幕阜山巖體西南緣稀有金屬成礦地質(zhì)特征及找礦潛力分析

雒小榮，張宗棟，蘇俊男，李建斌，李 廣

（湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三一一大隊，湖南 長沙 410100）

1 區(qū)域地質(zhì)背景

幕阜山巖體分布于湘東北，是湖南省十分重要的金、銅、鈷、稀有等多金屬富集成礦區(qū)。大地構(gòu)造上置位于揚子陸塊東南緣江南新元古代造山帶中段北緣，處于揚子陸塊與華夏陸塊的過渡部位，該區(qū)域經(jīng)歷了多期次多階段的巖漿活動及構(gòu)造演化過程，最終形成了北東向幕阜山—韶山斷隆帶，控制了幕阜山巖體、望湘巖體的產(chǎn)出[1]。

1.1 區(qū)域地層

區(qū)內(nèi)出露地層主要為新元古界冷家溪群地層(圖1)，由一套具復(fù)理石建造的深海—半深海相淺變質(zhì)巖組成，巖性為板巖、變質(zhì)砂巖、千枚巖、石英千枚巖，在巖體接觸帶地層變質(zhì)程度深，多為片巖，已知仁里及傳梓源稀有金屬礦床均產(chǎn)于冷家溪群片巖地層中。

圖1 幕阜山巖體西南緣地質(zhì)簡圖(據(jù)劉翔等，2019)

1.2 巖漿巖

區(qū)域巖漿活動頻繁，以酸性、中酸性侵入巖為主，新元古代花崗巖以梅仙、三墩等巖體等為代表，巖體規(guī)模小。晚侏羅世-白堊世花崗巖以幕阜山巖體為代表，巖體呈巨大舌狀巖基產(chǎn)出，為巖漿多期次活動形成的復(fù)式巖體，可大致劃分燕山早晚兩期，燕山早期侵入巖體成巖年齡約189Ma～145Ma，巖性為粗中粒似斑狀黑云母二長花崗巖；燕山晚期侵入巖體成巖年齡約145Ma～140Ma，在區(qū)內(nèi)中部幕阜山巖體南接觸帶地表出露，呈舌狀侵入于冷家溪群地層中，巖性為似斑狀/片麻狀黑云二長花崗巖[2]。

1.3 區(qū)域構(gòu)造特征

區(qū)構(gòu)造主要表現(xiàn)為以早期的褶皺基底構(gòu)造經(jīng)印支運動與蓋層組成統(tǒng)一的近東西向褶皺構(gòu)造，以鐘洞、鄧里坪、大尖山—大橋向斜為主，其中北西向大尖山—大橋向斜規(guī)模最大，并疊加燕山運動形成的北北東、北東向斷裂構(gòu)造。其中北東向斷裂在內(nèi)十分發(fā)育，是區(qū)內(nèi)重要的控礦構(gòu)造，不僅控制了幕阜山西南舌狀花崗巖體的侵入和產(chǎn)出，已知的仁里—傳梓源稀有金屬礦床均處于這二條區(qū)域性斷裂的夾持部位；北東西向新屋—南坡源(F26)壓扭性斷裂位于大尖山—大橋向斜的北東翼，該斷裂控制了新元古代大章、團山鋪斜長花崗巖體的分布及白堊世地層的沉積。

1.4 花崗偉晶巖脈

幕阜山復(fù)式巖體外接觸帶數(shù)公里范圍內(nèi)花崗偉晶巖脈十分發(fā)育，巖體北緣主要在詹橋斷峰山一帶密集分布，西南緣主要在仁里、傳梓源、秦家坊、黃柏山、竹山塘一帶密集分布，巖體外接觸帶西南緣偉晶巖脈以北西向最為發(fā)育，少數(shù)脈體呈南北走向或東西向，脈體多呈層狀產(chǎn)出，形態(tài)一般不規(guī)則，脈體沿走向和傾向均有膨大、縮小或分支復(fù)合等現(xiàn)象，一般分異程度較差。

