焦興來(lái)，郭彥龍

吉林省第四地質(zhì)調(diào)查所，吉林 通化 134001

0 引言

稀有稀土礦產(chǎn)是新一代尖端武器、信息技術(shù)、醫(yī)療設(shè)備、高端裝備制造、原子能、宇航等行業(yè)所需要的重要原料。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，由于稀有稀土礦產(chǎn)品與現(xiàn)代高科技領(lǐng)域的發(fā)展密切相關(guān)，我國(guó)對(duì)稀有稀土礦資源開(kāi)發(fā)、利用有了戰(zhàn)略性高度重視。為加快推進(jìn)吉林省內(nèi)稀有稀土礦產(chǎn)資源勘查，2018年吉林省地礦局安排了局重點(diǎn)項(xiàng)目“吉林省通化縣迎門(mén)岔一帶稀有稀土礦產(chǎn)調(diào)查”，由吉林省第四地質(zhì)調(diào)查所承擔(dān)，目前已取得了一定地質(zhì)成果，顯示該地區(qū)具有較好的找礦前景。

1 成礦地質(zhì)背景

1.1 大地構(gòu)造環(huán)境

調(diào)查區(qū)大地構(gòu)造單元為柴達(dá)木—華北板塊(Ⅲ)，華北陸塊(Ⅲ-5),遼吉(吉南)古元古代裂谷系(拗拉槽)(Ⅲ-52)。

1.2 礦區(qū)地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)出露地層主要為中生界侏羅系和白堊系。侏羅系為中統(tǒng)小東溝組、中上統(tǒng)果松組；白堊系為下統(tǒng)鷹嘴砬子組、林子頭組，上統(tǒng)小南溝組、三棵榆樹(shù)組；另有少量第四系全新統(tǒng)分布(圖1)。

圖1 迎門(mén)岔一帶通通-84-HS-10號(hào)組合異常區(qū)綜合地質(zhì)圖Fig.1 Comprehensive geological map of Tongtong-84-HS-10 combined anomaly in Yingmencha area1.第四系;2.三棵榆樹(shù)組;3.林子頭組;4.鷹嘴砬子組;5.果松組; 6.花崗斑巖;7.閃長(zhǎng)玢巖;8.實(shí)測(cè)地質(zhì)界線;9.角度不整合界線;10.性質(zhì)不明斷層;11.推測(cè)性質(zhì)不明斷層及編號(hào);12.產(chǎn)狀;13.片理、片麻理產(chǎn)狀;14.流面產(chǎn)狀;15.火山口(推測(cè)); 16～20.1∶20萬(wàn)Rb、Be、Zr、Y、Nb水系沉積物單元素異常;21.1∶5萬(wàn)水系沉積物綜合異常

區(qū)內(nèi)構(gòu)造以北東向斷裂構(gòu)造較為發(fā)育，具有多次活動(dòng)特點(diǎn)，控制褶皺形態(tài)及地層分布。區(qū)內(nèi)火山機(jī)構(gòu)大多位于該方向斷裂構(gòu)造之上，推測(cè)為成礦有利構(gòu)造。北西向斷裂切斷中生界地層，推測(cè)對(duì)礦產(chǎn)有一定破壞作用。褶皺構(gòu)造位于區(qū)內(nèi)西北部中生代三源浦陸相火山盆地內(nèi)，為一不對(duì)稱向斜。

區(qū)內(nèi)巖漿巖不發(fā)育，但對(duì)稀有稀土礦產(chǎn)具有重要意義，多分布于區(qū)內(nèi)東南部。侵入巖主要為燕山晚期花崗斑巖，呈巖株?duì)町a(chǎn)出；脈巖主要為閃長(zhǎng)玢巖、似斑狀輝石閃長(zhǎng)巖、輝長(zhǎng)巖。

1.3 區(qū)域化探異常特征

區(qū)內(nèi)1∶20萬(wàn)水系沉積物異常為“通通-84-HS-10”號(hào)組合異常。該異常呈南北向展布，異常面積116.44 km2，異常形態(tài)呈圓形、橢圓形，Nb-Y-Zr-Rb-Be稀有稀土元素組合相互套合較好(表1、圖2)。

表1 通通-84-HS-10號(hào)組合異常單元素異常特征

圖2 通通-84-HS-10號(hào)組合異常單元素異常特征圖Fig.2 Single element abnormal characteristic diagram of Tongtong-84-HS-10 combined anomaly

