嵩山石秤花岗岩体中稀土矿化地质特征

张顺新，毛广钰，李佳蓓，谢祥



嵩山石秤花岗岩体中稀土矿化地质特征

张顺新，毛广钰，李佳蓓，谢祥

（河南理工大学资源环境学院，河南焦作 454000 ）

中元古代石秤花岗岩体为嵩山地区出露面积最大岩体，以往研究认为其主体岩性为钾长花岗岩。在野外实地调查研究过程中，首次发现石秤岩体中有晚期侵入形成的正长岩、碱长花岗岩小岩株、岩脉，石秤花岗岩岩体并不是单一的正长花岗岩岩性。通过对稀土矿化体分布、岩石学、化学成分特征及其与石秤花岗岩关系的研究，表明稀土矿化体为石秤花岗岩岩体在后期演化过程中更富集轻稀土等成矿物质，含矿热液沿裂隙充填所形成，为岩浆后期热液成矿。

稀土矿；花岗岩；地质特征；嵩山石秤

河南省嵩山地区位于华北克拉通南缘，是我国记录前寒武纪地质的典型区域之一。众多学者先后对篙山地质，尤其是前寒武地质进行过考察研究。该区域岩浆活动强烈，主要发生在太古代和元古代。对太古代岩浆活动，前人进行过不少工作，最晚侵入的古元古代晚期花岗岩体为石秤岩体、白家寨岩体和摩天寨岩体（河南省地质矿产局，1989），其中石秤岩体面积最大，出露面积约55.5km2（图1）。

1-第四系，2-五佛山群，3-石秤岩体，4-白家寨岩体，5-路家沟岩体，6-罗汉洞组，7-歪咀山岩体，8-青羊沟岩体，9-三峰寺岩体，10-会善寺岩体，11-登封群郭家窑组，12-登封群金家门组，13-登封群老杨沟组，14-石英岩，15-砂岩，16-正长花岗岩，17-奥长花岗岩，18-斜长角闪片岩，19-变粒岩，20-绢云石英片岩，21-闪长岩，22-不整合接触，23-断层，24-稀土矿化体

1 稀土矿化体地质特征

1.1 稀土矿化体分布特征

石秤花岗岩岩体分布于登封城西—君召北水磨湾一带，呈东西延伸的岩柱状。南部被新近系洛阳组和第四系覆盖，西部地段与寒武系、二叠系断层接触，北部与登封岩群、嵩山群及登封变质杂岩呈侵入接触。稀土矿化体主要赋存在石秤碱性花岗岩体中，分布于石秤岩体南侧，主要呈脉状，脉宽一般0.5~5m，最宽30m，长一般50~300m，最长者400~500m，矿化面积约40km²，矿化体密度1~6条/km²。目前已经发现矿化体30余条。岩性主要为紫红色粗粒正长岩、碱长花岗岩（图2），发育网脉状构造，黑色含铌铁稀土矿物呈网脉状分布。有的发育角砾状构造，硅质胶结，黑色含稀土矿物呈微细粒分布于胶结物中。

1.2 稀土矿化体岩石学特征

正长岩为紫红色，呈粗粒结构、似斑状结构，主要矿物为钾长石；碱长花岗岩呈暗紫红色、暗褐色，粗粒花岗结构，块状构造，主要矿物为钾长石60%~70%，石英30%左右，黑云母等暗色矿物少量。岩石镜铁矿化较明显，黑色镜铁矿以填隙物的形式分布于钾长石、石英空隙中。岩石受到一定程度的碎裂作用，矿物普遍产生大大小小、方向不一的裂隙，有时沿裂隙充填微粒长英质矿物。部分矿物边缘碎粒化，碎粒大小0.022~0.035mm，少量0.064~0.093mm，含量约3%~5%。但花岗岩成分、结构、构造基本未变。钾长石呈不规则板状，大部分为细粒，大小0.73~1.5mm，少部分达中粒，大小1.6~2.3mm，成分为微斜长石和条纹长石，分别具格子双晶及条纹结构，双晶纹常断裂、弯曲、错开。钾长石常包裹细小斜长石、石英，构成包含结构及交代穿孔结构。钾长石常有裂纹，沿裂隙有时充填微粒长英质、白云母或石英。斜长石呈半自形板柱状或不规则状，一般大小1.0~1.34mm，个别达1.6mm，少部分0.62~0.88mm，可见钠长聚片双晶，双晶纹有弯曲、断裂、错开等现象，切面上均有多少不等的绢云母、个别白云母不均匀分布。可见斜长石包含石英。可见斜长石裂隙中充填长英质或白云母。少量斜长石交代钾长石析出多余的石英，形成交代蠕英结构。石英呈它形粒状，一般大小0.41~1.34mm，切面干净，裂纹发育，波状消光，常数粒聚集不均匀分布于长石之间。偶见石英包含钾长石。白云母、黑云母呈鳞片状，不均匀分散分布。个别黑云母析出氧化铁。金属矿物微量，零星分布（图3）。