1.5 稀有金屬分布特征

區(qū)域稀有金屬礦產(chǎn)分布總體呈現(xiàn)出“北鈮鉭、東鈹、南鋰鈹鈮鉭、中鈮鉭鋰、西部尚未見明顯礦化”的分布規(guī)律：北部以斷峰山鈮鉭礦床為代表；東部為鈹?shù)V點聚集區(qū)；南部以仁里、傳梓源鋰鈮鉭礦床為代表，整體上表現(xiàn)出，東部以單一的鈹?shù)V化為主，至中部鋰鈹鈮鉭多種元素礦化，北部和南部產(chǎn)出大型和超大型稀有金屬礦床，反映出幕阜山復(fù)式巖體稀有金屬成礦具有一定的分帶性(李鵬等，2017；劉翔等，2018)。

2 成礦地質(zhì)特征分析

2.1 區(qū)域地層與稀有金屬成礦

區(qū)內(nèi)已知主要的稀有金屬偉晶巖脈均侵入接觸于冷家溪群片巖中，超出片巖范圍至千枚巖或板巖，未見偉晶巖，冷家溪群云母片巖發(fā)育的片理及其本身的韌性在偉晶巖漿侵入過程中提供了較為密閉的就位空間，加之片巖中的高含量云母使得偉晶巖漿冷卻速率減慢，更有利于稀有金屬的富集成礦。

2.2 構(gòu)造與稀有金屬成礦

幕阜山巖體地處湘東北，先后經(jīng)歷了前加里東構(gòu)造拼合→印支期俯沖匯聚→燕山早期匯聚走滑→燕山晚期離散走滑的構(gòu)造發(fā)展過程。區(qū)域性北(東)西向、北東向兩組深大斷裂對燕山期巖漿熱液活動具有明顯的導(dǎo)控和改造作用，巖體外接觸帶內(nèi)北西向次級斷裂多沿片巖片理發(fā)育，為偉晶巖脈提供就位空間，控制著稀有金屬礦體的產(chǎn)出。

2.3 巖漿作用與稀有金屬成礦

傳統(tǒng)成礦理論認為“小巖體成大礦”，而大巖基由于剝蝕程度較高等原因難以成礦，仁里超大型鈮鉭礦床的探獲，顯示出大巖基更具有良好的成礦潛力[3]。大巖基成礦強度的關(guān)鍵機制為“體中體”模式下的共巖漿補余分異效應(yīng)，巖基巖漿活動期次越頻繁，共巖漿補余分異效應(yīng)越強，成礦規(guī)模越大，巖體冷速率越慢，成礦強度越大。

2.4 偉晶巖與稀有金屬成礦

區(qū)內(nèi)的偉晶巖脈從幕阜山巖體接觸帶往南西方向冷家溪群片巖地層具有水平分帶特征可分為：微斜長石偉晶巖帶→二云母微斜長石鈉長石偉晶巖帶→白云母微斜長石鈉長石偉晶巖帶→白云母鈉長石偉晶巖帶→白云母鋰輝石鈉長石偉晶巖帶[4]。偉晶巖也具有較為完整的演化序列并對應(yīng)形成了較完整的稀有金屬演化序列：Be→Be+Nb+Ta→Be+Nb+Ta+Li→Be+Nb+Ta+Li+Cs。總體上稀有金屬主要富集于白云母微斜長石鈉長石和白云母鋰輝石鈉長石兩種類型偉晶巖中，稀有金屬Li、Be在白云母微斜長石鈉長石和白云母鋰輝石鈉長石兩種類型偉晶巖中含量最高，Nb、Ta在白云母微斜長石鈉長石偉晶巖中含量最高[5-7]。

3 幕阜山西南緣找礦潛力分析

從幕阜山巖體外接觸帶西南緣往冷家溪群片巖地區(qū)，以仁里礦區(qū)為稀有金屬濃集中心，沿巖體外接觸帶往兩側(cè)及往南均有不同規(guī)模、不同程度礦化的偉晶巖脈產(chǎn)出，但與仁里礦區(qū)稀有金屬成礦地質(zhì)特征相似的偉晶巖脈密集區(qū)主要有四處：①窄板洞偉晶巖密集區(qū)、②秦家坊偉晶巖密集區(qū)、③黃柏山偉晶巖密集區(qū)、④竹山塘偉晶巖密集區(qū)。

