河北省康?？h東溝一帶稀有金屬礦地質(zhì)特征及礦床成因分析

王 光，陳 薇 ，張興康

（河北省地質(zhì)調(diào)查院，河北 石家莊 050081）

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

1.1 地層

礦區(qū)范圍內(nèi)中部大面積出露第四紀(jì)松散堆積物。主要為全新統(tǒng)（Qh）及上更新統(tǒng)（Qp）。

上更新統(tǒng)（Qp）主要分布于緩坡、溝谷及河床階地，以殘坡積和風(fēng)積物為主，主要為風(fēng)積黃土、含礫亞粘土。厚度幾米至二十余米。

全新統(tǒng)（Qh）主要以沖、洪積物為主，亦有少量殘坡積物，主要分布于中部的河床河漫灘等地，由含礫亞粘土、現(xiàn)代土壤、砂礫石層、砂土等組成，最厚可達(dá)15m。

1.2 構(gòu)造

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，分布廣泛，為印支—燕山早期斷裂，以北西向、東西向斷裂為主，其它方向斷裂規(guī)模較小。北西向斷裂有F1，東西向斷裂有F2。

F1在區(qū)內(nèi)北部、東部北北西向穿過(guò)，向北西延出區(qū)外，為興隆村—阿不蓋廟斷裂帶的區(qū)內(nèi)部分。斷續(xù)出露長(zhǎng)1.8km，走向15°～25°，其斷面粗糙參差不齊，近于直立，顯示張性斷層特征。兩側(cè)裂隙發(fā)育，多見硅化細(xì)脈充填，可見綠泥石化、硅化等蝕變。沿?cái)嗔逊植级嗵幬炇V，規(guī)模較大的為孔督溝螢石礦。

F2分布于區(qū)域南部，走向近東西向，為西河邊—白塔溝斷裂的一部分，總長(zhǎng)15km,區(qū)內(nèi)斷續(xù)出露長(zhǎng)3.0km，為逆斷層。帶內(nèi)發(fā)育擠壓片理化帶，斷層泥等，部分地段充填石英脈，主要由灰白-乳白色石英組成。局部發(fā)育構(gòu)造角礫巖，角礫呈次棱角-次圓狀，成分多為硅化蝕變巖，被后期硅質(zhì)膠結(jié)。顯示多期活動(dòng)特征。

1.3 巖漿巖

區(qū)內(nèi)印支旋回晚二疊世巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈，巖漿巖大面積分布，以晚二疊世花崗巖為主。為一陸殼改造型多階段復(fù)式巖體。巖性由晚二疊世中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖→中粗粒正長(zhǎng)花崗巖→細(xì)粒斑狀正長(zhǎng)花崗巖→堿長(zhǎng)花崗巖逐漸變化。

根據(jù)1:5萬(wàn)七號(hào)村幅區(qū)調(diào)工作成果[1，2]，印支旋回晚二疊世細(xì)粒斑狀堿長(zhǎng)花崗巖中銣元素含量達(dá)到335×10-6～430×10-6，細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖中銣豐度達(dá)到356×10-6，上述兩類巖體中的銣均處于強(qiáng)富集狀態(tài)。同時(shí)堿長(zhǎng)花崗巖中鈮元素含量為48×10-6～68×10-6，富集明顯。印支旋回晚二疊世堿長(zhǎng)花崗巖是堿長(zhǎng)花崗巖型稀有金屬礦的成礦母巖。

1.4 化探特征

礦區(qū)南鄰康保幅1：20萬(wàn)土壤地球化學(xué)測(cè)量工作由河北省地勘局物探大隊(duì)1996年6月完成。在北緯42°00′00″以南圈定了若干Li、Be、Nb、Ta、U、Th的元素異常。該報(bào)告在本預(yù)查區(qū)西南外側(cè)分別圈定一處Li異常和Be異常，二者異常與細(xì)粒含斑正長(zhǎng)花崗巖和中細(xì)粒二長(zhǎng)花崗巖套合較好，反應(yīng)了區(qū)域上這兩個(gè)期次是Li、Be等稀有元素的富集巖體，具有很好的成礦前景。

