重力低異常邊部的近東西、北北東及北西西走向的線性梯度帶為斷裂構(gòu)造反映，重力低異常突然變窄處推斷為北北東向斷裂構(gòu)造的反映。

2.4 區(qū)域遙感影像特征

區(qū)內(nèi)的斷裂構(gòu)造比較發(fā)育，以北東向、北東東向為主，近東西向及北北東向斷裂次之，局部見北西向斷裂，其中北東向、北東東向及近東西向斷裂多具壓性特點。

區(qū)內(nèi)的大川—江源斷裂帶呈北東東向，由通化縣向北東經(jīng)白山至撫松后被第四紀(jì)玄武巖覆蓋，向西南進入遼寧省，由數(shù)十條近于平行的斷裂構(gòu)造組成，切割自太古宙—侏羅紀(jì)的地層及巖體，控制中元古、晚元古和古生界的沉積，該斷裂帶為多期活動斷裂，早期為壓性，晚期為張性，在二道江—板石一帶形成一系列滑脫構(gòu)造。頭道—長白山斷裂帶通過工作區(qū)東南部，該斷裂帶為太子河—渾江陷褶束和營口—寬甸臺拱Ⅲ級構(gòu)造單元的分界線，斷裂切割元古界、古生界及侏羅系地層和華力西期、燕山期侵入巖體，斷裂發(fā)生于下元古代，華力西期和燕山期均有強烈活動，東段乃至喜馬拉雅期仍繼續(xù)活動。

區(qū)內(nèi)共解譯出的環(huán)形構(gòu)造中有4個為花崗巖類引起的，一個環(huán)形構(gòu)造與隱伏巖體有關(guān)，它們在空間上大致呈北西向線狀排列，并且多分布于不同方向斷裂的交匯部位。

3 成礦遠景區(qū)

基于區(qū)域成礦條件的認識，在研究區(qū)內(nèi)，綜合了物化遙綜合信息，劃分出庫倉圍子、崗山嶺、趕馬河林場三個重要的成礦遠景區(qū)。庫倉圍子遠景區(qū)主要出露角閃鉀長花崗巖，分布有Nb、Be、Cd、Rb、Ta、Y地球化學(xué)異常。崗山嶺遠景區(qū)亦主要出露角閃鉀長花崗巖，巖體具有明顯的分帶特征，分布有Nb、Cd、Rb、Ta、Zr地球化學(xué)異常，局部有Be、Y異常。趕馬河林場遠景區(qū)主要出露果松組安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r、火山角礫巖、凝灰質(zhì)砂巖及角閃鉀長花崗巖，分布有Be、Y異常，局部有Nb、Cd、Rb、Ta異常。

在研究區(qū)內(nèi)開展了中大比例尺地質(zhì)工作，首先開展了1/5萬化探工作，進一步縮小了靶區(qū)，在庫倉圍子1/5萬異常區(qū)開展了1/萬地質(zhì)填圖和土壤工作，在填圖過程中采集了化學(xué)樣，部分樣品已達礦化（表1、圖3），Nb2O5最高品位達到128×10-6。對比樣品的分析結(jié)果與花崗巖的分異程度的關(guān)系，可以得出巖體分異程度與稀有稀土含量呈正相關(guān)關(guān)系的結(jié)論。在異常區(qū)施工了槽探，部分刻槽樣也達到礦化（表2），Nb2O5＋Ta2O5最高品位達到103.3×10-6。

4 結(jié)論

圖 3 庫倉圍子異常區(qū)采樣位置及礦化點位置圖Fig.3 Sampling and mineralization site in Kucangweizi anomaly areas1.第四系砂礫石及河流沖擊物；2.正長斑巖；3.花崗細晶巖；4.角閃鉀長花崗巖；5.安山質(zhì)晶屑凝灰?guī)r；6.產(chǎn)狀；7.化學(xué)樣采集位置及鈮(鉭)礦化點；8.探槽；9.鈮土壤地球化學(xué)異常；10.鉭土壤地球化學(xué)異常

（1）堿性花崗巖分異過程決定了稀有稀土元素的富集過程，巖體本身就是賦礦巖體，中粗粒花崗巖中稀有稀土豐度明顯偏高。晚期的蝕變能進一步使成礦元素富集,該區(qū)鉀化蝕變對稀有元素有明顯的富集作用。

（2）目前所做工作都為地表性工作，進行深部地質(zhì)工作后，找到稀有稀土礦的工業(yè)礦體希望很大。

（3）化探是該類型礦床找礦的最有效手段。

（4）遙感解譯的斷裂構(gòu)造和環(huán)狀構(gòu)造應(yīng)是找礦的有利部位，特別是環(huán)狀構(gòu)造指示的隱伏巖體對深部找礦更有指導(dǎo)意義。

表 1 化學(xué)基本分析樣品分析結(jié)果表Table 1 Chemical analysis of samples analysis results ×10-6

表 2 探槽刻槽樣化學(xué)分析結(jié)果表Table 2 The chemical analysis results of prospecting trench and channel samples ×10-6

綜上，本區(qū)是尋找稀有稀土礦的非常有利的靶區(qū)，尤其深部很有希望找到工業(yè)礦體。這對遼吉地區(qū)稀有稀土礦產(chǎn)找礦將會有重要意義。

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