銣礦化體特征

1、北秦嶺西段六丈山含銣花崗巖體及銣礦化體特征胡永興 張紅斌 宿虎（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院蘭州 730000）摘要：產(chǎn)于北秦嶺西段六丈山一帶的印支期花崗巖體中富含銣等稀有金屬，研究其特征對(duì)西秦嶺地區(qū)尋找稀有金屬礦產(chǎn)有較大的指導(dǎo)作用。該巖體由花崗斑巖、中-細(xì)粒黑云二長花崗巖、細(xì)粒二長花崗巖等組成，屬高鉀鈣堿性系列，為“S”型花崗巖，其形成與大陸的造陸抬升有關(guān)，產(chǎn)于相對(duì)成熟的大陸環(huán)境下。含銣花崗巖體經(jīng)歷了四次較大的侵入期次，礦化體的形成與巖漿不斷侵位階段分異萃取有關(guān)。關(guān)鍵詞：北秦嶺 印支期花崗巖 銣礦化體0引言近年來，甘肅地礦局在稀有金屬礦產(chǎn)找礦有重大突破1，其中北秦嶺地區(qū)發(fā)現(xiàn)的六丈山銣礦是重要成果之一。該

2、礦床產(chǎn)于印支期花崗巖中，因此研究該巖體特征及分析成礦地質(zhì)條件對(duì)北秦嶺地區(qū)尋找稀有金屬礦產(chǎn)有較大的指導(dǎo)作用。1區(qū)域地質(zhì)背景研究區(qū)位于秦嶺弧盆系的北秦嶺巖漿弧構(gòu)造單元西段2，南側(cè)與中-北秦嶺前陸盆地及商丹蛇綠混雜帶以唐藏-天水（商丘）斷裂相接觸，北與祁連造山帶以寶雞-天水?dāng)嗔严嘟樱刺幱谇貛X-祁連接合地帶（圖1）。該帶出露地層主要有古元古代一套中-低變質(zhì)相的區(qū)域變質(zhì)巖層、古生代淺海相及火山成因的碎屑巖層、中生代陸相火山-河流沉積碎屑巖組合等。區(qū)域上各類地質(zhì)構(gòu)造較為發(fā)育，韌性、脆性斷層分布較多，主要有唐藏-天水大型韌性走滑剪切構(gòu)造帶、寶雞-天水韌性剪切帶等，這為巖漿巖及巖脈的侵位及礦化富集提供了有利

3、的條件。區(qū)域上巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，各期次的中酸性巖漿巖體多有分布，出露花崗巖類較多，巖石類型復(fù)雜，主要有加里東晚期閃長巖、海西早期似斑狀黑云正長花崗巖、印支期二長花崗巖-鉀長花崗巖-花崗斑巖等，其中印支期花崗巖為主要的含銣巖體。2研究區(qū)地質(zhì)特征圖1六丈山一帶區(qū)域地質(zhì)圖Fig.1TheTectonic locations map of LiuzhangshanTectonic locations研究區(qū)出露地層為中元古代隴山巖群，巖性為淺灰色黑云斜長片麻巖夾灰白色大理巖、淺粒巖（圖2）。區(qū)內(nèi)巖漿活動(dòng)十分強(qiáng)烈，各期次的中酸性巖漿巖體多有分布，且面積巨大，以印支期花崗巖為主。印支期巖體以鉀長花崗巖為主，

4、另為少量二長花崗巖、花崗斑巖，以巖基、巖盆、巖株、巖墻狀產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，NW-SE向斷層控制了印支期巖體的產(chǎn)出，并為銣的富集提供了空間。NPT-隴山巖群；SB-閃長巖；DL-火炎山花崗巖； TS1-粗粒鉀長花崗巖； TS2-3-肉紅色中細(xì)粒鉀長花崗巖；Tr1-灰白-淺紅色中-中細(xì)粒黑云二長花崗巖；Tr2-灰白-淺紅色中細(xì)粒黑云二長花崗巖；Tr3-細(xì)粒黑云二長花崗巖（銣礦化體）；Tr4-5-肉紅色中-細(xì)粒黑云二長花崗巖；Tr6-淺紅-灰白中細(xì)粒黑云二長花崗巖（銣礦化體）；Tr7-粗粒含斑黑云二長花崗巖 ；Tr8花崗斑巖（銣礦化體）1-巖性界線；2-推測(cè)斷層；3-銣礦化體；圖2 六丈山

