廣西栗木鎢錫多金屬礦區(qū)銣礦床地質(zhì)特征及其資源評(píng)估

章　濤，繆秉魁，姚　明，王　嬋，高　楊，楊　文（.桂林理工大學(xué)a.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.地球科學(xué)學(xué)院廣西桂林　54004；.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都　60059）

廣西栗木鎢錫多金屬礦區(qū)銣礦床地質(zhì)特征及其資源評(píng)估

章濤1，繆秉魁1，姚明1，王嬋2，高楊1，楊文1
（1.桂林理工大學(xué)a.廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；b.地球科學(xué)學(xué)院廣西桂林541004；2.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都610059）

栗木礦區(qū)是華南重要的鎢錫稀有金屬礦床之一，通過(guò)對(duì)栗木銣礦床地質(zhì)特征的研究發(fā)現(xiàn)，該礦床具有明顯的時(shí)空分布規(guī)律：主要富集在燕山早期的3個(gè)階段，并具有隨巖體演化程度增高而進(jìn)一步富集的趨勢(shì)；同一階段同一巖體的水平剖面上，Rb2O含量具有巖體邊部高、中心低的特點(diǎn)；垂直剖面上，Rb2O含量總體變化不大，巖體頂部相對(duì)富集。同樣，在花崗巖中云母和鉀長(zhǎng)石中的Rb也有一定的規(guī)律：在不同階段或者不同巖體中，云母的Rb2O含量都比鉀長(zhǎng)石中的高；無(wú)論鉀長(zhǎng)石還是云母中Rb2O的含量，在燕山早期的第三階段都比第二階段更高，可見(jiàn)銣礦化隨著巖漿分異而逐漸增強(qiáng)。栗木礦區(qū)銣金屬主要產(chǎn)于花崗巖中，根據(jù)已知的礦石量可預(yù)估伴生銣礦床已達(dá)中型，整個(gè)栗木礦區(qū)則具有大型伴生銣礦床的潛力；據(jù)前人資料估算，尾礦中的銣金屬儲(chǔ)量可達(dá)大型伴生銣礦床。今后可進(jìn)一步對(duì)原生銣礦床和尾礦中的銣資源進(jìn)行研究評(píng)價(jià)，從而提高礦區(qū)資源綜合利用率。

銣礦；礦床地質(zhì)特征；分布規(guī)律；栗木；廣西

目前我國(guó)正處于三稀金屬資源的戰(zhàn)略性勘查階段，“三稀金屬資源戰(zhàn)略調(diào)查”項(xiàng)目的設(shè)立為我國(guó)三稀資源的調(diào)查、研究以及利用拉開(kāi)了序幕［1］。華南地區(qū)是三稀金屬資源重要的礦產(chǎn)區(qū)，成礦時(shí)代以燕山期為主［2-4］。栗木礦田是華南重要的鎢錫稀有金屬礦田之一，包括老虎頭、水溪廟、金竹源3個(gè)大中型礦床以及牛欄嶺、獅子嶺和三個(gè)黃牛等小型礦床［5］。礦田內(nèi)銣礦床的主要類(lèi)型為堿性長(zhǎng)石花崗巖型，成礦過(guò)程與堿性巖脈侵入和斷裂活動(dòng)有密切關(guān)系［6］，與我國(guó)華南地區(qū)大部分硬巖型銣礦類(lèi)似［7］。本文分析了栗木礦區(qū)在燕山早期不同階段花崗巖的巖石學(xué)特征以及Rb在不同侵位階段花崗巖主要組成礦物中的含量變化情況，同時(shí)結(jié)合前人研究成果，探討了銣礦床的成礦地質(zhì)條件，并對(duì)銣資源進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，旨在為栗木礦區(qū)稀有金屬的進(jìn)一步找礦工作提供依據(jù)。

1　礦田地質(zhì)概況

栗木礦田位于桂東北坳陷帶的北東段，處于灌陽(yáng)-富川褶斷帶中部，恭城復(fù)式向斜的北部揚(yáng)起端西側(cè)。區(qū)內(nèi)斷裂較為發(fā)育，主要由東西向、南北向、北北東向、北東向和北西向、東西向和南北向斷裂組成礦區(qū)的基本構(gòu)造框架，為礦區(qū)的成巖成礦提供有利的構(gòu)造環(huán)境 （圖1）。

礦田內(nèi)出露地層主要為寒武系、泥盆系和下石炭統(tǒng)，其中寒武系為一套淺海相復(fù)理石建造的淺變質(zhì)細(xì)碎屑巖；泥盆系層序完整，從下到上巖性依次為礫巖、砂巖、頁(yè)巖和灰?guī)r；下石炭統(tǒng)為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和硅質(zhì)灰?guī)r。

