廣西巴馬花崗斑巖型稀有金屬礦床地質(zhì)特征及找礦方向

姚　明，繆秉魁，苑鴻慶，章　濤，嚴(yán)　松，粟陽揚(yáng)（桂林理工大學(xué)a.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林　541004）

廣西巴馬花崗斑巖型稀有金屬礦床地質(zhì)特征及找礦方向

姚明，繆秉魁，苑鴻慶，章濤，嚴(yán)松，粟陽揚(yáng)
（桂林理工大學(xué)a.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.地球科學(xué)學(xué)院，廣西桂林541004）

巴馬花崗斑巖型稀有金屬礦床是廣西新發(fā)現(xiàn)的稀有金屬礦床。該礦床位于巴馬-民安北西-南東向復(fù)式短軸背斜的核部，礦體主要由57條花崗斑巖脈組成，花崗斑巖脈中鋰（Li2O 0.31%）、鈹（BeO 0.23%）、鈮（Nb2O50.006%）、鉭（Ta2O50.003%）等稀有金屬元素達(dá)到工業(yè)礦床要求。此外，還含有一定量的銣和銫等其他稀有金屬元素。根據(jù)礦床地質(zhì)特征分析，認(rèn)為鈮鉭金屬成礦可能與氣成熱液有關(guān)。

鈮鉭礦；稀有金屬；花崗斑巖；礦床地質(zhì)特征；巴馬

巴馬花崗斑巖型鈮鉭稀有金屬和多金屬礦床位于廣西壯族自治區(qū)巴馬縣的巴馬鎮(zhèn)、西山鄉(xiāng)和東山鄉(xiāng)一帶，是桂西北地區(qū)重要的金、銅、銻多金屬和稀有金屬成礦帶，是廣西區(qū)內(nèi)新發(fā)現(xiàn)的斑巖型稀有金屬礦床［1］。廣西區(qū)域地質(zhì)測量隊(duì)、桂林理工大學(xué) （原桂林冶金地質(zhì)學(xué)院）和廣西第九地質(zhì)隊(duì)先后在該地區(qū)進(jìn)行了地質(zhì)和物化探工作［2-5］，資料表明，本區(qū)具有良好的成礦條件，存在較大的找礦潛力。

本次工作主要對巴馬鎮(zhèn)周邊地區(qū)的花崗斑巖脈進(jìn)行初步調(diào)查，發(fā)現(xiàn)該區(qū)花崗斑巖脈帶有50余條，巖脈中鋰、鈹、鈮、鉭、銣、銫等稀有元素含量較高（BeO含量0.01%～0.05%，Li2O含量0.3% ～0.4%，Nb2O5含量 0.006% ～0.008%，Ta2O5含量0.002% ～0.004%）［4］，參照稀有金屬勘查規(guī)范［6］，估算巴馬鎮(zhèn)周邊花崗斑巖脈中氧化物（BeO、Li2O、Nb2O5、Ta2O5）礦石資源儲量可達(dá)30.24萬t，也是廣西首次發(fā)現(xiàn)的礦床類型［1］。

1　地質(zhì)背景

研究區(qū)大地構(gòu)造處于北揚(yáng)子板塊與南揚(yáng)子板塊之間和南嶺成礦帶西段的交合部位，位于右江NW向深大斷裂帶 （又稱右江裂谷 （柳淮之））的北東側(cè)，丹池成礦帶的西南部，橫縣-大化NW向深大斷裂帶西北部的巴馬一帶。

區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了加里東期、海西-印支期、燕山期和喜山期運(yùn)動的影響，構(gòu)造形跡復(fù)雜，發(fā)育了NW向、NNW向、NE向、NNE向、SN向和EW向斷裂，斷裂構(gòu)造形跡較為發(fā)育，以線性斷裂構(gòu)造為主，也見有短軸背斜，周邊斷裂呈環(huán)形構(gòu)造。褶皺構(gòu)造主要發(fā)育在短軸背斜和斷裂間線性褶皺構(gòu)造之間 （圖1），這些短軸背斜中常發(fā)育有花崗斑巖脈，也是本區(qū)鋰、鈹、鈮鉭等稀有金屬礦賦存的礦體。