2015年原河北省探礦技術(shù)研究院在康保縣開展了1:5萬(wàn)地球化學(xué)測(cè)量，在本預(yù)查區(qū)內(nèi)圈定了一處Sn、Mo、W、Cu、Bi、U水系沉積物異常(未分析稀有金屬元素)。

1.5 圍巖蝕變

本區(qū)的印支旋回晚二疊世花崗巖為陸殼改造型多階段復(fù)式巖體，最晚期次的堿長(zhǎng)花崗巖、次晚期次的細(xì)粒（含斑）正長(zhǎng)花崗巖及后期脈巖中多含有少量的螢石，說(shuō)明巖石中富含F(xiàn)元素。因此區(qū)內(nèi)螢石化在堿長(zhǎng)花崗巖、細(xì)粒含斑正長(zhǎng)花崗巖內(nèi)或附近巖體內(nèi)較發(fā)育。同時(shí)硅化蝕變亦較發(fā)育，其它蝕變還見有綠簾石化、碳酸鹽化、高嶺土化等。

硅化、螢石化蝕變區(qū)內(nèi)常見，主要沿構(gòu)造裂隙發(fā)育。如沿規(guī)模較大的F2斷層充填有寬1m-10m的硅化—螢石化蝕變巖、硅化—螢石化角礫巖，并顯示出蝕變具多階段特征，螢石化較好地段形成螢石礦床，如孔督溝螢石礦。沿?cái)嗔丫植砍涮钣泄杌g變巖、角礫巖。規(guī)模較小的裂隙亦多見有石英細(xì)脈充填，多以北西向?yàn)橹鳌?/p>

綠簾石化蝕變?cè)趬A長(zhǎng)花崗巖體、東溝村西南部的中粒正長(zhǎng)花崗巖體、細(xì)粒正長(zhǎng)花崗巖中多見，沿裂隙呈薄膜狀分布。在1#巖體的灰白色細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖中，螢石化、綠簾石化具由南向北具蝕變強(qiáng)度具負(fù)消長(zhǎng)關(guān)系，南部螢石化較強(qiáng)，綠簾石化較弱，向北螢石化相對(duì)變?nèi)酰G簾石化變強(qiáng)。

碳酸鹽化主要在堿長(zhǎng)花崗巖體中見到，沿裂隙呈薄膜狀分布。高嶺土化主要沿在斷層破碎帶發(fā)育，另外區(qū)內(nèi)巖石內(nèi)長(zhǎng)石礦物多具有較弱的次生土化蝕變。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體特征

區(qū)內(nèi)圈出Rb礦（化）體兩個(gè)，賦存于堿長(zhǎng)花崗巖內(nèi)。堿長(zhǎng)花崗巖既是成礦圍巖，又是成礦母巖。

排除標(biāo)準(zhǔn)：年輕骨折患者、手術(shù)部位有局限性感染及全身有膿毒血癥、有凝血功能障礙或正在行抗凝治療、合并椎體椎弓根破壞或骨折、伴有與骨折相關(guān)神經(jīng)損傷、經(jīng)術(shù)后病理檢查證實(shí)為非OVF、存在嚴(yán)重心肺功能不全及其他手術(shù)禁忌證患者。

Ⅰ礦（化）體位于1#堿長(zhǎng)巖體內(nèi)，呈長(zhǎng)軸北東向近似弧形，推斷長(zhǎng)1480m，標(biāo)高1450m～1570m，傾向北西，傾角45°，中部最寬，兩端變窄，控制寬度約440m。由基本分析樣品結(jié)果顯示：品位Rb2O0.0623%～0.1384%，平均0.0875%；Nb2O50.0082%～0.0293%，平均0.0178%。

Ⅱ礦（化）體位于2#堿長(zhǎng)巖體內(nèi)，呈長(zhǎng)軸北東向帶狀，西窄東寬，推斷長(zhǎng)820m，標(biāo)高1460m～1550m，北界傾向北西，傾角約30°，南界傾角近直立。寬40m～200m，控制寬度約167m。由基本分析樣品結(jié)果顯示：品位Rb2O 0.0601%～0.0851%，平均0.0687%；Nb2O50.0122%～0.0203%，平均0.0154%。

2.2 礦石自然類型

礦石的自然類型可分為細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖型和中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖型。

