河北省康保縣東溝一帶稀有金屬礦地質特征及礦床成因分析

王 光，陳 薇 ，張興康

（河北省地質調查院，河北 石家莊 050081）

1 礦區地質特征

1.1 地層

礦區范圍內中部大面積出露第四紀松散堆積物。主要為全新統（Qh）及上更新統（Qp）。

上更新統（Qp）主要分布于緩坡、溝谷及河床階地，以殘坡積和風積物為主，主要為風積黃土、含礫亞粘土。厚度幾米至二十余米。

全新統（Qh）主要以沖、洪積物為主，亦有少量殘坡積物，主要分布于中部的河床河漫灘等地，由含礫亞粘土、現代土壤、砂礫石層、砂土等組成，最厚可達15m。

1.2 構造

區內斷裂構造發育，分布廣泛，為印支—燕山早期斷裂，以北西向、東西向斷裂為主，其它方向斷裂規模較小。北西向斷裂有F1，東西向斷裂有F2。

F1在區內北部、東部北北西向穿過，向北西延出區外，為興隆村—阿不蓋廟斷裂帶的區內部分。斷續出露長1.8km，走向15°～25°，其斷面粗糙參差不齊，近于直立，顯示張性斷層特征。兩側裂隙發育，多見硅化細脈充填，可見綠泥石化、硅化等蝕變。沿斷裂分布多處螢石礦，規模較大的為孔督溝螢石礦。

F2分布于區域南部，走向近東西向，為西河邊—白塔溝斷裂的一部分，總長15km,區內斷續出露長3.0km，為逆斷層。帶內發育擠壓片理化帶，斷層泥等，部分地段充填石英脈，主要由灰白-乳白色石英組成。局部發育構造角礫巖，角礫呈次棱角-次圓狀，成分多為硅化蝕變巖，被后期硅質膠結。顯示多期活動特征。

1.3 巖漿巖

區內印支旋回晚二疊世巖漿活動強烈，巖漿巖大面積分布，以晚二疊世花崗巖為主。為一陸殼改造型多階段復式巖體。巖性由晚二疊世中細粒二長花崗巖→中粗粒正長花崗巖→細粒斑狀正長花崗巖→堿長花崗巖逐漸變化。

根據1:5萬七號村幅區調工作成果[1，2]，印支旋回晚二疊世細粒斑狀堿長花崗巖中銣元素含量達到335×10-6～430×10-6，細中粒二長花崗巖中銣豐度達到356×10-6，上述兩類巖體中的銣均處于強富集狀態。同時堿長花崗巖中鈮元素含量為48×10-6～68×10-6，富集明顯。印支旋回晚二疊世堿長花崗巖是堿長花崗巖型稀有金屬礦的成礦母巖。

1.4 化探特征

礦區南鄰康保幅1：20萬土壤地球化學測量工作由河北省地勘局物探大隊1996年6月完成。在北緯42°00′00″以南圈定了若干Li、Be、Nb、Ta、U、Th的元素異常。該報告在本預查區西南外側分別圈定一處Li異常和Be異常，二者異常與細粒含斑正長花崗巖和中細粒二長花崗巖套合較好，反應了區域上這兩個期次是Li、Be等稀有元素的富集巖體，具有很好的成礦前景。

2015年原河北省探礦技術研究院在康保縣開展了1:5萬地球化學測量，在本預查區內圈定了一處Sn、Mo、W、Cu、Bi、U水系沉積物異常(未分析稀有金屬元素)。

1.5 圍巖蝕變

本區的印支旋回晚二疊世花崗巖為陸殼改造型多階段復式巖體，最晚期次的堿長花崗巖、次晚期次的細粒（含斑）正長花崗巖及后期脈巖中多含有少量的螢石，說明巖石中富含F元素。因此區內螢石化在堿長花崗巖、細粒含斑正長花崗巖內或附近巖體內較發育。同時硅化蝕變亦較發育，其它蝕變還見有綠簾石化、碳酸鹽化、高嶺土化等。

硅化、螢石化蝕變區內常見，主要沿構造裂隙發育。如沿規模較大的F2斷層充填有寬1m-10m的硅化—螢石化蝕變巖、硅化—螢石化角礫巖，并顯示出蝕變具多階段特征，螢石化較好地段形成螢石礦床，如孔督溝螢石礦。沿斷裂局部充填有硅化蝕變巖、角礫巖。規模較小的裂隙亦多見有石英細脈充填，多以北西向為主。

綠簾石化蝕變在堿長花崗巖體、東溝村西南部的中粒正長花崗巖體、細粒正長花崗巖中多見，沿裂隙呈薄膜狀分布。在1#巖體的灰白色細粒堿長花崗巖中，螢石化、綠簾石化具由南向北具蝕變強度具負消長關系，南部螢石化較強，綠簾石化較弱，向北螢石化相對變弱，綠簾石化變強。

