湖北竹溪地區鈮礦地質特征及找礦前景分析

王帥君, 陳志文, 蔣 臣, 陳 浩, 向承業

((湖北省地質局 第八地質大隊,湖北 襄陽 441002)

湖北竹溪地區鈮礦地質特征及找礦前景分析

王帥君, 陳志文, 蔣 臣, 陳 浩, 向承業

((湖北省地質局 第八地質大隊,湖北 襄陽 441002)

湖北竹溪地區位于秦嶺—大別造山帶之秦嶺弧盆系之竹山陸緣裂谷,廣泛分布有志留紀裂谷雙峰式火山巖,是區域內的稀有稀土礦成礦的有利地帶。1∶5萬水系沉積物測量結果顯示,鈮、鑭、鈰異常分布區均與堿性粗面巖分布區吻合。該區堿性粗面巖內已發現鈮礦點4處,礦體賦存于粗面質熔結角礫巖、熔結凝灰巖中,主要含鈮礦物為鈮鐵礦、燒綠石、鈮易解石等。初步認為鈮礦找礦前景較大。

粗面巖類;鈮礦;找礦前景;竹溪

秦嶺—大別造山帶之秦嶺弧盆系之竹山陸緣裂谷廣泛分布有早古生代堿性巖墻群,分布于紫陽—平利—竹溪一線,它們來自于與地幔柱活動密切相關的富集地幔源區,是大陸裂谷發育早期階段的產物[1]。近幾年在堿性巖墻群粗面巖中發現稀有稀土礦化[2-3],竹溪地區廣泛分布粗面巖類,有較大尋找稀有稀土礦的前景。

本文依托湖北省地質局第八地質大隊2012—2014年開展的“竹溪地區礦產地質調查”項目,在綜合研究前人資料及研究成果的基礎上,系統總結項目成果,希望對該地區與堿性粗面巖類相關的稀有金屬礦床的尋找起到一定指導作用。

1 成礦地質背景

研究區位于秦嶺—大別造山帶之秦嶺弧盆系,地處曾家壩斷裂北側(圖1),自中、晚元古代以來,研究區經歷了復雜、多期、多樣的構造、火山、巖漿活動等地質作用。區內早古生代地層發生大規模中—淺區域變質作用,局部低級接觸熱變質作用;早古生代巖漿活動頻繁,出露基性火山巖和堿性粗面巖類;經歷六期構造變形,基本構造格架形成于晚三疊世—侏羅紀早期陸—陸碰撞,屬武當—隨南逆推帶。

研究區位于東秦嶺Au—Ag—Mo—Cu—Pb—Zn—Sb—非金屬成礦帶(Ⅲ級),竹山地區(襄廣斷裂帶北側)金銀鈮—稀土成礦帶(Ⅳ級)西南部,稀有稀土礦成礦地質條件好。

圖1 研究區大地構造位置圖Fig.1 Tectonic location map of study area

1.1 地層

1.2 巖漿巖

竹溪地區巖漿活動頻繁(圖2),侵入巖主要為古生代基性—超基性巖和堿性雜巖類。總體呈北西向展布,與區域構造線一致。巖體以順層侵入為主,亦有斜切地層現象,大多具淺成、超淺成侵入巖特征。其中堿性雜巖呈巖脈或巖床產出,大致沿NW向展布,巖石類型主要有次粗面巖、粗面斑巖等。由于巖石能干性較強,晚期區域變質作用對其影響較小,變形變質程度較弱。區內較典型的堿性雜巖體為洪石雜巖體,呈小巖株產出,巖石呈灰白色,具斑狀結構,塊狀構造。

圖2 研究區地質簡圖Fig.2 Generalized geologic map of study area

區內火山巖較發育,巖石類型以基性火山巖、中—酸性火山巖為主,形成于古生代志留紀,產于梅子埡組、大貴坪組中,以基性火山巖、粗面巖類為主。粗面巖類是竹溪地區主要的賦鈮礦巖石,巖石類型包括溢流相的粗面質熔巖、粗面質熔結凝灰巖、粗面質熔結角礫巖;火山爆發崩塌相的火山角礫巖、火山集塊巖;淺成侵入相的次粗面巖、粗面斑巖、粗面質隱爆角礫巖等。

