豫西偉晶巖型稀有金屬礦勘查方法

胡呈祥　包民偉　李貞岐　宋海兵

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院)

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豫西偉晶巖型稀有金屬礦勘查方法

胡呈祥包民偉李貞岐宋海兵

(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)勘查院)

摘要在探討河南省西部花崗偉晶巖型稀有金屬礦成礦規(guī)律的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)、化探、物探、樣品采集測試等稀有金屬礦產(chǎn)勘查方法進(jìn)行了分析，認(rèn)為礦脈調(diào)查、成礦構(gòu)造分析、自然重砂、電法、人工重砂等方法為該類稀有金屬礦產(chǎn)不可或缺的勘查手段，對于區(qū)內(nèi)進(jìn)一步開展勘查找礦工作有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞稀有金屬偉晶巖脈成礦規(guī)律勘查方法

豫西偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)區(qū)位于華北地臺南部秦嶺造山帶北秦嶺褶皺區(qū)，區(qū)域地層是1套以中深變質(zhì)的碎屑巖-碳酸鹽巖組合，斷裂構(gòu)造復(fù)雜，特別是NWW向構(gòu)造發(fā)育，巖漿熱液活動頻繁，中—酸性巖體廣泛分布，巖石變形變質(zhì)強烈，具有良好的成礦地質(zhì)條件[1-4]。自盧氏官坡至西峽陳陽坪一帶分布有上千條偉晶巖脈，是省內(nèi)最大的偉晶巖密集帶，其中官坡偉晶巖密集區(qū)根據(jù)成礦要素差異、成礦規(guī)律等分別富含鈮鉭、鋰、鈹、銫、銣、鈾、電氣石、長石、石英、云母等多種稀有金屬和非金屬礦產(chǎn)。區(qū)內(nèi)偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)成礦服從于巖漿分異自交代富集成礦的規(guī)律。自灰池子巖體由內(nèi)向外，形成了不同類型偉晶巖的有序帶狀分布和黑云母化→白云母化→鋰云母化的云母交代系列，以及不同程度的鈉長石化、云英巖化、鋰云母化等，稀有金屬成礦作用自灰池子巖體由內(nèi)向外不斷加強，偉晶巖脈的水平環(huán)帶分布特征明顯，該水平帶狀序列表明了稀有金屬元素隨交代作用逐步富集成獨立礦物的過程。在通常環(huán)境下，稀有金屬元素與 K、Na以易溶絡(luò)合物的形式賦存于充滿F、Cl、B、CO2、P的汽化熱液中，在區(qū)域造山地質(zhì)作用的一定階段，隨著溫度、壓力的下降，稀有金屬絡(luò)合物被破壞，產(chǎn)生堿質(zhì)的交代作用，稀有金屬元素隨之晶出成礦。上述極其特殊的成礦規(guī)律和成礦特征決定了豫西偉晶巖型稀有金屬礦找礦勘查方法有別于其他巖漿型礦床或巖漿熱液型礦床。為此，本研究分別就該類礦產(chǎn)的地質(zhì)、化探、物探、鉆探、樣品測試等勘查方法進(jìn)行分析，供區(qū)內(nèi)找礦參考。