栗木花崗巖體為燕山早期同源、同期、不同階段侵入的巖株?duì)顝?fù)式巖體，沿南北向斷裂產(chǎn)出，其同位素地質(zhì)年齡為160～196 Ma［9］。巖體地表出露面積約1.5 km2。據(jù)鉆探等工程數(shù)據(jù)，已控制巖體的面積約為17 km2，大部分呈隱伏狀態(tài)，深部可能是一個(gè)巖基［10-11］。

根據(jù)巖體的空間分布特征、巖石學(xué)和礦物學(xué)以及同位素地質(zhì)年齡資料，前人將本區(qū)的花崗巖劃分為185～196 Ma、174～185 Ma和160～174 Ma 3個(gè)侵入階段，各階段侵入體特征及礦化情況見(jiàn)表1。

表1　栗木礦區(qū)燕山早期不同階段花崗巖基本特征Table 1　Basic characteristics of Early Yanshanian grantoid at different stages in Limu mining area

圖1　栗木礦區(qū)地質(zhì)簡(jiǎn)圖 （據(jù)婁峰等［8］修改）Fig.1　Simplified geological map of Limu mining area

2　樣品采集與分析

按照前人對(duì)栗木礦體成巖階段劃分，本次工作將銣礦的成礦階段也相應(yīng)分為3個(gè)階段。在詳細(xì)的野外地質(zhì)調(diào)查和室內(nèi)巖相學(xué)研究基礎(chǔ)上，按照成礦階段共選擇19件典型樣品用于Rb2O含量分析，樣品采集位置分別見(jiàn)圖2和圖3。第一成礦階段的1件樣品采集自泡水嶺巖體，巖體發(fā)生強(qiáng)烈的高嶺土化；第二成礦階段礦體以牛欄嶺、魚(yú)菜和三個(gè)黃牛巖體為代表，巖石為細(xì)-中粒斑狀鋰白云母花崗巖，本次工作在牛欄嶺巖體右側(cè)采集了4件樣品；第三階段礦體主要以隱伏的金竹源和水溪廟巖體為代表，巖石為細(xì)-中粒含鋰云母鈉長(zhǎng)石花崗巖。水溪廟巖體隱伏于當(dāng)?shù)厍治g基準(zhǔn)面以下370.80～856.24 m［12］，本次工作在鉆孔ZK701的376 m和411 m深度處分別采集1件樣品，巖性均為細(xì)中粒鈉長(zhǎng)石化花崗巖；在ZK1703深度為553～627 m處采集3件樣品（LM16、LM17、LM18），巖性均為中粗粒花崗巖；此外，在出露的老虎頭巖體中，從巖體邊界到中心也依次采集了4件樣品，用于研究Rb2O含量在巖體中橫向的分布特征。

圖2　栗木礦區(qū)老虎頭和牛欄嶺巖體采樣剖面圖Fig.2　Sampling profiles of Laohutou and Niulanling rock-mass from Limu mining area

圖3　栗木礦區(qū)水溪廟巖體垂直采樣剖面圖（據(jù)文獻(xiàn)［12］修改）Fig.3　Vertical samplings profile of Shuiximiao rock-mass from Limu mining area

表2　廣西栗木各階段花崗巖中銣含量的分析結(jié)果Table 2　Analysis results of rubidium contents in each stage ofgranite from Limu mining area，Guangxi　wB/10-6

所采集的樣品Rb2O含量分析測(cè)試在中國(guó)有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院測(cè)試中心采用ICAP6300電感耦合等離子體光譜儀完成，運(yùn)用 GB/T 17415—2010等檢驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)試，分析結(jié)果見(jiàn)表2。單礦物化學(xué)成分的定量分析在桂林理工大學(xué)廣西隱伏金屬礦產(chǎn)勘查重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用JEOL JXA-8230型電子探針完成。電子探針測(cè)試條件：加速電壓為15 kV，加速電流20 nA，電子束斑直徑5 μm，分析標(biāo)樣為硅酸鹽礦物和氧化物，所有分析結(jié)果都運(yùn)用了ZAF方法校正，分析結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　栗木花崗巖的云母和鉀長(zhǎng)石中Rb2O、K2O的含量Table 3　Content of Rb2O and K2O in mica and potassium of Limu granite　wB/%