碳酸鹽化主要在堿長花崗巖體中見到，沿裂隙呈薄膜狀分布。高嶺土化主要沿在斷層破碎帶發育，另外區內巖石內長石礦物多具有較弱的次生土化蝕變。

2 礦床地質特征

2.1 礦體特征

區內圈出Rb礦（化）體兩個，賦存于堿長花崗巖內。堿長花崗巖既是成礦圍巖，又是成礦母巖。

排除標準：年輕骨折患者、手術部位有局限性感染及全身有膿毒血癥、有凝血功能障礙或正在行抗凝治療、合并椎體椎弓根破壞或骨折、伴有與骨折相關神經損傷、經術后病理檢查證實為非OVF、存在嚴重心肺功能不全及其他手術禁忌證患者。

Ⅰ礦（化）體位于1#堿長巖體內，呈長軸北東向近似弧形，推斷長1480m，標高1450m～1570m，傾向北西，傾角45°，中部最寬，兩端變窄，控制寬度約440m。由基本分析樣品結果顯示：品位Rb2O0.0623%～0.1384%，平均0.0875%；Nb2O50.0082%～0.0293%，平均0.0178%。

Ⅱ礦（化）體位于2#堿長巖體內，呈長軸北東向帶狀，西窄東寬，推斷長820m，標高1460m～1550m，北界傾向北西，傾角約30°，南界傾角近直立。寬40m～200m，控制寬度約167m。由基本分析樣品結果顯示：品位Rb2O 0.0601%～0.0851%，平均0.0687%；Nb2O50.0122%～0.0203%，平均0.0154%。

2.2 礦石自然類型

礦石的自然類型可分為細粒堿長花崗巖型和中細粒堿長花崗巖型。

細粒堿長花崗巖型：巖石呈灰白色，細粒花崗結構，塊狀構造。巖石主要由石英和鉀長石組成，可見少量黑云母、鈉長石和螢石。石英呈無色他形粒狀，粒度0.2mm～0.5mm，雜亂分布于長石粒間，鏡下可見波狀消光，顆粒邊緣不規則，含量約25%。鉀長石呈他形粒狀，粒度在0.2mm～1.5mm間不等，具弱粘土化，發育格子雙晶，邊緣多呈齒狀或港灣狀與其他礦物鑲嵌分布，含量約66%。黑云母呈片狀，黑色，零散分布于其它礦物間，鏡下因具淺綠-深綠多色性屬偏堿性黑云母，含量約6%。鈉長石呈半自形板條狀，粒度在0.2mm～0.4mm間不等，負低突起，發育聚片雙晶，含量約2%。螢石呈半自形—他形粒狀，無色或帶不均勻紫色調，零星分布于其他礦物粒間。鋯石呈淡褐色粒狀，零散分布于其他礦物中。偶見磷灰石呈無色柱狀。

中細粒堿長花崗巖：巖石呈淺肉紅色，中細粒結構，塊狀構造。主要由鉀長石和石英組成，少量黑云母、鈉長石、螢石。石英呈煙灰色，他形粒狀，粒度在0.4mm～4mm間，含量約38%；鉀長石呈他形粒狀，粒度在0.4mm～5mm間不等，少量在5mm以上，見格子雙晶和卡式雙晶，弱粘土化，整體雜亂分布于巖石中，含量約54%。黑云母呈半自形-他形片狀，粒度在0.4mm～2mm間不等，手標本上呈黑色，鏡下因具淺綠～深綠多色性屬偏堿性黑云母，部分顆粒見有少量鐵質析出，整體零散分布于長英質礦物間，含量約4%。鈉長石呈半自形板條狀，負低突起，發育聚片雙晶，零散分布于其他礦物粒間，含量約2%。螢石呈半自形-他形粒狀，無色或帶不均勻紫色調，粒度在0.04mm～0.4mm間不等，零散分布于鉀長石或黑云母中。磷灰石呈無色柱狀。

2.3 礦石化學成分

根據現有資料，礦石的有用組分為主要Rb2O，伴生有益組份為Nb2O5。礦石類型主要為花崗巖型，Ⅰ礦體巖性主要為細粒堿長花崗巖、中細粒堿長花崗巖，品位Rb2O 0.0623%～0.1384%，平均0.0875%；Nb2O50.0082%～0.0293%，平均0.0178%。Ⅱ礦體巖性主要為中細粒堿長花崗巖，Rb2O 0.0601%～0.0851%，平均0.0687%；Nb2O50.0122%～0.0203%，平均0.0154%。Ⅰ礦體Rb2O、Nb2O5相關系數0.093，Ⅱ礦體Rb2O、Nb2O5相關系數0.115，全區相關系數0.538。