1.3 構造

竹溪地區大地構造位置屬秦嶺—大別造山帶(Ⅰ級)秦嶺弧盆系(Ⅱ級)武當—隨南逆推帶(Ⅲ級),總體顯示出以北西向構造巖片和疊瓦狀逆沖推覆體相互拼貼為主體和北東向脆性斷裂相互交切形成的條塊網格結構。區內主要斷裂為曾家壩斷裂,初始形成階段為地殼伸展機制下滑脫韌性剪切,之后在陸—陸碰撞環境下逆沖推覆,次級斷裂主要為逆沖推覆斷裂,局部為北東向斷裂切割。

1.4 地球化學特征

本次1∶5萬竹溪縣幅、泉溪幅、蔡家壩幅水系沉積物測量,共分析測定了13種元素。結果顯示呈北西—南東向展布的堿性巖墻群具多處以Nb、La、Ce為主導元素的異常。Nb、La、Ce高背景和高值區的分布基本吻合,主要巖性為粗面斑巖、次粗面巖等,反映Nb元素在粗面巖類中相對富集,異常展布與粗面巖類分布相吻合。

2 礦體地質特征及找礦規律

該區已發現鈮礦點4處,分別為黑山鈮礦點、野虎寨鈮礦點、柳樹村鈮礦點、泉河鈮礦點,礦體主要賦存于粗面巖類中,含礦巖石為粗面質熔結凝灰巖、粗面質凝灰熔巖、粗面質角礫熔巖等,礦體呈北西向似層狀展布。各礦點地質特征大致相似。

2.1 礦體特征

2.1.1 黑山鈮礦點

該礦點含礦巖性為次粗面巖、弱硅化次粗面巖、角礫狀次粗面巖。圈定1個鈮礦體,礦體呈北西—南東向展布,礦體呈似層狀,地表出露長度約1.2 km,礦體厚度約15～40 m,總體傾向10°～50°,平均傾向41°,總體傾角45°～78°,平均傾角60°,形態較規則,內部無夾石,礦石有用組分較均勻,厚度較穩定。礦體Nb2O5含量0.075 0%～0.089 1%,平均含量約0.083 5%。

2.1.2 野虎寨鈮礦點

該礦點含礦巖性為粗面質晶屑巖屑熔結凝灰巖、粗面質角礫熔巖。通過地表稀疏工程控制,圈定3個鈮礦體,礦體呈北西—南東向展布,地表出露長度約1.2～1.3 km,礦體厚度約10～30 m,礦體傾向30°～60°,平均傾向50°,總體傾角48°～65°,平均傾角50°,礦石有用組分較均勻。礦體Nb2O5含量0.075%～0.098%,平均含量約0.082 1%。

圖3 礦石顯微特征

2.1.3 柳樹村鈮礦點

該礦點含礦巖性為粗面質晶屑巖屑熔結凝灰巖、粗面質角礫熔巖、堿質粗面巖。通過地表稀疏工程控制,圈定2個鈮礦體,礦體呈北西—南東向展布,地表出露長度約0.8～2.0 km,礦體厚度約10～40 m,礦體總體傾向26°～42°,平均傾向35°,總體傾角35°～57°,平均傾角50°。Nb2O5含量0.071 8%～0.091 3%,平均含量0.081 1%。

2.1.4 泉河鈮礦點

該礦點含礦巖性為粗面質晶屑巖屑熔結凝灰巖、粗面質角礫熔巖、堿質粗面巖。通過地表稀疏工程控制,圈定2個鈮礦體,礦體呈北西—南東向展布,其中Ⅰ號礦體地表出露長度約4 km,礦體厚度約10～20 m;Ⅱ號礦體地表出露長度約0.8 km,礦體厚度約14 m,礦體總體傾向30°～45°,平均傾角40°,總體傾角60°～62°,平均傾角61°。Nb2O5含量0.069 1%～0.090 4%,平均含量約0.080 6%。