3　結(jié)果與討論

3.1礦石特征

栗木銣礦床為堿性長(zhǎng)石花崗巖型，目前在礦區(qū)內(nèi)已圈定7個(gè)礦體，其中有3個(gè)為隱伏礦體。銣礦礦石一般呈灰白色，以細(xì)和細(xì)-中粒花崗結(jié)構(gòu)為主（圖4），局部見(jiàn)自形-半自形條狀結(jié)構(gòu)和條紋結(jié)構(gòu)、交代及交代殘余結(jié)構(gòu)和裂隙填充結(jié)構(gòu)、不均勻粒狀結(jié)構(gòu)和鱗片狀結(jié)構(gòu)等。礦石構(gòu)造以致密塊狀、浸染狀構(gòu)造為主，局部見(jiàn)斑雜狀構(gòu)造、細(xì)脈狀構(gòu)造。礦石主要礦物組成為石英（30%～35%）、鉀長(zhǎng)石（15%～25%）、斜長(zhǎng)石（30%～35%）和云母（2%～5%），副礦物為螢石、黃鐵礦、錫石等稀有金屬礦物，其中，石英為無(wú)色透明，呈他形粒狀結(jié)構(gòu)，粒度一般為1～3 mm；斜長(zhǎng)石多為鈉長(zhǎng)石，呈自形-半自形板條狀晶體穿插于更鈉長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石中，這種現(xiàn)象在礦石中普遍存在；鉀長(zhǎng)石呈半自形-自形狀，可見(jiàn)明顯的條紋結(jié)構(gòu)，常被鈉長(zhǎng)石交代，在鈉長(zhǎng)石化巖石中鉀長(zhǎng)石含量較少；云母呈鱗片狀，具有較弱的多色性，少量包裹有放射暈。

礦石的蝕變類(lèi)型主要有鈉長(zhǎng)石化、絹云母化、白云母化和石英巖化。鈉長(zhǎng)石化表現(xiàn)為細(xì)、微細(xì)粒小板條自形、半自形鈉長(zhǎng)石穿插交代中、細(xì)粒鈉長(zhǎng)石、鉀長(zhǎng)石、云母（圖4），鈉長(zhǎng)石化在礦區(qū)第三侵位階段花崗巖中普遍發(fā)育。絹云母化表現(xiàn)為鱗片狀絹云母集合體成團(tuán)狀、脈狀交代長(zhǎng)石（圖4a），當(dāng)?shù)V石發(fā)生絹云母化時(shí)呈淺灰綠色。云英巖化表現(xiàn)為細(xì)、微細(xì)粒狀石英、云母沿長(zhǎng)石邊緣和裂隙呈不規(guī)則脈狀交代穿插。

3.2礦體礦化特征

銣在地殼中的含量為0.028%，在花崗巖型稀有金屬礦床伴生銣含量高于其克拉克值4倍以上即可達(dá)到其工業(yè)指標(biāo)的要求［6］。單志強(qiáng)［15］通過(guò)對(duì)金竹源、魚(yú)菜、三個(gè)黃牛以及水溪廟等礦床取樣分析，礦區(qū)銣主要分布在巖漿分異的花崗巖、偉晶巖、細(xì)晶巖以及長(zhǎng)石石英脈型巖石中，Rb含量基本都在0.1%以上，達(dá)到了花崗巖類(lèi)礦床伴生銣綜合利用工業(yè)指標(biāo)（DZ/T 0203—2002）的要求。

由表2看出，栗木礦田不同侵位階段的花崗巖中Rb2O含量總體比較穩(wěn)定，一般為（1 000～2 000）×10-6。其中，第一階段成礦巖體中Rb2O含量為1 055×10-6，雖然巖體高嶺土化會(huì)丟失部分Rb2O，但殘留的Rb2O含量依然達(dá)到最低工業(yè)品位［6］。前人測(cè)得泡水嶺巖體中Rb2O含量為1 250× 10-6［13］，與本次工作基本一致（表2）。第二成礦階段牛欄嶺巖體的4件樣品Rb2O含量分別為2 083 ×10-6、1 212×10-6、1 546×10-6、1 673×10-6，平均含量為1 629×10-6；魚(yú)菜和三個(gè)黃牛兩個(gè)隱伏巖體中 Rb2O平均含量分別為1 574×10-6和1 732×10-6，也達(dá)到了最低工業(yè)品位［6］。第三成礦階段的不同樣品中，2件細(xì)-中粒鈉長(zhǎng)石化花崗巖（ZK701）的 Rb2O含量分別為1 584×10-6和1 494×10-6；3件中粗粒花崗巖（ZK1703）樣品的Rb2O平均含量為1 266×10-6；金竹源巖體Rb2O含量為1 746×10-6；老虎頭巖體自邊部至中心所采集4個(gè)樣品的Rb2O含量分別為1 930×10-6、1 626×10-6、1 568×10-6、1 628×10-6，總體上具有邊部相對(duì)富集而中心相對(duì)貧化的特征。

