冀東花市銣等稀有金屬礦床地質(zhì)特征及成因分析

苗群峰，謝 吾，齊云飛，劉劍波

（河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066001）

花市銣等稀有金屬礦為河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)近年來探獲的特大型稀有金屬礦床[1，2]，初步估算Rb2O資源量為180萬噸。以往區(qū)域內(nèi)稀有金屬礦床研究程度較低，礦床成因不清。

本次通過對花市銣礦區(qū)礦床特征及成因分析，結(jié)合對巖體成分、礦體礦物成分基本特征的研究，總結(jié)礦化堿長花崗巖的共性特征，分析礦床成因，對冀東一帶尋找堿長花崗巖型銣等稀有金屬礦具一定的借鑒意義。

1 礦區(qū)地質(zhì)特征

通過地質(zhì)勘查和調(diào)研收集資料[1，3，4]，礦區(qū)主要地質(zhì)單元為麻地巖體，巖體長軸北西，形似葫蘆狀。圍巖巖性為角閃斜長片麻巖（圖1）。

麻地巖體劃分為早期肉紅色堿長花崗巖（γ52a）和晚期灰白色堿長花崗巖（γ52b），且在灰白色堿長花崗巖頂部發(fā)育天河石。兩期巖體為涌動(dòng)型侵入接觸關(guān)系。

1.1 第一期侵入活動(dòng)（ γ52a）

肉紅色堿長花崗巖，細(xì)粒等粒及似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分：鉀長石（25%～35%），鈉長石（20%～30%），石英（20%～30%），少量白云母。鉀長石為半自形柱狀，晶內(nèi)多包含有鈉長石，輕微絹云母化；鈉長石半自形-自形板狀、柱狀，聚片雙晶發(fā)育，個(gè)別顆粒具環(huán)帶結(jié)構(gòu)，輕微粘土化；石英為半自形-它形粒狀，波狀消光，顆粒邊緣溶蝕明顯；白云母為片狀，局部可見黑云母殘留。

基質(zhì)由鉀長石、鈉長石、石英及少量白云母組成，沿斑晶粒間分布。副礦物為石榴子石、磁鐵礦、鈮鉭鐵礦、赤褐鐵礦、獨(dú)居石、鋯石等。

1.2 第二期侵入活動(dòng)（ γ52b）

灰白色堿長花崗巖，中細(xì)粒等粒、不等粒及似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要礦物成分：鈉長石（30%～40%），鉀長石（25%～30%），石英（20%～25%），少量白云母。鈉長石為半自形-它形板狀、板條狀，聚片雙晶發(fā)育，晶內(nèi)裂隙多充填鐵錳氧化物，輕微絹云母化；鉀長石為半自形-它形板狀，晶內(nèi)多包含有小板條狀鈉長石，可見其交代白云母的內(nèi)部或邊緣，粘土化強(qiáng)烈；石英為它形粒狀，波狀消光，裂隙發(fā)育，晶內(nèi)多包含有小板條狀鈉長石；白云母為片狀，局部可見鐵錳氧化物析出及黑云母殘留現(xiàn)象?；|(zhì)由鉀長石、鈉長石、石英及少量白云母組成，沿斑晶粒間分布。副礦物主要有石榴子石、鈮鉭鐵礦、獨(dú)居石、鐵錳礦、黃鐵礦、磁鐵礦、赤褐鐵礦、鋯石、螢石、磷灰石、黑稀復(fù)稀金、次生鈾礦等。

該巖體的巖性在垂向上呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化，垂直剖面上，自下而上，時(shí)間由早到晚，巖性的特征變化是：顏色由紅色—灰白色—白色，結(jié)構(gòu)由細(xì)粒等?！屑?xì)粒不等粒—中細(xì)粒似斑狀，造巖礦物鈉長石含量逐漸升高，微斜長石含量遞減。

2 礦床地質(zhì)特征

2.1 礦體地質(zhì)特征

銣礦體嚴(yán)格受巖體形態(tài)控制。工程控制礦帶長4.2km，寬0.72km～2.2km，面積5.34km2；礦帶出露最低標(biāo)高448m，最高標(biāo)高982.4m，高差為534.4m，北西向帶狀展布。礦石自然類型可分為四類：Ⅰ肉紅色堿長花崗巖型、Ⅱ灰白色堿長花崗巖型、Ⅲ含天河石堿長花崗巖型和Ⅳ含鐵錳質(zhì)團(tuán)塊堿長花崗巖型。

