东秦岭稀有金属矿床成矿与分布特征——以河南省卢氏、南召两地区几个矿床为例

王令全，郭 锐，王军强，付 阳，付治国

（1.河南省地质矿产勘查开发局第二地质勘查院，河南许昌461000）（2.四川省冶金地质勘察局六零四大队，四川广元628017）

河南省稀有金属矿产在国内所占份额较大，其主要分布于秦岭褶皱系中段朱阳关－夏馆断裂带和木家娅－内乡断裂带之间。从卢氏西南部东延至信阳附近断续有稀有金属矿床和矿化点出现。矿床类型以伟晶岩型为主，次为岩浆类型，个别为残坡积砂岩型。代表性矿床有卢氏官坡矿田和南召大庄2个，2个矿床钾（Li）、铍（Be）、铌（Nb）、钽（Ta）、铷（Rb）、铯（Cs）等6种有用金属元素均获得工业资源量。规模达中型。其中钾（Li）、铷（Rb）、铯（Cs）的资源量位居全国前5名。东秦岭稀有金属矿以豫、陕相邻地区的河南省卢氏、南召两地区矿床最具代表性。

1 卢氏官坡矿田（共含3个矿床）

1.1 区域成矿背景

该矿田位于卢氏官坡蔡家沟西至豫陕省界附近，矿田长约20 km，宽3～4 km，北与朱阳关－夏馆断裂带北邻，南以小石沟－刘家沟断裂为界，赋矿脉岩伟晶岩脉1 000条左右。

矿田出露下元古界秦岭群雁岭沟组，岩性主要是白云质大理岩、透辉石大理岩、斜长角闪片岩、黑云母石英片岩、绢云母石英片岩等。矿田为一复背斜，轴向120°，次级褶皱及小断层、裂隙十分发育。成矿裂隙主要为北西西，次为北东向和北西向，少数为南北向，均被伟晶岩脉所充填。成矿后有近南北向小断层错断伟晶岩脉。伟晶岩脉从南到北有明显的差异性，从黑云母型→二云母型→白云母型→锂云母型。稀有金属花岗伟晶岩属白云母型和锂云母型。根据伟晶岩K－Ar法同位素年龄资料，年龄值为392～410百万年，属加里东早期。矿田范围内及其附近未见加里东早期岩体，推断伟晶岩与位于陕西省桃坪花岗岩（K－Ar法同位素年龄为438～439百万年）为同期的隐伏岩体所派生。

矿田中南阳山、蔡家沟2矿区经过勘探，七里沟－百花沟经详查，两者地质特征大同小异。下面以南阳山矿床为例加以介绍。

1.2 南阳山铌（Nb）、钽（Ta）、锂矿床

共发现伟晶岩脉80余条，按其主要矿物成分为白云母微斜长石型、白云母钠长石微斜长石型、锂云母钠长石型三大类。

1.2.1 白云母微斜长石型（分为2个亚类）

1.2.1.1 弱钠长石化亚类

以最大伟晶岩脉为例，脉体规模：长500～1 000 m，厚30～50 m，结构分带性不明显，中粒结构带形成主体，稀有金属矿物含量低，仅见个别绿柱石和铌、钽铁矿。

中等钠长石化亚类：分布在矿区南半部。规模大小不一，长26～478 m，厚0.24～4.24 m，呈脉状或板状，矿物组成以微斜长石和石英为主，钠长石、白云母、斜长石次之，副矿物以常见黑色电气石为特征。稀有元素矿物常见铌钽铁矿、绿柱石和锂辉石，铌钽铁和锂辉石都可分成原生和交代作用两期，铌钽铁矿晶体长0.05～1 mm，与微斜长石、钠长石、石英、白云母嵌生，并可见锡石、曲晶石与铌锂铁矿伴生。锂辉石原生晶体长1～40 cm，交代生成的仅长1～10 mm。此外，还可见到很少的细晶石、磷铝石、锰钽矿等。

