打开文本图片集

摘　要：对河南省卢氏地区伟晶岩型稀有金属矿的成矿规律进行了初步研究。通过对该区的成矿地质背景的研究，认为加里东期岩浆活动形成的灰池子复式混合花岗岩基为花岗伟晶岩脉群的母岩，并为稀有金属成矿提供物质来源。

关键词：金属矿 研究 卢氏地区

中图分类号：TD85 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（a）-0077-02

秦岭造山带中分布有三个大的花岗伟晶岩带：东秦岭伟晶岩区、宝鸡伟晶岩区和宁陕伟晶岩区。河南省卢氏地区伟晶岩带属于东秦岭伟晶岩区，具有范围大，伟晶岩数量多，矿化好等特征。区内目前已发现有伟晶岩型稀有金属矿床（点）共4处，包括中型1处，小型2处，矿点1处，大多为含铌、钽、锂、铍和铯的共伴生矿床。

研究区内针对稀有金属矿产的工作大多开展于20世纪70～80年代，如成都地质学院第七教研室[1]、栾世伟[2]、陈西京[3]和陈尚迪[4]，研究主要集中在东秦岭地区花岗伟晶岩的分布规律、地球化学特征、同位素年龄和成因讨论方面，对其中稀有金属矿产研究程度较低。随着国家对“三稀”矿产资源（稀有金属、稀土元素及稀散元素）的重视，近年来，部分学者对区内伟晶岩中的稀有金属矿产开展了一定的研究，如卢欣祥等[5]和白峰等[6]，但总体研究程度还是较低。

1 成矿地质背景

1.1　构造演化背景

研究区位于栾川断裂以南商丹断裂以北的秦祁昆岩浆岩省北秦岭构造岩浆岩带，为秦岭造山带的主要组成部分，为华北板块和扬子板块的结合带。整个构造演化历史经历了前造山（Ar-Pt2），主造山（Pt3-T2）和后造山（T3-Q）三个构造演化阶段[7，8]。与伟晶岩矿床密切相关为主造山阶段中的加里东期岩浆活动。

1.2　岩浆岩

区内岩浆活动极为发育，按活动时代可分为新太古代、古生代和中生代三个岩浆活动阶段，以古生代最为强烈，次为中生代和新太古代。与稀有金属矿产密切相关的为志留纪灰池子岩体以及与其密切相关的花岗伟晶岩脉群。

灰池子岩体位于豫陕边界，出露面积在河南省境内约占1/3左右（图1），被多数研究者认为是秦岭花岗伟晶岩的母岩[9～10]。岩体为一复式混合花岗岩基，由三个深成岩体组成，从早到晚依次为蔡家沟岩体、淇河岩体和明朗河岩体[11]。岩性组成为黑云母二长花岗岩、花岗闪长岩和英云二长岩，具有高SiO2、Al2O3、Na2O，低TiO2、MgO和K2O的特征，为I型花岗岩。

花岗伟晶岩脉主要分布于狮子坪强变形带以南，侵位于中元古界长城系峡河岩群、古元古界秦岭岩群及灰池子岩体的内接触带。花岗伟晶岩脉具有明显的分带特征，围绕灰池子岩体从近至远可分为：黑云母型花岗伟晶岩（Ⅰ带）、二云母型花岗伟晶岩（Ⅱ带）、白云母型花岗伟晶岩（Ⅲ带）、含稀有金属矿物型花岗伟晶岩（Ⅳ带）（图1）。各类花岗伟晶岩脉的岩石特征见表1。

2 区域成矿规律初步研究

2.1　区域矿产特征

研究区内伟晶岩型稀有金属矿产共4处（图1）。按照主要矿物成分可将矿石类型划分为白云母微斜长石型、白云母钠长石微斜长石型和锂云母钠长石型三种类型，其中白云母钠长石微斜长石型为最主要的矿石类型，而锂云母钠长石型的矿化最富，有用组分钽、锂、铌、铷、铯、铍等的含量明显比另两类高。

矿体形态以脉状为主，部分板状，少数透镜状和网脉状，但脉体形态复杂多变，大小不一，大多有分叉和膨胀收缩现象。矿脉具有一定的分带性，如官坡01号伟晶岩脉就表现出良好的分带性，可分为钠长石化细粒石英锂辉石带、钠长石化粗粒石英锂辉石带、钠长石化含铯榴石石英锂辉石带、钠长石化石英白云母交代集合体、石英中钠长石交代集合体、粒状钠长石集合体和石英钠长石锂云母交代集合体。

