陕西省丹凤资峪沟伟晶岩型铷矿床地质特征及找矿前景

许　锋，宋公社，王明志，周　斌，朱伟鹏

（1.陕西省地质调查中心，西安710068；2.太原理工大学矿业工程学院，太原030024）

陕西省丹凤资峪沟伟晶岩型铷矿床地质特征及找矿前景

许锋1，宋公社1，王明志1，周斌1，朱伟鹏2

（1.陕西省地质调查中心，西安710068；2.太原理工大学矿业工程学院，太原030024）

东秦岭是我国重要的花岗伟晶岩分布区和稀有金属成矿区，广泛发育各种类型花岗伟晶岩脉，并形成4个花岗伟晶岩脉密集区。丹凤资峪沟花岗伟晶岩脉型铷矿为新发现的铷矿床，产于华力西期的花岗伟晶岩脉中，矿区内含铷伟晶岩矿体规模大，延伸长，铷矿化均匀，Rb2O含量较高。通过对矿体产出构造位置、矿体特征、矿石成份、岩石地球化学特征及铷赋存状态的分析研究，认为矿体与宽坪岩体关系密切，宽坪岩体为该类型花岗伟晶岩脉母岩，且铷主要赋存于微斜长石和白云母中，成因类型为花岗伟晶岩型矿床。结合区内地质背景、伟晶岩脉发育程度、铷等稀有元素矿化特征、找矿标志等，认为区内成矿地质条件良好，具有较大的铷等稀有金属矿产的找矿前景，并为下一步找矿圈定有利地段。

花岗伟晶岩脉；铷矿；地质特征；找矿前景；陕西丹凤

秦岭造山带是我国花岗伟晶岩较为发育的地区之一，西自甘肃东部至宝鸡南部，经秦岭腹地的宁陕地区，东到包括陕西丹凤、商南和河南省卢氏、西峡及南召南部等地在内的东秦岭地区，构成了三个大的花岗伟晶岩区。其中东秦岭伟晶岩区范围最大，伟晶岩数量最多，分布最广，矿化最好，地质勘查和研究程度最高［1］，发现了一些锂、铍、铌钽矿（化）点。本次工作在陕西丹凤—商南一带对稀有金属进行调查评价工作，了解伟晶岩脉的含矿性。

资峪沟花岗伟晶岩脉型铷矿床位于商丹地壳对接带的北部，商丹蛇绿混杂岩带内的花岗伟晶岩脉中，其北部为宽坪岩体。矿体规模大，埋藏浅，为陕西省内首次发现的铷矿床。因此，剖析资峪沟铷矿床地质特征、总结成矿规律及找矿标志，对在东秦岭乃至陕西境内寻找伟晶岩脉型铷矿床具有一定的指导意义。

1　区域概况

矿区位于秦岭造山带北秦岭活动陆缘弧、商丹地壳对接带和南秦岭边缘海盆（图1）。在晋宁运动晚期，华北陆块大范围的隆升成山（陆），代表了晚前寒武纪板块汇聚作用，但未发生大范围折返造山运动，加里东运动开始两大板块受商丹地壳对接带制约开始发生俯冲—碰撞和连续增生造山过程，从而奠定了该区域基本的地质构造格局。加里东期为主造山期，由南而北的左旋斜冲韧性剪切带使秦岭新特提斯海域由东向西退出，左旋斜冲造山；陆内造山期（燕山期），系由北向南逆冲推覆，致使上述构造混杂岩带覆于白垩系之上［2］。

2　矿区地质特征

图1　陕西丹凤-商南地区地质矿产图Fig.1 Geological sketch map for Danfeng-Shangnan area，Shaanxi Province，China

矿区内构造较为发育，受区域构造影响，区内地层岩石塑性变形、糜稜岩化较强，构造线总体方向北西西—南东东向，大约在100°～280°，局部可见南西—北东向构造，但在矿区不甚发育，构造被后期岩浆热液充填，控制着矿区伟晶岩脉的产状和规模。

图2　丹凤县资峪沟铷矿区地质矿产图Fig.2 Geological map for Ziyugou rubidium deposit in Danfeng County，Shaanxi Provincea

矿区北缘出露宽坪花岗岩体。在区域上呈北西西—南东东向展布，长约45 km，宽在0.5～3 km之间，两侧与围岩界线多以断层形式出现。该岩体形成年龄为382 Ma（锆石U-Pb）［3］，是北秦岭商丹地区早古生代末—晚古生代初期形成的几个较大花岗岩体之一。岩体内部可见明显的相变现象，由北向南依次为：（片麻状似斑状）黑云二长花岗岩—穿插伟晶岩细脉片麻状似斑状黑云二长花岗岩—伟晶状花岗岩。岩体内部伟晶岩细脉，长约1～5 m，宽0.1～1 m，总体与岩体片麻理走向一致，部分岩脉斜穿片麻理。

