通化大川地區稀有稀土礦找礦方向研究

趙來社，楊復頂，張 勇

1.吉林省地質調查院，吉林 長春 130061；2.中國地質科學院地質礦產研究所，北京 100037

0 前言

稀有稀土礦產在吉林省有著廣泛的成礦條件，特別是吉南裂谷地區出露的燕山期堿性花崗巖應是巖漿巖型稀有稀土礦重要的賦礦巖體，這方面開展的工作也很有限。隨著國家地質大調查工作的開展，在通化大川地區開展了這方面的工作，目前已取得成果證實了這一地區稀有稀土礦巨大的找礦前景。

1 成礦地質背景

1.1 大地構造環境

研究區位于晚三疊世—中生代華北迭加造山裂谷系、膠遼吉迭加巖漿弧、吉南—遼東火山-盆地區、柳河—二密火山盆地區內。

1.2 區域地質

區域內出露的地層主要有中生界侏羅系上統果松組，巖體主要有華力西晚期黑云母花崗巖和中生代早白堊世堿性花崗巖，以及閃長巖脈和正長斑巖脈（圖1）。本區成礦區帶屬于遼東（隆起）成礦帶的鐵嶺—靖宇（次級隆起）成礦帶。果松組是區域上金、銅、鉛、鋅的主要賦礦層位。據1:250 000通化市幅區域地質資料①，崗山巖體的巖性為堿性花崗巖，時代為早白堊世，并發現有稀有礦物礦化信息。早白堊世堿性花崗巖應是稀有、稀土金屬礦產的重要賦礦巖體。

圖 1 大川地區綜合地質圖Fig.1 Comprehensive geological map in Dachuan area1.現代沖積、洪積砂、礫石；2.果松組：安山質晶屑凝灰巖、火山角礫巖、凝灰質砂巖；3.角閃鉀長花崗巖；4.似斑狀黑云母花崗巖 ；5.閃長巖 ；6.正長斑巖 ；7.地質界線 ；8.斷裂構造 ；9.地層產狀

中生界地層主要為侏羅系上統果松組（J3g）：為一套中性火山巖系，下部以礫巖、砂巖為主，產少量植物化石；上部為中性熔巖、安山巖、安山質凝灰熔巖，局部地區出現少量流紋巖、流紋質凝灰巖。研究區內出現的果松組地層，下部噴溢相以氣孔狀玄武巖類為主，上部爆發相為安山質晶屑凝灰巖夾少量安山巖、角礫巖。晚侏羅世火山活動異常強烈，具多旋回性，構造環境極不穩定。

華力西晚期花崗巖：主要為似斑狀黑云母花崗巖，分布于大泉源一帶，侵入于太古界龍崗群，古元古界集安群、老嶺群中，局部被晚侏羅世果松組火山巖覆蓋。從巖體的邊緣到中心，由細粒黑云母花崗巖逐漸過渡為中細粒－中粒似斑狀黑云母花崗巖，進而為粗粒似斑狀黑云母花崗巖，構成了巖體的不同相帶。

早白堊世堿性花崗巖：主要為角閃鉀長花崗巖，在區域內占有重要地位，形成崗山巖體。出露于工作區西北部大川－崗山一帶，面積120 km2。

從巖體外部到內部，由細粒－中粒角閃鉀長花崗巖、中粗粒－粗粒角閃鉀長花崗巖，構成巖體的不同相帶，反映巖體的分異特征，是本區稀有稀土礦的含礦巖體。巖體侵入到果松組安山巖、林子頭組火山巖及火山碎屑巖之中(圖2)。在角閃鉀長花崗巖中見有安山巖之捕虜體，且有花崗巖的巖枝穿入到安山巖之中，安山巖具有烘烤和退色現象。該巖體鉀長石K-Ar年齡值為142.1 Ma、110 Ma；Rb-Sr等時線年齡值是111.9 Ma；鋯石U-Pb年齡值為107.7 Ma，黑云母K-Ar年齡值為114.83 Ma。

圖 2 崗山巖體侵入果松組素描圖Fig.2 Geologic sketch of Gangshan rocks intruded into theGuosong Group①角閃鉀長花崗巖；②安山巖及安山巖捕虜體.

脈巖：區內脈巖不甚發育，數量較少。主要集中在晚侏羅世侵入體內部，其它地質體中分布較少，一般寬度為幾米至幾十米，大者100 m左右。主要為正長斑巖、閃長巖脈。

構造：本區經歷了太古宙基底的形成階段，古元古代裂谷階段，新元古代和古生代蓋層沉積階段，以及中新生代大陸邊緣活動作用等幾個重要的地質發展階段。受裂谷基底及渾江斷裂帶的控制，區內構造主要以近東西向、北東向的斷裂構造為主，北西向的斷裂次之。東西向構造屬多期活動構造，控制了中生代侵入巖的分布。

2 綜合信息特征

2.1 區域化探

區內1：20萬水系沉積物異常主要為“通通-84-Hs-23”號組合異常。該組合異常呈近東西向展布，異常面積341.96 km2，異常區內出露的主要為燕山期的花崗巖、華力西期花崗巖及侏羅系果松組火山巖，異常位于侵入巖與地層的接觸帶上及巖體內部。異常元素組合復雜，有Zn、Cd、Au、Hg、Pb、Ti、Cr、Mo、W、Bi、Rb、Zr、Be、Nb 等，異常面積大，峰值高，具有明顯的濃集中心和濃度分帶，是尋找鉬、金和稀有、稀土礦產的重要異常。圍繞20萬“通通-84-Hs-23”異常，開展了1/5萬化探工作，圈出了庫倉圍子、崗山嶺和趕馬河林場等3個稀有稀土元素的異常套合區。