區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為印支期基性巖（輝綠巖）和后期沿斷裂侵入的酸性巖（花崗斑巖）脈?；詭r主要為輝綠巖，至少有兩次侵入：前期形成似層狀的主巖體，后期沿斷裂侵入而成輝綠巖脈。酸性巖主要為花崗斑巖，主要分布在短軸背斜核部及外圍的石炭紀(jì)、二疊紀(jì)灰?guī)r及硅質(zhì)巖中，個別侵入到輝綠巖中，沿各組斷裂充填呈巖脈產(chǎn)出，也是本區(qū)鋰、鈹、鈮鉭礦等稀有金屬主要賦存礦體。

根據(jù)廣西區(qū)域地質(zhì)測量隊(duì)1∶20萬地質(zhì)資料［2］，本區(qū)基性巖侵入的最新地層層位為三疊系。地層巖性為碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、碎屑巖等。另外，至少應(yīng)在早古生代以后，巖體與褶皺緊密伴生，巖體侵入與褶皺同時或之前形成，屬同一構(gòu)造巖漿旋回，而本區(qū)構(gòu)造形成于印支期。因此，本區(qū)基性巖應(yīng)為印支期侵入體，區(qū)域礦產(chǎn)主要有銻礦、銅礦、金礦、鉛鋅礦、錳礦、鈦砂礦、磷礦和鋰、鈹、鈮鉭礦等［2，4］。

圖1　巴馬地區(qū)區(qū)域地質(zhì)示意圖Fig.1　Regional geological map of Bama

2　巖漿巖

研究區(qū)有關(guān)的侵入巖主要有輝綠巖、正長巖和花崗巖3種。

2.1輝綠巖

巴馬基性巖體主要為輝綠巖，其次為輝長輝綠巖。輝綠巖和輝長輝綠巖的礦物成分基本一致，呈深灰色或深灰綠色。主要礦物為拉長石（白色至灰色、條板狀或柱狀）、普通輝石（黑色或黑褐色），均為早期形成的粒狀或柱狀。由于巖石普遍蝕變，礦物成分變化較大，經(jīng)觀察，蝕變較淺的巖石主要為斜長石（30%～50%）、普通輝石（20%～50%），但大部分基性斜長石蝕變成鈉長石、鈉黝簾石、綠簾石、高嶺石等；普通輝石多蝕變?yōu)橥搁W石、陽起石、綠泥石及黑云母等。次要礦物為鉀長石（1%～3%）、普通角閃石（1%）。副礦物有鈦鐵礦（板狀、金屬光澤，1%～6%）、磷灰石（1%～3%）、磁鐵礦（1%～7%）、黃鐵礦（＜1%）、黃銅礦（＜1%）、榍石（＜1%），偶見少量金紅石，部分鈦鐵礦變成白鈦石［7］。

輝綠巖主要呈變余嵌晶結(jié)構(gòu)，礦物顆粒較大，大部分粒徑在2 mm以上。受蝕變作用影響，礦物成分變化較大，但大多保留原巖結(jié)構(gòu)。輝長輝綠巖多為變余輝長輝綠結(jié)構(gòu)，與輝綠巖結(jié)構(gòu)相似，但礦物顆粒較粗，粒徑在2～5 mm或以上，個別斜長石柱狀晶體達(dá)1～3 cm。部分地段可見到暗色礦物與淺色礦物分別集中的斑雜狀或條帶狀構(gòu)造，局部可見不明顯的流動構(gòu)造。

經(jīng)光譜全分析，基性巖微量元素含量見表1。在輝長輝綠巖中含有較高的稀有和稀土元素，而輝綠巖中含量很低或不含。輝綠巖和輝長輝綠巖普遍含有鈦鐵礦，含量為1%～6%，巖石中TiO2含量分別為5.18%和7.60%，已達(dá)邊界品位以上，局部可能富集形成原生鈦鐵礦床，風(fēng)化后，在第四系殘坡積物及沖積物中富集成鈦鐵砂礦床，如平林礦區(qū)，已開采多年。

