湖南省临湘市詹桥地区稀有多金属成矿条件分析

2019-02-10宁长红刘晓敏

世界有色金属 2019年14期

宁长红，刘晓敏，杨亮

（湖南省核工业地质局三〇一大队，湖南长沙 410114）

1 成矿地质背景

詹桥矿区位于湖南省临湘市境内，该矿区位于扬子陆块南缘，雪峰构造带东北部，湘东北断隆带上。出露地层从中元古界至新生界，主要是上白垩系—第三系及第四系；矿区位于幕阜山复式岩体北部，区域上脉岩极为发育，种类繁多，其中主要是伟晶岩脉，次为片麻状细粒黑云母花岗岩脉、细晶岩脉和石英脉。

区域构造变形强烈，褶皱、断裂发育，大致可分为东西向构造、新华夏系构造两种类型。各期次的构造活动，为稀有多金属矿产的生成提供了有利空间。

2 矿段地质特征

（1）地层。矿区主要出露地层为冷家溪群小木坪组（Pt2x)，为一套浅变质的浅海相灰色薄层状粉砂质板岩，灰色薄—中层状砂质板岩，灰色薄层状绢云母板岩，灰绿色薄—中层状绢云母板岩等。

（2）构造。矿区构造发育简单，主要有2条NNE向断裂构造F5、F6。F5发育宽度3m～5m，该构造毗邻或切穿多条花岗伟晶岩脉，其北段延伸至青咀花岗岩体南侧；该构造带内石英十分发育，石英多呈透镜体、团块状及不规则状等。F6构造出露宽度6m，出露产状42°∠65°。区内次级小构造发育较多，多为层间裂隙，被岩浆热液充填，发育为石英脉、花岗伟晶岩脉或层间破碎带，多顺层产出；构造运动为成矿提供了良好的空间和通道。

（3）岩浆岩。矿区内出露岩浆岩主要为幕阜山岩体北缘，出露在矿区西南部，面积约3km2，在矿区西北部或中东部出露有坡岭、青咀小岩体；矿区出露岩体主体为燕山晚期第二次侵入体，岩性为中细粒黑云母二长花岗岩；岩石主要由变斑晶角闪石、片状黑云母、少量石榴子石、不透明矿物组成的不规则条带和相间分布的它形石英变晶集合体、少量长石组成的浅色条带组成，构成片状粒状变晶结构，片状构造。岩体节理较发育，尤以共轭“X”形节理最为常见。

（4）伟晶岩脉。区内花岗伟晶岩脉集中发育在矿区西部，共计25条脉体，主要产在岩体内；脉体产状表现为接触面平直、倾角较大50°～80°，倾向NNW～NNE，走向近东西向。岩体内发育的花岗伟晶岩脉主要以粒径大于8mm的正长石、板柱状斜长石、微斜长石、它形石英和片状白云母为主，伴存红柱石、石榴子石、电气石，构成伟晶结构；脉体多属中粗粒钾长石—钠长石伟晶岩，伟晶结构特征明显，矿物颗粒较大，钾长石呈立方晶形，长轴最大12cm，石英、钠长石均呈大颗粒自形晶。

在外接触带中发育伟晶岩化二长花岗岩脉体，共计16条，与围岩呈侵入接触关系，脉体走向近东西，倾向NNW～NNE,倾角30°～60°；脉宽在3m～25m，长约150m～800m不等。外接触带中发育的伟晶岩化二长花岗岩脉，在近地表表现为伟晶岩化分带性不明显，多呈条带状、脉状或团块状，局部独立发育伟晶岩小脉体，无规律分布，一般宽约几到几十cm不等，较宽的可达2m～3m。

在横向剖面上伟晶岩化程度在脉体两侧相对较低，核部及其附近可独立发育为伟晶岩脉，在纵向剖面上由地表至深部伟晶岩化程度逐渐增高。依据工程揭露，脉体在深部伟晶岩化程度较高、伟晶岩结构特征明显。伟晶岩脉主要以半自形板柱状钾长石、斜长石和它形粒状石英、片状白云母等构成花岗伟晶结构，长石、石英斑晶粒径一般1cm～2.5cm，见较大斑晶粒径5cm～8cm，伟晶结构明显；基质成分主要为细中粒长石、石英、片状白云母等，构成细中粒花岗结构。

