皖南伏嶺巖體稀有金屬含量特征及其對(duì)稀有金屬花崗巖成礦作用的指示

陳冬冬

（安徽省勘查技術(shù)院，安徽 合肥 230000)）

稀有金屬主要包括Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf八個(gè)礦種，其在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)及航空航天科技領(lǐng)域有很高的應(yīng)用需求。近年來隨著安徽省對(duì)稀有金屬礦產(chǎn)資源的逐步重視，新發(fā)現(xiàn)了一系列礦（化）點(diǎn)，如丈尺山鈮鉭礦、西塢口銣礦、旌德鋰礦，這些礦（化）點(diǎn)皆與燕山期侵入巖有關(guān)。目前學(xué)界對(duì)于花崗巖型稀有金屬礦的成因類型存在較大爭(zhēng)議，關(guān)于與稀有金屬成礦有關(guān)的花崗巖的成因存在巖漿成因和交代成因兩種主要的觀點(diǎn)。本文通過對(duì)皖南地區(qū)燕山期的大型巖基—伏嶺巖體及其圍巖作分析研究，探討稀有金屬元素在花崗巖中的富集過程，并對(duì)其成礦作用作相應(yīng)的探討。

1 地質(zhì)概況

伏嶺巖體位于下?lián)P子成礦省欽杭東段北部成礦帶上。在大地構(gòu)造位置上位于揚(yáng)子板塊東南部，其東南為浙西沖斷褶皺帶（陳芳等，2013）。

區(qū)內(nèi)地層屬于揚(yáng)子地層區(qū)浙西地層分區(qū)，主要出露為中元古界、震旦系、南華系和寒武系（圖1）。中元古界以千枚巖及火山巖為主，震旦系、南華系以砂巖、粉砂巖泥巖為主，寒武系以頁巖、灰?guī)r為主。

2 巖體特征

伏嶺巖體侵入于由前南華系至寒武系所組成的績(jī)溪復(fù)向斜的北東翼。巖體類似巖墻狀,侵入接觸關(guān)系明顯,總體傾向南東，傾角40°～60°。巖體的全巖礦物的Rb-Sr等時(shí)線年齡為121Ma，為燕山晚期的產(chǎn)物。伏嶺巖體是一個(gè)同源同期不同侵入階段的巖體，根據(jù)侵入關(guān)系、巖石學(xué)特征和同位素年齡可以劃分成荊墈嶺、魚龍川、小昌溪、飯蒸尖四個(gè)單元（圖1）。

荊勘嶺單元（K1ζγJ）：淺灰-淺肉紅色中細(xì)-粗中粒似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖，似斑狀結(jié)構(gòu)，主要礦物成分包括：斜長(zhǎng)石11%～16%、鉀長(zhǎng)石46%～53%、石英28%～35%、黑云母2%～6%。斑晶為鉀長(zhǎng)石和斜長(zhǎng)石，局部可見石英斑晶，斑晶大小在10×15～×35mm。鉀長(zhǎng)石為條紋長(zhǎng)石。斜長(zhǎng)石多為更長(zhǎng)石，多呈半自形板柱狀，常見環(huán)帶構(gòu)造，表面常見絹云母化。

魚龍川單元（K1ζγY）：主要巖性為肉紅色中粗粒鉀長(zhǎng)花崗巖，中粗粒結(jié)構(gòu)，粒徑一般在3mm～10mm之間。主要礦物成分包括：斜長(zhǎng)石7%～19%、鉀長(zhǎng)石44%～55%、石英25%～37%、黑云母1%～5%。斜長(zhǎng)石為更長(zhǎng)石，表面常見絹云母化。鉀長(zhǎng)石為條紋長(zhǎng)石。石英它形粒狀，有時(shí)與鉀長(zhǎng)石同時(shí)晶出而形成文象結(jié)構(gòu)。黑云母呈半自形板片狀，多已蝕變?yōu)榫G泥石。

小昌溪單元（K1ζγX）：肉紅色似斑狀鉀長(zhǎng)花崗巖，似斑狀結(jié)構(gòu)，主要礦物有：斜長(zhǎng)石9%～20%、鉀長(zhǎng)石44%～63%、石英21%～36%、黑云母1%～4%，斑晶主要為石英和鉀長(zhǎng)石，斑晶含量約占3%～15%。斜長(zhǎng)石多為更-鈉長(zhǎng)石，自形一半半自形板狀，表面常見絹云母化。鉀長(zhǎng)石多為條紋長(zhǎng)石，多呈不規(guī)則狀，卡式雙晶和格子雙晶發(fā)育。石英它形粒狀，常與鉀長(zhǎng)石構(gòu)成文象結(jié)構(gòu)，也有被后期鈉長(zhǎng)石溶蝕交代，形成交代文象結(jié)構(gòu)。黑云母多呈散片狀或不規(guī)則片狀集合體，含有較多的磷灰石包裹體。