2.2正長巖

正長巖體在輝長輝綠巖中呈透鏡狀或團(tuán)塊狀產(chǎn)出，形狀不規(guī)則，與輝長輝綠巖呈漸變過渡關(guān)系，由一系列正長巖透鏡體斷續(xù)排列。輝石正長巖呈肉紅色，礦物成分為：微斜條紋長石（60% ～87%），呈半自形柱板狀，粒徑1～7 mm；奧長石（0～11%）；普通輝石（0～8%）；普通角閃石（2% ～7%）；黑云母或水黑云母（10%～20%）；此外，尚含少量綠簾石、鈦鐵礦、磁鐵礦和磷灰石等副礦物。巖石呈半自形板柱狀變余結(jié)構(gòu)，普遍有不同程度的鈉長石化、綠簾石化、黑云母化等蝕變，鉀長石常被奧長石及綠簾石交代，輝石常被水黑云母或黑云母交代。

經(jīng)廣西第九地質(zhì)隊(duì)光譜全分析［4］發(fā)現(xiàn)，正長巖中含Nb 0.01%、Y≥0.02%、La 0.03%、Yb 0.005%、Zr 0.04%、Ga 0.02%等稀有元素。在巴月一帶，見一正長巖體長約200 m，厚0.3～3.5 m，根據(jù)9個樣品化學(xué)分析結(jié)果統(tǒng)計，其含量：Nb2O5（0.007 2% ～0.025 2%）、Y2O3（0.003 6% ～0.015%）、La2O3（0.005 5% ～0.023%）、Ga （0.001 6%～0.003 8%）、Ce2O3（微～0.145%）、K2O（0.60% ～4.94%）［4］。

2.3花崗巖

酸性巖為花崗斑巖，大部分集中分布于背斜核部，個別侵入到輝綠巖外圍石炭紀(jì)和二疊紀(jì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖和輝綠巖中，沿各組斷裂充填，呈脈狀產(chǎn)出。單脈長幾十至600多m，厚3～20余m。酸性巖脈部分巖脈邊緣相為霏細(xì)結(jié)構(gòu)、變余微花崗結(jié)構(gòu)的變余斑狀結(jié)構(gòu)，中心相為斑狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)特有的輝綠結(jié)構(gòu)及變質(zhì)較弱的特點(diǎn)，認(rèn)為該區(qū)花崗斑巖為典型的淺成巖脈。

表1　巴馬地區(qū)基性巖微量元素含量Table 1　Contents of trace elements in Bama basic rockswB/%

前人工作發(fā)現(xiàn)50多條含礦花崗斑巖脈，本文統(tǒng)計了29條脈，其基本特征見表2。

3　蝕變特征

由于受后期熱液影響，基性巖普遍產(chǎn)生自變質(zhì)作用，局部受動力變質(zhì)及接觸變質(zhì)作用。熱液蝕變最普遍的有鈉黝簾石化、鈉長石、斜黝簾石、綠泥石、絹云母和黃鐵礦化等，其次為透閃石化、陽起石化、綠泥石化、黑云母化等。由于受強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓，局部地區(qū)的輝綠巖產(chǎn)生動力變質(zhì)的片理化、碳酸鹽化及白云石化、方解石化和鐵菱鎂礦化，其中絹云母和綠泥石等礦物呈應(yīng)力定向排列。

本區(qū)接觸變質(zhì)作用較弱，當(dāng)巖體與硅質(zhì)巖接觸時，外帶為角巖化；當(dāng)與灰?guī)r接觸時，外帶為大理巖化或白云巖化，內(nèi)帶蝕變不明顯，主要為透閃石化及陽起石化。