2.2 區域磁場

在航磁異常等值線平面圖上，按異常形態、規模、強度、梯度及異常群體組合特征等分布規律，工作區內可劃分出4個不同場區。西部為低緩正磁異常區，北部為負磁場區，東北部為變化升高強磁異常區，東南部為復雜變化正磁異常區。這種宏觀磁場特征反映了區域地質構造特征。

2.3 區域重力場

區域上存在一個北西西走向重力低異常。該重力低異常近橢圓狀，西部略寬于西部，邊緣梯度較陡，異常長約21 km，向北、西、南方向異常強度逐漸增大而進入重力高異常區，向東部和北東方向異常雖未封閉，但向區外亦進入重力高異常區。對比區域地質圖，重力低異常區主要分布有侏羅系上統果松組安山巖、輝石安山巖夾流紋巖、凝灰質砂巖，少部分為燕山晚期鉀長花崗巖，反映出重力低異常與燕山晚期巖漿活動及火山沉積關系密切。邊部重力高異常區主要與太古代、元古代基底隆起及華力西期中酸性侵入巖體有關。重力低異常邊部的近東西、北北東及北西西走向的線性梯度帶為斷裂構造反映，重力低異常突然變窄處推斷為北北東向斷裂構造的反映。

2.4 區域遙感影像特征

區內的斷裂構造比較發育，以北東向、北東東向為主，近東西向及北北東向斷裂次之，局部見北西向斷裂，其中北東向、北東東向及近東西向斷裂多具壓性特點。

區內的大川—江源斷裂帶呈北東東向，由通化縣向北東經白山至撫松后被第四紀玄武巖覆蓋，向西南進入遼寧省，由數十條近于平行的斷裂構造組成，切割自太古宙—侏羅紀的地層及巖體，控制中元古、晚元古和古生界的沉積，該斷裂帶為多期活動斷裂，早期為壓性，晚期為張性，在二道江—板石一帶形成一系列滑脫構造。頭道—長白山斷裂帶通過工作區東南部，該斷裂帶為太子河—渾江陷褶束和營口—寬甸臺拱Ⅲ級構造單元的分界線，斷裂切割元古界、古生界及侏羅系地層和華力西期、燕山期侵入巖體，斷裂發生于下元古代，華力西期和燕山期均有強烈活動，東段乃至喜馬拉雅期仍繼續活動。

區內共解譯出的環形構造中有4個為花崗巖類引起的，一個環形構造與隱伏巖體有關，它們在空間上大致呈北西向線狀排列，并且多分布于不同方向斷裂的交匯部位。

3 成礦遠景區

基于區域成礦條件的認識，在研究區內，綜合了物化遙綜合信息，劃分出庫倉圍子、崗山嶺、趕馬河林場三個重要的成礦遠景區。庫倉圍子遠景區主要出露角閃鉀長花崗巖，分布有Nb、Be、Cd、Rb、Ta、Y地球化學異常。崗山嶺遠景區亦主要出露角閃鉀長花崗巖，巖體具有明顯的分帶特征，分布有Nb、Cd、Rb、Ta、Zr地球化學異常，局部有Be、Y異常。趕馬河林場遠景區主要出露果松組安山質晶屑凝灰巖、火山角礫巖、凝灰質砂巖及角閃鉀長花崗巖，分布有Be、Y異常，局部有Nb、Cd、Rb、Ta異常。

在研究區內開展了中大比例尺地質工作，首先開展了1/5萬化探工作，進一步縮小了靶區，在庫倉圍子1/5萬異常區開展了1/萬地質填圖和土壤工作，在填圖過程中采集了化學樣，部分樣品已達礦化（表1、圖3），Nb2O5最高品位達到128×10-6。對比樣品的分析結果與花崗巖的分異程度的關系，可以得出巖體分異程度與稀有稀土含量呈正相關關系的結論。在異常區施工了槽探，部分刻槽樣也達到礦化（表2），Nb2O5＋Ta2O5最高品位達到103.3×10-6。

4 結論

圖 3 庫倉圍子異常區采樣位置及礦化點位置圖Fig.3 Sampling and mineralization site in Kucangweizi anomaly areas1.第四系砂礫石及河流沖擊物；2.正長斑巖；3.花崗細晶巖；4.角閃鉀長花崗巖；5.安山質晶屑凝灰巖；6.產狀；7.化學樣采集位置及鈮(鉭)礦化點；8.探槽；9.鈮土壤地球化學異常；10.鉭土壤地球化學異常

（1）堿性花崗巖分異過程決定了稀有稀土元素的富集過程，巖體本身就是賦礦巖體，中粗粒花崗巖中稀有稀土豐度明顯偏高。晚期的蝕變能進一步使成礦元素富集,該區鉀化蝕變對稀有元素有明顯的富集作用。

（2）目前所做工作都為地表性工作，進行深部地質工作后，找到稀有稀土礦的工業礦體希望很大。

（3）化探是該類型礦床找礦的最有效手段。

（4）遙感解譯的斷裂構造和環狀構造應是找礦的有利部位，特別是環狀構造指示的隱伏巖體對深部找礦更有指導意義。

表 1 化學基本分析樣品分析結果表Table 1 Chemical analysis of samples analysis results ×10-6

表 2 探槽刻槽樣化學分析結果表Table 2 The chemical analysis results of prospecting trench and channel samples ×10-6

綜上，本區是尋找稀有稀土礦的非常有利的靶區，尤其深部很有希望找到工業礦體。這對遼吉地區稀有稀土礦產找礦將會有重要意義。

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