1偉晶巖脈地質(zhì)特征

偉晶巖脈體往往成群分布于母巖體的內(nèi)外接觸帶中，并受區(qū)域構(gòu)造控制，自內(nèi)向外水平環(huán)狀分帶特征較明顯，形成了不同類型偉晶巖的有序帶狀分布：①Ⅰ#帶，黑云母型花崗偉晶巖帶，長0～1.0 km；②Ⅱ#帶，二云母型花崗偉晶巖帶，長0.5～1.5 km；③Ⅲ#帶，白云母型花崗偉晶巖帶，長1.5～3.0 km；④Ⅳ#帶，含稀有金屬礦物型花崗偉晶巖帶，長3.0～6.0 km。其中最外帶的含稀有金屬礦物偉晶巖帶是尋找稀有金屬礦產(chǎn)的最有利位置，白云母偉晶巖帶次之。偉晶巖脈結(jié)晶分異程度差、交代作用強，具有云英巖化、鈉長石化、電氣石化、鋰云母化的偉晶巖脈是尋找稀有金屬礦床的有利地段，鋰輝石、鋰云母、粉紅色(藍(lán)色)電氣石、綠柱石是區(qū)內(nèi)礦(化)體的主要礦物標(biāo)志，鈉長石-石英交代體、鈉長石-鋰輝石-石英交代體、鋰云母-石英交代體等為稀有金屬礦體的礦物組合交代特征，也是最重要的找礦標(biāo)志。研究區(qū)偉晶巖脈分布情況見表1。

表1研究區(qū)偉晶巖脈分布情況

條

2勘查方法

2.1化探

面積性1∶20萬水系沉積物測量及1∶20萬自然重砂測量(圖1、圖2)對該類稀有金屬礦產(chǎn)分布均有指示， Li-As-B-Au-MgO-Sb綜合異常內(nèi)分布有大量含礦偉晶巖脈，包含已知的南陽山、七里溝鋰鈮鉭礦床。

圖1　Li異常分布

圖2　電氣石-鈮鉭鐵礦-鈮釔礦自然重砂異常

由圖1、圖2可知：小比例尺面積性1∶20萬水系沉積物測量及1∶20萬自然重砂測量方法對偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)的區(qū)域性預(yù)測效果明顯，自然重砂測量圈定的異常范圍與含礦花崗偉晶巖脈套合度較高，便于指導(dǎo)大比例尺找礦勘查工作。

1∶5萬水系沉積物測量對該類稀有金屬礦產(chǎn)勘查略有指示，但異常值總體較低，異常面積多與礦脈體實際位置不符，可能與水系沉積物測量采樣粒度過細(xì)有關(guān)。自然重砂方法圈定的異常無論從異常峰值還是從異常面積方面分析均較有效，但以往所進(jìn)行的自然重砂測量樣品較稀少，近年來該方法應(yīng)用較少，可供利用的資料較小。在豫西地區(qū)，土壤或巖石等次、原生暈化探方法對脈狀偉晶巖型稀有金屬礦床的勘查意義不大。

2.2物探

根據(jù)巖漿巖與礦體圍巖(多為前寒武紀(jì)高級變質(zhì)巖)存在的電性差異，可選用物探電法進(jìn)行勘查。由于礦體與圍巖的電性差異較小，因而目前物探電法用于偉晶巖型稀有金屬礦體的勘查僅局限于單礦體規(guī)模大的囊狀礦體，如可可托海3#脈、甲基卡、南平等礦區(qū)。豫西及國內(nèi)其他中小型稀有金屬礦床的礦脈體多呈薄脈狀、透鏡狀、小囊狀，長度多小于200 m，厚多為1～5 m，電法勘查效果不甚理想。

2.3坑探、鉆探

偉晶巖型稀有金屬礦床多數(shù)礦體形態(tài)復(fù)雜，沿走向、傾向厚度及品位變化較大，區(qū)內(nèi)淺中部勘查應(yīng)以坑探為主，且應(yīng)布設(shè)相當(dāng)數(shù)量的沿脈坑道，沿走向觀察其厚度、品位、礦物組合特征變化情況，形態(tài)單一且穩(wěn)定的礦體中深部勘查應(yīng)以鉆探為主。另外，根據(jù)殘余巖漿自交代成礦規(guī)律，偉晶巖型稀有金屬礦成礦深度一般不大，多為-150 m以淺，而豫西某些礦體的勘查深度已達(dá)-300 m，應(yīng)與成礦構(gòu)造所提供的容礦空間關(guān)系密切，因此，該類礦產(chǎn)在今后的勘查開發(fā)過程中應(yīng)充分分析礦床控礦構(gòu)造對成礦深度的影響，不可一概而論地認(rèn)為僅在礦脈體上部或上盤可能成礦。

