麻地與漢兒莊巖體巖相學(xué)及含礦性對比分析

蔡永紅，齊云飛

(河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066000)

稀有金屬包括鋰、鈹、銣、銫、鈮、鉭、鋯、鉿、鍶等9種元素。稀有金屬礦床類型按成因可劃分為：與巖漿巖相關(guān)的內(nèi)生礦床、與沉積作用有關(guān)的外生礦床以及與變質(zhì)作用相關(guān)的礦床，其中與巖漿巖有關(guān)的內(nèi)生金屬礦床類型最為重要?；◢弾r型稀有金屬礦床是指礦體產(chǎn)在中酸性侵入巖體內(nèi)的一類礦床，通常為大規(guī)模富礦床[1]。其賦礦巖體是一種分異最徹底的的高分異(高演化)花崗巖，在礦床界被稱之為稀有金屬花崗巖[2-3]。麻地和漢兒莊巖體為冀東馬蘭峪復(fù)式背斜地區(qū)出露的兩個典型稀有金屬礦花崗巖[2-3]。

1 地質(zhì)背景

馬蘭峪復(fù)式背斜[4]為近東西向的寬緩復(fù)式背斜構(gòu)造，向西傾伏，東部翹起，四周被斷裂所圍限。背斜核部主要由太古代基底組成，樞紐線起伏不平，平面上呈東寬西窄的東西向“舌狀”，兩翼依次為中上元古界及古生界,北翼還有三疊系和下侏羅統(tǒng)地層卷入。區(qū)內(nèi)巖漿活動強(qiáng)烈，沿背斜核部，中生代花崗巖類侵入體發(fā)育，以燕山期中酸性—酸性侵入巖為主，主要受近東西向、北東向及近南北向構(gòu)造的復(fù)合控制，自西而東大體呈串珠狀分布，構(gòu)成規(guī)模宏大的冀東中部侵入巖帶，與復(fù)式背斜具有同生關(guān)系。

麻地和漢兒莊巖體位于馬蘭峪復(fù)式背斜核部東西向中酸性—酸性侵入巖帶中，時代屬于晚印支—燕山期，巖體呈巖株，侵入于太古界片麻巖地層中，均為稀有金屬花崗巖[2-3]。

2 巖體地質(zhì)特征

2.1 麻地巖體地質(zhì)特征

麻地巖體形態(tài)近似橢圓狀，長軸呈NW40(°)方向，出露面積5.35 km2。巖體和圍巖呈傾斜的侵入接觸，四周接觸面多傾向圍巖，西北部接觸面較陡，傾角62(°)～80(°)，南和東南部接觸面平緩，傾角25(°)～70(°)，巖體西部局部內(nèi)傾，傾角28(°)～65(°)。圍巖巖性主要為角閃斜長片麻巖，巖體東北部和中部部分被第四系崩積物覆蓋[5-6]。

該巖體為至少兩次侵入活動形成的復(fù)式巖體。早期侵入形成肉紅色堿長花崗巖(γ52a)，主要分布于巖體四周及東南部，出露面積約0.98 km2。晚期侵入形成灰白色堿長花崗巖(γ52b)，構(gòu)成巖體主體，出露面積約4.37 km2。兩者的接觸關(guān)系有兩種：①涌動型侵入接觸，γ52a和γ52b接觸關(guān)系較模糊，在兩者之間有0.5～1 m的混合帶，為區(qū)內(nèi)主要接觸關(guān)系；②脈動型侵入接觸，僅在巖體東南部大蓋一帶，發(fā)現(xiàn)兩者界線截然，局部可見γ52b巖枝穿插于γ52a之中，同時在巖體西北部γ52b中可見γ52a捕擄體，但γ52b未見明顯的冷凝邊，這些特征表明兩次侵入活動的時間間隔可能較短[5-6]。

2.2 漢兒莊巖體地質(zhì)特征

巖體呈不連續(xù)帶狀分布，總體走向北東55(°)，寬75～430 m，斷續(xù)總長5 km，出露總面積0.81 km2。侵入于太古代片麻巖中，總體為外傾，圍巖巖性為黑云角閃斜長片麻巖、角閃斜長片麻巖、斜長角閃巖、少量變粒巖及磁鐵石英巖，靠近圍巖接觸帶部位偶見團(tuán)塊狀、細(xì)脈狀偉晶巖。