3.3銣的賦存狀態(tài)

圖4　銣礦礦石結(jié)構(gòu)Fig.4　Rubidium ore structure

銣的地球化學(xué)性質(zhì)決定其在自然界中沒(méi)有獨(dú)立的銣礦物產(chǎn)出，而是以類(lèi)質(zhì)同象的形式賦存于含鉀礦物中［16］。栗木花崗巖主要由石英、鉀長(zhǎng)石、鈉長(zhǎng)石和云母組成，其中云母主要以白云母、絹云母為主，含少量鐵鋰云母、黑云母，而含鉀礦物主要為鉀長(zhǎng)石和云母。能譜分析表明，Rb元素主要賦存在花崗巖的云母和鉀長(zhǎng)石中［15，17］。本次工作通過(guò)對(duì)栗木花崗巖的云母和鉀長(zhǎng)石中的銣含量進(jìn)行了電子探針?lè)治觯治鼋Y(jié)果見(jiàn)表3。

第二階段成礦牛欄嶺巖體中云母和鉀長(zhǎng)石的Rb2O平均含量（wB）分別為0.55%和0.31%。第三階段成礦老虎頭巖體中云母和鉀長(zhǎng)石的Rb2O平均含量分別為0.88%和0.72%；而水溪廟巖體中云母和鉀長(zhǎng)石的Rb2O平均含量分別為1.40%和 0.45%。經(jīng)過(guò)研究分析，無(wú)論不同成礦階段還是不同巖體中，云母的Rb2O含量都比鉀長(zhǎng)石中的高；無(wú)論鉀長(zhǎng)石還是云母中Rb2O的含量，燕山早期的第三階段都比第二階段更高，可見(jiàn)銣礦化隨著巖漿分異而逐漸增強(qiáng)。

3.4礦床分布規(guī)律

通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)查和典型成礦巖體含礦性評(píng)價(jià)可以看出，栗木礦區(qū)內(nèi)銣礦具有明顯的時(shí)空分布規(guī)律。首先，從不同侵位階段花崗巖的含礦性分析來(lái)看，不同成巖階段的花崗巖的Rb2O含量具有隨巖漿演化程度增高而逐漸富集的趨勢(shì)。其次，通過(guò)對(duì)老虎頭和牛欄嶺巖體水平剖面樣品銣含量對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，在同一階段同一巖體內(nèi)的水平剖面上，Rb2O含量在巖體邊部相對(duì)較高，而往巖體中心逐漸降低（圖5a）。最后，水溪廟ZK701和ZK1703垂直剖面中Rb2O含量分析表明，無(wú)論在工業(yè)鎢錫礦石、低品位鎢錫礦石，還是夾石中，Rb2O含量總體變化不大，均達(dá)到花崗巖型礦床伴生銣綜合利用工業(yè)指標(biāo)的要求，但總體來(lái)看，在同一巖體的頂部銣相對(duì)富集（圖5b）。

3.5資源評(píng)估

根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在水溪廟、金竹源、魚(yú)菜和三個(gè)黃牛巖體中，含銣的礦石量共約4 489萬(wàn)t（截至2008年末資料統(tǒng)計(jì)）［15］，預(yù)估銣金屬儲(chǔ)量（331）為1 267 t，銣資源儲(chǔ)量已達(dá)到中型伴生銣礦床的規(guī)模。此外，栗木有色金屬公司在1996年籌建500 t的選礦廠，到2013年，尾礦壩已堆積近650 萬(wàn)t的尾礦［15］。云母和鉀、鈉長(zhǎng)石中的銣在重選尾礦的含量分別為148和780 g/t［17］，據(jù)此可估算尾礦中銣金屬量約為6 032 t。根據(jù)以上分析可以看出，栗木礦田銣資源儲(chǔ)量豐富，可供綜合開(kāi)發(fā)和利用。

原生銣礦床以及因歷年來(lái)開(kāi)采所廢棄的大量含Rb2O礦石和尾礦中的銣資源值得引起重視，同時(shí)對(duì)提高礦石資源綜合利用率也具有重要的意義。