細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖型：巖石呈灰白色，細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。巖石主要由石英和鉀長(zhǎng)石組成，可見少量黑云母、鈉長(zhǎng)石和螢石。石英呈無(wú)色他形粒狀，粒度0.2mm～0.5mm，雜亂分布于長(zhǎng)石粒間，鏡下可見波狀消光，顆粒邊緣不規(guī)則，含量約25%。鉀長(zhǎng)石呈他形粒狀，粒度在0.2mm～1.5mm間不等，具弱粘土化，發(fā)育格子雙晶，邊緣多呈齒狀或港灣狀與其他礦物鑲嵌分布，含量約66%。黑云母呈片狀，黑色，零散分布于其它礦物間，鏡下因具淺綠-深綠多色性屬偏堿性黑云母，含量約6%。鈉長(zhǎng)石呈半自形板條狀，粒度在0.2mm～0.4mm間不等，負(fù)低突起，發(fā)育聚片雙晶，含量約2%。螢石呈半自形—他形粒狀，無(wú)色或帶不均勻紫色調(diào)，零星分布于其他礦物粒間。鋯石呈淡褐色粒狀，零散分布于其他礦物中。偶見磷灰石呈無(wú)色柱狀。

中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖：巖石呈淺肉紅色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。主要由鉀長(zhǎng)石和石英組成，少量黑云母、鈉長(zhǎng)石、螢石。石英呈煙灰色，他形粒狀，粒度在0.4mm～4mm間，含量約38%；鉀長(zhǎng)石呈他形粒狀，粒度在0.4mm～5mm間不等，少量在5mm以上，見格子雙晶和卡式雙晶，弱粘土化，整體雜亂分布于巖石中，含量約54%。黑云母呈半自形-他形片狀，粒度在0.4mm～2mm間不等，手標(biāo)本上呈黑色，鏡下因具淺綠～深綠多色性屬偏堿性黑云母，部分顆粒見有少量鐵質(zhì)析出，整體零散分布于長(zhǎng)英質(zhì)礦物間，含量約4%。鈉長(zhǎng)石呈半自形板條狀，負(fù)低突起，發(fā)育聚片雙晶，零散分布于其他礦物粒間，含量約2%。螢石呈半自形-他形粒狀，無(wú)色或帶不均勻紫色調(diào)，粒度在0.04mm～0.4mm間不等，零散分布于鉀長(zhǎng)石或黑云母中。磷灰石呈無(wú)色柱狀。

2.3 礦石化學(xué)成分

根據(jù)現(xiàn)有資料，礦石的有用組分為主要Rb2O，伴生有益組份為Nb2O5。礦石類型主要為花崗巖型，Ⅰ礦體巖性主要為細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖、中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖，品位Rb2O 0.0623%～0.1384%，平均0.0875%；Nb2O50.0082%～0.0293%，平均0.0178%。Ⅱ礦體巖性主要為中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖，Rb2O 0.0601%～0.0851%，平均0.0687%；Nb2O50.0122%～0.0203%，平均0.0154%。Ⅰ礦體Rb2O、Nb2O5相關(guān)系數(shù)0.093，Ⅱ礦體Rb2O、Nb2O5相關(guān)系數(shù)0.115，全區(qū)相關(guān)系數(shù)0.538。

通過(guò)對(duì)刻槽樣樣分析結(jié)果分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，1#探槽內(nèi)64件樣品Rb2O、Nb2O5變化系數(shù)分別為11%、13%，2#探槽內(nèi)73件樣品Rb2O、Nb2O5變化系數(shù)分別為9%、12%，說(shuō)明礦石中Rb2O、Nb2O5含量分布非常均勻。

為了解礦石中主要載銣礦物，分別在細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖型礦石、中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖型礦石各取一件電子探針樣品，分析結(jié)果顯示礦石中主要的載銣礦物為黑云母。

2.4 地球化學(xué)特征

本次工作分別對(duì)白色細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖及淺紅色中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖各采集2件巖石樣品，對(duì)細(xì)粒含斑正長(zhǎng)花崗巖采集1塊樣品，分析了主量元素含量，并進(jìn)行了CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物分析。

