云南龍陵縣團(tuán)坡銣礦的富集規(guī)律

侯良剛，袁 玲，袁科琪

(云南省有色地質(zhì)局楚雄勘查院，云南 楚雄 675000)

云南省龍陵縣縣團(tuán)坡銣礦區(qū)位于三江造山系保山微陸塊潞西地塊。地處南北向怒江大斷裂弧形構(gòu)造與呈北東向展布的大雪山-等養(yǎng)復(fù)式背斜形成的近三角形區(qū)域構(gòu)造的夾持地帶。該區(qū)地層主要為具地槽型復(fù)理石沉積特征的寒武系公養(yǎng)河群，后期疊加了加里東晚期酸性侵入巖。

1 礦區(qū)地質(zhì)

1.1 礦區(qū)地層

礦區(qū)內(nèi)出露地層較為單一，除北部零星見第四系坡積層分布外，僅在礦區(qū)東側(cè)出露寒武系公養(yǎng)河群，可進(jìn)一步分為上、下段兩段。

(1)寒武系公河群上段(∈gn2)：上部為黑、灰色條帶狀板巖夾灰綠色細(xì)砂巖及少量硅質(zhì)巖、泥質(zhì)條帶灰?guī)r，常見黃鐵礦小晶體沿層分布，底部板巖中含海綿骨針、三葉蟲碎片及橢園形印痕化石；下部黑灰色中厚層狀細(xì)粒長石石英砂巖夾黑色板巖，底為粗粒砂巖。

(2)寒武系公養(yǎng)河群下段(∈gn1)：上部為灰、黃灰色中厚層狀細(xì)粒長石砂巖夾黑色板巖及少量灰?guī)r透鏡體，近底砂巖中含藻類化石；中部灰色薄層狀細(xì)砂巖夾少量灰黑色板巖；下部頂為黃、灰色薄層狀灰?guī)r，底為灰色塊狀中～細(xì)粒石英砂巖夾板巖。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造

礦區(qū)位于桃子寨向斜西翼，向斜軸向呈北東30°方向延伸，軸長20Km。該向斜為一不對(duì)稱的長軸向斜，南延為怒江大斷裂所切。北段軸部出露地層為寒武系公養(yǎng)河群上段(∈gn2)，南段軸部出露地層為寒武系公養(yǎng)河群下段(∈gn1)，兩翼地層有倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象，西翼傾角45°，東翼為38°～70°。

1.3 巖漿巖

礦區(qū)內(nèi)巖漿巖主要為松坡巖體(圖1)，松坡巖體侵位于寒武紀(jì)地層中，屬殼源型(S型)二長花崗巖類，與臨近的平河巖體一起作為本區(qū)域加里東期花崗巖的代表，平河巖體Rb-Sr中全巖等時(shí)線年齡為525.9±13.4Ma，黑云母K-Ar年齡為456-349Ma，松坡巖體地質(zhì)年代稍晚于平河巖體。

其次礦區(qū)內(nèi)見少量后期侵入的輝綠巖，呈脈狀穿插于花崗巖中，輝綠巖脈脈寬10cm～80cm不等，最長可達(dá)100多m，并具有分枝現(xiàn)象。

2 松坡巖體特征

松坡巖體與銣礦體的關(guān)系密切，其因巖漿分異作用而形成的細(xì)粒相含云二長花崗巖也是含礦母巖。

圖1 龍陵縣團(tuán)坡銣礦地質(zhì)簡圖

2.1 松坡巖體出露及巖石特征

巖體呈巖株產(chǎn)出，平面上呈頂角向南之不規(guī)則三角形狀。出露面積約40Km2。出露最高點(diǎn)為楊新爺墳，海拔標(biāo)高2127.2m，最低標(biāo)高位于礦區(qū)南部的綠根河河谷，海拔標(biāo)高約1120m，相對(duì)高差大于1000m。

從巖體出露的總體地點(diǎn)上看，巖體主要出露于礦區(qū)北部最高峰楊新爺墳山頂附近，東部、南部、西部出露海拔標(biāo)高相對(duì)較低，這三個(gè)方向出露的巖漿巖均為中粒含云二長花崗巖，其頂部的細(xì)粒含云二長花崗巖已被剝蝕，僅在北部海拔標(biāo)高較高處有所保留。

巖體按粒度分為兩個(gè)相帶，即中粒含云二長花崗巖相和細(xì)粒含云二長花崗巖相，兩相礦物組成相同，均為石英(30%)、長石(包括鉀長石、斜長石，含量35%)、云母(絹云母、白云母，含量10%)，見少量金屬礦物(表1)，二者僅礦物粒度存在一定程度的差異，中粒者粒度主要在0.5mm～1.8mm之間，細(xì)粒者粒度大多在0.02mm～0.45mm之間，兩相間界線不明顯，呈漸變過渡，由邊緣向中心，粒度由細(xì)變粗。