3　铷矿床地质特征

3.1花岗伟晶岩脉的形态、产状、规模

在宽坪岩体南侧1 km范围内，共圈出花岗伟晶岩脉8条（图2），脉体走向与区域构造线方向基本一致，约100°～280°，长300～3000 m，脉体厚度一般在2.81～25.93 m，部分脉体个别地段厚度可达76.75 m，脉体膨胀狭缩、复合分枝现象明显。与围岩界线清晰，倾角较陡，一般在70°～85°。倾向变化较大，地表脉体，在靠近岩体附近，约300～450 m范围内，一般北倾，远离岩体，约450～1000 m，脉体多南倾。深部脉体，根据施工钻孔情况，脉体均北倾，脉体倾角在70°～88°，与地表脉体倾角基本一致。脉体间相互基本平行，间距在数米到数十米不等。

3.2花岗伟晶岩脉的岩石地球化学特征

宽坪岩体被认为是矿区伟晶岩的母岩体，因此，很有必要研究矿区花岗岩与伟晶岩的岩石地球化学特征。

3.2.1主量元素

由表1可知，K2O含量自宽坪岩体向微斜长石花岗伟晶岩呈降低趋势，Na2O含量自宽坪岩体向微斜长石花岗伟晶岩呈增高趋势，与伟晶岩熔体（流体）演化过程中，K被其他碱金属置换，Na质交代作用逐渐增强的趋势一致，从而证明了从岩体到伟晶岩，是岩浆演化程度不断提高的过程。

3.2.2微量元素

由表2和图3b可看出，宽坪岩体与伟晶岩原始地幔标准化的微量元素蛛网图趋势基本一致，且伟晶岩中的Rb、Nb、Ta含量呈增高趋势，而K2O/Rb则呈现出明显的降低趋势。这些特征均揭示出从岩体到伟晶岩，岩浆的结晶分异程度逐渐增高［4］。

3.2.3稀土元素

由表3和图3（a）可知，宽坪岩体与伟晶岩球粒陨石标准化的稀土元素蛛网图趋势基本一致，自花岗岩体向伟晶岩脉，稀土元素总量降低，轻、重稀土的分异程度也呈现降低趋势，这些特点都是岩浆不同程度结晶分异的结果，再一次证明了伟晶岩脉是母岩浆演化晚期的产物。

综合上述分析可知，自宽坪岩体向伟晶岩脉，岩石中的主量元素、微量元素和稀土元素均反映出岩浆的演化程度逐步增高，显示出同一母岩浆连续分异的特征。

3.3花岗伟晶岩脉矿石类型及结构构造

资峪沟铷矿床矿石类型主要为微斜（条纹）长石花岗伟晶岩型（图4a）和白云母二长花岗伟晶岩型（图4b），以第一种矿石为主，可占70%～75%。

矿石结构有花岗伟晶结构、条纹结构、似文象结构、交代及交代蚕食结构、蠕英石结构、包含结构等。矿石构造有块状构造、碎裂状构造、星散状—稀疏浸染状构造等。

3.4花岗伟晶岩脉矿石的化学成份

为查清矿石化学组成，对矿石进行光谱半定量分析和多元素分析（表4）。

从上表中可知，微斜（条纹）长石花岗伟晶岩中普遍含Rb2O，含量介于0.05%～0.21%。白云母单矿物中Rb2O含量为0.17%。

3.5矿石中铷赋存状态研究

图3　宽坪岩体及伟晶岩稀土元素球粒陨石标准化配分图（a）和微量元素原始地幔标准化蛛网图（b）Fig.3 Chondrite normalized REE patterns（a）and primitive mantle（PM）-normalized spider diagram（b）for Kuanping granite and pegmatite

有色金属西北矿产地质测试中心通过显微镜下鉴定、电子探针波谱、能谱分析、单矿物分析等方法基本查清了铷的赋存形式和分布趋势，主要赋存于含钾矿物微斜长石、白云母和黑云母中（表5）。其中微斜长石中占88.48%；白云母中占10.61%；黑云母中很少，占0.91%。

表1　宽坪岩体及伟晶岩岩石化学成分（%）Table 1　chemical compositions of kuan-ping granite and pegmatite(%)

表2　宽坪岩体及伟晶岩微量元素含量（u g/g）Table 2　Trace element content of Kuan-Ping granite and pegmatite (u g/g)

表3　宽坪岩体及伟晶岩稀土元素含量（u g/g）Table 3　REE content of Kuan-Ping granit and pegmatite(u g/g)