5、地質(zhì)圖Fig.2 Geological sketch of Liuzhangshan3含銣花崗巖體特征3.1巖石類型六丈山含銣花崗巖體以巖基、巖盆、巖株、巖墻狀產(chǎn)出，巖石類型以鉀長花崗巖為主，另為少量二長花崗巖、花崗斑巖，成巖時(shí)代為印支期。巖體多為灰白色、淺紅色、雜紅色，中粗粒-中細(xì)粒-細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，局部斑狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，以巖基、巖盆、巖株、巖墻狀產(chǎn)出。中細(xì)粒鉀長花崗巖的礦物組成為鉀長石55%、斜長石10% 、石英25%、黑云母5-10%等。細(xì)粒黑云二長花崗巖體為第二侵入階段侵入的巖體，礦物組成為鉀長石30%、斜長石40% 、石英15%、黑云母5-10%等，黑云母析出鐵氧化物為赤鐵礦，全巖銣

6、（Rb2O）含量大于0.1%?；◢彴邘r是最晚期侵入體，呈巖墻狀，沿?cái)嗔褞Мa(chǎn)出于鉀長花崗巖體中間，細(xì)粒斑狀結(jié)構(gòu)，巖石由斑晶和基質(zhì)組成，斑晶約55-62%，其礦物成分為斜長石20-25%、鉀長石15-20%、石英10-15%、黑云母2-3%等；斜長石與微斜長石緊密伴生，部分顆粒中包裹半自形黑云母；堿性長石以鉀長石為主，少見微斜長石，與斜長石緊密伴生，部分顆粒中包裹斜長石；黑云母為半自形片狀，粒徑0.2×0.35-0.3×0.75mm，具綠泥石化，被白云母、綠簾石等交代并析出鐵質(zhì),含量約2-3%。基質(zhì)約40%，由鉀長石、黑云母等組成。運(yùn)用電子探針波譜對(duì)花崗巖中黑云母分析，顯示其中

7、含銣0.22%，且伴生鈮鉭平均達(dá)0.015%，以錳鈮鐵礦的獨(dú)立礦物形式存在。3.2巖石地球化學(xué)特征印支期含銣花崗巖的化學(xué)成分及巖石化學(xué)特征見表1、表2。從表中可看出：SiO2含量大于66%，屬硅酸過飽和巖石3，F(xiàn)e2O3、FeO、MgO含量較低，CaO含量為0.2-0.33%之間，里特曼指數(shù)為2-2.2，小于3%，屬鈣堿性系列的巖石。全堿(K2O+N2O)為8.3-8.7，在硅鉀圖解（圖4）中，巖體成分點(diǎn)落入高鉀鈣堿性系列區(qū)域。在火山巖全堿硅（TAS）分類圖（圖5）中，巖體成分點(diǎn)落入鈣堿性系列區(qū)域。Al2O3CaO + Na2O + K2O 屬鋁過飽和型。圖4 六丈山印支期花崗巖w(K2O)-

8、w(SiO2)圖解 Fig.4 Diagram of w(K2O)-w(SiO2)formLiuzhangshan圖5 火山巖全堿硅（TAS）分類圖（Ir分界線，上方為堿性，下方為亞堿性）Fig.5 The map of volcanic rock TAS classification六丈山印支期花崗巖稀土元素分析結(jié)果及相關(guān)參數(shù)見表3、4。稀土元素配分曲線見圖5。從表中可看出稀土總量55.98-122.01，Eu值為0.07-0.08，說明稀土元素豐度較低，配分模式為右傾型，表現(xiàn)為輕稀土元素富集型，具顯著的銪負(fù)異常；各樣品的稀土元素配分曲線形態(tài)基本一致，說明花崗斑巖、中細(xì)粒黑云二長花崗巖為同源