各礦體品位變化情況見表1，其中Ⅲ-1、Ⅲ-2、Ⅲ-3三條礦體為富銣礦體。

圖1 麻地巖體地質(zhì)簡圖

表1 各礦體銣鈮鉭鋰品位變化特征統(tǒng)計(jì)表

2.2 礦石特征

礦石礦物成分主要為鉀長石、鈉長石和石英，含少量白云母。據(jù)人工重砂分析，副礦物種類及其復(fù)雜，有石榴子石、鈮鉭鐵礦等十幾種。礦石主要為細(xì)粒等粒、不等粒和似斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。載銣礦物主要為鉀長石、白云母和天河石。其它稀有元素礦物有鈮鉭鐵礦、獨(dú)居石、黑稀復(fù)稀金。

綜合葉德隆等人研究成果[4]和本次分析數(shù)據(jù)，計(jì)算了微斜長石和（鋰）云母在γ52a和γ52b中銣的分布率，分別為97.15%和84.17%（表2），花市銣礦床中銣以類質(zhì)同像的方式賦存于微斜長石和鋰云母之中，其他礦物中含量極小。

表2 銣在主要礦物中的分布特征

3 礦床成因分析

總結(jié)本區(qū)堿長花崗巖的特征，結(jié)合前人對礦化堿長花崗巖的認(rèn)識(shí)[5-7]，歸納有如下共性特征：

①礦化巖體規(guī)模一般較小，巖體形態(tài)具有明顯的長軸方向和復(fù)雜邊界形態(tài)；②具有多期巖漿活動(dòng)，稀有金屬元素一般為全巖礦化，但富礦體一般賦存于同源晚期巖體頂部；③礦化堿長花崗巖外圍鉀長石的含量相對較多，向巖體中心及頂部，鈉長石含量明顯增加，鉀長石含量減少；④巖體的巖石結(jié)構(gòu)由外圍的等粒結(jié)構(gòu)向中心及頂部漸變?yōu)椴坏攘Ｖ敝了瓢郀罱Y(jié)構(gòu)；⑤副礦物種類繁多復(fù)雜，多發(fā)育富揮發(fā)份礦物，如螢石、黃玉、含鋰云母等礦物；⑥巖石化學(xué)成分中，具有高硅高堿過鋁質(zhì)特征，且Na2O含量高于K2O。

上述特點(diǎn)說明堿質(zhì)與揮發(fā)份的含量對巖漿體系的分異演化可能起到了至關(guān)重要的作用。

而巖漿高度分異作用又促進(jìn)了稀有金屬元素的富集。巖漿分異演化的總趨勢從早到晚向著富堿富揮發(fā)份的方向進(jìn)行是該礦床形成的重要原因。

[1]謝吾,苗群峰等.《河北省興隆縣花市銣等稀有金屬礦預(yù)查報(bào)告》,河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，2017.

[2]LiYujing，XieWu，QiYunfei，MiaoQunfeng，XiongChaoandGongChuanwei．ASuper—LargeRb-NbRareMetal DeposithasbeenDiscoveredinHuashiVillageofXinglongCounty,Hei beiProvince．ACTCGEOLOGICASINICA（EnglishEdition）．2017，Vol.91No.6pp.2344～ 2345．

[3]葉德隆,邰道乾,任迎新,河北興隆M111稀有金屬花崗巖體地質(zhì)和巖石學(xué)特征[J]．地球科學(xué)-武漢地質(zhì)學(xué)院學(xué)報(bào)．1987,12（3）:265～275．

[4]葉德隆，任迎新，邰道乾．河北興隆M111稀有金屬花崗巖體地球化學(xué)和礦化特征研究[J]．現(xiàn)代地質(zhì)．1991，5（1）：13～ 23．

[5]陳駿，陸建軍，陳衛(wèi)鋒.南嶺地區(qū)鎢錫鈮鉭花崗巖及其成礦作用.高校地質(zhì)學(xué)報(bào),14(4)：459～473.

[6]王勇，呂慶田，孟貴祥，嚴(yán)加永，楊岳清，趙金花．內(nèi)蒙古東七一山堿長花崗巖及其成礦作用．地質(zhì)學(xué)報(bào)．2009，10（83）：1505～1514．

[7]齊云飛，謝吾，苗群峰.《河北省興隆縣花市銣礦成礦系統(tǒng)研究報(bào)告》.河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，2018.