圖5　老虎頭-牛欄嶺巖體水平剖面 （a）和水溪廟巖體垂直剖面 （b）Rb2O含量的變化情況Fig.5　Contents of Rb2O in horizontal profile of Laohutou-Niulanling（a），vertical profile of Shuiximiao（b）在ZK1703深度為553～627m采取了3個(gè)樣品（LM16、LM17、LM18）

4　結(jié)論

（1）栗木礦區(qū)銣以類(lèi)質(zhì)同象賦存于花崗巖中的云母和鉀長(zhǎng)石，在巖漿演化的不同階段或不同巖體中，云母的Rb2O含量都比鉀長(zhǎng)石中的高；同時(shí)無(wú)論鉀長(zhǎng)石還是云母中Rb2O的含量，巖漿晚期都比早期更富集，可見(jiàn)銣礦化隨著巖漿分異而逐漸增強(qiáng)。

（2）栗木礦區(qū)內(nèi)銣礦具有明顯的時(shí)空分布規(guī)律：主要富集在燕山早期的3個(gè)階段，并具有隨巖體演化程度增高而逐漸富集的趨勢(shì)；在同一階段同一巖體的水平剖面上，Rb2O含量具有巖體邊部高、中心低的特點(diǎn)；在同一階段同一巖體的垂直剖面上，Rb2O含量總體變化不大，巖體頂部相對(duì)富集。

（3）栗木礦區(qū)銣金屬主要產(chǎn)于花崗巖中，在已知巖體的礦石量預(yù)估銣儲(chǔ)量已達(dá)中型伴生銣礦床，整個(gè)栗木礦區(qū)則具有大型伴生銣礦床的潛力；同時(shí)，尾礦中的銣金屬儲(chǔ)量可達(dá)大型伴生銣礦床。今后可進(jìn)一步對(duì)原生銣礦床以及開(kāi)采所廢棄Rb2O礦石和尾礦中的銣資源進(jìn)行研究評(píng)價(jià)，對(duì)提高礦區(qū)資源綜合利用率具有重要的意義。

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所賀懷宇研究員對(duì)本次研究提供指導(dǎo)和幫助，本文實(shí)驗(yàn)得到萬(wàn)宏宇和胡軼同學(xué)的幫助，評(píng)審專家給予了寶貴的建議，謹(jǐn)此一并表示感謝。

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Geological characteristics and resources assessment of Rb ore deposit from Limu W-Sn polymetallic ore district in Guangxi

ZHANG Tao1，MIAO Bing-kui1，YAO Ming1，WANG Chan2，GAO Yang1，YANG Wen1
（1.a.Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposits Exploration；b.College of Earth Sciences，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China；2.College of Earth Sciences，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

Limu mining area is one of the most important W-Sn rare metal deposits in southern China.According to geological characteristics research，it is found that the distribution regularity of Limu rubidium deposit is obvious.The main enrichment，in the three stages of Early Yanshanian，has the tendency of further enrichment along with the increasing evolution degree of the rock mass.At the same stage on the horizontal section of the same rock mass，the Rb2O content is higher on the edge and lower in the center.At the same stage on the vertical section，the Rb2O content changes slightly，but relative rich on the top.Rubidium of the granite mainly occurs in the mica and potassium feldspar，a regularity in different stages or rock mass.The Rb2O contents of mica are higher than that of potassium feldspar.According to the fact that the Rb2O contents of mica or potassium feldspar in the third stage of Early Yanshanian are higher than that of the second stage，rubidium mineralization was gradually enhanced along with the magmatic differention.Rubidium metal is mainly produced in granite from Limu rubidium mining area.The ore content of the known rock mass forecasts rubidium reserves reached medium associated rubidium deposit，and the Limu mining area has a large potential associated rubidium deposit.According to the previous data，it can be estimated that the rubidium metal reserves of tailings can reach a large associated rubidium deposit.The native rubidium deposit and the tailing Rubidium resources evaluation can be further studied in the future as so to improve the comprehensive utilization of the mining resources.

Rb deposit；geoligical characteristics of deposit；distribution regularities；Limu；Guangxi

P611

A

1674-9057（2016）01-0137-07

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.01.019

2015-05-29

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目 （1212011120354）

章濤 （1989—），男，碩士研究生，研究方向：地球化學(xué)、天體化學(xué)，zhangtguilin@163.com。

繆秉魁，博士，教授，miaobk@glut.edu.cn。

引文格式：章濤，繆秉魁，姚明，等.廣西栗木鎢錫多金屬礦區(qū)銣礦床地質(zhì)特征及其資源評(píng)估［J］.桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，36（1）：137-143.