和 越,趙 迪,苗群峰,孫金龍,齊云飛,李智斌,邢莞東
(河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)(河北省海洋地質(zhì)資源調(diào)查中心),河北 秦皇島 066000)
稀有金屬礦化花崗巖在我國華南、內(nèi)蒙古等地廣泛分布,隨著對該類稀有金屬礦床研究程度的逐漸深入,推動(dòng)了我國Rb、Ta、Nb等稀有金屬礦找礦突破。近些年來,隨著“三稀”資源為主的找礦勘查工作力度的投入,推動(dòng)了河北省銣、鈮、鉭和鋰礦的找礦工作[1]。河北省稀有金屬礦化花崗巖分布多,且普遍具有Rb礦化,如花市銣礦、麻地銣鈮鉭鋰礦床等,均與堿性花崗巖具有成因聯(lián)系。鑒于此,本文以冀東麻地堿性花崗巖為研究對象,分析其與稀有金屬礦化之間的關(guān)系,為進(jìn)一步研究其成礦規(guī)律奠定基礎(chǔ)。
麻地堿長花崗巖位于冀東花市地區(qū),其形成呈似瓢狀,巖體長約4.2km,長軸呈北東—南西向,短軸長約1.7km,巖體中部約2km,總體上,麻地堿長花崗巖出露面積可達(dá)5.35km2(圖1)。根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查認(rèn)為麻地堿長花崗巖的侵入方向?yàn)椤澳蠔|→北西”,巖體向圍巖傾斜,且與圍巖的接觸界線極為明顯,麻地堿長花崗巖南東側(cè)的接觸界面較為平緩,其傾角一般介于14°~40°之間;北西側(cè)的接觸界面相對較陡,其傾角一般為60°~80°之間;巖體南部區(qū)域的接觸界面變化較大,傾角介于28°~65°。麻地堿長花崗巖的圍巖主要為角閃斜長片麻巖,其中東部大部分面積被第四系覆蓋,地表出露較差。
圖1 麻地堿長花崗巖地質(zhì)簡圖(據(jù)苗群峰等,2016)
此外,巖體與圍巖的接觸蝕變較弱,在巖體邊部可見大量的角閃斜長片麻巖捕擄體,直徑約20cm;在巖體邊部可見1mm~2mm的細(xì)粒化帶,且沿接觸帶邊部分布較多的細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀偉晶巖囊,從巖體邊部至巖體中心,偉晶巖囊逐漸減少。麻地堿長花崗巖中礦物成分主要由鉀長石、石英以及白云母等組成,巖體中可見黃鐵礦集合體。根據(jù)前人對麻地堿長花崗巖的巖石地球化學(xué)特征研究表明[2]:麻地堿長花崗巖具有高硅、富鈉(富堿),貧鎂、鈣的特征,巖石屬于鈣堿性的過鋁質(zhì)巖石系列,且明顯富集Y、Ta、Nb、Yb、Zr等高場強(qiáng)元素和U、Th、Rb等大離子親石元素,明顯虧損Ba、Sr、Ti等元素,具有明顯的負(fù)銪異常與“四分組效應(yīng)”,上述地球化學(xué)特征均顯示,該巖體對稀有金屬礦化有利。
麻地稀有金屬礦床主要分布在麻地巖體內(nèi),銣、鈮、鉭和鋰等稀有金屬礦化分布嚴(yán)格受控于麻地堿長花崗巖。根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查,初步控制稀有金屬礦化帶長4.2km,寬0.7km~2.2km,礦化面積為5.34km2。礦化帶總體上呈北西—南東向展布,且向南東向側(cè)伏。根據(jù)探槽控制的礦體可知,礦床的Rb2O品位介于0.065%~0.39%之間,Rb2O平均品位為0.18%,同時(shí)伴生Ta、Nb和Li元素,其規(guī)模為大型礦床規(guī)模[3]。根據(jù)礦石自然類型,可將礦區(qū)內(nèi)稀有金屬礦分為四種類型:灰白色堿長花崗巖型、肉紅色堿長花崗巖型、含鐵錳質(zhì)團(tuán)塊堿長花崗巖型和含天河石堿長花崗巖型。根據(jù)礦石類型以及礦石空間分布規(guī)律,可將研究區(qū)分為4個(gè)礦化帶。