異常區(qū)內(nèi)出露地層為侏羅系中上統(tǒng)果松組、白堊系下統(tǒng)林子頭組。巖性以安山巖、流紋巖、流紋質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r為主，有少量巖株?duì)罨◢彴邘r分布。該異常位于北東向、北西向構(gòu)造發(fā)育地段。從表1和圖2可以看出“通通-84-HS-10”號(hào)組合異常稀有稀土元素套合較好，面積較大，峰值高，具有明顯的濃集中心和濃度分帶，是尋找稀有稀土礦產(chǎn)的重要異常。針對(duì)該異常開(kāi)展了1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量工作，圈出7個(gè)稀有稀土元素綜合異常區(qū)。

2 礦化帶特征(1)吉林省第四地質(zhì)調(diào)查所.吉林省通化縣迎門(mén)岔一帶稀有稀土礦產(chǎn)調(diào)查進(jìn)展報(bào)告[R].2019.

2.1 化探異常特征

通過(guò)對(duì)1∶5萬(wàn)水系沉積物測(cè)量異常進(jìn)行綜合分析及研究，確定HS1號(hào)綜合異常找礦前景區(qū)，異常區(qū)面積19.36 km2。異常區(qū)內(nèi)出露白堊系下統(tǒng)林子頭組灰綠色、紫色流紋質(zhì)凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r、灰紫色流紋巖、安山巖。異常由Nb5.23-Ta5.01-Zr2.79-Be1.61-Y1.35-Rb0.20-Li0.03等元素組成，異常面積大，峰值高，具有明顯的濃集中心和濃度分帶，是尋找稀有稀土礦重要的找礦前景區(qū)。在HS1號(hào)綜合異常找礦前景區(qū)開(kāi)展了1∶1萬(wàn)土壤測(cè)量工作，圈出11個(gè)土壤綜合異常，進(jìn)一步縮小了找礦靶區(qū)(圖3)。經(jīng)分析優(yōu)選土壤化探異常HT9、HT10號(hào)異常為找礦前景區(qū)。HT9號(hào)異常：Ta-Nb-Be-Y元素套合一般，異常呈北東向展布，指示元素:Ta、Nb、Be、Y為外帶。HT10號(hào)異常：Nb-Ta元素套合較好，異常整體不規(guī)則狀，總體呈北東向展布，局部近東西向展布，指示元素：Nb、Ta、Be、Rb、Zr、Y、Li為外帶。HT9、HT10號(hào)綜合異常面積較大，稀有稀土指示元素套合明顯，峰值較高，為有意義異常。

1.第四系全新統(tǒng);2.白堊系林子頭組;3.含鈮鉭礦化蝕變帶;4.推測(cè)火山口;5.實(shí)測(cè)地質(zhì)界線;6. 推測(cè)性質(zhì)不明斷層;7.完工探槽及編號(hào)圖3 1∶1萬(wàn)土壤綜合異常圖Fig.3 1∶10 000 soil comprehensive abnormal map

2.2 高精磁異常特征

針對(duì)HS1號(hào)綜合異常找礦前景區(qū)，開(kāi)展1∶1萬(wàn)高精磁測(cè)量，共劃分兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)，即南部的雜亂相對(duì)抬高磁場(chǎng)區(qū)、北部的平穩(wěn)負(fù)磁場(chǎng)區(qū)。南部的雜亂相對(duì)抬高磁場(chǎng)特征，有火山活動(dòng)構(gòu)造形跡的反映。形成的磁場(chǎng)多位于火山噴溢形成的環(huán)形火山口附近，推測(cè)淺部有巖體存在。北部的平穩(wěn)負(fù)磁場(chǎng)反映了該區(qū)大地構(gòu)造的分布特征。磁場(chǎng)總體為北東向分布。

根據(jù)磁場(chǎng)特征，共推斷10條構(gòu)造，其中北東向推斷構(gòu)造7條，北西向推斷構(gòu)造3條。推斷火山口3處，其中H3火山口出露于重點(diǎn)工作區(qū)南部，周?chē)艌?chǎng)為正場(chǎng)，中部磁場(chǎng)為負(fù)場(chǎng)，推斷火山噴溢為先中性后酸性旋回。F4推斷構(gòu)造通過(guò)H3火山口中心，提供火山物質(zhì)通道。

