遼寧新賓李家堡子鈮鉭礦床地質(zhì)特征

刁純才，鳳金龍，于金輝，朱學(xué)忠

（1.遼寧省有色地質(zhì)局勘察研究院，遼寧沈陽110013；2.遼寧省有色地質(zhì)局101隊(duì)，遼寧撫順113015）

李家堡子鈮鉭礦床位于遼寧省新賓縣.該礦床是遼寧省有色地質(zhì)局101隊(duì)新近勘查的花崗偉晶巖型稀有金屬礦床，是遼寧省內(nèi)目前規(guī)模最大的鈮鉭礦床，初步控制資源量已達(dá)中型規(guī)模.隨著勘查工作逐步深入，有望成為大型鈮鉭礦床，對華北陸塊東段尋找稀有金屬礦床具有重要理論意義.本文依據(jù)前期勘查成果，初步總結(jié)礦床地質(zhì)特征.

1 地質(zhì)背景

礦床產(chǎn)出于華北陸塊東段撫順－新賓隆起區(qū)，該隆起區(qū)呈近東西向展布.區(qū)域地層主要為太古宇鞍山群通什村組變質(zhì)巖系（圖1），呂梁期巖漿活動致使太古宇發(fā)生區(qū)域性變質(zhì)作用、混合巖化作用和花崗巖化作用，從而形成不同類型的含鈮鉭等稀有金屬花崗偉晶巖脈.研究區(qū)北部被侏羅系覆蓋.

鞍山群通什村組稀有金屬元素豐度較高，高出地殼平均克拉克值的3～5倍［1］.可見本區(qū)屬于稀有金屬元素高背景區(qū).

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 地層

礦區(qū)出露地層由基底和蓋層兩部分組成.基底為太古宇鞍山群通什村組變質(zhì)巖系，蓋層為侏羅系（圖 2）.

通什村組變質(zhì)巖系主要為斜長角閃巖、角閃斜長片麻巖，局部夾有角閃巖、黑云母片巖等，為花崗偉晶巖的圍巖.片麻理走向?yàn)?310～320°，傾向 230～240°，傾角 65～70°.

侏羅系大面積不整合于太古宇之上.侏羅系走向?yàn)?300～310°，傾向 30～40°，傾角 10～20°，厚度一般在15～40 m.由于長期的風(fēng)化剝蝕作用，在高山頂常殘留成火山巖帽，在河谷形成天窗.

2.2 含礦花崗偉晶巖脈

本區(qū)含鈮鉭花崗偉晶巖脈均侵位于太古宇鞍山群通什村組中，沿NE、NW兩組斷裂產(chǎn)出.李家堡子和上清溝花崗偉晶巖脈中白云母同位素年齡分別為2395 Ma和2464 Ma（桂林地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，1973），說明該區(qū)含稀有金屬花崗偉晶巖成巖時(shí)代為元古宙早期，與呂梁期相當(dāng).

含鈮鉭花崗偉晶巖總體屬于白云母型，花崗偉晶巖中白云母含量約 17%，Al2O3＞CaO＋Na2O＋K2O（表 1），巖石類型屬鋁過飽和巖石.巖石化學(xué)成分富含鈉質(zhì)，鉀的含量和鈣鐵鎂含量低，巖石酸度較高，暗色礦物較少出現(xiàn).而稀有元素中Ta最為富集（表2），其他稀有、稀散和放射性元素都高于地球化學(xué)元素克拉克值，如Nb2O5、BeO、Li2O等，它們在特定的地質(zhì)環(huán)境中形成獨(dú)立礦物或呈分散狀態(tài)賦存于礦物晶格中［2］.