與花崗斑巖有關(guān)的蝕變，較明顯的有絹云母化、高嶺石化等；在外接觸帶有輕微的硅化現(xiàn)象。與動力變質(zhì)作用有關(guān)的巖石較破碎，具角礫巖化，并具強(qiáng)烈硅化。

表2　巴馬地區(qū)花崗斑巖型稀有金屬儲量估算Table 2　Reserve estimation of rare metal in granitic porphyry of Bama

4　礦體特征

4.1礦體地質(zhì)特征

礦區(qū)內(nèi)花崗斑巖脈分布甚廣，已查明大小巖脈共57條，單脈長30～600 m，厚度一般在5～20 m［4］，為巖漿沿北西西-南東東向羽狀裂隙和南北向斷裂及北東-南西向斷裂侵入所致。本區(qū)北西西-南東東向斷裂最為發(fā)育，共41條，傾向多為北東向，傾角40°～80°。

北西西-南東東向花崗斑巖脈帶，礦脈帶總長約15 km；次為南北向組，共13條；東西向僅3條。廣西第九地質(zhì)隊(duì)普查揭露26條，其中3條有露頭控制。據(jù)資料分析表明，在花崗斑巖脈中，普遍見有鈹、鋰、鈮鉭礦化，其中有29條巖脈含量很高，而圍巖中含量甚微，各條礦脈的產(chǎn)狀、規(guī)模和含礦性見表3。

4.2礦石礦物特征

花崗斑巖主要組成礦物為石英（30%～60%）、絹云母（2%～5%）、鈉長石（19%～28%）、高嶺石（2%～10%）、白云母（2%～10%），副礦物有磷灰石、黃鐵礦、硅鈹石，偶見鋯石、榍石、白鈦石、金紅石等。

據(jù)野外觀察，花崗斑巖脈明顯可分為邊緣相和中心相，邊緣相巖石結(jié)構(gòu)為微晶花崗結(jié)構(gòu)；中心相為變余微晶花崗結(jié)構(gòu)和斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶約占巖石總體的12%～33%，由鈉長石、石英、白云母等礦物組成，偶爾見有鉀長石、磷灰石呈斑晶出現(xiàn)。溶蝕狀石英顆粒大小0.18～2.11 mm，有些呈自形柱粒狀，局部見有“冷凝邊”；鈉長石呈板柱狀，其上常見有微鱗片狀絹云母呈稀疏分布；白云母呈半自形片狀。以上幾種斑晶有時一起組成聚斑晶，有的聚斑晶中還見有硅鈹石，硅鈹石呈柱狀（0.1 mm±），絹云母呈極細(xì)的鱗片狀，為鉀長石的蝕變產(chǎn)物。斑晶大小一般0.1～1 mm，少數(shù)在1～2 mm，個別可達(dá)5～10 mm?；|(zhì)主要成分是微粒狀石英、鈉長石、顯微鱗片狀絹云母及高嶺石，其中石英呈他形粒狀結(jié)構(gòu)；鈉長石呈板柱狀，輕微蝕變?yōu)楦邘X石；鉀長石已全部變?yōu)楦邘X石，兩者較均勻地混染在一起。

表3　巴馬地區(qū)花崗斑巖脈基本特征及含礦性統(tǒng)計Table 3　Basic features and rare metal contents of granitic porphyry veins in Bama area

據(jù)野外觀察，南-北走向花崗斑巖脈的內(nèi)部相斑晶相對較為粗大，局部可達(dá)1～2 cm，斑晶中白云母所占的比例也增多。

4.3蝕變及其含礦性

花崗斑巖內(nèi)蝕變?yōu)榻佋颇富⒔佋颇负透邘X石化較為普遍，長石部分或全部被絹云母和高嶺石所取代；圍巖蝕變主要有硅化，局部見方解石化。

據(jù)廣西第九地質(zhì)隊(duì)資料［4］，在花崗斑巖中鈹、鋰、鈮、鉭等元素含量較高。根據(jù)200個露頭巖塊樣和TC12、TC64、TC65、TC67等55個刻槽樣光譜半定量分析結(jié)果，經(jīng)統(tǒng)計詳細(xì)的花崗斑巖微量元素含量見表4。