该亚类结构分带仍不明显，以中－粗粒石英微斜长石带为主体带。交代作用以白云母化、钠长石化较普通。

铌、钽、锂可构成贫矿体。Ta2O5/Nb2O5=0.67。

1.2.1.2 白云母钠长石微斜长石型

脉体一般长51～262 m，厚1.25～8.66 m，延深32～210 m，形态为不规则啄状。

矿物成分共查明32种。其中工业矿物有锰铌矿、锰钽矿、细晶石、钠锂绿柱石和锂辉石。铌、钽矿物晶体1～2 mm，成不均匀散点状分布。钠锂绿柱石对径0.5～2 cm，呈黄色、黄绿色、分布零散。锂輝石呈柱状、板柱状晶体，长10～50 cm。标型矿物为绿色电气石、钠锂绿柱石、磷铝石。磷铝石块径1～5 cm，与石英嵌生，含量5％～10％。稀有矿物含量介于白云母微斜长石型和锂云母钠长石型之间。Ta2O5/Nb2O5=0.91。人工重砂结果铌钽矿物含量可达255 g/t。

结构分带良好，共可分为8个带：石英微斜长石带、石英微斜长石锂辉石带、微斜长石带、石英锂辉石带、石英锂辉石白云母交代体、中叶钠长石交代体、小叶钠长石交代体、高岭石交代体。

交代作用以锂白云母化，小叶钠长石化、高岭石化最为发育，中叶钠长石化次之、锂云母化微弱。在交代体中，铌、钽矿化显著增强，锂辉石也略有增加。锂辉石含量在其分布的几个带中可达10％～30％。1.2.1.3 锂云母钠长石型

主要分布于矿区东北部，规模较小，长9.35～75 m，厚1.44～4.55 m，多数延深大于长度，矿体形态比较复杂，有明显膨胀收缩，有些矿脉是白云母钠长石微斜长石型矿脉的支脉。此种类型矿物成分，交代作用最复杂，矿化最好。

矿物成分查明近40种，工业矿物有13种。工业矿物为细晶石、黑钽铀矿、锰钽矿、锑钽矿、钛钽铌矿、锰辉石、磷锂铝石、锂云母、铯锂绿柱石、锆石、锡石、包括钽、锂、铌、铍、铷、铯、锆、铪、锡等有益组分。锂辉石晶体较白云母钠长石微斜长石型矿脉要小，长1～10 cm，其他工业矿物晶体粒径一般多小于1 cm。标型矿物为锂云母、多色电气石（主要为红色电气石）锑钽矿、铯锂绿柱石、磷锂铝石和铯榴石。稀有矿物含量颇高，Ta2O5平均含量0.040％，Nb2O5平均含量0.015％，Ta2O5/Nb2O5=2.67；Li2O= 1％，BeO=0.045％，Rb2O=0.30。Cs2O=0.22％。人工重砂结果铌钽矿物含量为 346 g/t，最高达588 g/t。

共分10个结构带：石英微斜长石锂逃石带、微斜长石带、石英锂辉石带、石英电气石锂云母带、巨－中叶钠长石交代体、骨针状叶钠长石白色锂云母交代体、小叶钠长石交代体、石英锂云母交代体、细叶钠长石针状锂辉石铯榴石交代体、高岭石交代体。

交代作用时间先后顺序为：粗晶红电气化－球状、大片状锂云母化－巨、中叶钠长石化－白色锂云母化－小叶钠长石化、细晶红电气石化－鳞片状锂云母化－细叶钠长石化－高岭石化。

铌钽矿物折出顺序为：

锰铌矿－锰钽矿－锑钽矿－黑钽铀矿－细晶石。

交代作用与矿化关系极为密切、除高岭石化外，其他各期交代作用都有稀有矿物生成以第1期锂云母化，第2期叶钠长石红电气石化对钽铌矿化最重要。第3期钠长石化则是与铯榴石相伴的唯一交代作用。交代作用发生重叠时矿化更佳。

1.3 南阳山稀有金属矿床的发现

1.3.1 预查发现大量脉体

20世纪60年代早期，豫07队在卢氏官坡一带寻找伟晶岩型白云母时，先后在南阳山、兰草小石沟等地都见到钠长石化伟晶岩。后选稀有金属矿化较好的南阳山开始检查，并于当年提交该区伟晶岩分布调查情况报告，认为官坡一带是以锂为主的稀有金属花岗伟晶岩区。