2.4樣品測試

偉晶巖礦物粒度較大，為確保樣品具有代表性，一般沿礦體礦物成分變化最大的方向布設(shè)樣線，且應(yīng)盡可能垂直于礦體走向，按不同礦石類型、不同結(jié)構(gòu)構(gòu)造、不同礦石礦物均勻程度分段連續(xù)刻槽取樣。樣槽規(guī)格：①礦物粒度小于2 cm，刻槽樣斷面規(guī)格10 cm×3 cm；②礦物粒度2～5 cm，刻槽樣斷面規(guī)格10 cm×5 cm(礦物成分不均勻時，刻槽樣斷面規(guī)格20 cm×5 cm)；③礦物粒度大于5 cm，刻槽樣斷面規(guī)格50 cm×10 cm。

為了解不同類型礦脈體有用礦物的賦存狀態(tài)和可選性能，檢驗化學(xué)成分分析結(jié)果，快速評價其工業(yè)價值，在勘查階段應(yīng)及時采集適量的人工重砂樣品。豫西某稀有金屬礦區(qū)人工重砂樣品分析結(jié)果表明：①鉭鈮鐵礦呈長柱狀、針狀 ，礦物粒度一般0.2～0.04 mm，最小0.01 mm，以包裹形式賦存于石英粒狀集合體、電氣石、長石中，破碎至0.074 mm，單體基本解離，礦物含量212～990 g/t；②綠柱石呈淡綠色柱狀，玻璃光澤，粒徑一般0.05～0.2 mm，主要以集合體的形式分布于粒間隙及微裂隙中，礦物含量457～1634 g/t；③鋰輝石微帶淡紅色，板柱狀、柱狀，晶體較完整，一般(1～2)cm×(4～6) cm，玻璃光澤、土狀光澤，中—低硬度，具滑感，地表大多被氧化淋濾為陶瓷白色的腐鋰輝石，礦物含量1 034～ 5 252 g/t，最高15 986 g/t，鉭鈮鐵礦、綠柱石、鋰輝石分別為鈮鉭、鈹、鋰工業(yè)可利用的礦物，共賦存狀態(tài)、粒度、解離難度、含量均可通過人工重砂樣品進(jìn)行快速評價。

值得注意的是，偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)僅憑化學(xué)分析結(jié)果圈定的礦體其工業(yè)可利用性無法完全確定，因此在勘查階段初期應(yīng)采集具有代表性的部分人工重砂樣品和可選性試驗樣品進(jìn)行分析，以簡單、快速地評價其可利用性，有效避免出現(xiàn)勘查結(jié)束后選而無礦的現(xiàn)象。

3結(jié)語

通過對河南省西部花崗偉晶巖型稀有金屬礦成礦特征、勘查方法的探討，認(rèn)為地質(zhì)、化探、物探、樣品采集測試等手段是該地區(qū)花崗偉晶巖型稀有金屬礦產(chǎn)勘查的有效方法，對于區(qū)內(nèi)進(jìn)一步開展勘查找礦工作有一定的借鑒價值。

參考文獻(xiàn)

[1]何玉良，黃岑楊.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[J].科技資訊，2012(28)：77-78.

[2]陳金鐸.河南盧氏西南部花崗偉晶巖脈成礦特征 [J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014 (9)：100-104.

[3]陳金鐸，包民偉，胡呈祥，等.豫西南鈮鉭礦資源潛力評價的預(yù)測要素及預(yù)測模型[J].現(xiàn)代礦業(yè)，2014(12)：109-111.

[4]陳金鐸，包民偉，張迎年，等.河南省盧氏偉晶巖脈及典型鉭鈮礦床地質(zhì)特征[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用，2014(4)：13-17.

(收稿日期2015-10-08)

胡呈祥(1965— )，男，高級工程師，450000 河南省鄭州市高新區(qū)蓮花街56號。