2.2 礦石特征

礦石類型主要有粗面質晶屑巖屑熔結凝灰巖型、粗面質熔結凝灰巖型、粗面質角礫熔巖型等。巖石呈灰—深灰色,具變余斑狀結構、變余粗面結構,塊狀構造、角礫狀構造、流動構造等,斑晶由堿性長石、黑云母等組成,長石呈半自形板狀,有的邊部被熔蝕成港灣狀,裂紋發育,裂紋內被絹云母、碳酸鹽等充填,黑云母有暗化現象;基質主要有鈉長石、黑云母、絹云母、綠簾石、綠泥石及少量方解石、石英等,鈉長石呈微晶狀,具定向分布;副礦物有黃鐵礦、白鈦石、獨居石、榍石、褐釔鈮礦、鈮易解石、鈮鐵礦等。

礦石中含鈮礦物粒度十分細小,約2～30 μm,主要含鈮礦物為鈮易解石—易解石、鈮鐵礦—鈮錳礦、鈦鐵礦、金紅石、燒綠石、榍石[4]。含鈮礦物常充填于脈石礦物粒間或呈細脈狀分布于巖石中(圖3)。

2.3 資源量估算

竹溪地區所發現的鈮礦賦存于志留紀粗面巖類中,屬堿性火山巖型鈮礦床,《稀有金屬礦產地質勘查規范》 中尚無該類型礦產的工業指標,本次圈定礦體暫采用“原生鈮礦床”工業指標,具體如下:邊界品位Nb2O5≥0.05%;最低工業品位Nb2O5≥0.08%;最小可采厚度5 m;夾石剔除厚度≥5 m。

初步估算竹溪地區4處鈮礦點Nb2O5334資源總量約7.73萬t,達到中型鈮礦床規模,反映竹溪地區具有較好的鈮礦成礦條件。

3 找礦標志

竹溪地區鈮礦主要賦存于志留紀粗面巖類,主要巖性為粗面質晶屑巖屑熔結凝灰巖、粗面質熔結凝灰巖、粗面質角礫熔巖等。通過地質資料的收集和研究,建立了該模式下的找礦標志,為指導竹溪地區或其他地區的找礦工作有重要的借鑒作用。

(1) 巖性標志:粗面質晶屑巖屑熔結凝灰巖、具有流動構造的粗面斑巖、含淺紅色鉀長石斑晶的粗面巖、粗面質角礫熔巖等是主要的找礦標志。

(2) 地球化學標志:出現規模大、強度高的Nb、La、Ce等稀有稀土元素異常且濃集中心明顯及具多級濃度分帶。

(3) 地球物理標志:用地面γ能譜儀測定巖石,特征值服從關系式1.0547.7,K<5.55的巖石,是鈮礦賦存的主要巖石。

(4) 快速分析儀測定:野外用便攜式快速分析儀測定,可測定巖石中Nb等元素的含量,能正確區分出含礦巖系和不含礦巖系。

4 找礦前景分析

竹溪地區發現的鈮礦體賦存于志留系粗面巖類中,按照Nb2O50.08%工業指標圈定礦體,達到中型鈮礦床規模。

根據對4處鈮礦點地表工程樣品結果的分析,礦化帶樣品結果Nb2O5品位變化較小,集中在0.070%～0.079%之間,礦化帶內巖性與按0.080%圈定的礦體巖性基本一致,考慮到礦化厚度大、連續性好(無夾石)且品位變化較小,屬新的礦床類型(堿性火山巖型)。若按0.07%的品位指標圈定礦體,竹溪地區Nb2O5334資源量將達到64.9萬t特大型礦床的標準。