1.3.2 地、物、化多种找矿手段投入

第2年，由该省局豫01队组成项目组在官坡一带开展系统的稀有金属伟晶岩的普查工作，经多种样品取样化验，加之电法、原生晕、次生晕化探和1∶1万地质填图的岩脉广泛调查工作，确定南阳山为以钽为主的稀有金属花岗伟晶岩区。

1.3.3 局部提高工作程度

60年代中叶，陕西省地质局地质三队在南阳山地区开展勘探工作，兼于外围七里沟、百花沟、蔡家沟一带普查，发现并圈定了蔡家沟稀有金属伟晶岩区。

1.3.4 科研手段并用

（1）1965年豫01队发表“豫区某区含白云母－稀有金属伟晶岩的分布特点及矿化规律的初步认识”一文系统总结了伟晶岩明显的分带性。

（2）1969年陕西省地质三队编写了南阳山矿区稀有金属矿化特征的科研报告，以大量翔实的地质资料对该区稀有金属矿化及交代作用进行了论述。

（3）70年代至今，成都地质学院师生数次深入矿区，以官坡为重点，涉及陕西省与河南省相邻地区稀有金属及白云母矿区进行了研究，编写出东秦岭伟晶岩专著，详细阐述了东秦岭伟晶岩成矿规律及地球化学特征，并对稀有元素共生组合进行了分类，同时提出了伟晶岩浆多次混染分异的新成因观点。

2 南召大庄稀有金属矿

2.1 矿区地质

位于南召县上岗乡大庄、花子岭一带，出露上元古界二郎坪群大庙组片岩和大理岩。处于南河店－板山坪－洞街复背斜的西南翼，地层走向北西－南东。

二郎坪群大庙组呈狭长带状展布，其南部为华力西期花岗岩，北部为加里东期闪长岩。伟晶岩脉侵入于华力西期花岗岩边缘及大庙组中，华力西期花岗岩为伟晶岩脉的母岩。

2.2 伟晶岩脉

长10 m以上，厚1 m以上的伟晶岩脉共计300余条，其中240条都呈缓倾斜规则的脉状和板状，还有42条呈分枝状，18条呈透镜状，长度小于100 m者约占总数1/2，其余多为100～200 m，少数达到500 m以上，产状以走向北东、北西两组为主。

按云母种类可分成黑云母型，二云母型、白云母型；依结构特点可分为文象－中粗粒结构伟晶岩，块体结构伟晶岩，全分异伟晶岩。

伟晶岩脉分布有下列特征：

（1）严格受黑云母花岗岩接触带控制，分布在内外接触带500～1 000 m范围内。

（2）岩脉类型从岩体内－外，由黑云母→二云母→白云母型。

（3）不同类型岩脉沿纵向（走向），从矿区北西－南东，黑云母、二云母型逐渐为白云母型替代。

（4）由黑云母型→二云母型→白云母型，分异程度逐渐增高，交代作用逐渐加强。

含稀有金属矿物和稀土矿物10余种，主要是铌铁矿、钽铁矿族矿物，其次有细晶石、锰钽矿、钛铌钽矿、铌钛铀矿、黑稀金矿、褐钇铌矿、绿柱石等，还有少量锂云母和铁锂云母。

伟晶岩普遍具铌、钽、铍矿化，但规模不大，品位不高，铌钽矿化与钠长石化关系密切，钠长石化可分为叶钠长石化，糖粒状钠长石化和块状钠长石化。铌钽矿化由黑云母型→二云母型→白云母型逐渐增强，铌钽矿脉均为白云母型。铌钽矿物主要分布在具钠长石化的长石单矿物带和小块体结构带内，绿柱石主要富集于二云母型和白云母型小块体结构带内，稀土矿物主要赋存在黑云母型伟晶岩中。

2.3 南召大庄稀有金属矿的发现

（1）50年代末北京地质学院、豫12队对该区进行了踏勘，并编写有简报。

（2）60年代初河南省地质局豫12队在该区开展了较正规的普查工作，对南河店－花园宫投入了11∶5万地质测量151 km2，同时开展了大庄－花子岭一带11∶1万地质测量和大比例尺的岩脉测量，还开展了相应阶段的重砂（天然、人工）、金属测量和电磁法、放射性测量，提交了普查报告，发现了较大面积的铌、钽矿化，单矿物发现有铌铁矿、细晶石、褐钇铌矿等。