全礦區(qū)現(xiàn)已查明的57條花崗斑巖脈中，已揭露26條，3條有露頭控制。據(jù)分析資料，鈹、鋰、鈮、鉭礦化僅見于巖脈內(nèi)，而圍巖中含量甚微［4］。目前僅見鈹?shù)膯蔚V物硅鈹石，其他幾種元素均未查明其賦存狀態(tài)，據(jù)化學(xué)分析資料統(tǒng)計：BeO含量0.01%～0.05%，最低0.004%，最高0.116%；Li2O 0.3%～0.4%，最低0.02%，最高0.63%；Nb2O50.006% ～0.09%，最低0.002%，最高0.011 8%；Ta2O50.002% ～0.004%，最低 0.000 4%，最高0.012%。29條巖脈中含BeO＞0.03%的占20條（7條部分達(dá)0.03%），其中9條，部分 BeO＞0.05%；含Li2O＞0.05%的占7條。23條巖脈含Ta2O5+Nb2O5＞0.01%，且Ta2O5/Nb2O5＞1/3，其中僅Ta2O5＞0.006%的占13條。

另外，從含鈹、鋰、鈮、鉭樣品中抽出部分樣品，包括3、4、5、7、9、17、18、56號等花崗斑巖脈的部分地表探槽樣品及5號花崗巖脈坑道中全部樣品進(jìn)行銫分析，其品位較高。地表樣還含有銣0.076% ～0.193%，大都大于0.170%，含銫0.037%～0.066%，大都大于0.039%；坑道樣品含銣0.188%～0.202%，含銫0.042%～0.066%，坑道含量比地表高［4］。上述分析數(shù)據(jù)表明，本區(qū)花崗斑巖中的稀有金屬具有進(jìn)一步研究價值。

4.4礦床成因和找礦標(biāo)志

野外觀察及測試結(jié)果表明，花崗斑巖中含鈹高者，含鋰亦高；含鉭高者，含銫亦高；巖脈中含磷灰石越多，含鈹鋰則較高。同一條巖脈中，各種元素含量較為穩(wěn)定。在上述各組斑巖脈中，以NWW-SEE組含礦最好，S-N組最差。礦脈兩端較好，中部較差。

本區(qū)花崗斑巖礦物成分簡單，在花崗斑巖脈中見有半絹云母化和高嶺石化，而蝕變礦物在圍巖中含量很低，也未見與其他礦物共生關(guān)系，具有氣成熱液蝕變特征。另外，在巴月-百朝見有獨(dú)居石異常，那燕見鈷異常，良度區(qū)還有白鎢礦次生異常和辰砂次生暈，故應(yīng)屬氣成熱液礦床。

總結(jié)找礦標(biāo)志如下：

（1）巖石標(biāo)志：花崗斑巖脈就是礦體，與圍巖界線清晰。

（2）構(gòu)造標(biāo)志：花崗斑巖脈往往產(chǎn)于短軸背斜的核部，構(gòu)造明顯。

（3）區(qū)域性找礦標(biāo)志：本區(qū)這類礦床找礦標(biāo)志明顯，短軸背斜構(gòu)造在航空遙感影像具有明顯的環(huán)形構(gòu)造異常［5］，而且碳酸鹽巖與碎屑巖具有明顯色反差異常［8］，通過這些標(biāo)志可以確定短軸背斜構(gòu)造產(chǎn)出地點(diǎn)和產(chǎn)狀，并通過環(huán)形構(gòu)造異常和線性體的關(guān)系預(yù)測可能有巖脈存在。

表4　巴馬地區(qū)花崗斑巖中的微量元素含量［4］Table 4　Trace elements contents of grantic porphyry in Bama area　wB/%

5　結(jié)論

（1）本區(qū)花崗斑巖脈分布甚廣，花崗斑巖脈含鋰、鈹、鈮、鉭等稀有金屬元素達(dá)到工業(yè)礦床要求，這些巖脈本身就是礦床，礦體主要分布在巴馬-民安北西向復(fù)式短軸背斜的核部。