區內構造發育,巖漿活動頻繁。區內礦產與巖漿活動及構造密切相關,尤其是北西向斷裂構造的控巖、控礦十分明顯。竹溪中峰—泉溪—天寶一帶內鈮、鑭、鈰異常強度高、規模大,主要分布于粗面巖類所分布的范圍內。從Nb、La、Ce地球化學圖上可以看出,它們的高背景—高值分布區與粗面巖類分布區相吻合,北西—南東延伸長度達54 km左右,面積達300 km2左右。另外在竹溪幅的甘家嶺、黃蓮山—謝家塔、泉溪幅的黑山等地亦有高值分布。本次工作在泉溪幅的黑山、野虎寨,蔡家壩幅的柳樹村、泉河一帶新發現了規模較大的鈮礦體。陜西省鎮坪一帶報道的特大型鈮礦資料顯示與本項目新發現的礦體特征相同,屬同一成礦類型。

沿該粗面巖分布區域上近年來新發現了較多的鈮、金、鉛鋅、螢石等金屬、非金屬礦產,如陜西省鎮坪特大型鈮礦、平利大磨溝鋅礦。本次工作所發現的野虎寨鈮礦、柳樹村鈮礦、秋溝塘金礦點等均處于此帶上。這些成果表明已形成一個以粗面巖類為賦礦巖石,以鈮礦為主的稀有、稀土、貴金屬、非金屬成礦帶的雛形。同時表明在竹溪地區尋找稀有、稀土、貴金屬、非金屬等礦產具有較大的潛力。

5 結語

通過以上研究,本文取得以下主要認識:

(1) 研究區發現的鈮礦化帶主要賦存巖石為志留系粗面巖類,達到中—大型鈮礦規模,表明竹溪地區有較好尋找鈮礦的潛力。

(2) 竹溪地區志留系粗面巖類大范圍出露,具有類似成礦地質條件和綜合化探異常找礦遠景區,成礦潛力巨大,只要加大勘探投入,有望進一步發現規模更大的礦體。

[1] 張成立,高山,張國偉,等.南秦嶺早古生代堿性巖墻群的地球化學及其地質意義[J].中國科學:D輯 地球科學,2002,32(10):819-829.

[2] 段湘益,王海元.陜西省安康某地區鈮礦地質地球化學特征[J].礦產與地質,2007,21(6):657-661.

[3] 劉萬亮,劉成新,楊成,等.南秦嶺竹溪天寶一帶鈮礦地質特征及找礦前景分析[J].資源環境與工程,2015,29(6):779-784.

[4] 魏均啟,魯力,吳建,等.湖北竹溪縣某鈮礦礦物組成及鈮的賦存狀態[J].礦產綜合利用,2016,17(2):74-77.

(責任編輯：于繼紅)

Geological Characteristics and Prospecting Potential ofNiobium Ore in Zhuxi Area,Hubei Province

WANG Shuaijun, CHEN Zhiwen, JIANG Chen, CHEN Hao, XIANG Chengye

(EighthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Xiangyang,Hubei441002)

Zhuxi area is located in Qinling-Dabie orogen belt of Qinling arc basin system of Zhushan continental margin rift,rift bimodal volcanic rocks of the Silurian distributed widely,is the favorable position of area of rare earth ore.According to the result of the 1∶50 000 sediment survey in Zhuxi、Quanxi、Caijiaba,Nb,La,Ce abnormalities area in the alkali trachyte. 4 niobium ore occurrences are found in alkali trachyte,ore bodies occur in the trachytic welded junction angle breccia,ignimbrite containing ore bearing lithology trachytic crystal and lithic fused tuff,rough crystalline lithic tuff lava etc.,mainly containing niobium minerals columbite,pyrochlore,aeschynite and so on. The preliminary view is that the prospect of niobium ore prospecting is great.

trachyte; niobium ore; prospecting potential; Zhuxi

2016-08-29;改回日期:2016-10-09

王帥君(1989-),男,助理工程師,地質學專業,從事地質礦產勘查工作。E-mail:947665088@qq.com

P618.79

A

1671-1211(2016)06-0813-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.06.003

數字出版網址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161109.1112.006.html 數字出版日期:2016-11-09 11:12