王景雄,趙 晨
(遼寧省地質(zhì)勘查院,遼寧 大連 116100)
普查區(qū)位于華北地臺(tái)北緣東段,膠遼臺(tái)隆,桓仁凸起和鳳城凸起上,各斷代地層出露較為齊全,沉積巖、侵入巖等各類巖石均較發(fā)育。地質(zhì)構(gòu)造既有中深層次韌性變形,也有淺層次脆性變形,構(gòu)造樣式復(fù)雜多樣,有逆沖推覆系統(tǒng)、滑脫伸展系統(tǒng)、走滑系統(tǒng)。本區(qū)是遼東—吉南金、鉛鋅多金屬成礦帶的重要組成部分,區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)主要有鉛鋅、鐵、褐釔鈮礦。
礦區(qū)出露地層由早至晚有青白口系永寧組、南芬組,南華系橋頭組,下古生界張夏組和中生界白堊系下統(tǒng)小嶺組地層,測(cè)區(qū)的溝谷中分布少量新生界第四系松散沉積物。
礦區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)頻繁,侵入巖發(fā)育。有古元古代和中生代白堊紀(jì)巖漿活動(dòng),其中與含稀有稀土故有關(guān)的礦體主要為中生代閻王鼻子堿長(zhǎng)花崗巖,主要巖性為似斑狀細(xì)中粒堿長(zhǎng)花崗巖,閻王鼻子堿長(zhǎng)花崗巖主要分布在礦區(qū)的中東部,約占礦體的三分之二左右,巖石多為肉紅色,似斑狀花崗結(jié)構(gòu),塊狀構(gòu)造。斑晶為鉀長(zhǎng)石,大小為4-7.5mm,含量約為10±?;|(zhì)中鉀長(zhǎng)石呈它形或半自形,粒度1-4mm,含量65-60%;斜長(zhǎng)石粒度0.5-1mm,有的斜長(zhǎng)石遭鉀化作用,含量5%以下;石英為不規(guī)則粒狀,含量30-35%;黑云母呈鱗片狀,片徑2m。副礦物有磁鐵礦、鋯石、褐簾石及螢石等。巖石局部具有鈉長(zhǎng)石化。根據(jù)其暗色礦礦物的含量為分兩個(gè)侵入體,即似斑狀細(xì)中粒堿長(zhǎng)花崗巖(χ?γK11)和似斑狀細(xì)中粒黑云母堿長(zhǎng)花崗巖(χ?γK12)。
閻王鼻子的堿長(zhǎng)花崗巖,均為含鈮稀有稀土元素豐度高巖系,其為鈮稀有稀土礦的形成提供了豐富的成礦物質(zhì)來(lái)源。
區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂構(gòu)造比較發(fā)育。褶皺主要發(fā)育在這時(shí)代的地層中,軸向NNE。斷裂主要是中生代晚期受環(huán)太平洋構(gòu)造域控制,形成了北東向構(gòu)造形跡為主的脆性斷裂,并控制了燕山期閻王鼻子花崗巖體的侵位。
區(qū)內(nèi)中生代巖漿活動(dòng)頻繁,在本礦區(qū)內(nèi)主要為閻王鼻子堿長(zhǎng)花崗巖。該巖體普遍礦化,故該巖體即為本礦區(qū)鈮、鉭稀有稀土礦的礦體。由其主要礦物鈮、鉭的分布情況可知,該礦床類型即為巖漿礦床。
閻王鼻子堿長(zhǎng)花崗巖為含礦巖體,其中鈮、鉭等稀有稀土金屬礦化普遍且均勻,其特征為規(guī)模大,巖石品位低。以礦區(qū)的鈮單元素異常為例,見(jiàn)附圖2,有部分地段可達(dá)現(xiàn)行工業(yè)指標(biāo)邊界品位1/2的礦化邊界。地表中的探槽化學(xué)樣品、基巖光譜樣品以及地下鉆孔的樣品,基本均在0.006%礦化品位以上。其找礦潛力巨大,但是其礦化體規(guī)模大,延深大,目前由于工作量的限制,還無(wú)法控制礦體的規(guī)模和形態(tài)。垂直方向具蝕變分帶,上部為中等強(qiáng)度蝕變,向深部蝕變減弱并過(guò)渡為原巖。