（5）变质作用及围岩蚀变。矿区内经历区域变质作用、动力变质作用及热液蚀变作用，且有不同程度的中低温热液蚀变现象，且蚀变强烈；可见绢云母化、硅化、绿泥石化、黄铁矿化、钠长石化等；其中以绿泥石化、黄铁矿化、钠长石化较为普遍。

3 矿体地质特征

矿区铌钽矿产于两类脉体中，一是分布在矿区西部的幕阜山岩体中，产状受岩体节理控制的花岗伟晶岩脉体；二是分布在岩体外接触带中的冷家溪群小木坪组中，发育在地层原生断裂中的伟晶岩化二长花岗岩脉体。

通过对矿区41条脉体进行勘查，查明8条脉体控制矿区内的铌钽矿。其中仅有2条脉体发育在岩体内，控制脉体的围岩为燕山晚期中细粒黑云母二长花岗岩，围岩镜下特征：岩石主要由粒径0.5mm～5mm半自形板柱状斜长石、正长石、微斜长石、它形石英、片状黑云母互相镶嵌组成，构成中粒花岗结构。岩石轻微碎裂，长石、石英多裂纹。其余6条脉体都发育在地层中，控制脉体的围岩均为冷家溪群小木坪组（Pt2x)薄层状绢云母板岩，围岩镜下特征：岩石主要由平行定向的粒径2mm～5mm变斑晶角闪石、粒径0.2mm～1.3mm片状黑云母、少量石榴子石、不透明矿物组成的不规则条带和相间分布的它形石英变晶集合体、少量长石组成的浅色条带组成，构成片状粒状变晶结构，片状构造。

规模最大的ηγ25伟晶岩化二长花岗岩脉长约890m，宽约12m～15m，控制五层Nb2O5+Ta2O5矿体，厚度7.07m，平均品位0.014%。另外本矿区花岗伟晶岩中铷含量较高，平均达到0.063%，铷在成矿空间上与铌钽表现为伴生关系，主要赋矿载体为伟晶岩化二长花岗岩及花岗伟晶岩脉，在脉体围岩绢云母板岩及黑云母二长花岗岩中也有较高的铷矿化；其中在板岩中发育的脉体较岩体中的脉体铷含量偏高。

4 成矿地质条件

4.1 矿床成因及控矿因素

矿区位于幕阜山复式花岗岩北部，该岩体为本矿区稀有多金属矿富集起到决定性作用：幕阜山花岗岩多期次侵入到冷家溪地层中，压力作用下岩体顶部隐爆而在地层中形成大量裂隙，而花岗岩在侵入之后因冷凝作用而形成大量节理，为伟晶岩侵入提供了通道。此时，深部富含铌钽等稀有元素的流体在压力作用下沿裂隙、节理侵入到地层及花岗岩中，温度逐渐降低，伟晶岩开始沉淀结晶，在脉体中间部位生成粗晶伟晶岩，此时的温度较高，不利于稀有元素沉淀结晶。当温度进一步降低，达到铌、钽等元素饱和温度时，在粗晶伟晶岩周边生成细晶伟晶岩，同时，大量铌、钽元素以锰铌钽和铁铌钽矿物析出形成矿体。温度是控制矿体沉淀的主要机制。

矿体受岩性、构造及岩浆岩共同控制。矿体与岩性关系：岩体内带的伟晶岩脉主要产于岩体边缘，而且密集，外接触带的伟晶岩主要产在板岩中；矿体与构造关系：伟晶岩整个形成过程中（包括结晶分异和交代）发生了多次构造活动，构造运动对本研究区稀有元素的矿化富集起着重要的控制作用；矿体与岩浆岩关系：矿区内出露岩浆岩主要为幕阜山复式岩体，该岩体为多期次、多阶段的复式岩体，矿体产出与岩体的空间关系以及矿床成因分析,花岗岩对伟晶岩铌钽矿的形成有着直接的影响。