圖1 伏嶺巖體地質(zhì)簡(jiǎn)圖

飯蒸尖單元（K1ζγF）：淺肉紅色細(xì)粒鉀長(zhǎng)花崗巖，主要礦物有：斜長(zhǎng)石13%～20%、鉀長(zhǎng)石43%～60%、石英26%～35%、黑云母1%～5%。斜長(zhǎng)石為鈉-更長(zhǎng)石，呈半自形短板狀和它形粒狀，表面常見絹云母化，鈉長(zhǎng)石雙晶常見；鉀長(zhǎng)石為條紋長(zhǎng)石，呈半自形板狀和它形粒狀，具格子雙晶，有交代包裹斜長(zhǎng)石現(xiàn)象。石英它形粒狀，具強(qiáng)烈的波狀消光；黑云母呈板片狀，有不同的強(qiáng)度綠泥石化。

3 巖體稀有金屬含量特征

伏嶺巖體中的Li、Be、Rb、Nb、Cs、Ta、Hf元素含量自早期的荊勘嶺單元至晚期的飯蒸尖單元具有明顯的上升趨勢(shì)（表1），表明Li、Be、Rb、Nb、Cs、Ta、Hf元素的含量是隨著巖漿分異演化程度的提高而逐漸增加的，符合不相容元素的富集規(guī)律。Zr元素自早期的荊勘嶺單元中至晚期的飯蒸尖單元含量逐漸下降，其與鋯石的分離結(jié)晶有關(guān)。

表1 伏嶺巖體稀有元素含量表

4 稀有金屬成礦物質(zhì)來源

伏嶺巖體周邊出露的地層主要為中元古界、南華系、震旦系和寒武系，地層稀有金屬含量見表2，可見，除西村巖組和休寧組外，其余地層稀有金屬含量較低，大部分低于檢測(cè)限。

Li、Be、Rb等不相容元素具相似的地球化學(xué)性質(zhì)，從伏嶺巖體Rb平剖面圖（圖2）上可以看出，伏嶺巖體稀有金屬含量受巖體外接觸帶的控制較弱，雖然接觸帶上具有大理巖化、矽卡巖化、硅化、角巖化等蝕變現(xiàn)象，但巖體與圍巖接觸帶并無明顯Rb含量升高現(xiàn)象，因此伏嶺巖體巖漿在上侵過程中與圍巖交代稀有金屬元素的作用較弱。

表2 伏嶺巖體圍巖稀有金屬含量表

皖南燕山期花崗巖其鍶釹同位素組成與上溪群淺變質(zhì)巖的原巖沉積物物源源區(qū)相似（陳江峰等，1993），因而其源巖可能為上溪群千枚巖或類似于上溪群的變質(zhì)沉積巖（周濤發(fā)等，2004；周濤發(fā)等，2003；張虹等，2005）。西村巖組和休寧組中的稀有金屬含量普遍高于伏嶺巖體，且休寧組與伏嶺巖體相似度更高，另外伏嶺巖體與休寧砂巖具相似的主量元素組成，因此西村巖組與休寧組皆可能為伏嶺巖體的源巖。

陳芳等（2013）的U-Pb同位素測(cè)年結(jié)果顯示，巖體中存在600Ma、482Ma、338Ma等年齡數(shù)據(jù)，表明伏嶺巖體在上侵過程中熔融了震旦系至石炭系的圍巖，但由于伏嶺巖體外圍出露的震旦系和寒武系地層稀有金屬含量較低，難以為巖漿提供成礦物質(zhì)。

圖2 伏嶺巖體Rb平剖面圖

5 對(duì)稀有金屬成礦作用的啟示

西村巖組和休寧砂巖的Li、Cs等元素含量高于伏嶺巖體的平均含量，其主要原因是巖漿在上侵過程中熔融了震旦系、寒武系的圍巖，由于震旦系、寒武系地層的稀有金屬含量較低，當(dāng)其被熔融進(jìn)入巖漿會(huì)導(dǎo)致初始巖漿中稀有金屬被貧化。巖漿在冷凝過程中，Li、Rb等稀有金屬元素在殘余巖漿中逐漸富集，晚階段的飯蒸尖單元Li、Rb等稀有元素含量最高，且Rb在飯蒸尖單元的平均含量可以達(dá)到邊界品位，可見巖漿結(jié)晶分異是稀有金屬富集成礦的主要原因。