其中,Ⅰ號(hào)礦體的賦礦巖石為肉紅色堿長花崗巖,呈不規(guī)則狀分布在巖體中,地表控制礦體長軸為北西—南東向,控制長軸約1.9km,短軸長約1km,礦化面積為0.98km2;Ⅱ-1號(hào)礦體是研究區(qū)主要的富銣礦體,賦存在礦區(qū)內(nèi)灰白色堿長花崗巖中,地表礦體被第四系覆蓋較嚴(yán)重,礦體長軸方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向,地表控制礦體面積為0.36km2,呈不規(guī)則狀展布;Ⅱ-2號(hào)礦體與Ⅱ-1號(hào)礦體基本一致,位于麻地巖體中部的灰白色堿長花崗巖中,礦體長軸方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向,呈不規(guī)則狀展布,控制礦體面積1.44km2;Ⅲ-1號(hào)礦體呈不規(guī)則狀展布于含天河石堿長花崗巖,礦體長軸方向?yàn)榻鼥|西向,控制長軸約1.02km,短軸長0.08km~0.41km,礦體面積為0.22km2,礦體北部第四系覆蓋較厚;Ⅲ-2號(hào)礦體呈不規(guī)則展布于麻地巖體西部的含天河石堿長花崗巖中,礦體長軸方向?yàn)榻鼥|西向,地表控制長軸長約0.4km,短軸方向呈近南北向,控制短軸長約0.3km,礦體出露面積約0.10km2;Ⅳ-1號(hào)礦體呈不規(guī)則分布在麻地巖體西部側(cè)的鐵錳質(zhì)物質(zhì)較富集區(qū)域,控制礦體面積約0.15km2,礦體呈近南北向展布,長軸長約0.68km,短軸長約0.20km~0.38km,礦體北側(cè)少量區(qū)域被第四系覆蓋;Ⅳ-2號(hào)礦體呈不規(guī)則分布在麻地巖體西部側(cè)的鐵錳質(zhì)物質(zhì)較富集區(qū)域,控制礦體面積約0.08km2,礦體呈近東西向展布,長軸長約0.54km,短軸長約0.10km~0.20km,礦體北側(cè)少量區(qū)域被第四系覆蓋[4]。
麻地堿長花崗巖中稀有金屬礦化的載銣礦物主要為鉀長石、白云母和天河石,脈石礦物以石英、鈉長石等為主。根據(jù)載銣礦物和賦礦巖石等,可將礦石分為四類:①肉紅色堿長花崗巖型礦石,多分布在麻地堿長花崗巖巖體周邊及南東側(cè),地表出露面積相對較小,礦石中Rb2O平均品位為0.12%;②灰白色堿長花崗巖型礦石,分布范圍較廣泛,Rb2O平均品位為0.18%;③含天河石堿長花崗巖型礦石,礦體出露面積為0.34km2,礦石中Rb2O平均品位為0.23%,伴生Li2O平均品位為0.19%;④含鐵錳質(zhì)團(tuán)塊堿長花崗巖型礦石,圈定礦體2處。
此外,礦石結(jié)構(gòu)以細(xì)粒等粒結(jié)構(gòu)、細(xì)粒不等粒結(jié)構(gòu)和似斑狀結(jié)構(gòu)等為主;礦石構(gòu)造以塊狀構(gòu)造、斑點(diǎn)狀構(gòu)造等為主。
麻地堿長花崗巖中的稀有金屬礦化主要發(fā)育在巖體內(nèi)部,主要有鈮鉭礦化、銣礦化、鋰礦化,此外,礦石中普遍發(fā)育黃鐵礦化,與上述三種礦化相伴而生,對稀有金屬找礦具有明顯的指示作用。
其中,黃鐵礦化主要分布在麻地巖體北西側(cè)的鐵錳質(zhì)物質(zhì)較富集范圍和南側(cè)的偉晶巖團(tuán)塊、片麻巖中的石英脈內(nèi),是鈮鉭礦化和銣礦化相伴而生;礦區(qū)內(nèi)鈮鉭礦化可分為兩種:一是分布在鐵錳質(zhì)團(tuán)塊內(nèi)受鐵錳質(zhì)團(tuán)塊控制的鈮鉭礦化,在礦化巖體中不均勻分布;二是呈集合體狀分布在麻地巖體邊部偉晶巖團(tuán)塊或細(xì)脈中的鈮鉭礦化;鋰銣礦化較為普遍,主要賦存在鉀長石和鋰云母、天河石中,相對而言在偉晶巖和云英巖化中含量較高。
麻地堿長花崗巖具有高硅、富鈉(富堿),貧鎂、鈣的特征,屬于鈣堿性的過鋁質(zhì)巖石系列,明顯富集Y、Ta、Nb、Yb、Zr等高場強(qiáng)元素和U、Th、Rb等大離子親石元素,明顯虧損Ba、Sr、Ti等元素,具有明顯的負(fù)銪異常與“四分組效應(yīng)”。同時(shí),礦化蝕變主要分布在巖體內(nèi)部,具有“全巖礦化”的特征,主要礦化包括銣礦化、鈮鉭礦化等,且主要載銣礦物為鉀長石和鋰云母,稀有金屬礦化強(qiáng)度與巖體中的鈉長石含量呈正相關(guān)關(guān)系,且當(dāng)巖體中含有天河石時(shí)銣礦化最高。
綜上所述,麻地礦區(qū)中的稀有金屬礦化與麻地堿長花崗巖關(guān)系密切,具有明顯的成因聯(lián)系,礦體嚴(yán)格受控于巖體的展布形態(tài);同時(shí)麻地堿長花崗巖具有明顯的“四分組效應(yīng)”和富集Ta、Nb、Rb等元素,對稀有金屬礦化富集有利。根據(jù)本文研究表明,麻地稀有金屬礦化明顯受控于麻地巖體,因此,在今后的找礦勘查中應(yīng)加強(qiáng)該巖體周邊相似成因巖體的勘查工作。