NE向含礦偉晶巖延長延深大，形態(tài)較規(guī)則，呈脈狀，走向穩(wěn)定，呈較好的舒緩波狀，脈壁較光滑，并見有片理化現(xiàn)象.偉晶巖本身具有膨縮、尖滅再現(xiàn)現(xiàn)象.傾角平均75～80°，個(gè)別脈具有反傾斜現(xiàn)象，但總體均為NW傾.地表脈體較窄，一般在0.5 m左右，最厚1.37 m.一條大脈均由若干小脈組成，當(dāng)一條小脈尖滅或近于尖滅時(shí)，就會出現(xiàn)又一條小脈，這樣連續(xù)下去就構(gòu)成了一條大脈.因此，具有較明顯的側(cè)列現(xiàn)象，而且均呈左列式分布（圖3）.平面上和剖面上，上下盤均有若干小脈發(fā)育，尤其在傾斜上更加明顯.礦脈無分異現(xiàn)象（當(dāng)脈幅較寬時(shí)，可見到弱分異現(xiàn)象）.整個(gè)礦脈鈉化較強(qiáng)，以糖鈉化為主，造巖礦物及稀有礦物粒度比NW向含礦偉晶巖的小.綜上所述，NE向構(gòu)造斷裂結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性質(zhì)為壓性兼扭性.個(gè)別脈受后期構(gòu)造所錯(cuò)，（如Ⅱ號脈），因而橫向斷裂很發(fā)育（1條/5 cm），造成脈壁不規(guī)則，狀如鋸齒.常見電氣石垂直脈壁生長.

表1 花崗偉晶巖中主要造巖元素（氧化物）組成Table 1 The composition of major rock-forming elements（oxides）in granitic pegmatite

表2 花崗偉晶巖中主要稀有元素（氧化物）分析結(jié)果Table 2 The contents of major rare elements（oxides）in granitic pegmatite

NW向含礦偉晶巖延長延深小，膨縮明顯，形態(tài)不規(guī)則，呈扁豆?fàn)睢⒉灰?guī)則脈狀，傾角較緩，一般在50°左右，均為NE傾脈體.厚度較大，一般在1 m左右，最厚達(dá)2.20 m，在兩端近于尖滅時(shí)，脈體呈彎曲狀，如Ⅰ-2號脈.含礦偉晶巖脈具有弱分異，鈉化較強(qiáng)，其中葉鈉化較發(fā)育，并發(fā)育有早期大片狀白云母，造巖礦物及稀有礦物粒度均較粗大.由此可以看出NW向斷裂的結(jié)構(gòu)面力學(xué)性質(zhì)是以張為主兼扭性.

2.3 花崗偉晶巖中礦物組成及成生組序

花崗偉晶巖中礦物組成主要為鈉長石、石英、鉀長石和白云母，含量達(dá)90%以上，其次為斜長石、絹云母、高嶺土等，含量在8%以下，其余礦物含量在2%以下.

花崗偉晶巖形成的早期階段以結(jié)晶作用為主，晶出的大部分為造巖硅酸鹽礦物，形成偉晶巖的基本部分，礦物種類簡單.晚期交代作用加強(qiáng)，礦物種類多，大部分稀有金屬與此階段有關(guān)［3］.熱液交代作用僅在末期出現(xiàn)，作用微弱，但形成了種類繁多的微量熱液礦物（表3）.

2.4 含礦礦物特征

研究區(qū)內(nèi)花崗偉晶巖脈就是鉭礦體，其中主要含鉭礦物為細(xì)晶石、鉭錳礦、重鉭鐵礦、鉿鋯石［4］.礦物的化學(xué)成分見表4、5.

細(xì)晶石：在偉晶巖內(nèi)的所有稀有元素礦物中，細(xì)晶石的分布最為廣泛，并顯著富集.完好的晶形常呈八面體，一般為不規(guī)則形態(tài)及半自形晶的單體或集合體出現(xiàn).原生顆粒最大粒度為0.5 mm，一般粒度0.1～0.3 mm.常見有細(xì)晶石交代其他鉭礦物的現(xiàn)象，因而常呈淺黃色、白色，殼狀、被膜狀.原生細(xì)晶石常呈棕褐色和不同色調(diào)的黃色，不透明.密度5.987～6.075，樹脂光澤，斷口參差狀，為結(jié)晶狀態(tài)的細(xì)晶石.

鉭錳礦：為偉晶巖中常見的稀有元素礦物，呈板狀、薄片狀及其半扇形集合體，亦常見有柱狀晶體，末端呈棱角狀.板狀鉭錳礦顆粒最大粒度長2.5 mm，寬1.0 mm，一般粒度長 0.4～0.8 mm，寬 0.1～0.4 mm；柱狀鉭錳礦最大粒度長2.5 mm，寬0.5 mm，一般粒度長0.1～0.2 mm，寬約0.1 mm.黑色、褐黑色，受熱液交代作用而具有淺黃色、白色的細(xì)晶石被膜.半金鋼光澤，參差狀斷口，密度6.27～7.08.薄片中淺紅褐色，鉭錳礦擠壓破碎后常被細(xì)晶石從邊緣交代.礦物顆粒大小差異較大.