9、巖漿演化的產(chǎn)物；LREE 與HREE 的比值為1.903.97，( La /Yb) N 的比值為0.49 1.24，反映了輕稀土元素之間分餾及富集程度較高。3.3構(gòu)造環(huán)境分析印支期含銣花崗巖屬北秦嶺巖漿巖帶組成之一。對(duì)比該巖體的粒度變化，主巖漿期以粗粒、中粗粒結(jié)構(gòu)（主期結(jié)構(gòu)）為主，補(bǔ)充期以中細(xì)粒斑狀結(jié)構(gòu)為主，末期的花崗巖（脈）均為中粒-細(xì)粒結(jié)構(gòu)。從主巖漿期補(bǔ)充期末期結(jié)構(gòu)組成一個(gè)完整的巖漿結(jié)構(gòu)演化序列，從早到晚巖石類型由粗粒二長花崗巖粗粒鉀長花崗巖中細(xì)粒鉀長花崗巖中細(xì)粒二長花崗巖-細(xì)粒二長花崗巖-花崗斑巖過渡。因此該巖體由幾個(gè)期次的巖漿形成。從研究區(qū)三個(gè)樣品的構(gòu)造環(huán)境圖解表明（圖7），該巖體屬大

10、陸的造陸抬升有關(guān)的花崗巖類，為造山帶花崗巖；從巖石化學(xué)參數(shù)看，該巖體為S型花崗巖；微量元素組合特征顯示為大陸同碰撞花崗巖，其形成與碰撞帶密切相關(guān)，系碰撞帶的產(chǎn)物，故為板內(nèi)改造花崗巖，形成于造山作用的同碰撞期和造山晚期，為陸殼重熔形成鈣堿性系列的巖漿侵位于老地層中冷凝后形成的產(chǎn)物。該巖體是一個(gè)相對(duì)成熟的大陸環(huán)境下的局部熔融產(chǎn)生的巖體，具備形成稀有金屬礦產(chǎn)的基本條件4。表1 六丈山印支期花崗巖主量元素分析結(jié)果Table1 Geochemical of major elements of granitoids in Liuzhangshan樣品編號(hào)巖石名稱氧化物百分含量（W%）SiO2TiO2Al3

11、O3Fe2O3FeOMnOMgOCaONa2OK2OP2O5H2O+HQT-1花崗斑巖76.880.0312.60.320.580.080.120.333.964.380.01-99.29HQT-2中細(xì)粒黑云二長花崗巖76.940.0313.030.240.480.090.10.24.293.960.01-99.37HQT-3細(xì)粒黑云二長花崗巖76.390.0512.880.470.430.070.090.234.034.590.01-99.24測(cè)試單位：西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，2012.08表2 六丈山印支期花崗巖主要巖石化學(xué)特征Table2 The main chemical characte

12、ristics of Liuzhangshan樣品編號(hào)全堿(K2O+N2O)K2O/N2O鎂值Mg#FeO*值FeO*/MgO值鋁飽和指數(shù)ASIA/NK山德指數(shù)(A/CNK)里特曼巖系指數(shù)萊特堿度率(A.R)鎂鐵指數(shù)F/(F+M)固結(jié)指數(shù)K60HQT-18.4001.1060.1210.8747.2311.0631.1201.4532.0494.1620.8791.2823.418HQT-28.3020.9230.1260.7006.9581.1131.1491.5422.0024.3130.8741.1033.088HQT-38.6861.1390.0950.8599.4731.0721.1

13、111.4552.2214.1920.9050.9373.605表3 六丈山印支期花崗巖稀土元素分析結(jié)果Table3 Geochemical composition of trace elements of Liuzhangshan樣品編號(hào)稀土元素含量LaCePrNdSmEuGdTbDyHoErTmYbLuYHQT-114.2836.494.8718.225.90.136.241.49.342.117.581.611.981.8769.71HQT-25.0123.931.845.981.680.041.520.392.70.632.830.787.361.2926.06HQT-37.6330.

14、732.89.292.710.061.950.412.480.582.360.54.410.7214.45測(cè)試單位：西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，2012.08表4 六丈山印支期花崗巖稀土元素主要參數(shù)Table4 Geochemical composition of main parameters of Liuzhangshan樣品編號(hào)REELREEHREE(La/Yb)NEuCeHQT-1122.0179.8942.121.900.860.071.07HQT-255.9838.4817.502.200.490.081.93HQT-366.6353.2213.413.971.240.081.63圖6 六