由地球化學(xué)特征顯示東溝堿長(zhǎng)花崗巖總體以高硅（SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74.60%～76.42%，平均75.51%）、富堿（Na2O+K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.02%～8.87%，平均8.28%）和過(guò)鋁質(zhì)為特征，且相對(duì)富鉀（K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.17%～5.02%，平均4.51%），富鈉（Na2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.26%～4.04%，平均3.77%）；貧鈣（CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.30%～0.76%，平均0.53%）、貧鎂（MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.076%～0.17%，平均0.12%）；低P（平均0.01%）和低Ti（平均0.05%）。較高的分異指數(shù)（DI=92.02～94.75，平均93.38），說(shuō)明巖漿演化充分，分異程度較高。

2.5 礦（化）體圍巖

經(jīng)勘查研究發(fā)現(xiàn)，銣礦（化）體受灰白色細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖、淺肉紅色中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖體的控制，分布范圍較大。銣元素在淺肉紅色中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖體中富集程度較低，品位相對(duì)較低；在灰白色中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖體中富集程度相對(duì)較高，品位相對(duì)較高。圍巖蝕變主要有硅化、螢石礦化、綠簾石化、碳酸鹽化、高嶺土化。

3 礦床成因及找礦標(biāo)志

3.1 礦床成因

預(yù)查區(qū)內(nèi)出露大面積的灰白色細(xì)粒、淺肉紅色中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖，在區(qū)內(nèi)開展了1：10000巖石面積測(cè)量及1：10000巖石剖面測(cè)量，測(cè)量成果顯示，高值區(qū)出露巖石為灰白色細(xì)粒、淺肉紅色中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖，其他巖石也具有較高的背景場(chǎng)，通過(guò)這種有利的地化背景條件，為區(qū)內(nèi)稀有金屬成礦提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。

本區(qū)地處于康保—圍場(chǎng)深斷裂北側(cè)，其次級(jí)斷裂在本區(qū)較為發(fā)育。區(qū)內(nèi)侵入巖十分發(fā)育，自古元古代至早侏羅世一直有巖漿侵入活動(dòng)，其中又以晚二疊世巖漿活動(dòng)最為頻繁、強(qiáng)烈，為稀有金屬元素的富集提供了良好的物源和熱源。通過(guò)勘查研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)最晚期侵入的灰白色細(xì)粒、淺肉紅色中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖Rb元素含量相對(duì)較高，Rb2O品位最高可達(dá)1384×10-6；外圍中粒正長(zhǎng)花崗巖體Rb含量明顯降低，品位平均353×10-6，最高594×10-6。通過(guò)對(duì)比之后，推斷Rb等稀有金屬元素賦存于堿長(zhǎng)花崗巖巖體之中，礦帶范圍嚴(yán)格受巖性控制。堿長(zhǎng)花崗巖巖體為殼源花崗巖漿經(jīng)過(guò)較充分的分異演化晚階段的產(chǎn)物，由早期到晚期巖漿成分更加富鈉富稀堿元素富揮發(fā)分。Rb為不相容元素，即隨著巖漿的分異演化，Rb在殘余巖漿中不斷富集。在高分異花崗巖中，富F流體的存在延長(zhǎng)了巖漿演化的時(shí)間，且富F流體的交代作用會(huì)使Rb更容易交代長(zhǎng)石中的K元素，進(jìn)而使Rb進(jìn)一步富集。同時(shí)，稀有金屬的離子半徑相對(duì)較小，這就決定了稀有金屬元素很難固定在其他礦物晶格中類質(zhì)同象取代，尤其是富Na、K體系中，很容易被Na+、K+從晶格中擠出，從而顯示高度活躍狀態(tài)。多種元素耦合致該區(qū)最終成礦。

3.2 找礦標(biāo)志

根據(jù)勘查成果總結(jié)了本區(qū)銣礦的找礦標(biāo)志。①巖性標(biāo)志：細(xì)粒、中細(xì)粒堿長(zhǎng)花崗巖中銣元素含量普遍較高。②銣原生暈異常特：本次工作施工的1：10000巖石面積測(cè)量及1：10000巖石剖面測(cè)量圈定的銣高值區(qū)，為本區(qū)的重要找礦標(biāo)志。③近礦巖體蝕變特征：巖體中出現(xiàn)的硅化、螢石礦化、綠簾石化、碳酸鹽化、高嶺土化。