矿石组成复杂是区内稀有金属矿的主要特征之一，目前累计查明矿物种类已超过40种，其中矿石矿物13种，分别为细晶石、黑钽铀矿、锰钽矿、锑钽矿、钛钽铌矿、锰辉石、磷锂铝石、锂云母、铯榴石、铯锂绿柱石、锆石和锡石等，包含钽、铌、锂、铍、铷，铯、锆、铪、锡等有益组分。

围岩蚀变普遍，较发育的有钠长石化、白云母化，通常蚀变强烈发育处矿化较好。

2.2　空间分布规律

大型构造控制花岗伟晶岩脉和稀有金属矿的空间分布。东秦岭伟晶岩脉的整个分布范围受两条深大断裂带控制：北至栾川断裂带，南到商丹断裂带，而这两个断裂带间区域被认为是北秦岭造山运动的重要区域。同时，商丹断裂带被多数人认为是华北板块和扬子板块的缝合带。王登红等[12]认为伟晶岩及其相关矿床同样可以作为构造演化尤其是造山过程的示踪标志，尤其是规模大、分带性好、矿种多元素全的伟晶岩矿床代表了造山后的产物。袁见齐[13]认为伟晶岩在空间分布上明显受地质构造的控制，如古地块边缘断裂带，不同构造单元的结合带等。可见，栾川断裂带和商丹断裂带对伟晶岩脉及矿床的形成起到很重要的作用。除此之外，截止目前发现的南阳山、蔡家沟、七里沟和白庙沟稀有金属矿产全部分布在北北西向的狮子坪强变形带中，可见狮子坪强变形带对成矿有着关键的作用。

次级小断裂和层间裂隙为伟晶岩脉和稀有金属矿产提供很好的赋存空间。从伟晶岩脉和矿体的野外分布特征及产状可以发现，它们基本上都产在次级小断裂和层间裂隙中，尤其是张性裂隙，顺张性裂隙形成的伟晶岩脉大都具有跟好的稀有元素含矿性。

灰池子复式岩体及花岗伟晶岩带直接控制稀有金属矿产的产出空间位置。整个伟晶岩脉群围绕灰池子岩体成带状分布（图1），伟晶岩带的性质决定了矿产的种类。在黑云母伟晶岩带中集中形成伟晶岩型铀矿，如东秦岭的伟晶岩型铀矿；白云母伟晶岩带中分布有中小型的白云母矿；含稀有金属矿物伟晶岩带对应邹天人等[14]提出的锂云母带，为铌、钽、锂、铍和铯的主要产出带。

2.3　成矿时代

含铌钽锂矿花岗伟晶岩脉尚无同位素年龄，成都地质学院[1]测得的伟晶岩白云母K-Ar年龄364～439Ma。此外对于同源的灰池子花岗岩，锆石LA-ICPMS、SIMS年龄分别为（421±27）和（434±7）Ma[15]。灰池子岩体东南端大毛沟岩株白岗质花岗岩株ICP-MS锆石U-Pb谐和曲线加权平均值（418.3±8.8）Ma，与南侧花岗伟晶岩脉中的光石沟铀矿的成矿年龄405Ma、412Ma、418Ma基本一致[16]。花岗伟晶岩型铌钽锂矿形成灰池子花岗岩体周围的收缩裂隙，时代应与光石沟铀矿的成矿年龄相同，与灰池子岩体可能存在30Ma的时差，时代仍为志留纪。同碰撞的灰池子花岗岩与花岗伟晶岩脉，在时代上依次晚于丹凤岛弧火山岩及二郎坪弧后盆地北侧的俯冲型中酸性杂岩，时差较为协调。

2.4　成矿物质来源

对于伟晶岩型稀有金属矿的成矿物质来源研究很少，因此只能通过同源的灰池子岩体的物质来源进行间接的验证。前人普遍认为灰池子岩体为碰撞型花岗岩[17～18]，但李伍平等[19]通过对灰池子花岗质复式岩体的源岩元素和同位素地球化学研究，认为灰池子花岗岩是由深部下地壳新元古代玄武质岩石部分熔融形成的Adakitic质岩。花岗岩轻稀土元素富集，大离子亲石元素（Rb、Ba、Th、Sr等）相对富集，高场强元素（Nb、Ta、Ti、Zr）相对亏损。岩体亏损的Nb、Ta、Ti、Zr元素恰是含稀有金属矿物型花岗伟晶岩的指示元素，与灰池子岩体同源的铌钽锂矿形成于岩体侵位之后的补充期岩浆-流体活动，成矿物质从根本上来自俯冲熔融的新元古代洋壳。

