福建建宁东坑铷矿地质特征及成因分析

2018-01-18杨芬

福建地质 2017年3期

杨芬

(福建省闽西地质大队，三明，365001)

建宁东坑矿区是福建省闽西地质大队近年来发现的远景规模达到大型的铷矿床。以往也研究程度较低，矿床成因不清。这次通过对东坑矿区矿床特征及成因的分析以及对岩体成分、矿体矿物成分等基本特征的研究,笔者综合前期勘查成果，分析铷矿地质特征，研究并得出其矿床成因，对闽西北寻找东坑型铷矿床具一定的借鉴意义。

1 区域地质背景

建宁东坑铷矿床位于闽西北加里东隆起带西南部，崇安—石城深断裂带西南段的西北侧。区内地层主要为古元古代天井坪岩组，岩石混合岩化作用强烈；加里东期和燕山期岩浆活动频繁，区内北东向断裂发育，并多有脉岩充填(图1)。区域上已发现多处金、铷锡矿点，如东坑、排上,具有较好的找矿潜力[1，2]。

图1 建宁东坑区域地质略图(据福建省、江西省1∶50万地质图修编)Fig.1 Regional geological map of Dongkeng area in Jianning county (according to Fujian Province and Jiangxi province 1∶500 thousand geological map revision)1—古元古代天井坪岩组；2—加里东晚期中细粒二长花岗岩；3—加里东晚期片麻状花岗岩；4—石英闪长岩；5—韧性断层；6—断层；7—地质界线；8—背斜轴迹；9—向斜轴迹；10—省界；11—矿区位置

2 矿区成矿地质条件

2.1 地层

区内出露地层较简单，主要为古元古代天井坪岩组，分布于矿区南部。按岩性组合分为上、下两个岩性段。上段岩性为厚层状黑云斜长变粒岩，偶夹二云片岩，局部见斜长角闪岩。下段岩性为黑云斜长变粒岩与(矽线)二云片岩互层。由下而上变粒岩含量逐渐增多，普遍具变余粒序层理。岩石普遍混合岩化，形成长英质细脉混合质黑云斜长变粒岩，条带状混合岩，基体含量大于70%，仍保留黑云斜长变粒岩等原岩特征。混合岩化强烈地段则形成混合花岗岩，脉体成分为花岗质或长英质，具不等粒鳞片粒状变晶结构，条带状构造，由长石、石英和少量黑云母、白云母组成。

2.2 侵入岩

侵入岩主要分布在矿区北部，少量分布在东南部；主要有加里东晚期中细粒黑云母二长花岗岩、白云母化中细粒花岗岩、燕山晚期石英斑岩脉等，局部零星出露燕山期石英斑岩、花岗斑岩、基性岩脉等。区内岩浆活动频繁，多数以岩基、岩脉状产出，并具多期次侵入活动特点。岩体与围岩呈侵入接触或断层接触，界线清晰，岩体内见有条带状、阴影状混合岩(基体为黑云斜长变粒岩)捕掳体，在接触带中常见铷矿化。

石英斑岩化学成分具有高硅、钾，铝饱和，贫钙、镁、铁，富含挥发分等特点(表1)。岩石普遍具铷矿化，为区内铷矿容矿岩石，已发现的铷矿体大多产于此岩脉中。

表1 石英斑岩化学成分(%)

2.3 构造

构造以断裂为主，断裂走向北东-南西，倾向北西，多期活动特征明显，早期以韧性变形为主，形成片理化带；晚期形成高倾角的脆性断裂，沿断裂带形成构造角砾岩、碎裂岩、碎粉岩等，断裂两侧岩石硅化、钾化蚀变强烈。北东向断裂对区内金多金属的形成具一定的控制作用。

区内F1、F2、F3均为脆性断裂，走向北东，倾向北西。构造带内见构造角砾岩，或充填石英斑岩脉，构造带岩石普遍具硅化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化、黄铁矿化等。其中F1、F2为区内控矿构造，与铷矿化关系较密切，并且控制了铷矿(化)体的空间分布(图2)。

图2 建宁东坑矿区地质略图Fig.2 The geological map of Dongkeng deposit in Jianning county1—古元古代天井坪岩组下段；2—燕山晚期石英斑岩；3—加里东期中细粒二长花岗岩；4—闪长玢岩；5—辉绿岩；6—石英脉；7—铷矿体及编号；8—低品位铷矿体及编号；9—断层及编号；10—地质界线；11—矿化带界线及编号；12—勘探线、钻孔及编号

3 矿床地质特征

东坑矿区铷矿体产于北东向断裂带的石英斑岩脉内,矿体与岩脉产状基本一致,容矿岩石为石英斑岩。紧邻脉岩体外接触带中的细粒黑云母二长花岗岩、构造角砾岩和花岗斑岩也有一定的矿化,局部形成矿体。

3.1 矿体特征

矿区内圈定铷矿化带2条，编号分别为Ⅰ、Ⅲ，其中Ⅱ矿化带与Ⅰ矿化带相邻，划入Ⅰ矿化带中，两个主矿体(Ⅰ3、Ⅱ1)目前控制Rb2O资源量为1.3×104t，达大型规模。

图3 东坑矿区15线地质剖面简图Fig.3 Diagram showing the geological profile in the No.15 exploration line in Dongkeng deposit 1—燕山晚期石英斑岩；2—加里东期中细粒二长花岗岩；3—铷矿体；4—低品位铷矿体；5—断层及编号；6—钻孔、编号及孔深；7—产状；8—矿体编号