（1）窄板洞偉晶巖密集區(qū)：位于幕阜山巖體西南外接觸帶冷家溪群云母片巖內(nèi)，距巖體接觸帶約8km,初步發(fā)現(xiàn)大小偉晶巖脈15條，其中γρ1號偉晶巖脈長約620m，厚度0.82m～1.13m，品位Nb2O5：0.025%～0.048%、Ta2O5：0.025%～0.035%；γρ2號偉晶巖脈厚度0.48m～2.12m，品 位Li2O：0.017%～1.39%、Nb2O5：0.0077%～0.021%，Ta2O5：0.0055%～0.020%。偉晶巖脈均為北西走向，鈮鉭礦呈顆粒狀、柱狀、針狀賦存于鈉長石、石英中。

（2）秦家坊偉晶巖密集區(qū)：位于幕阜山巖體南接觸帶附近，西鄰仁里礦區(qū)，出露地層主要為冷家溪群片巖，在60-70年代該區(qū)進行過稀有金屬調(diào)查工作，之后再未進行過稀有金屬的找礦工作，該區(qū)與仁里礦區(qū)稀有金屬成礦地質(zhì)條件基本一致，且區(qū)內(nèi)有鈮鉭重砂異常暈分布，已發(fā)現(xiàn)了多條含鈮鉭礦偉晶巖脈，具有較好的找礦潛力。

（3）黃柏山偉晶巖密集區(qū)：位于幕阜山巖體外接觸帶冷家溪群云母片巖內(nèi)，距接觸帶約1.2km，東部為仁里礦區(qū)，初步發(fā)現(xiàn)花崗偉晶巖脈11條，其中606號和607號脈為含鈮鉭鐵礦鈉長石偉晶巖，肉眼可見較多針狀、板狀鈮鉭鐵礦晶體，其中最大晶體可達3.5mm×6.0mm(圖2c)；47號脈為鋰輝石鈉長石偉晶巖脈(圖2d)，地表出露長度約200m，寬度6m～15m，走向北西，呈透鏡狀產(chǎn)出，沿走向具有分帶現(xiàn)象（圖3）。

圖2 黃柏山稀有金屬偉晶巖密集區(qū)礦石照片

圖3 黃柏山47號脈平面示意圖(a)及剖面HXP-1素描圖(b)

品位Li2O ：0.81%～1.72%、Nb2O5：0.0015%～0.0035%，Ta2O5：0.001%～0.0018%。

（4）竹山塘偉晶巖密集區(qū)：位于幕阜山巖體外接觸帶西南緣冷家溪群云母片巖內(nèi)，距巖體接觸帶約2.5km內(nèi)，初步發(fā)現(xiàn)花崗偉晶巖脈13條，有3條花崗偉晶巖脈具有較好的鈮鉭礦化，其中γр1號脈礦化厚度為1.70m，平均品位Ta2O5：0.012%，Nb2O5：0.019%；γр2號脈礦化厚度為2.0m，平均品位Ta2O5：0.013%，Nb2O5：0.023%；γр9號偉晶巖脈礦化厚度為2.0m，平均品位Ta2O5：0.014%，Nb2O5：位0.025%。

綜合分析，幕阜山巖體西南緣冷家溪群片巖地區(qū)偉晶巖密集，即仁里超大型型鈮鉭礦床發(fā)現(xiàn)后又相繼發(fā)現(xiàn)了多處的稀有金屬礦(化)點，脈體產(chǎn)出規(guī)模大，且具有一定的分帶性，說明幕阜山巖體西南緣巖體外接處帶冷家溪群片巖地區(qū)稀有金屬礦化范圍廣，是稀有金屬成礦有利部位具有良好的找礦潛力。