該巖體為至少兩次侵入活動形成的復(fù)式巖體，早期侵入形成肉紅色堿長花崗巖，晚期侵入形成灰白色堿長花崗巖，兩者的接觸關(guān)系有兩種：①脈動型侵入接觸。兩者界線截然，未見明顯冷凝邊，局部接觸邊界，肉紅色堿長花崗巖中見淺粉色捕虜體；②涌動型侵入接觸，接觸關(guān)系較模糊，在兩者之間有0.5～3 m左右的混合過渡帶；這些特征表明兩次侵入活動的時間間隔可能較短。

3 巖相學(xué)特征

3.1 麻地巖體

1)肉紅色堿長花崗巖主要出露于麻地巖體周圍，巖石呈淺肉紅色，似斑狀結(jié)構(gòu)，基質(zhì)為顯微晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部可見半雪球結(jié)構(gòu)、一般包含結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。斑晶礦物鈉長石、石英、鉀長石、白云母、石榴子石，約占巖石總量25%～30%；基質(zhì)礦物為顯微晶質(zhì)的鉀長石、石英、鈉長石、白云母，約占巖石總量70%～75%；副礦物為鐵的氧化物、鋯石等(見圖1a)。

2)灰白色堿長花崗巖是構(gòu)成麻地巖體的主體部分，巖石呈灰白色，整體呈中細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，局部可見鑲嵌結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、交代殘余結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分：鈉長石(30%～40%)，鉀長石(25%～30%)，石英(20%～25%)，少量白云母(2%～5%)，特征礦物為石榴子石，副礦物主要有鈮鉭鐵礦、黃鐵礦、磁鐵礦、赤褐鐵礦、金紅石、鋯石、磷灰石等(見圖1b)。

3)灰白色含天河石堿長花崗巖為灰白色堿長花崗巖局部特征礦物天河石較為富集的部分。巖石呈灰白—白色，肉眼可見綠色—天藍(lán)色的長石即為天河石，但顯微鏡下天河石的光學(xué)性質(zhì)與微斜長石相似，不易區(qū)分。其整體特征與灰白色堿長花崗巖類似，這里不再贅述。與灰白色堿長花崗巖相比，鈉長石含量明顯增多，雪球結(jié)構(gòu)更為發(fā)育，表現(xiàn)為自形晶鉀長石內(nèi)包含小板條狀鈉長石，構(gòu)成1～2個環(huán)帶(見圖1c)。

(a)肉紅色堿長花崗巖(+)；(b)灰白色堿長花崗巖(-)；(c)含天河石堿長花崗巖(+)；

基于巖相學(xué)研究，僅在晚期灰白色含天河石堿長花崗巖中出現(xiàn)高度富集揮發(fā)分的礦物，如螢石、黃玉以及黃鐵礦等硫化物。一方面表明形成麻地巖體的巖漿高度富含揮發(fā)分、硫等物質(zhì)；另一方面顯示出這些揮發(fā)分、硫等物質(zhì)不能自巖漿中有效分離，指示花市銣礦成礦系統(tǒng)相對封閉。此外，巖體頂部巖石多具似斑狀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)也可能表明成礦物質(zhì)大部分被圈閉在巖漿體內(nèi)，成礦環(huán)境相對封閉。似斑狀結(jié)構(gòu)在灰白色堿長花崗巖和肉紅色堿長花崗巖中均可見，而在前者較為發(fā)育；空間上，在巖體頂部較為發(fā)育。而銣元素通常在巖體頂部，具似斑狀結(jié)構(gòu)的灰白色堿長花崗巖中最為富集[5-7]。