由于前人的1:20萬(wàn)和1:5萬(wàn)化探掃面并未分析Nb、Ta等稀有元素,所以礦區(qū)缺乏Nb、Ta元素地球化學(xué)異常資料,本次工作進(jìn)行鈮及15種稀土元素的1/1萬(wàn)土壤化探測(cè)量;工作區(qū)鈮礦化體的尋找提供了重要的基礎(chǔ)資料。
單元素的異常濃度劃分為三個(gè)級(jí)別,稱外帶、中帶和內(nèi)帶。全區(qū)內(nèi)共圈出單元素異常1381個(gè),其中Nb異常34個(gè),Ta異常46個(gè)。
礦區(qū)內(nèi)的Nb單元素異常區(qū)與整個(gè)堿長(zhǎng)花崗巖的分布范圍相吻合,分布在礦區(qū)中部和東北西北高值異常區(qū),經(jīng)過(guò)地表及深部工程的驗(yàn)證,證明其礦化相對(duì)較強(qiáng),亦多具有較強(qiáng)的鉀長(zhǎng)石鈉長(zhǎng)石等蝕變,說(shuō)明Nb元素異常區(qū)是尋找稀有金屬礦床的具有指導(dǎo)意義。
該礦床屬于堿長(zhǎng)花崗巖分異交代型礦床,賦礦巖性為鉀長(zhǎng)石化鈉長(zhǎng)石化似斑狀細(xì)中粒二長(zhǎng)花崗巖。根據(jù)本礦床具有規(guī)模大、品位低,近地表、易開(kāi)采等特點(diǎn),
故本次工作按照相似礦床:江西會(huì)昌早叫山和江西葛源靈山等礦床實(shí)例中的工業(yè)指標(biāo)Nb2O5:0.0086%做為邊界品位,大致圈定礦體(見(jiàn)附圖3)。
礦區(qū)圈定出了具一定規(guī)模的鈮稀有金屬礦化巖體,總礦化面積近3km2,鉭、鈮礦體賦存在蝕變巖體內(nèi),礦體形態(tài)特征與巖體基本一致,根據(jù)蝕變特征,地表巖體具鉀長(zhǎng)石化鈉長(zhǎng)石化硅化并具零星螢石化的堿長(zhǎng)花崗巖,并具有垂直分帶特征。
整個(gè)閻王鼻子堿長(zhǎng)花崗巖體均遭蝕變,但其內(nèi)部有強(qiáng)弱之分,推測(cè)其蝕變的強(qiáng)弱分布與巖體構(gòu)造有關(guān),強(qiáng)鉀長(zhǎng)石化花崗巖一般分布于礦區(qū)的西北和東南,大致呈北東向展布,其余蝕變則圍繞強(qiáng)鉀長(zhǎng)石化花崗巖帶呈同心圓狀分布,蝕變帶之界限不明顯,為過(guò)渡關(guān)系。
礦體礦化特征如下。
鈮礦化堿長(zhǎng)花崗巖(礦)體:位于礦區(qū)中東部,含礦巖體鉀長(zhǎng)石化鈉長(zhǎng)石化發(fā)育,屬于低品位礦體。地表由33個(gè)探槽、深部由4個(gè)鉆孔控制,含礦巖體形態(tài)較簡(jiǎn)單,呈巖株?duì)町a(chǎn)出近等軸狀,傾角20°-40°;地表礦化體長(zhǎng)約7000m,出露寬約5000m,控制礦體面積近35km2,礦體平均厚度為推測(cè)250m以上,且有北東向變厚趨勢(shì),地表探槽控制礦體寬度112m,控制最大斜深為200m;Nb2O5含量為0.0047%-0.0161%.平均為0.0091%;其中,ZK8-1鉆孔控制礦體厚度為150m,Nb2O5平均品位0.0106%;ZK10-1控制礦體厚度為150m,Nb2O5平均品位0.0078%;ZK12-1控制礦體厚度為200m,Nb2O5平均品位0.0093%,ZK14-1控制礦體厚度為200m,Nb2O5平均品位0.0092%,鈮的品位變化穩(wěn)定且礦化連續(xù),