（2）花崗斑巖脈 （礦體）沿北西西-南東東向羽狀裂隙和南北向斷裂及北東-南西向斷裂侵入，形成北西西-南東東向礦脈密集帶。

（3）本區(qū)花崗斑巖脈不但鋰、鈹、鈮、鉭元素達(dá)到工業(yè)要求，還含有銣（0.076%～0.202%，一般大于0.170%）、銫（0.037% ～0.066%，一般大于0.039%），但這方面工作不夠，需要進(jìn)一步研究。

（4）本區(qū)花崗斑巖脈鈮、鉭礦床應(yīng)屬氣成熱液稀有金屬礦床。

（5）根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料研究得知，在巴馬外圍的東山和西山以及桂西地區(qū)應(yīng)還產(chǎn)有同類花崗斑巖脈，是尋找這類礦床的重要線索。

［1］袁忠信，白鴿，楊岳清.一種重要的稀有金屬礦床類型——斑巖型稀有金屬礦床 ［J］.地質(zhì)評論，1981，27 （3）：269-274.

［2］廣西區(qū)域地質(zhì)測量隊(duì).1/20萬東蘭幅區(qū)域地質(zhì)測量報告［R］.桂林：廣西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查研究院，1971.

［3］柳淮之，鐘自云，姚明.右江裂谷初探［J］.桂林冶金地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，1986，6（1）：9-19.

［4］廣西第九地質(zhì)隊(duì).廣西巴馬地區(qū)地質(zhì)普查報告［R］.南寧：廣西地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，1974.

［5］姚明，柳淮之，鐘自云.廣西右江斷裂帶的遙感影象特征［J］.桂林冶金地質(zhì)學(xué)院學(xué)報，1987，7（1-2）：67-75.

［6］DZT 0203—2002，稀有金屬礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范［S］.

［7］張曉靜，肖加飛.桂西北玉鳳、巴馬晚二疊世輝綠巖年代學(xué)、地球化學(xué)特征及成因研究［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報，2014（2）：163-176.

［8］杜遠(yuǎn)生，黃宏偉，黃志強(qiáng)，等.右江盆地晚古生代—三疊紀(jì)盆地轉(zhuǎn)換及其構(gòu)造意義［J］.地質(zhì)科技情報，2009，28 （6）：10-15.

Geological characteristics and prospecting of granitic porphyry type rare metal deposit in Bama，Guangxi

YAO Ming，MIAO Bing-kui，YUAN Hong-qing，ZHANG Tao，YAN Song，SU Yang-yang
（a.Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposits Exploration；b.College of Earth Sciences，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China）

The rare metal ore deposit of granite porphyry type in Bama is newly found in Guangxi.The ore deposit locates in the core of the Bama-Minan short-axis anticlinorium with the axial northwest-southeast direction. It consists of 57 granite porphyry veins.The rare metal contents of Li2O（0.31%），BeO（0.23%），Nb2O5（0.006%）and Ta2O5（0.003%）in the granite porphyry veins up to the national industrial grades.The granite porphyry veins also contain some amount of other rare metals，e.g.Rb and Cs.Based on its geological features，the mechanism of Nb，Ta rare metal mineralization is possibly related with pneumatolytic solution.

niobium-tantalum ore；rare metals；granite porphyry；geological characteristics of deposit；Bama

P611

A

1674-9057（2016）01-0131-06

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.01.018

2015-05-29

中國地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（1212011120354；12120113078200）

姚明（1952—2015），男，副教授，研究方向：礦產(chǎn)與地質(zhì)。

繆秉魁，博士，教授，miaobk@glut.edu.cn。

引文格式：姚明，繆秉魁，苑鴻慶，等.廣西巴馬花崗斑巖型稀有金屬礦床地質(zhì)特征及找礦方向［J］.桂林理工大學(xué)學(xué)報，2016，36 （1）：131-136.