通過(guò)對(duì)區(qū)域磁場(chǎng)特征解釋推斷，全區(qū)磁場(chǎng)差異明顯。一些微弱的磁場(chǎng)差異，顯然反映了火山機(jī)構(gòu)及全區(qū)構(gòu)造格局。

2.3 含鈮鉭礦化蝕變帶地質(zhì)特征

HT9號(hào)異常與推測(cè)北東向構(gòu)造F5關(guān)系密切，出露巖性為白堊系林子頭組灰白色凝灰?guī)r、晶屑巖屑凝灰?guī)r。HT10號(hào)異常與推測(cè)火山口構(gòu)造H3及推測(cè)北東向構(gòu)造F4關(guān)系密切。出露巖性為白堊系林子頭組灰白色凝灰?guī)r、晶屑巖屑凝灰?guī)r，流紋巖及少量花崗斑巖巖株。經(jīng)物、化探成果對(duì)比研究及分析，針對(duì)HT9、HT10號(hào)化探綜合異常進(jìn)行槽探工程揭露，主要巖性為凝灰?guī)r、晶屑巖屑凝灰、流紋質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r及花崗斑巖。通過(guò)對(duì)刻槽樣品進(jìn)行化驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)含鈮鉭礦化蝕變帶一條，寬度約70 m，長(zhǎng)度約1 000 m?？滩蹣悠纷罡哔|(zhì)量分?jǐn)?shù)(Nb2O5)199.5×10-6，(Ta2O5)11.2×10-6，(Nb2O5+Ta2O5)質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到210.7×10-6。

3 找礦前景分析

經(jīng)高精磁測(cè)推斷，構(gòu)造及火山機(jī)構(gòu)與成礦作用關(guān)系密切，火山口及構(gòu)造交匯部位提供含礦物質(zhì)運(yùn)移的通道和富集場(chǎng)所，磁場(chǎng)南部存在淺部燕山晚期花崗巖隱伏巖體。燕山晚期花崗巖本身稀有稀土元素含量比較高，經(jīng)巖漿分異作用，含稀有稀土元素的熱液侵入富集形成礦源，后經(jīng)火山機(jī)構(gòu)通道噴出地表，伴隨沉積成巖作用形成該區(qū)域火山碎屑巖，導(dǎo)致該區(qū)域火山碎屑巖富含稀有稀土元素(圖4)。

圖4 推測(cè)含鈮鉭成巖模式圖Fig.4 Inferred diagenetic model diagram containing niobium and tantalum 1.早期地層;2.早期花崗巖;3.斷層破碎帶;4.鈮鉭巖漿;5.含鈮鉭火山碎屑巖;6.巖漿運(yùn)移方向

通過(guò)中大比例尺地球化學(xué)測(cè)量圈定該區(qū)稀有稀土組合元素異常，確定重點(diǎn)找礦前景區(qū)。該區(qū)域白堊系下統(tǒng)火山碎屑巖及推測(cè)淺部隱伏巖體對(duì)尋找稀有稀土礦產(chǎn)具有較好的找礦前景。

4 初步結(jié)論

查閱相關(guān)資料[1]，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)趙井溝一帶白堊系下統(tǒng)白女羊盤(pán)組流紋質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r、火山角礫巖、凝灰?guī)r等火山碎屑巖中稀有稀土元素有較明顯的富集。本區(qū)白堊系下統(tǒng)林子頭組灰綠色、紫色流紋質(zhì)凝灰?guī)r、角礫凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑巖屑凝灰?guī)r、灰紫色流紋巖、安山巖中同樣富含稀有稀土元素，二者具有相似的成礦地層條件。經(jīng)初步分析白堊系下統(tǒng)火山碎屑巖含較高稀有稀土元素，推測(cè)晚侏羅世—早白堊世巖漿活動(dòng)、火山活動(dòng)帶來(lái)了大量的富含鈮、鉭等稀有稀土元素，為白堊系下統(tǒng)火山碎屑巖稀有稀土元素富集提供豐富的成礦物質(zhì)來(lái)源。

綜上所述，該區(qū)存在稀有稀土元素富集成礦需具備的構(gòu)造活動(dòng)、巖漿活動(dòng)、火山活動(dòng)等多種地質(zhì)條件，可形成富含稀有稀土元素的火山碎屑巖。吉林省通化縣迎門(mén)岔一帶富含稀有稀土元素火山碎屑巖具有較好的找礦前景，推測(cè)深部有望找到鈮鉭工業(yè)礦體。