1.3 稀土矿化体化学成分特征

通过对矿石分析、测试表明稀土Y矿化、稀有金属Nb矿化较普遍。其中较多样品Nb2O5达到边界品位1/2以上，部分样品Y2O3含量接近或达到最低工业品位。采集5件样品，分析结果显示，矿化脉中富集稀土元素Y和Ce、有色金属Nb，伴生铁矿（表1）。

表1 稀土矿化体样品分析结果表

分析单位：山东省地质测试中心。（Fe分析采样湿法化学分析，其余为ICP-MS分析）

将上述分析结果换算成相应的氧化物含量，通过与行业标准比较，发现PM013-10-2号样品的Y2O3含量已经超过最低工业品位，Nb2O5的含量已经超过最低工业品位（表2）。不仅如此，PM013-10-2、PM013-15号样品普遍伴生较高含量的Fe，PM013-15号样品含有较高含量的稀土（接近边界品位）。

表2 稀土矿化体含矿性表

2 石秤花岗岩岩体与稀土矿化体的关系[1~3]

石秤花岗岩岩体与稀土矿化体关系密切，为稀土矿化体成矿母矿，主要依据如下：

1）稀土矿化体与石秤花岗岩岩体在空间上不可分，稀土矿化体仅赋存于石秤花岗岩岩体中，在石秤花岗岩岩体北部登封群、嵩山群及登封变质杂岩中未见。因此，在成岩成矿时代上，稀土矿化体和石秤花岗岩体有先后继承关系，为岩浆后期热液成矿。

2）在物质成分上，石秤花岗岩岩体轻稀土富集，Sr、Nb、Zr、U、Th等元素含量均较高，稀土元素总量ΣREE介于301.47~2602.83μg/g。因此，石秤花岗岩岩体本身即为富含轻稀土的碱性花岗岩，在其后期演化过程中才会更富集轻稀土等成矿物质，含矿热液沿裂隙充填形成稀土矿化体。

[1] 田京祥，张日田，范跃春．山东郗山碱性杂岩体地质特征及与稀土矿的关系[J]．山东地质，2002，18（1）：21~25．

[2] 卢楚彪．广东省揭西县五经富稀土矿成矿地质特征[J]．科技信息，2008，（5）：86~87．

[3] 刘涛，习进勇，张健．山东苍山县龙宝山稀土矿地质特征[J]．科技信息，2009，（21）:372~373．

REE Mineralization in the Shicheng Granite Rock Mass, Songshan Area

ZHANG Shun-xin MAO Guang-yu LI Jia-bei XIE Xiang

(Faculty of Resources and Environment, Henan University of Technology, Jiaozuo, Henan 454000)

Field observation indicates that the Shicheng granite rock mass was intruded by syenite and alkali-feldspar granite as dykes and stock which is not a simple K-feldspar granite rock mass. Petrological and lithogeochemical study for the REE-mineralized rock indicates that the REE-mineralized bodies were formed by postmagmatic hydrothermal filling.

REE ore; granite; geological feature; Shicheng, Songshan

P617.9；P618.53

A

1006-0995（2015）01-0022-03

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.01.005

2013-12-24

河南1∶5万大口集（I49E009019）、府店（I49E009020）、江左（I49E010019）、大金店（I49E010020）幅区调（任务书编号：基[2010]矿评01-12-02，项目编号1212011120767）

张顺新（1987-），男，河南焦作人，研究生，主要从事地球化学研究