表4　矿石光谱半定量分析（%）Table 4 Semi-quantitative analysis of ore spectrum（%）

3.6矿体特征

资峪沟共圈出铷矿体8条（综合回收伴生Rb2O边界品位0.04%），其中7条可圈出工业矿体（综合回收伴生Rb2O工业品位0.1%），矿体均赋存于伟晶岩脉中。伟晶岩脉或部分、或全岩铷矿化。根据目前工作进展，矿床规模已达超大型。

矿体长300～3670 m（表6），厚度变化较大，一般在几米到十几米不等，个别矿体（KT5）部分地段厚度可达21.94 m，Rb2O品位0.04%～0.243%。矿体具有明显的分支复合，膨大狭缩现象，与所在花岗伟晶岩脉特征基本一致。

KT5铷矿体，位于矿区中部，是矿区中最大的一个铷矿体，出露标高640-980 m。矿体中部具明显的分支复合和膨大狭缩现象，矿体严格受岩脉控制，呈近东西向（100°～280°）展布，总体北倾，倾角80°左右。工程控制矿体长3670 m，控制斜深185 m、 450 m，厚度3.08～21.94 m，平均厚度11.08 m；Rb2O品位0.046%～0.150%，平均品位0.072%，品位变化系数22%，为矿化较为稳定矿体。

图4　微斜（条纹）长石花岗伟晶岩（12.5×正交偏光）（a）和白云母二长花岗伟晶岩（12.5×正交偏光）（b）Fig.4 Microcline（stripes）feldspar granitic pegmatite（12.5×Orthogonal polarization）（a）and Muscovite feldspar granitic pegmatite （12.5×Orthogonal polarization）（b）

表5　资峪沟矿石中铷元素配分计算Table 5 Rubidium element ratio calculation of Ziyugou rubidium deposit

表6　资峪沟铷矿体特征一览表Table 6 Characteristics of Ziyugou rubidium orebodies

4　选矿试验

在对铷赋存状态研究的同时，进行了初步的选矿试验。资峪沟铷矿石中铷主要赋存于钾长石中，其次赋存于白云母中，因此本次工作主要回收钾长石和白云母。回收白云母的方法有重选法和浮选法等；回收钾长石的方法有浮选法等。分别对重选和浮选法进行探讨试验，结果如下：

（1）重选回收铷探讨试验结果表明，铷在云母精矿中富集比较高，但回收率较低；在重矿物中没有富集；在其它矿物中的富集比较低。因此，用单一重选法回收铷不适宜。

（2）浮选法回收铷探讨试验结果表明，铷在云母精矿中富集比较高，但回收率较低，不到10%，这可能与白云母在矿石中含量少有关。

（3）铷在长石精矿中有富集，铷回收率接近70%，但富集比不理想。因此，对原矿、长石精矿、尾矿中的矿物组成、连生关系及解离度分别进行了查定。查定结果表明：钠长石、更长石的存在是影响长石精矿中铷富集比低的主要原因。

（4）对钾长石和钠、更长石进行了浮选分离探讨试验，分离效果不佳。

综上矿石性质研究结果表明，铷主要富集于钾长石和白云母中。而浮选探讨试验结果表明，云母、长石与石英的分离效果较好，钾长石和钠、更长石的浮选分离效果不佳。因此，为了提高铷在钾长石精矿中的富集比，有待于后续进一步选择适宜的选矿设备、工艺流程及浮选药剂制度以解决其分离问题。

5　矿床成因及找矿标志

5.1矿床成因

通过对矿体产出位置、矿石成份及岩石地球化学特征的分析研究，认为矿体与宽坪岩体关系密切，且宽坪岩体为该类型花岗伟晶岩脉母岩体。

宽坪岩体中岩石富钾，造岩矿物中以碱性长石为主，钾长石含量高达50%～60%，斜长石含量较少，仅在4%～12%。岩体规模较大，宽坪岩体东西长近50 km，南北宽3～5 km不等，分布方向同区域构造线一致，与商丹断裂平行。不少研究者认为宽坪岩体是两大板块碰撞时富含K的地壳物质部分熔融形成的，Rb的来源比较丰富。Rb在酸性岩浆熔化过程中，主要富集于岩浆演化的晚期阶段，该地段铷矿主要产于宽坪岩体南部的花岗伟晶岩脉中，明显属于岩浆演化晚期产物。

