角子山巖體地質礦化特征
2023-12-13 15:21:59郭帥
西部資源 2023年5期
郭帥
［關鍵詞］巖體地質特征；巖體類型；巖體礦化特征；角子山巖體
在燕山晚期華北陸塊發生了廣泛的巨量巖漿活動和爆發性金屬成礦作用，位于華北陸塊南緣的角子山花崗巖體就是在這一時期侵位的。該巖體屬于準地臺一褶皺系過渡型侵入巖區老君山一老寨山燕山期花崗巖亞帶[1-2]。前人曾對這個花崗巖體特征進行過初步研究，并把這一巖體的花崗巖類劃分為A型花崗巖[3-5]，并且就該巖體的年代學及地球化學也作了深入的研究[6-8]，本文就巖體內地質礦化情況再做一些補充。
1. 巖體地質
1.1 巖體規模
角子山巖體出露于象河、春水、角子山、張臺一帶，形態上近矩形，東西長近15 km，南北寬約9 km，面積約130 km2。巖體東部、西部大部分被第四系覆蓋，北部侵入于中元古界地層中，南部侵入新元古代花崗巖中（圖1）。
1.2 接觸關系及巖體時代
（1）巖體與圍巖均呈侵入接觸關系，見有圍巖俘虜體。
（2）經過精確的鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡和巖相學表明，角子山巖體形成于燕山晚期，它的成巖年齡為120.9±0.8 Ma[6]。因此將角子山超單元劃分早白堊世中期。
1.3 巖石類型及礦物組成
依據巖石的結構特征，內部接觸關系及侵位次序，將其歸并為6個單元，自早到晚分別為：主體期結構的第一單元（K1JZ1）：中斑中粗粒鉀長花崗巖單元；第二單元（K1JZ2）：中粗粒鉀長花崗巖單元；補充期結構的第三單元（K1JZ3）：細粒鉀長花崗巖單元；第四單元（K1JZ4）：花崗斑巖單元；第五單元（K1JZ5）：小斑細粒鉀長花崗巖單元；末期結構的第六單元（K1JZ6）：細粒二長花崗巖單元。
第一和第二單元具主期結構特征，粒度較粗，塊狀構造，二者間多為涌動接觸。第三、第四和第五單元具補充期結構特征，均發育晶洞、晶腺構造，一般呈圓狀、次圓狀、長條狀，晶洞、晶腺內有發育較好的鉀長石、石英晶體。第四單元與第五單元之間為涌動接觸關系，其他單元之間均為脈動接觸。第六單元具末期結構特征，多呈小巖體和巖脈形式出現。
該巖體具有少量包體，主要有青灰色花崗斑巖和細粒花崗巖兩種。前者主要分布在第一單元中，呈圓形、橢圓形、長條狀，大小2 cm×3 cm～50 cm×100 cm左右，方向不定。后者出露零星，多出現在第一、第二單元接觸處，呈橢圓形，大小2 cm×3 cm～4 cm×5 cm，長軸多呈近東西向。
巖體中相關巖脈發育，巖脈類型有細晶巖脈、偉晶巖脈、正長斑巖脈及石英脈等，以主體期單元最發育，補充期單元偶見，末期單元中無巖脈出現。巖脈走向以SEE向最為發育。
該單元的主體巖性為鉀長花崗巖類，僅第六單元為二長花崗巖，其主要特征見表1。
各單元之間具有明顯的相似性，但各單元又存在著明顯差異在主體期結構中的似斑晶在由早到晚單元中，具粒度變小，含量減少的特征；補充期結構中由斑晶由無到有，由少到多，粒度由細到粗的正向演化趨勢，礦物含量表現鉀長石在早期單元到晚期單元中含量減少，斜長石含量增加的趨勢，使超單元巖石類型從主體期和補充期的鉀長花崗巖到末期的二長花崗巖的演化特征。
2. 巖石化學及微量元素地球化學
2.1 巖石化學
巖體各單元的化學成分特征及參數[4]與中國花崗巖平均值[9-10]比較，其具富SiO2、K2O、Na2O，而貧Al2O3、CaO、MgO、FeO、Fe2O3的特征。第一單元堿度率AR為3.26，第二單元堿度率AR為3.70，第三單元堿度率AR為3.17，第四單元堿度率AR為2.90，第五單元堿度率AR 為3.65，第六單元堿度率AR 為2.89。各單元A/NCK 值及K2O/Na2O 比值均＞1，顯示過鋁富鉀的特征。各單元從早到晚演化趨勢也十分明顯，隨著分異的徹底，巖石酸性增強，而堿性指數及鋁指數呈降低趨勢。此外，Al2O3、MgO 亦有隨SiO2增高而降低的趨勢。
2.2 微量元素
巖體各單元微量元素含量[4]與中國花崗巖平均值[9-10]比較，Nb含量較高，遠高于中國花崗巖平均值，Ba、Sr、V遠低于中國花崗巖平均值。Rb、Ba的含量和Rb/Sr比值在各期次的從早到晚各單元中表現為逐漸升高的趨勢[11]，Zr/Hf值則表現為降低趨勢[12]。各單元的微量元素標準化圖式為右傾型（圖2），具明顯的Ba負異常。前人[13]的航空放射性測量數據—航空能譜釷含量平剖面圖上，反映了巖體中Th的變化特征與前人成果[4]中的各單元Th含量基本一致。