（3）60年代中叶中南冶金地质勘探公司601地质队也在该区从事伟晶岩脉型稀有金属的找矿工作，提交有普查地质报告，并采用重砂品位估算了铌钽矿的资源量。

（4）70年代至今河南省地质局三支地质队先后在该区开展了普、详查地质工作，详细查明伟晶岩数目，分布规律，伟晶岩浆分异和交代作用，对矿化较好的伟晶岩进行的槽、井、平巷等轻、重型山地工程对矿体揭露并圈定、估算了资源量同时提交了详查地质报告。

3 其他铌、钽稀有金属矿区

3.1 方城塔山

位于方城县北东12 km，1959年至今河南省工业局地质队及豫13队在塔山一带碱性岩开展了以铌、钽为主的预查工作，研究结果表明，含铌岩石以碱性正长岩为主，发现在碱性岩类中铌含量平均值为克拉克值的26倍，钽含量平均值为克拉克值的6.5倍，含量较高部位Nb2O5达0.025％～0.2％，铌的赋存状态经人工重砂证实，除在霓石正长细晶岩中有少量铌铁矿，颗粒＜0.07 mm，除呈浸染状分布外，绝大部分铌钽元素均呈分散状态，不构成单矿物，但该区具较好的找矿远景。

3.2 嵩县黄水庵

位于嵩县北西德亭西7 km，11∶20万化探黄水庵一带有铀异常，60年代河南省地质局曾组队作过铀矿普查勘探工作，1961年豫13队对黄水庵稀有元素进行检查评价，确定为一铌、钽与铀密切共生的矿床，60年代上半叶豫01队将霓辉花岗岩列为工作对象，发现其中铌钽工业矿体，虽未发现铌、钽单矿物，在霓辉石石英脉等脉岩中见到较多铌钽矿物。鉴于该区有较好的找矿前景，1990～2005年河南省地矿局某队进入该区正式开展普查－详查地质工作。

3.3 信阳天目山

位于信阳天目山至桐柏毛集一带，分布有天目山含铌铁矿花岗岩，出露面积50 km2，岩体分为花岗正长斑岩、粒状花岗岩和斑状花岗岩3个期次，平均含Nb2O50.012％，较一般花岗岩高6倍以上，有铌铁矿、与细晶石、独居石、磷钇矿、钛铁金红石等共生。

60～90年代豫11队及地质工作以冲积－残坡积砂矿为对象投入普查工作，认为大潭山、小寺沟一带含砂层分布面积广，但多数样品均＜50 g/m3，只有信阳邢集月牙湾一带冲积砂矿品位稍富，月牙湾冲积砂矿分布于现代河床1级、2级阶地砂砾层、亚砂土、亚粘土层及河漫滩砂砾石层中，矿层呈层状、透镜状，长200～1 000 m，宽35～80 m，厚1～2 m，有18个矿体，铌铁矿平均品位62.77～92.73 g/t。具较好的找矿前景。

4 成矿与分布的总体特征

（1）东秦岭稀有金属矿床以河南省卢氏、南召两地区4个矿床为代表，均分布于秦岭褶皱系中部，大地构造方面即地槽沉积的活动性区域内，按板块观点是扬子古板块向华北古板块俯冲的活动性大陆边缘的活动带上。

（2）矿床均产于深大断裂与区域性大断裂形成的一向延长的断块中。

（3）原生稀有金属矿床全部产于元古界变质岩群中。

（4）成矿母岩均为碱性花岗岩基，成矿年代与成岩年代基本一致，为加里东早期。

（5）赋矿岩石为华力西期脉岩，均为伟晶岩脉，一般呈一向延伸的大量脉岩群。其脉岩类型以白云母为主、二云母类型次之，有时为锂云母型。

（6）矿石矿物以锰钽矿、细晶石、钛铌钽矿等为主。

（7）东秦岭稀有金属矿床成因类型为花岗伟晶岩浆分异交代型铌钽矿床。