表3 花崗偉晶巖礦物成生組序表Table 3 The mineral forming sequence for granitic pegmatite

重鉭鐵礦：在本區(qū)偉晶巖內(nèi)分布不普遍，礦物多呈完好的復(fù)正方雙錐狀晶體，為花崗偉晶巖演化的晚期階段生成.淺褐黑色或微帶綠的黑色.受熱液交代作用環(huán)繞晶體出現(xiàn)厚度不等的淺黃白色被膜（次生細(xì)晶石）.顆粒大小為0.1～0.5 mm，最大粒度0.8 mm.半金剛光澤，斷口不平坦?fàn)睿芏?.84～6.25（具細(xì)晶石外殼的密度略低）.

鉿鋯石：是花崗偉晶巖中最典型的富礦物，分布甚廣，但無顯著富集.礦物形狀較為復(fù)雜，一般為四方柱和雙錐的聚合體，主要為四方雙錐體，晶體表面較粗糙.鉿鋯石呈褐棕色，不透明，樹脂光澤.最大顆粒長0.5 mm，寬0.3 mm，一般長0.14～0.2 mm，寬0.048～0.016 mm，斷口不平坦?fàn)?密度 5～5.1，硬度 6.5～7.5.

目前對Ⅳ號脈勘探深度已達(dá)424.44 m，主要礦石礦物含量較穩(wěn)定，空間變化不大.礦石品位從地表槽探工程和深部鉆孔控制情況看，地表Ta2O5平均品位為0.073%，平均厚度0.4 m；鉆孔控制延深100～350 m，穿越厚度0.9～4.83 m，平均水平厚度0.78 m，Ta2O5平均品位為0.03%.

表4 細(xì)晶石、重鉭鐵礦、鉭錳礦化學(xué)成分分析表Table 4 The chemical compositions of microlite,tapiolite and manganotantalite

3 結(jié)論

本區(qū)含鈮鉭花崗偉晶巖屬于白云母型，巖石類型屬鋁過飽和，巖石化學(xué)成分富鈉低鉀鈣鐵鎂.含礦花崗偉晶巖侵位于太古宇鞍山群通什村組變質(zhì)巖系，形成于呂梁期，受NE、NW兩組斷裂控制，稀有元素中Ta最為富集.礦脈呈淺肉紅色、灰白色、紅褐色及黃褐色，不規(guī)則脈狀，延長較大，脈幅較寬，具膨脹、收縮現(xiàn)象.主要有用礦物為細(xì)晶石、鉭錳礦、重鉭鐵礦、鉿鋯石.礦石類型屬于富鉭高鈉的花崗偉晶巖型，品位為Nb2O50.001%～0.029%，Ta2O50.0005%～0.44%，是國內(nèi)同類型礦床中含鉭品位最高的礦床.目前已探獲332+333級別儲量達(dá)到中型.

表5 鉿鋯石光譜半定量分析結(jié)果Table 5 Semi-quantitative spectroscopic analysis for hafnian

通過實(shí)施2008年度省本級地質(zhì)勘查項(xiàng)目，在李家堡子外圍新發(fā)現(xiàn)花崗偉晶巖脈12條，擴(kuò)大了本區(qū)找礦空間.鉆探工程對Ⅰ、Ⅳ號礦體的深部控制證實(shí)這2條礦體延深較穩(wěn)定，向深部有加寬趨勢，并存在平行礦脈.通過進(jìn)一步勘探，本區(qū)有望成為大型鈮鉭礦床.

［1］張秋生.中國早前寒武紀(jì)地質(zhì)及成礦作用［M］.長春：吉林人民出版社, 1984.

［2］張玲，杜德松.我國稀有金屬資源現(xiàn)狀分析［J］.地質(zhì)與勘探, 2004（1）: 26—30.

［3］楊岳清，倪云祥，郭永泉，等.福建西坑花崗偉晶巖成巖成礦特征［J］.礦床地質(zhì), 1987, 6（3）: 12—33.

［4］王賢覺，鄒天人，徐建國，等.阿爾泰偉晶巖礦物研究［M］.北京：科學(xué)出版社, 1981.