皖南燕山期早階段花崗閃長巖和晚階段正長花崗巖的稀有金屬成礦潛力對比

陳冬冬，畢 輝，唐 偉

（安徽省勘查技術院，安徽 合肥 230000）

皖南地區位于江南造山帶東段，區內自中-新元古代以來經歷了多次造山運動，尤其是在燕山期發生了大規模巖漿活動及成礦作用（閆峻等，2017），根據巖石年齡，皖南地區的燕山期侵入巖可以分為早階段（152-137Ma）和晚階段（136-122Ma），早階段巖性以花崗閃長巖為主，代表巖體有旌德、太平、青陽，晚階段巖性主要為正長花崗巖，代表巖體有伏嶺、黃山、廟西等。皖南地區燕山期侵入巖與多金屬礦的形成有具密切的聯系，鎢鉬多金屬礦多與早階段侵入體有關，而晚階段侵入體具A型花崗巖的典型特征，其富集稀土元素及W、Zr、Nb、Ta、U等，本文通過對皖南六個燕山期巖體的研究，分析皖南燕山期兩期花崗巖稀有金屬含量的差異性，分析其成礦潛力，為皖南地區稀有金屬找礦提供依據。

1 區域地質特征

皖南地區位于揚子地塊東南部，北緣為揚子板塊與華北板塊的過渡帶，東南為浙西沖斷褶皺帶，東南緣在江紹斷裂帶一線與華夏地塊相接(圖1b)（鄭勇等，2009）。皖南地區在地層區劃上主要屬于揚子地層區的江南地層分區。區內各時代的地層發育比較完整，從元古界到新生界都有分布。

區內巖漿巖廣泛分布，其侵入時代主要為晉寧期和燕山期，以燕山期為主。根據巖石類型、分布、時代及成礦特征，皖南燕山期侵入體可以分為早晚兩階段：早階段（152-137Ma）巖性主要為花崗閃長巖和二長花崗巖，旌德、太平、青陽等巖體形成于早階段；晚階段（136-122Ma）巖性以正長花崗巖為主，代表性巖體有伏嶺、黃山、廟西等。

2 巖體特征

廟西巖體為多次侵位形成的復式巖體，以巖株狀產出，地表出露面積約62km2。廟西巖體主要巖性為細粒花崗巖和斑狀花崗巖。巖體的侵入時代為早白堊世。

姚村巖體出露面積約130km2，巖體為近橢圓狀，長軸為北東65°。姚村巖體具明顯的巖相分帶，邊緣相為細粒鉀長花崗巖，過渡相為中細粒斑狀鉀長花崗巖，中央相中粗粒鉀長花崗巖。巖體中還發育大量細粒花崗巖脈、石英斑巖脈和花崗斑巖脈。姚村巖體的同位素年齡在127-132Ma之間（見表1），屬早白堊世。

劉村巖體出露面積約300km2，根據巖性特征，劉村巖體可分為兩個相帶：邊緣相為細粒斑狀花崗、細粒斑狀二長花崗巖，部分為中細粒斑狀花崗閃長巖；中間相為中-中細粒斑狀花崗閃長巖、斑狀二長花崗巖。巖體中發育大量花崗偉晶巖脈、花崗細晶巖脈、石英脈等。劉村巖體的黑云母K-Ar年齡為122Ma，屬早白堊世。

伏嶺復式巖體在平面上呈北東-南西向的長條形，出露面積約150km2。巖體呈巖墻狀，巖體總體傾向南東。伏嶺巖體為同源同期不同階段的復式巖體，巖體從早期至晚期巖型分別為中粗粒含斑鉀長花崗巖、中粗粒鉀長花崗巖、似斑狀鉀長花崗巖、細粒鉀長花崗巖。伏嶺巖體的同位素年齡在121-133.9Ma之間，屬早白堊世。

圖1 皖南侵入巖分布圖（a）、區域構造圖（b）

旌德巖體呈NE向展布，出露面積約約550km2，主要巖性為中粒—中粗粒二長花崗巖、中細-中粗粒花崗閃長巖，旌德巖體的U-Pb年齡為141±1Ma，為晚侏羅世的產物。

仙霞巖體是受北東向斷裂構造帶控制的大巖體，其內部巖性復雜，主要由早期中粒二長花崗巖、巨斑狀二長花崗巖和晚期中粗粒正長花崗巖、細粒正長花崗巖組成，后期有大量細晶巖、石英正長巖、閃長玢巖、安山巖、輝綠巖等脈巖侵入（張建芳等，2017）。仙霞的主體巖性二長花崗巖大約侵位于145.1--144.2Ma，屬晚侏羅世。

根據巖體的同位素年齡劃分，旌德、仙霞為燕山期早階段侵入體，而伏嶺、劉村、廟西為燕山期晚階段侵入體。

表1 研究區侵入巖同位素年齡

3 樣品采集及工作方法

在選區的6個燕山期侵入體內布設了41條巖石剖面，剖面位置見圖1（a），剖面總長約200km，點距100m，共采集樣品2000余件，采樣介質為新鮮花崗巖基巖和半風化基巖。