15、丈山印支期花崗巖稀土配分曲線圖Fig.6 Indosinian granite chondrite-normalized REE patterns for the granitoids from Liuzhangshan圖7 六丈山印支期花崗巖 Q-A-P構(gòu)造環(huán)境判別圖（RRG-與裂谷有關(guān)的花崗巖類，CEUG-于大陸的造陸抬升有關(guān)的花崗巖類）Fig.7 Q-A-Pdiagram for monzogranite from Liuzhangshan4銣礦化體及礦石質(zhì)量4.1銣礦化體特征六丈山共見三條銣礦化體（圖2）：（1）北部張家溝號(hào)銣礦化體，NNE-SSW走向，呈長帶狀分布，長約 4000米

16、，平均寬約30米，深部延伸超過200米，Rb2O含量0.1% -0.13%，Ta2O5+ Nb2O5含量0.015%，賦礦巖體為全巖礦化的細(xì)粒花崗斑巖巖墻；（2）中部大堡號(hào)銣礦體：NWW-SEE走向，呈帶狀分布，礦化體長1000米，寬約400-700米，鉆孔控制礦化體最深超過500米，Rb2O含量0.08% -0.12%，賦礦巖體為全巖礦化的中細(xì)粒黑云二長花崗巖體；（3）南部東溝號(hào)銣礦體：呈帶狀NWW-SEE分布于研究區(qū)南側(cè)，礦化體長2400米，寬約40-100米，鉆孔控制礦化體深250米，Rb2O含量0.1% -0.15%，最高達(dá)0.2%。賦礦巖體為全巖礦化的中細(xì)粒黑云二長花崗巖體。因此，銣

17、礦化體的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀、空間位置、礦石品位等特征明顯與巖漿侵入期次及相關(guān)巖性有關(guān)。4.2 礦石質(zhì)量礦石自然類型屬于花崗巖類型伴生鋰、鈮和鉭的銣礦石。各礦物電子探針波譜分析顯示，銣主要以類質(zhì)同象的離子狀態(tài)賦存于黑云母中。礦石礦物有黑云母、鉀長石、鈉長石等，脈石礦物有石英、綠泥石等，另有鋯石、黃鐵礦、白鉛礦、赤褐鐵礦、螢石、磁鐵礦、金紅石、磷灰石、石榴子石、黑復(fù)稀金礦、錳鈮鐵礦等副礦物。礦石結(jié)構(gòu)有中-細(xì)粒、細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。圖3 六丈山銣礦化體地質(zhì)剖面示意圖Fig.3Geological profile sketch of Liuzhangshan rumineralization5成礦條

18、件分析通過鋯石U-Pb同位素測(cè)得六丈山含銣最高的淺紅色細(xì)粒二長花崗巖-灰白色細(xì)粒二長花崗巖年齡為196Ma，花崗斑巖為203Ma（數(shù)據(jù)另文發(fā)表）。因此成礦時(shí)期為晚三疊世-早侏羅世。印支末期，由于華南板塊和華北板塊發(fā)生全面陸陸碰撞造山作用，秦嶺造山帶發(fā)生了強(qiáng)烈的NNE向擠壓收縮，形成了NNE向及近EW向的淺層次脆性逆沖、滑脫構(gòu)造，使得地殼深部形成的花崗質(zhì)巖漿沿著斷裂上侵、擴(kuò)張、頂蝕等。隨著壓力逐漸減小、溫度降低，巖漿發(fā)生了分異結(jié)晶作用，并與圍巖發(fā)生了同化混染，形成了一系列板內(nèi)改造花崗巖5（圖8）。對(duì)研究區(qū)主要含銣的印支期花崗巖進(jìn)行侵入單元解體分析，可確定含銣巖體經(jīng)歷了四次較大的侵入期次：（1）粗

19、粒二長花崗巖-粗粒鉀長花崗巖-中細(xì)粒鉀長花崗巖。該階段的巖石中含銣雖較少，但為銣的第一次富集奠定了基礎(chǔ)，晚期的中細(xì)粒鉀長花崗巖中銣含量呈明顯增高的趨勢(shì)；（2）淺紅色中粒二長花崗巖-淺紅色中細(xì)粒二花崗巖-淺紅色細(xì)粒二花崗巖。該階段是銣元素強(qiáng)烈富集階段，已形成全巖銣礦化的侵入體，是巖漿侵入補(bǔ)充期。其晚期中細(xì)粒-細(xì)粒二長花崗巖構(gòu)成號(hào)銣礦化體；（3）經(jīng)過短暫的間歇后，巖漿又進(jìn)入了第三次侵入期，這個(gè)階段形成磚紅色中粒二長花崗巖-磚紅色細(xì)粒二長花崗巖侵入巖系列，由于分異差，巖體中僅形成銣礦化體，但銣礦化增強(qiáng)的趨勢(shì)同樣清楚；（4）最后階段是主要成礦期，侵入順序?yàn)闇\紅色細(xì)?；◢彴邘r-淺紅色中粒二長花崗巖-淺紅

