豫西伟晶岩型稀有金属矿勘查方法

胡呈祥　包民伟　李贞岐　宋海兵

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院)



豫西伟晶岩型稀有金属矿勘查方法

胡呈祥包民伟李贞岐宋海兵

(河南省地质矿产勘查开发局第一地质勘查院)

摘要在探讨河南省西部花岗伟晶岩型稀有金属矿成矿规律的基础上，对地质、化探、物探、样品采集测试等稀有金属矿产勘查方法进行了分析，认为矿脉调查、成矿构造分析、自然重砂、电法、人工重砂等方法为该类稀有金属矿产不可或缺的勘查手段，对于区内进一步开展勘查找矿工作有一定的参考价值。

关键词稀有金属伟晶岩脉成矿规律勘查方法

豫西伟晶岩型稀有金属矿产区位于华北地台南部秦岭造山带北秦岭褶皱区，区域地层是1套以中深变质的碎屑岩-碳酸盐岩组合，断裂构造复杂，特别是NWW向构造发育，岩浆热液活动频繁，中—酸性岩体广泛分布，岩石变形变质强烈，具有良好的成矿地质条件[1-4]。自卢氏官坡至西峡陈阳坪一带分布有上千条伟晶岩脉，是省内最大的伟晶岩密集带，其中官坡伟晶岩密集区根据成矿要素差异、成矿规律等分别富含铌钽、锂、铍、铯、铷、铀、电气石、长石、石英、云母等多种稀有金属和非金属矿产。区内伟晶岩型稀有金属矿产成矿服从于岩浆分异自交代富集成矿的规律。自灰池子岩体由内向外，形成了不同类型伟晶岩的有序带状分布和黑云母化→白云母化→锂云母化的云母交代系列，以及不同程度的钠长石化、云英岩化、锂云母化等，稀有金属成矿作用自灰池子岩体由内向外不断加强，伟晶岩脉的水平环带分布特征明显，该水平带状序列表明了稀有金属元素随交代作用逐步富集成独立矿物的过程。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于充满F、Cl、B、CO2、P的汽化热液中，在区域造山地质作用的一定阶段，随着温度、压力的下降，稀有金属络合物被破坏，产生碱质的交代作用，稀有金属元素随之晶出成矿。上述极其特殊的成矿规律和成矿特征决定了豫西伟晶岩型稀有金属矿找矿勘查方法有别于其他岩浆型矿床或岩浆热液型矿床。为此，本研究分别就该类矿产的地质、化探、物探、钻探、样品测试等勘查方法进行分析，供区内找矿参考。

1伟晶岩脉地质特征

伟晶岩脉体往往成群分布于母岩体的内外接触带中，并受区域构造控制，自内向外水平环状分带特征较明显，形成了不同类型伟晶岩的有序带状分布：①Ⅰ#带，黑云母型花岗伟晶岩带，长0～1.0 km；②Ⅱ#带，二云母型花岗伟晶岩带，长0.5～1.5 km；③Ⅲ#带，白云母型花岗伟晶岩带，长1.5～3.0 km；④Ⅳ#带，含稀有金属矿物型花岗伟晶岩带，长3.0～6.0 km。其中最外带的含稀有金属矿物伟晶岩带是寻找稀有金属矿产的最有利位置，白云母伟晶岩带次之。伟晶岩脉结晶分异程度差、交代作用强，具有云英岩化、钠长石化、电气石化、锂云母化的伟晶岩脉是寻找稀有金属矿床的有利地段，锂辉石、锂云母、粉红色(蓝色)电气石、绿柱石是区内矿(化)体的主要矿物标志，钠长石-石英交代体、钠长石-锂辉石-石英交代体、锂云母-石英交代体等为稀有金属矿体的矿物组合交代特征，也是最重要的找矿标志。研究区伟晶岩脉分布情况见表1。

表1研究区伟晶岩脉分布情况

条

2勘查方法

2.1化探

面积性1∶20万水系沉积物测量及1∶20万自然重砂测量(图1、图2)对该类稀有金属矿产分布均有指示， Li-As-B-Au-MgO-Sb综合异常内分布有大量含矿伟晶岩脉，包含已知的南阳山、七里沟锂铌钽矿床。

图1　Li异常分布

图2　电气石-铌钽铁矿-铌钇矿自然重砂异常

由图1、图2可知：小比例尺面积性1∶20万水系沉积物测量及1∶20万自然重砂测量方法对伟晶岩型稀有金属矿产的区域性预测效果明显，自然重砂测量圈定的异常范围与含矿花岗伟晶岩脉套合度较高，便于指导大比例尺找矿勘查工作。

1∶5万水系沉积物测量对该类稀有金属矿产勘查略有指示，但异常值总体较低，异常面积多与矿脉体实际位置不符，可能与水系沉积物测量采样粒度过细有关。自然重砂方法圈定的异常无论从异常峰值还是从异常面积方面分析均较有效，但以往所进行的自然重砂测量样品较稀少，近年来该方法应用较少，可供利用的资料较小。在豫西地区，土壤或岩石等次、原生晕化探方法对脉状伟晶岩型稀有金属矿床的勘查意义不大。