2.3 稀土元素特征
各單元稀土元素及參數引自前人成果[4]，并繪制稀土元素模式（圖3）。
該超單元稀土元素值與維氏酸性巖比普遍較低。稀土總量在主體期和補充期的各單元中從早到晚都表現為增加趨勢，Σce/ΣY、δEu則都表現為逐漸降低趨勢，都顯示著巖漿的正向演化特征。各單位稀土曲線均為左翹右平的海鷗型，δEu負異常明顯。
3. 巖體的成因類型
該巖體具有的特點：巖石組合為鉀長花崗巖—二長花崗巖類。巖體中不含深源包體；巖石中長石以堿性長石為主，多為條紋長石，補充期通常有少量正長石，常見條紋長石-正長石交生體，補充其中，石英和堿性長石的顯微文象交生體亦很常見；主體期單元見有晶腺構造，補充期各單元均發育典型的晶洞晶腺構造，表明巖漿富揮發分但缺乏水；在巖石地球化學方面，SiO2、Na2O+K2O、Nb通常很高，而Al2O3、CaO、MgO、Ba、Sr、V卻偏低，與“A”型花崗巖特征一致；該巖體表現輕稀土特別富集，Eu負異常非常明顯，稀土元素標準化圖式的特點是“V”型條谷，谷兩側曲線緩緩向上抬高。
由以上特點可表明該巖體屬A型花崗巖。
4. 巖體的礦化特征
經過水系沉積物及重砂測量，槽探及角子山巖體的礦化作用是很明顯的。根據水系沉積物及重砂測量資料[15]，角子山巖體存在著Nb-Rb-Y-La-Be 綜合異常區和獨居石、復稀金礦重砂異常區（圖4），從而充分說明了與上述巖體微量元素特征中Nb 高的一致性。
Nb-Rb-Y-La-Be綜合異常區呈北東向的橢圓形分布在冉溝、角子山、黑石山一帶。該異常以鈮為主，伴生銣、鈹、釔、鑭、釷、鈾、鋯等元素，為一套稀有-放射性元素組合。鈮異常面積最大，其他元素異常面積較小，均分布在鈮異常范圍內。鑭、釔異常主要分布在鈮異常的東北部，而銣、鈹異常則分布在鈮異常的中部。各異常均無濃度分帶現象，但有一定的濃集中心。鈾、釷、鋯等元素雖無異常出現，但在異常濃集部位，含量明顯增高，形成高背景，顯示了該巖體富含稀有-放射性元素的特征。異常的各元素的高含量點均分布在巖體內帶的中粗粒花崗斑巖及花崗斑巖中，它們的最高含量分別為鈮150×10-6、釔40×10-6、鑭120×10-6、鈹70×10-6、釷200×10-6、鍶60×10-6、鋯500×10-6。
獨居石、復稀金礦重砂異常區呈南北方向的矩形分布在上王、林沖、白沙坡一帶，面積約10 km2。異常主要礦物為復稀金礦、獨居石；伴生有鋯石、鈦鐵礦、辰砂、金、鉬鉛礦等。獨居石在河流重砂中30 kg 含1～5 g的19個，大于5 g的28個。在殘坡積半風化基巖中1～5 g的14個，大于5 g的1個。復稀金礦在河流中1～5 g的15個，大于5 g的25個。在殘坡積層及半風化基巖中1～5 g的2個。復稀金礦為黑色板狀，顆粒直徑0.1～2 mm，個別達2.5 mm。獨居石呈棕色不規則粒狀，顆粒直徑0.05～1 mm。從人工重砂結果來看，它們都是花崗巖的副礦物。異常處于角子山巖體中，異常區東北部邊緣為中粒花崗巖，北部和南部為中粒斑狀花崗巖，西南部為細粒斑狀花崗巖，另有少量的花崗巖巖脈分布。河流重砂中獨居石、復稀金礦大部分達到工業品位，基巖和殘坡積層中有不少點已接近工業品位。
目前，在石灰窯附近巖體中發現了1條含銣鈮礦化體，地表由2 個探槽控制，長度約100 m，傾向為41°，傾角85°。形態呈脈狀，厚約1.01 m，Nb2O5品位為0.03%、Ta2O5品位為0.001%、Rb2O品位為0.055%。礦石類型屬花崗偉晶巖型鈮鉭礦石。賦存于角子山超單元第二單元花崗偉晶巖脈中，沿巖脈延展連續。
角子山巖體南部第四系沖洪積層中，（Ta，Nb）2O5品位絕大多數在0.004%～0.01%，達到了河流類砂礦邊界品位，個別達到工業品位，控礦厚0.9～2.7 m，控礦面積約0.7 km2。
5. 結論
（1）由巖體的地質特征和地球化學特征分析可知，角子山巖體屬“A”型花崗巖。
（2）角子山巖體較高Nb含量以及圈出的Nb-Rb-Y-La-Be綜合異常區，是巖體和第四系沖洪積層中能賦存鈮礦（化）體的關鍵。
（3）經過工程揭露和樣品化驗測試，在巖體中發現了1條含銣鈮礦化體。
（4）建議下一步鈮礦找礦工作將河流類砂礦作為突破點。