通過對刻槽樣樣分析結果分別進行統計，1#探槽內64件樣品Rb2O、Nb2O5變化系數分別為11%、13%，2#探槽內73件樣品Rb2O、Nb2O5變化系數分別為9%、12%，說明礦石中Rb2O、Nb2O5含量分布非常均勻。

為了解礦石中主要載銣礦物，分別在細粒堿長花崗巖型礦石、中細粒堿長花崗巖型礦石各取一件電子探針樣品，分析結果顯示礦石中主要的載銣礦物為黑云母。

2.4 地球化學特征

本次工作分別對白色細粒堿長花崗巖及淺紅色中細粒堿長花崗巖各采集2件巖石樣品，對細粒含斑正長花崗巖采集1塊樣品，分析了主量元素含量，并進行了CIPW標準礦物分析。

由地球化學特征顯示東溝堿長花崗巖總體以高硅（SiO2質量分數為74.60%～76.42%，平均75.51%）、富堿（Na2O+K2O質量分數為8.02%～8.87%，平均8.28%）和過鋁質為特征，且相對富鉀（K2O質量分數為4.17%～5.02%，平均4.51%），富鈉（Na2O質量分數為3.26%～4.04%，平均3.77%）；貧鈣（CaO質量分數為0.30%～0.76%，平均0.53%）、貧鎂（MgO質量分數為0.076%～0.17%，平均0.12%）；低P（平均0.01%）和低Ti（平均0.05%）。較高的分異指數（DI=92.02～94.75，平均93.38），說明巖漿演化充分，分異程度較高。

2.5 礦（化）體圍巖

經勘查研究發現，銣礦（化）體受灰白色細粒堿長花崗巖、淺肉紅色中細粒堿長花崗巖體的控制，分布范圍較大。銣元素在淺肉紅色中細粒堿長花崗巖體中富集程度較低，品位相對較低；在灰白色中細粒堿長花崗巖體中富集程度相對較高，品位相對較高。圍巖蝕變主要有硅化、螢石礦化、綠簾石化、碳酸鹽化、高嶺土化。

3 礦床成因及找礦標志

3.1 礦床成因

預查區內出露大面積的灰白色細粒、淺肉紅色中細粒堿長花崗巖，在區內開展了1：10000巖石面積測量及1：10000巖石剖面測量，測量成果顯示，高值區出露巖石為灰白色細粒、淺肉紅色中細粒堿長花崗巖，其他巖石也具有較高的背景場，通過這種有利的地化背景條件，為區內稀有金屬成礦提供了豐富的物質基礎。

本區地處于康保—圍場深斷裂北側，其次級斷裂在本區較為發育。區內侵入巖十分發育，自古元古代至早侏羅世一直有巖漿侵入活動，其中又以晚二疊世巖漿活動最為頻繁、強烈，為稀有金屬元素的富集提供了良好的物源和熱源。通過勘查研究發現，該區最晚期侵入的灰白色細粒、淺肉紅色中細粒堿長花崗巖Rb元素含量相對較高，Rb2O品位最高可達1384×10-6；外圍中粒正長花崗巖體Rb含量明顯降低，品位平均353×10-6，最高594×10-6。通過對比之后，推斷Rb等稀有金屬元素賦存于堿長花崗巖巖體之中，礦帶范圍嚴格受巖性控制。堿長花崗巖巖體為殼源花崗巖漿經過較充分的分異演化晚階段的產物，由早期到晚期巖漿成分更加富鈉富稀堿元素富揮發分。Rb為不相容元素，即隨著巖漿的分異演化，Rb在殘余巖漿中不斷富集。在高分異花崗巖中，富F流體的存在延長了巖漿演化的時間，且富F流體的交代作用會使Rb更容易交代長石中的K元素，進而使Rb進一步富集。同時，稀有金屬的離子半徑相對較小，這就決定了稀有金屬元素很難固定在其他礦物晶格中類質同象取代，尤其是富Na、K體系中，很容易被Na+、K+從晶格中擠出，從而顯示高度活躍狀態。多種元素耦合致該區最終成礦。

3.2 找礦標志

根據勘查成果總結了本區銣礦的找礦標志。①巖性標志：細粒、中細粒堿長花崗巖中銣元素含量普遍較高。②銣原生暈異常特：本次工作施工的1：10000巖石面積測量及1：10000巖石剖面測量圈定的銣高值區，為本區的重要找礦標志。③近礦巖體蝕變特征：巖體中出現的硅化、螢石礦化、綠簾石化、碳酸鹽化、高嶺土化。