表1 松坡花崗巖體巖石礦物簡表

續(xù)上表

類型礦 物分 子 式粒度(mm)含量(%)硫化物黃銅礦CuFeS20.005-0.05偶見黃鐵礦FeS20.03-0.22偶見磁黃鐵礦Fe1-xS0.05-0.1偶見閃鋅礦ZnS0.05-0.1偶見方鉛礦PbS0.01-0.12偶見白鉛礦PbCO30.02-0.05偶見毒砂FeAsS0.05-0.1偶見

2.2 巖體地球化學(xué)特征

據(jù)巖石主元素分析結(jié)果(表2)顯示，巖體的Si2O含量為73.77%～74.25%，平均73.95%；鉀、鈉含量較高，K2O含量為3.91%～4.17%，平均4.06%；Na2O含量為3.75%～4.10%，平均3.92%；K2O+Na2O變化在7.66%～8.27%之間，平均3.99%；K2O/Na2O的值變化不大，在0.95%～1.02%之間，二者含量較為相近；Al2O3含量為12.67%～13.24%之間，平均12.92%；MgO含量較低，為0.07%～0.09%之間，平均0.08%；總體上看巖體相對(duì)富鉀、富鋁，屬于高鉀鈣堿性系列二長類花崗巖(圖2)。

表2 巖體主量元素成分表

圖2 松坡巖體花崗巖SiO2—K2O圖解(據(jù)Peccerilo.R)

由于受巖漿結(jié)晶順序的影響，中粒含云母二長花崗巖分布于巖體中部，Rb2O含量為0.015%～0.043%。細(xì)粒含云母二長花崗巖分布于巖體邊部，Rb2O含量為0.078%～0.143%，為銣礦的含礦母巖，礦石中Li2O 含量0.068%、Cs2O含量 0.0048%，但未能達(dá)到工業(yè)品位。

而在細(xì)粒含云二長花崗巖風(fēng)化殼中，粘土層、全風(fēng)化層、半(微)風(fēng)化層含礦性也存在較大差異，其中強(qiáng)(全)風(fēng)化層含銣最高，其次為弱(半)風(fēng)化層，粘土(腐植土)層含銣最低。

3 礦體特征

銣礦體產(chǎn)于巖體偏頂部細(xì)粒含云二長花崗巖近地表風(fēng)化殼中，共圈出兩個(gè)工業(yè)礦體，礦體編號(hào)分別為號(hào)及Ⅱ號(hào)。

Ⅰ號(hào)礦體：位于新爺墳山頂，其后向南再折向東展布，平面上呈羊皮水袋狀，面積0.16km2，剖面上整體與山坡地形一致，北高東低，剖面上厚度變化為北部山頂處較厚，向南向東逐漸變薄，礦體長約0.68km，寬122m～245m，厚1m～32.30m，平均10.5m，Rb2O平均品位0.103ω%，埋深0.6m～33.2m。

Ⅱ號(hào)礦體：位于Ⅰ號(hào)礦體南西側(cè)，兩者相距僅約70m，礦體呈北西-南東向展布，平面上呈啞鈴狀，面積0.111km2，剖面上整體與山坡地形一致，北西高南東低，剖面上厚度變化不大，在7m～9m之間，礦體長約0.55km，寬134m～320m，厚6.4m～9.20m，平均7.6m，Rb2O平均品位0.105ω%，埋深0.4m～30.1m。

4 銣礦的富集規(guī)律

通過收集國內(nèi)發(fā)現(xiàn)的與花崗巖有關(guān)的銣礦礦床類型，主要有三種類型：全巖型、風(fēng)化殼型、花崗偉晶脈型，團(tuán)坡銣礦屬于典型的風(fēng)化殼型礦床。

至今自然界中尚未找到銣的獨(dú)立礦物，銣主要以類質(zhì)同象方式賦存在鉀長石和白云母中[3]。團(tuán)坡銣礦石中的銣主要以類質(zhì)同象形式賦存于長石類、云母類礦物中，占總銣的87.46%，其它石英、高嶺土中約占總銣的12.54%，銣在各種礦物中的分配見表3。

表3 松坡巖體花崗巖礦石中銣元素的分配率表

3.1 巖漿分異作用形成銣的初步富集

團(tuán)坡花崗巖體中心粗粒相、頂部細(xì)粒相花崗巖均含銣，本次開展工作的范圍內(nèi)(約2.1平方千米)中粒含云二長花崗巖含Rb2O為0.015ω%～0.0645ω%，平均0.04ω%，略高于銣在地殼中的含量(0.028%)；頂部細(xì)粒含云二長花崗巖含Rb2O為0.078ω%～0.143ω%，為銣礦的主要含礦母巖，富集度為銣在地殼豐度的3～5倍，說明巖漿分異形成了銣的初次富集。