综上所述，矿区稀有金属矿体是富含Rb及挥发性组分的岩浆后期热液侵入、演化而成，初步认为矿床成因属花岗伟晶岩型矿床。

5.2找矿标志

（1）1∶20万区域化探稀有元素异常、1∶2.5万水系沉积物稀有元素异常组合是宏观标志。

（2）原生晕异常标志：岩石中铷元素含量高值点，尤其是密集分布的高值点，为直接找矿标志。

（3）花岗伟晶岩脉标志：矿体主要赋存在花岗伟晶岩脉中。主要寻找微斜（条纹）长石花岗伟晶岩脉和白云母微斜长石花岗伟晶岩脉。

（4）矿物组合标志：伟晶岩中白云母+微斜长石矿物组合，是寻找铷矿的重要标志。

6　找矿前景

矿区位处东秦岭伟晶岩密集区，据不完全统计，丹凤—商南一带，1480 km2范围内，花岗伟晶岩脉可达4600条，可圈出伟晶岩密集区4处—资峪沟伟晶岩密集区、峦庄北伟晶岩密集区、商南北伟晶岩密集区及桃坪伟晶岩密集区。针对伟晶岩密集区进行检查，发现了2处具有大型—超大型资源前景，2处具有中型资源前景的铷金属矿产地和一批矿化线索。

矿区所处的资峪沟伟晶岩密集区，花岗伟晶岩脉约100条。目前，对其中的8条脉体进行评价，均发现了铷矿体。对其余伟晶岩脉部分进行地化剖面测制，发现了几处铷高值地段。其余伟晶岩密集区以往工作程度较高，且有锂、铍、铌钽等稀有矿（化）点发现，本次选择规模较大的岩脉进行解剖，部分伟晶岩脉含有铷矿（化）体。根据铷矿成矿地质条件，在调查区划分出4处铷矿成矿预测区，其中A类预测区2处，B类预测区1处，C类预测区1处。

综合区内地质背景、伟晶岩脉发育程度、铷等稀有元素矿化特征等，认为区内成矿地质条件良好，找矿标志明显，具有较大的铷等稀有金属矿产的找矿潜力，是寻找伟晶岩脉型铷等稀有矿产的有利区域。

［1］卢欣祥，祝朝辉，谷德敏，张画眠，吴梅，吴艳.东秦岭花岗伟晶岩的基本地质矿化特征 ［J］.地球论评，2010，56（1）：21-30.

［2］韩芳林，张拴厚，王根宝，崔建堂，王北颖，等.陕西省区域地质志［M］.北京：地质出版社，2013：790-796.

［3］张成立、张国伟、卢欣祥.东秦岭宽坪花岗岩体特征及其成因［J］.西北地质科学，1994，15（1）：27-34.

［4］李健康，王登红，张德会，付小方.川西伟晶岩脉型矿床的形成机制及大陆动力学背景［M］.北京：原子能出版社，2007：70-72.

Xu F，Song G S，Wang M Z，Zhou B and Zhu W P.Geological characteristics and Prospect Foreground of Pegmatite type rubidium deposit in Ziyugou，Danfeng，Shaanxi Province.Geology abd Mineral Resources of South China ，2016，32（1）：59-67.

XU Feng1，SONG Gong-She1，WANG Ming-Zhi1，Zhou Bin1，ZHU Wei-Peng2

（1.Geological Survey of Shaanxi Province，Xi'an 710068，China；2.College of Mining Enginerering of TUT，Taiyuan 030024，China）

The eastern Qinling belt is the important granitic pegmatite distributions region and rare metal metallogenic province，where extensively crop out granitic pegmatite with different types and formed four pegmatite concentration zones.Pegmatite type of rubidium ore in Ziyugou was new found.The deposit occurs in the Variscan intrusive granitic pegmatite veins.The ore body is large in scale，extending far，and the content of Rb2O is high. Through analysis of the position and characteristics of the ore body，ore components，chemical composition of the rocks，and rubidium elements in the ore occurrence，considering KuanPing granite is the mother rock of granitic pegmatite veins.Rubidium is mainly in the feldspar and mica.The deposit is granitic pegmatite type.According to the geological characteristics of granitic pegmatite with large distribution area，extensive type，mineralization，and the symbol of Ziyugou Rb deposit，considering the eastern Qinling belt is the potential metallogenic province of rare metals.And finally we delineate favorable prospecting area for the next step.

granitic pegmatite veins；rubidium ore；geological characteristics；prospect foreground；Danfeng area

中图分类法：P618.77A

1007-3701（2016）01-059-09

10.3969/j.issn.1007-3701.2016.1.008

2015-12-31；

2016-1-24.

陕西省公益性地质矿产调查专项项目“陕西丹凤-商南地区锂等稀有矿产调查评价”（编号：［2012］56）.

许锋（1988—），男，工程师，从事地质矿产勘查评价工作，E-mail：532140979@qq.com.