3 区域成矿模式

古秦岭洋经历中—新元古代扩张之后，在早古生代转入收缩时期，于志留纪发生聚合碰撞。早期俯冲板片的消融，产生了以高Sr、低Y为特点的I型花岗岩浆，在岩体侵位之后，源区残余流体随之上升，产生围绕早期岩体展布的大量的花岗伟晶岩墙。根据邹天仁等[15]（1975）的理论，区内伟晶岩脉成因应为岩浆分异自交代，早阶段以结晶作用为主，后期以交代作用为主，铌钽锂矿的形成主要在后期交代作用下形成。在交代作用下，岩体周围自内向外形成黑云母化、白云母化和锂云母化的带状分布，锂矿的形成主要与锂云母化密切相关。在通常环境下，稀有金属元素与K、Na以易溶络合物的形式赋存在充满F、Cl、B、CO2、P的成矿溶液下，随着成矿作用发育到一定程度，温度和压力下降，稀有金属络合物被破坏，产生碱质的交代作用，稀有金属元素随之结晶成矿。富含挥发组分的含稀有金属矿物的伟晶岩带分布在最上方或最外侧，形成了带状展布的花岗伟晶岩型铌钽锂矿，也标志着碰撞造山阶段的结束。

参考文献

[1]成都地质学院第七教研室.东秦岭东段稀有元素伟晶岩研究中的几个问题[M].北京：科学出版社，21-30.

[2]栾世伟.秦东花岗伟晶岩成因问题讨论[J].成都地质学院学报，1979.

[3]陈西京.论东秦岭某地花岗伟晶岩的分布规律[J].长安大学学报：地球科学版，1982.

[4]陈尚迪.秦岭东段稀有元素花岗伟晶岩铷、铯的地球化学特征[J].成都地质学院学报，1983.

[5]卢欣祥，祝朝辉，谷德敏，等.东秦岭花岗伟晶岩的基本地质矿化特征[J].地质论评，2010.

[6]白峰，冯恒毅，邹思劼，等.河南卢氏官坡伟晶岩中锂辉石的矿物学特征研究[J].岩石矿物学杂志，2011.

[7]张国伟，孟庆仁，于在平，等.秦岭造山带的造山过程及其动力学特征[J].中国科学（D辑），1996.

[8]张国伟，张本仁，袁学城，等.秦岭造山带与大陆动力学[M].北京：科学出版社，2001.

[9]陈西京，王淑荣，张秀颖.秦岭花岗伟晶岩基本特征与成矿作用[M].北京：地质出版社，1993.

[10]戎嘉树.花岗伟晶岩研究概况[J].国外铀金地质，1997.

[11]李伍平，王涛，曹惠锋.东秦岭灰池子复式岩体岩石谱系单位划分及其地质意义[J].中国区域地质，1995.

[12]王登红，邹天人，徐志刚，等.伟晶岩矿床示踪造山过程的研究进展[J].地球科学进展，2004.

[13]袁见齐.矿床学[M].北京：地质出版社，1987.

[14]邹天人，杨岳清，郭永泉.有关伟晶岩矿床的一些问题[J].地质科技情报，1985.

[15]王涛，王晓霞，田伟，等.北秦岭古生代花岗岩组合、岩浆时空演变及其对造山作用的启示[J].中国科学（D辑），2009.

[16]左文乾，沙亚洲，陈冰，等．丹凤地区光石沟铀矿床大毛沟岩株锆石U-Pb同位素定年及其地质意义[J]．铀矿地质，2010.

[17]裴先治，李厚明，李国光.北秦岭商南花岗岩体地球化学特征及其形成的构造环境[J].西安地质学院学报，1996，18（3）：29-35.

[18]陈岳龙，杨忠芳.北秦岭花岗岩类形成的Sm-Nd同位素分馏和混合作用[J].地球学报（增刊），1997，18：45-48.

[19]李伍平，王涛，王晓霞.北秦岭灰池子花岗质复式岩体的源岩讨论—元素-同位素地球化学制约[J].地球科学-中国地质大学学报，2001.