3.2 風(fēng)化淋溶作用形成銣的遷移富集

團(tuán)坡松坡巖體屬中亞熱帶氣候，年降雨量達(dá)1200～1500毫升，年最高氣溫37°C，潮濕多雨，巖體風(fēng)化淋溶作用強(qiáng)烈。

3.2.1 銣在風(fēng)化殼中的分帶富集明顯

團(tuán)坡松坡巖體頂部細(xì)粒含云二長花崗巖風(fēng)化殼從上至下可分粘土層、全風(fēng)化層、半(微)風(fēng)化層、基巖4類。據(jù)施工的55個(gè)淺井、5個(gè)鉆孔工程化學(xué)樣品結(jié)果(表4)統(tǒng)計(jì)分析，銣主要富集于粘土層之下的全風(fēng)化層中，其次為半(微)風(fēng)化層，不同粒度的花崗巖及不同風(fēng)化的程度含銣也存在差異，形成銣的分帶富集現(xiàn)象(圖3)。

表4 含礦母巖各分層含Rb2O明細(xì)表

圖3 鉆孔ZK01-16 Rb2O含量變化曲線圖

從圖3區(qū)所反映的，銣在花崗巖風(fēng)化殼中富集明顯，且整體品位變化相對(duì)較小，整個(gè)礦區(qū)風(fēng)化殼中的銣品位變化率在6%～9%之間。

3.2.2 風(fēng)化殼地形及滲水深度影響銣的富集

(1)地形坡度對(duì)銣的富集影響：眾所周知，較陡的地形有利于水的排泄，較緩的地形則有足夠的時(shí)間來便于水的下滲，據(jù)礦區(qū)位于不同坡度的6個(gè)淺井化學(xué)樣品分析結(jié)果，初步發(fā)現(xiàn)：地形坡度與滲水層(全風(fēng)化層)中Rb2O的富集程度呈反比，表明緩坡地形中發(fā)育的風(fēng)化殼有利于銣的富集(表5)。

表5 部分不同坡度的工程含礦情況對(duì)比表

(2)滲水深度對(duì)銣的富集影響：據(jù)工作區(qū)調(diào)查，自粘土層以下1m～5m的全風(fēng)化層均見滲水，且地形越陡其滲水量越大，據(jù)此我們分析對(duì)比了42個(gè)淺井工程的滲水深度，并將其全風(fēng)化層劃分為的滲水區(qū)和位于其下部的非滲水區(qū)，經(jīng)對(duì)比分析(表6)后發(fā)現(xiàn)：

表6 滲水區(qū)與非滲水區(qū)樣品分析對(duì)比表

取樣位置自上而下，滲水區(qū)樣品品位總體上為逐漸變大，品位變化系數(shù)一般在5%～16%區(qū)間，個(gè)別工程達(dá)到37.8%；

非滲水區(qū)的第一個(gè)樣平均品位比滲水區(qū)的第一個(gè)樣平均品位有跳躍式的提高，平均高出近18個(gè)百分點(diǎn)，非滲水區(qū)平均品位比滲水區(qū)的平均品位高出7%。

以上說明，在全風(fēng)化層頂部的滲水區(qū)所在位置，既接受粘土層下滲的含銣溶液，同時(shí)自身又由于外滲和下滲而帶出銣，銣的轉(zhuǎn)移是雙向動(dòng)態(tài)；滲水區(qū)以下至基巖層以上，則主要為單向富集，該區(qū)段富集趨勢(shì)呈自上向下逐漸變?nèi)酢?/p>

4 結(jié)論：

(1)巖漿分異形成銣的初次富集，侵位于巖體邊部、頂部的細(xì)粒花崗巖屬巖漿分異末期的產(chǎn)物，較早期的中?；◢弾r含銣有明顯的富集，富集度可達(dá)3倍以上。

(2)氣候因素、風(fēng)化殼發(fā)育程度是銣礦床的外部條件，較好的氣候和植被條件加速了含礦母巖的風(fēng)化，風(fēng)化殼得以完整發(fā)育并具有較理想的成礦厚度。

(3)地形條件、淋溶作用對(duì)銣的再次遷移富集起到關(guān)鍵作用，緩坡地形更有利于風(fēng)化殼中銣的下滲，同時(shí)淋溶作用讓上部的含銣溶液向下遷移至全風(fēng)化層或半風(fēng)化層，隨著時(shí)間的累積，在全風(fēng)化層中的非滲水區(qū)域最終富集成礦。