礦區(qū)內(nèi)蝕變種類很多,與成礦關(guān)系密切的蝕變類型主要以鉀長(zhǎng)石化、硅化和鈉長(zhǎng)石化為主。在鉀長(zhǎng)石化階段,斜長(zhǎng)石部分或全部交代了鉀長(zhǎng)石,形成了幾乎不含斜長(zhǎng)石的堿長(zhǎng)花崗巖體;在隨后的硅化階段,使石英進(jìn)一步交代了鉀長(zhǎng)石、斜長(zhǎng)石等,使巖石中的石英含量大為增加,并局部伴隨產(chǎn)生了大量螢石等典型高溫氣熱礦物。因此鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化、硅化及局部螢石化為找礦標(biāo)志。隨著鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化的增強(qiáng),Nb205、Ta205的含量也越高,即礦化強(qiáng)度與蝕變強(qiáng)度呈正比,所以鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化的強(qiáng)弱是判斷Nb、Ta元素貧富的標(biāo)志。
礦石結(jié)構(gòu)為蝕變交代結(jié)構(gòu)、中細(xì)粒花崗結(jié)構(gòu)、嵌晶結(jié)構(gòu)、斑狀結(jié)構(gòu)。構(gòu)造以塊狀構(gòu)造為主,次為團(tuán)塊狀構(gòu)造。礦石礦物以鈮鐵礦、錳鈮鐵礦等為主,次為錫石、黑鎢礦、磷釔礦等。脈石礦物以長(zhǎng)石、石英為主,還含有云母、黃玉、螢石等。
鈮礦物粒度普遍偏細(xì),大小多在0.05mm以下,而脈石礦物粒度較粗。
鈮兩種元素主要以獨(dú)立礦物、類質(zhì)同象和包體3種形式存在。鈮獨(dú)立礦物是其最主要的賦存形式,在各類礦石類型中占有率最大。鉭鈮主要為鈮鐵礦,其次以錳鈮鐵礦礦物形式存在,板狀、錐狀,呈浸染粒狀產(chǎn)出,大小多在0.05mm以下。
綜合上述稀有金屬分布特征和成巖成礦過(guò)程的分析,稀有金屬Nb、Ta成礦主要產(chǎn)于蝕變巖體的內(nèi)部。對(duì)于鈮稀有金屬礦的找礦標(biāo)志為:
(1)花崗巖體已鉀長(zhǎng)石化、鈉長(zhǎng)石化的蝕變帶的頂部和邊緣處,是鈮礦富集區(qū)。
(2)堿長(zhǎng)花崗巖具較高鈮背景值,礦化區(qū)域有明顯的鈮化探異常。
(3)堿長(zhǎng)花崗巖發(fā)育地區(qū),注意尋找鈮重砂異常。
對(duì)閻王鼻子鈮稀有稀土礦成因及找礦標(biāo)準(zhǔn)的研究,認(rèn)為閻王鼻子鈮稀有稀土礦成因類型為堿長(zhǎng)花崗巖型,其空間分布與花崗巖分布有關(guān)。但該區(qū)鈮礦體存在的礦化標(biāo)志不明顯,肉眼不能區(qū)分礦體,只能化驗(yàn)分析才能得出是否為達(dá)到邊界品位,對(duì)工程施工指導(dǎo)有滯后性。該區(qū)雖然品位較低,但規(guī)模巨大,有著巨大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。