齊云飛,苗群峰,孫金龍,李智斌
(河北省地礦局第八地質(zhì)大隊,河北 秦皇島 066000)
花市銣礦床作為河北首次發(fā)現(xiàn)的堿長花崗巖型稀有金屬礦床[1-3],前人對其賦礦巖體進行了巖石學、地球化學方面的研究[1-5],但有關其含礦特征方面并未進行過研究。本文旨在通過對該礦床礦石特征研究,分析銣的分布規(guī)律,為后續(xù)礦產(chǎn)勘查與綜合利用提供借鑒。
花市銣礦床大地構(gòu)造位置處于華北地臺燕山臺褶帶馬蘭峪復式背斜核部西段,礦區(qū)為單斜構(gòu)造,區(qū)內(nèi)片麻理走向0~40°,傾向北西,傾角53°~80°。出露地層主要為太古界小關莊片麻巖、秋花峪片麻巖和新生界第四系崩積物、沖洪積物。地表出露巖漿巖為麻地巖體,出露面積約5.35km2,呈巖株狀,平面上形態(tài)近似瓢狀,長軸呈近北西方向。巖體與圍巖呈侵入接觸關系,接觸面大多傾向圍巖,局部內(nèi)傾[5]。在巖體EN部和中部,第四系崩積物發(fā)育。圍巖主要為角閃斜長片麻巖。
本區(qū)礦石自然類型主要包括兩大類:肉紅色堿長花崗巖型和灰白色堿長花崗巖型。其中,后者局部出現(xiàn)天河石,形成含天河石堿長花崗巖型礦石,含銣最高,部分發(fā)育鐵錳質(zhì)團塊,形成含鐵錳質(zhì)團塊堿長花崗巖型礦石[5]。塊狀構(gòu)造發(fā)育,部分礦石具團塊、豆粒、斑點等構(gòu)造[6](圖1);礦石結(jié)構(gòu)以花崗結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)為主,可見(半)雪球結(jié)構(gòu)(圖1c),其中(半)雪球結(jié)構(gòu)支持了該巖體的巖漿成因[7-10]。
該礦床礦物成分以石英、鈉長石和鉀長石為主,少量(鋰)云母。副礦物種類較多,包括鋯石、螢石、石榴子石、獨居石、磷灰石、鈮鉭鐵礦、鐵錳礦、黑稀復稀金等[5]。電子探針分析結(jié)果表明,礦石礦物包括載銣礦物和其它稀有元素礦物,載銣礦物主要為鉀長石和(鋰)云母,其中,發(fā)育棋盤格雙晶的微斜長石中的氧化銣含量偏高(即為天河石)。含礦巖體由老到新(肉紅色堿長花崗巖過渡為灰白色堿長花崗巖與含天河石堿長花崗巖)、從下至上,云母和鉀長石中氧化銣的含量逐漸增高。
結(jié)合巖礦鑒定、人工重砂及電子探針分析(表1),在灰白色堿長花崗巖中,(鋰)云母中Rb2O的平均含量為0.905%,分布率26.3%;鉀長石中Rb2O的平均含量為0.349%,分布率73.7%。
圖1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖
表1 灰白色堿長花崗巖礦物中銣元素的分布(單位:%)
由于長石中的銣提取難度較大,目前主要從云母中提取銣,而在灰白色堿長花崗巖型礦石中,單礦物云母的Rb2O含量高于鉀長石,但Rb2O在云母中的分布率要遠遠低于鉀長石,因而后期開展選冶實驗時,應以提取云母中的銣為主,同時考慮鉀長石中銣的回收情況[11,12]。
成礦作用劃分為兩個成礦期,其中巖漿-熱液過渡期為主要成礦期,可分為2個階段。
(1)巖漿期:巖漿結(jié)晶分異階段,形成早期二長花崗巖,礦物組合為斜長石+鉀長石+石英+少量黑云母。
(2)巖漿-熱液過渡期:①鈉長石大量結(jié)晶階段:該礦物具多期活動特點,從早期到晚期,依次為塊狀鈉長石(保留微斜長石原有格子狀雙晶)→糖粒狀鈉長石→片狀鈉長石→葉狀鈉長石[13],隨著鈉長石的大量析出,銣元素逐漸富集;②黑云母遞變階段:主要表現(xiàn)在云母種類有規(guī)律的遞變,早期黑云母、黑鱗云母,鐵鋰云母稍后,白云母再后,鋰云母最后出現(xiàn),伴隨云母的逐級遞變,氧化銣含量也不斷增高。
該礦床屬于堿長花崗巖型稀有金屬礦床。銣元素在本礦區(qū)絕大多數(shù)以類質(zhì)同象的形式賦存于(鋰)云母和鉀長石(微斜長石)礦物晶格中,在其他礦物中含量極少,且(鋰)云母中Rb2O含量普遍高于鉀長石。但從全巖角度來分析,灰白色堿長花崗巖中,由于鉀長石的百分含量高于(鋰)云母百分含量,因而鉀長石對于全巖銣含量的貢獻率要高于(鋰)云母。