Ⅰ铷矿化带：产于F1断裂,矿化带长度大于1 500 m，带内圈定2个矿体(图3)，编号为Ⅰ3、Ⅱ1。其中Ⅰ3铷矿体规模较大，局部伴生锡矿体，控制矿体长度为1.5 km，控制最大斜深为500 m，矿体沿走向连续性好，两端未见尖灭，沿走向规模有望扩大，矿体厚度为0.54～64 m。矿体呈脉状，总体倾向北西，局部近直立呈“S”形弯曲，总体倾角为64°～88°。矿体产状与F1断裂控制的石英斑岩产状基本一致，矿体平均品位Sn 0.06%，Rb2O 0.13%。

Ⅲ铷矿化带：受F2断裂控制，长度大于2 500 m，宽度为1～70 m，矿化带走向北东，总体倾向北西，倾角为48°～79°。目前仅有地表工程控制，深部尚未揭露，已有工程控制的矿体品位均较低，平均品位：Sn 0.03%，Rb2O 0.08%，待进一步深部查验。

3.2 矿石特征

3.2.1 矿石矿物成分

野外观察和显微镜下鉴定分析，矿区没有单独铷的矿物存在。电子探针分析成果显示，铷主要贮存于白云母、黑云母中，少量贮存于萤石中(表2)。矿石矿物主要为白云母、黑云母，其次为萤石；脉石矿物有钾长石、石英、蚀变云母，微量矿物有磷灰石、锆石等。

3.2.2 矿石结构和构造

矿石结构主要有斑状结构、半自形粒状结构。

斑状结构：斑晶粒度0.224～2.344 mm，主要为石英，微量斜长石。石英呈自形熔蚀状，具弱波状消光；斜长石呈自形板状，被绢云母交代呈交代假象。基质具微晶结构。

半自形粒状结构：矿物粒度0.249～2 mm，主要为斜长石、钾长石、石英，少量黑云母、白云母。

矿石构造主要为浸染状构造，常含少量他形粒状的闪锌矿、黄铜矿、方铅矿和黄铁矿，呈稀疏浸染状分布。

3.2.3 矿石类型

根据矿石中有用元素含量和容矿岩石类型、脉石矿物的种类及相对含量、矿石的结构构造等将矿石划分为以下4种。

石英斑岩型铷矿石：容矿岩石为石英斑岩，常具白云母化。少量黄铁矿呈稀疏浸染状分布，次生蚀变明显，强绢云母化。

花岗斑岩型铷矿石：容矿岩石为花岗斑岩。

碎裂岩型铷矿石：容矿岩石为碎裂岩，具变余花岗结构，含少量黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿。

蚀变岩型铷矿石：长石颗粒镶嵌分布，黑(白)云母呈鳞片状，局部黑云母聚集不均匀分布。斜长石保有残留外形，绢云母化强烈，绢云母呈显微鳞片状集合体聚集分布。

3.3 围岩蚀变

区内围岩蚀变主要见于构造破碎带中或韧性断裂中。前者主要发育有硅化、绢云母化、绢英岩化、绿泥石化、钾长石化、萤石矿化、黄铁矿化等，其中硅化和绢云母化较为常见。后者普遍具硅化、绢云母化、绿泥石化、褐铁矿化、黄铁矿化等。绢云母化、硅化与铷矿化关系密切。

表2 东坑矿区铷矿石中各矿物电子探针分析结果(%)

注：分析结果由中国地质科学院矿产资源研究所岩矿检测中心测试。

4 矿床成因分析

4.1 成矿物质来源

天井坪岩组岩石中，片岩含铷最高(表3)，11个样品平均含Rb为195.2×10-6，其中3个样品含量高于300×10-6，是测区中铷含量最高的层位，均远高于地壳丰度。天井坪岩组岩石普遍混合岩化，岩性为长英质细脉混合质黑云斜长变粒岩、条带状混合岩。铷矿(化)体主要产于北东向石英斑岩及其两侧构造蚀变岩中。根据铷元素丰度分析结果以及矿石特征推测，在混合岩化过程中，混合岩化强的地段铷元素含量高，混合岩化弱的地段铷元素含量低，锡元素亦具同现象，但不如铷元素明显。由此，推测天井坪岩组为建宁东坑铷矿主要的矿源层[3]。

此外，矿区内加里东期的花岗岩以及混合岩中见有不同程度的铷矿化，样品平均含量虽不如天井坪岩组中片岩高，但也远高于地壳丰度，推测可能为建宁东坑铷矿重要的矿源层。

4.2 成矿热液来源

区内岩浆活动十分频繁,主要经历了加里东期、燕山期构造运动。区内铷矿的容矿岩石主要为石英斑岩，次为花岗岩，少数为构造蚀变岩。石英斑岩具有形成铷矿床的有利岩石地球化学条件，该岩脉属SiO2极度过饱和、铝过饱和的岩石，与一般含铷花岗岩的岩石化学特征相似[4,5]。区内铷矿(化)体产于石英斑岩内外接触带附近的北东向断裂带中，与断裂带内石英斑岩关系密切，岩体的接触变质及热液蚀变均较强烈。成矿热液主要来源于燕山晚期岩浆或岩浆期后的气水热液[6]。

4.3 成矿热液的迁移、富集

燕山期的构造岩浆活动，导致铷、锡元素从初始矿源层中的析出。岩浆期后的气水热液沿构造裂隙运移，流体运移过程中与围岩发生交代蚀变，不断地从天井坪(岩)组中及加里东期花岗岩等矿源层中萃取Rb等成矿元素[7]。岩浆热液的运移过程也是成矿溶液不断集中富集的过程。随着温度、压力的降低，pH值的变化以及水解作用，金属溶液难以运移，矿质在导矿构造旁侧的次级或配套的断裂裂隙中聚集成矿，形成脉状铷矿[8]。笔者分析认为矿床成因类型属于岩浆热液型。