2.2物探

根据岩浆岩与矿体围岩(多为前寒武纪高级变质岩)存在的电性差异，可选用物探电法进行勘查。由于矿体与围岩的电性差异较小，因而目前物探电法用于伟晶岩型稀有金属矿体的勘查仅局限于单矿体规模大的囊状矿体，如可可托海3#脉、甲基卡、南平等矿区。豫西及国内其他中小型稀有金属矿床的矿脉体多呈薄脉状、透镜状、小囊状，长度多小于200 m，厚多为1～5 m，电法勘查效果不甚理想。

2.3坑探、钻探

伟晶岩型稀有金属矿床多数矿体形态复杂，沿走向、倾向厚度及品位变化较大，区内浅中部勘查应以坑探为主，且应布设相当数量的沿脉坑道，沿走向观察其厚度、品位、矿物组合特征变化情况，形态单一且稳定的矿体中深部勘查应以钻探为主。另外，根据残余岩浆自交代成矿规律，伟晶岩型稀有金属矿成矿深度一般不大，多为-150 m以浅，而豫西某些矿体的勘查深度已达-300 m，应与成矿构造所提供的容矿空间关系密切，因此，该类矿产在今后的勘查开发过程中应充分分析矿床控矿构造对成矿深度的影响，不可一概而论地认为仅在矿脉体上部或上盘可能成矿。

2.4样品测试

伟晶岩矿物粒度较大，为确保样品具有代表性，一般沿矿体矿物成分变化最大的方向布设样线，且应尽可能垂直于矿体走向，按不同矿石类型、不同结构构造、不同矿石矿物均匀程度分段连续刻槽取样。样槽规格：①矿物粒度小于2 cm，刻槽样断面规格10 cm×3 cm；②矿物粒度2～5 cm，刻槽样断面规格10 cm×5 cm(矿物成分不均匀时，刻槽样断面规格20 cm×5 cm)；③矿物粒度大于5 cm，刻槽样断面规格50 cm×10 cm。

为了解不同类型矿脉体有用矿物的赋存状态和可选性能，检验化学成分分析结果，快速评价其工业价值，在勘查阶段应及时采集适量的人工重砂样品。豫西某稀有金属矿区人工重砂样品分析结果表明：①钽铌铁矿呈长柱状、针状 ，矿物粒度一般0.2～0.04 mm，最小0.01 mm，以包裹形式赋存于石英粒状集合体、电气石、长石中，破碎至0.074 mm，单体基本解离，矿物含量212～990 g/t；②绿柱石呈淡绿色柱状，玻璃光泽，粒径一般0.05～0.2 mm，主要以集合体的形式分布于粒间隙及微裂隙中，矿物含量457～1634 g/t；③锂辉石微带淡红色，板柱状、柱状，晶体较完整，一般(1～2)cm×(4～6) cm，玻璃光泽、土状光泽，中—低硬度，具滑感，地表大多被氧化淋滤为陶瓷白色的腐锂辉石，矿物含量1 034～ 5 252 g/t，最高15 986 g/t，钽铌铁矿、绿柱石、锂辉石分别为铌钽、铍、锂工业可利用的矿物，共赋存状态、粒度、解离难度、含量均可通过人工重砂样品进行快速评价。

值得注意的是，伟晶岩型稀有金属矿产仅凭化学分析结果圈定的矿体其工业可利用性无法完全确定，因此在勘查阶段初期应采集具有代表性的部分人工重砂样品和可选性试验样品进行分析，以简单、快速地评价其可利用性，有效避免出现勘查结束后选而无矿的现象。

3结语

通过对河南省西部花岗伟晶岩型稀有金属矿成矿特征、勘查方法的探讨，认为地质、化探、物探、样品采集测试等手段是该地区花岗伟晶岩型稀有金属矿产勘查的有效方法，对于区内进一步开展勘查找矿工作有一定的借鉴价值。

参考文献

[1]何玉良，黄岑杨.河南省卢氏地区伟晶岩型稀有金属矿成矿规律初步研究[J].科技资讯，2012(28)：77-78.

[2]陈金铎.河南卢氏西南部花岗伟晶岩脉成矿特征 [J].现代矿业，2014 (9)：100-104.

[3]陈金铎，包民伟，胡呈祥，等.豫西南铌钽矿资源潜力评价的预测要素及预测模型[J].现代矿业，2014(12)：109-111.

[4]陈金铎，包民伟，张迎年，等.河南省卢氏伟晶岩脉及典型钽铌矿床地质特征[J].矿产保护与利用，2014(4)：13-17.

(收稿日期2015-10-08)

胡呈祥(1965— )，男，高级工程师，450000 河南省郑州市高新区莲花街56号。