20、色中細(xì)粒二花崗巖-淺紅色細(xì)粒二長花崗巖-灰白色細(xì)粒二長花崗巖，這個(gè)階段是銣元素強(qiáng)烈富集階段，形成、號(hào)銣礦化體。分析認(rèn)為，礦化體富集與巖漿不斷侵位階段分異萃取有關(guān)。礦化熱液來源于自身巖漿水，在獨(dú)特的構(gòu)造環(huán)境中，放射性元素脫變時(shí)的析出水、大氣降水和圍巖水，經(jīng)不斷的熱液對(duì)流循環(huán)，使得活性很強(qiáng)的銣離子在還原環(huán)境下，廣泛富集與于云母及長石中。通過研究侵入期次與成礦的關(guān)系后認(rèn)為：巖漿侵入的晚期，巖漿流體活動(dòng)時(shí)間越長，熱液活動(dòng)也越長6。巖石粒度越細(xì)，說明巖漿分異結(jié)晶越充分7，銣元素的富集越好，因此花崗巖具有成礦專屬性。另外，圍巖蝕變中鉀化、螢石化、黃鐵礦化、鉛鋅礦化、黃銅礦化等與銣礦化正相關(guān)。尤其是螢石化可

21、以看成該區(qū)明顯的找礦標(biāo)志。圖8 六丈山銣礦成礦模式圖Fig.8 The Metallogenic model map of Liuzhangshanrubidium6結(jié)論（1）六丈山印支期含銣花崗巖體主要含礦巖石為花崗斑巖、中-細(xì)粒黑云二長花崗巖、細(xì)粒二長花崗巖。該巖體屬高鉀鈣堿性系列，為“S”型花崗巖，其形成與大陸的造陸抬升有關(guān)，產(chǎn)于相對(duì)成熟的大陸環(huán)境下，具備形成稀有金屬礦產(chǎn)的基本條件。（2）含銣花崗巖體經(jīng)歷了四次較大的侵入期次，礦化體的形成與巖漿不斷侵位階段分異萃取有關(guān)。分異較好的階段則礦化較富集，反之異然。每個(gè)侵入階段晚期巖石粒度變細(xì)，銣礦化明顯增強(qiáng)。不同侵入階段巖性特征及特有的細(xì)粒結(jié)構(gòu)

22、構(gòu)成明顯的找礦標(biāo)志。（3）產(chǎn)于北秦嶺西段六丈山一帶的印支期花崗巖體中富含銣、鈮鉭等稀有金屬，銣礦化體的形態(tài)、規(guī)模、產(chǎn)狀、空間位置、礦石品位等與巖漿侵入第二期、第四期次及二長花崗巖等有關(guān)。作者簡介胡永興，男、漢族、出生于1987年，長春工程學(xué)院本科畢業(yè)，甘肅省地質(zhì)調(diào)查院助理工程師?，F(xiàn)主要從事礦產(chǎn)地質(zhì)工作。作者地址：甘肅省蘭州市蘭工坪南街190號(hào)甘肅省地質(zhì)調(diào)查院郵編： 730000電話郵箱：306762203Western north QinLingLiuzhangshan Granite rock mass and The characteristics of Rb m

23、ineralization body Hu Yongxing Zhang Hongbin SuHu（Geological survey of Gansu Province，Lanzhou）Abstract: Native to north Liuzhangshan in mountain area of western QinLing indo-chinese epoch granite rock rich in rubidium and other rare metals, study its characteristics for rare metal mineral in west QinLing mountain area have a bigger role in guiding. In the rock mass by the granite porphyry, dark clouds - fine grained monzonitic granite, fine grained monzonitic granite and so on, is high in potassium calc-alkaline series, for the "S" type granite, its for