樣品送交江蘇省華東南工地質技術有限公司，采用電感耦合等離子體質譜儀（Xseries2，FS29）分析Li、Be、Rb、Cs、Nb、Ta、Zr、Hf八種稀有金屬元素，檢測依據為巖石礦物分析第四版第三分冊58.4.2電感耦合等離子體質譜儀法測定鈮鉭礦石中微量元素。

4 稀有金屬含量特征

皖南燕山期花崗巖稀有金屬含量特征見表2，Li的含量在26～43×10-6之間，高于中國花崗巖均值，燕山期晚階段花崗巖和早階段花崗巖Li的含量基本相當；Be的含量在3.1～7.2×10-6之間，燕山期早階段花崗巖Be含量較低，與中國花崗巖均值相當，燕山期晚階段花崗巖含量較高，其中姚村巖體和廟西巖體的Be含量高于華南燕山期花崗巖均值；Rb的含量在137～279×10-6之間，燕山期早階段花崗巖Rb含量偏低，低于中國花崗巖均值，燕山期晚階段花崗巖含量較高，相比中國花崗巖均值明顯富集；Zr含量在100～193×10-6之間，在燕山期早階段和晚階段花崗巖中均表現出較大的波動性，總體來看燕山期晚階段花崗巖的Zr含量高于燕山期早階段花崗巖；Nb的含量在7.8～32.7×10-6之間，燕山期晚階段花崗巖的Nb含量要明顯高于早階段花崗巖，略低于華南燕山期花崗巖；Cs的含量在6.3～12.5×10-6之間，高于中國花崗巖均值，燕山期早階段花崗巖和晚階段花崗巖的Cs含量大致相當；Hf的含量在3.97～6.76×10-6之間，燕山期晚階段花崗巖的Hf略高于燕山期早階段花崗巖。Ta的含量在1.29～3.02×10-6之間，略高于中國花崗巖均值，燕山期晚階段花崗巖的Ta略高于燕山期早階段花崗巖。

總的來看，除Li、Cs外，皖南燕山期晚階段正長花崗巖的稀有金屬含量要高于燕山期早階段花崗閃長巖。

表2 燕山期侵入體稀有金屬含量特征表（10-6）

5 成礦潛力對比

皖南燕山期花崗巖起源于相同的巖漿源區（閆峻等，2017），其源巖可能為上溪群千枚巖或類似于上溪群的變質泥質巖（周濤發等，2004；周濤發等，2003；張虹等，2005），皖南燕山期花崗巖稀有金屬金屬含量的差異性主要是由稀有金屬的特殊性質決定的，稀有金屬元素皆為不相容元素，在巖漿作用過程中，Li、Rb等不相容元素往往在晚期富集(何晗晗等，2014)，因此，皖南燕山期花崗巖雖然為同源巖漿，但稀有金屬元素傾向于在殘留巖漿中富集，使得燕山晚期早階段花崗巖的稀有金屬含量高于早階段花崗巖。

花崗巖型稀有金屬礦的成因目前存在著巖漿成因和交代成因的爭議，但學者們已通過實驗模擬證實稀有金屬花崗巖可以通過巖漿自分異形成（huang等，2002；熊小林等，2002；趙勁松等，1996）。

因此初始巖漿的稀有金屬含量越高越有利于分異形成稀有金屬礦產，例如華南地區是國內重要的稀有金屬礦產地，而其巖漿源區具較高的Nb、Ta豐度（鄢明才，遲清華，1997；馬東升，2008）。從皖南燕山期花崗巖的稀有金屬含量特征來看，燕山期晚階段花崗巖的Rb含量可達到早階段花崗巖的兩倍，因此燕山期晚階段花崗巖的Rb成礦潛力要高于早階段花崗巖。而燕山期晚階段花崗巖Nb、Be含量接近華南燕山期花崗巖，因此Nb、Be成礦潛力亦明顯高于早階段花崗巖。Li、Cs在皖南燕山期花崗巖中的含量大致相當，其成礦潛力相近。而燕山期晚階段花崗巖Zr、Hf、Ta含量略高于早階段花崗巖，其成礦潛力亦高于早階段花崗巖。

皖南地區已發現的稀有金屬礦床較少，與巖漿作用有關的主要有青陽進天門鈮礦、績溪里平坑鈮礦、績溪丈尺山偉晶巖型Nb-Ta-Be礦、西塢口銣礦。其中丈尺山偉晶巖為燕山期晚階段花崗巖分異晚期的產物，西塢口銣礦和青陽進天門鈮礦為燕山期早階段的產物。而根據本次野外的工作成果來看，旌德巖體部分地段見有極強的鋰礦化，而伏嶺和廟西的晚階段侵入體Rb含量可以達到邊界品位。因此，皖南燕山期兩階段花崗巖皆可以形成稀有金屬礦，但晚階段花崗巖形成Rb礦床的潛力更大。巖漿演化程度的不同會導致花崗巖形成不同的礦化類型（李潔等，2013），而分異演化程度越高的巖體越容易富集形成稀有金屬礦產，而皖南的燕山期花崗巖物質來源相同，因此，分異程度越高的巖體尋找稀有金屬礦產越有利。