3.2 漢兒莊巖體

漢兒莊與麻地巖體均屬堿長花崗巖，巖相學(xué)特征具有很大的相似性。

1)灰白色堿長花崗巖，地表由3部分組成，分別分布在礦區(qū)中西部和東部，合計(jì)出露面積0.52 km2。巖石呈灰白、淺粉白、粉白色，中細(xì)粒他形—半自形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為：鈉長石(20%～30%)、堿性長石(20%～30%)、石英(35%～40%)和少量黑云母、白云母、鋰云母、角閃石等。鈉長石多呈半自形—他形板狀，發(fā)育聚片雙晶，粒徑一般在0.1～0.3 mm之間；堿性長石多呈他形板狀，可見發(fā)育條紋結(jié)構(gòu)，粒徑一般在0.50～1.5 mm之間；石英可分為顆粒較大和顆粒較細(xì)兩類，粒徑一般在0.1～2.75 mm之間，顆粒較大的石英呈半自形粒狀，內(nèi)部還包含有細(xì)小的長石等，形成包含結(jié)構(gòu)，顆粒較小的石英呈不規(guī)則狀充填在斜長石顆粒之間。鋰云母含量<0.5%，不規(guī)則狀，粒徑約為0.2 mm。黑云母含量<3%，褐色—淺黃色多色性，不規(guī)則片狀，部分顆粒轉(zhuǎn)化為白云母、綠泥石等，并伴有鐵質(zhì)的析出，粒徑為0.1～0.4 mm之間。白云母含量<2%，無色，具有一組極完全解理，呈細(xì)小片狀，顆粒內(nèi)部含鐵質(zhì)，粒度在0.05 mm左右。

2)肉紅色堿長花崗巖，由兩部分組成，分別分布在礦區(qū)中東部和東部，合計(jì)出露面積0.29 km2。巖石呈肉紅色，中細(xì)粒他形粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要礦物成分為堿性長石(40%～50%)、石英(20%～30%)、鈉長石(10%～20%)、少量黑云母。其中堿性長石多呈他形板狀，可見發(fā)育條紋結(jié)構(gòu)，粒徑一般在1.0～2.2 mm之間；石英，無色，表面干凈，無解理，可分為顆粒較大和顆粒較細(xì)兩類。其中，顆粒較大的呈半自形粒狀，內(nèi)部還包含有細(xì)小的長石等形成包含結(jié)構(gòu)，顆粒較小的石英呈不規(guī)則狀充填在斜長石顆粒之間，粒徑多在0.1～0.75 mm之間。鈉長石多呈半自形—他形板狀，發(fā)育聚片雙晶，大部分顆粒發(fā)生絹云母化，內(nèi)部包含鱗片狀絹云母和細(xì)小白云母，粒徑多在0.3～0.7 mm之間。黑云母，褐色—淺黃色多色性，片狀，部分顆粒轉(zhuǎn)化為白云母并伴有鐵質(zhì)的析出，粒徑為0.1～0.25 mm之間。

4 礦化特征

麻地巖體具黃鐵礦化、鈮鉭礦化、鋰礦化、銣礦化等，其中銣礦化最為發(fā)育，整個巖體銣含量均較高，含銣礦物主要為鉀長石、鋰云母和天河石，其中鉀長石和鋰云母為麻地巖體主要造巖礦物，前者含量25%～35%，后者含量1%～4%。從早期肉紅色堿長花崗巖到晚期灰白色堿長花崗巖到最晚期的白色含天河石堿長花崗巖。其巖性具有規(guī)律性的變化，巖石顏色由紅色→灰白色→白色；巖石結(jié)構(gòu)由細(xì)粒等?！?xì)粒不等?！?xì)粒似斑；鈉長石含量逐漸增加，粒度逐漸減小，在白色含天河石堿長花崗巖中,鈉長石呈極細(xì)粒云霧狀分布，微斜長石含量相應(yīng)逐漸減少。云母種屬由鋰鐵云母→鐵鋰云母→鋰云母轉(zhuǎn)變。巖石化學(xué)成分上主要堿金屬氧化物呈現(xiàn)互為消長關(guān)系，Na2O漸增，K2O漸減。Li、Rb、Cs、Nb、Ta、F、Be含量漸增(見表1)。漢兒莊巖體具鈮鉭、銣礦化，其中以鈮、鉭礦化為主，主要產(chǎn)于灰白色堿長花崗巖中。

表1 巖體礦化分布規(guī)律

綜上所述，兩個巖體的巖石類型均屬于堿長花崗巖，主要礦物成分以石英、鈉長石、堿性長石為主，含少量(鋰)云母，均具Rb、Nb、Ta等稀有金屬礦化，其中麻地巖體以Rb礦化為主，地表已出露巖體全部礦化，漢兒莊巖體以Nb、Ta礦化為主，主要富集在晚期的灰白色堿長花崗巖中。源區(qū)含礦流體特征及巖體侵位構(gòu)造環(huán)境的不同可能為造成含礦性差異的主要因素。