越城岭岩体西侧韧性剪切带各亚带稀有金属含矿性研究

2020-03-18苏佳虎

资源信息与工程 2020年1期

关键词：伟晶岩花岗岩韧性

苏佳虎，郭磊，李礼

(湖南省核工业地质调查院，湖南长沙 410011)

越城岭岩体区域上位于扬子陆块西南缘，桂湘早古生代陆缘沉降带邵阳坳褶带。该区构造、岩浆岩、伟晶岩脉十分发育，具有十分优越的稀有金属成矿地质条件[1]。

1 矿区地质概况

1.1 地层

矿区位于湘中地层分区，出露主要地层有震旦系、寒武系、奥陶系、泥盆系、石炭系、白垩系及第四系。岩性以砂质板岩、灰岩、白云岩、长石石英砂岩为主。

1.2 构造

区域上整体处于北北东向构造行迹内，以越城岭岩体为界，西部北北东向断裂构造较发育，东部褶皱较发育。断裂构造主要有资源—新宁断裂和铺里—界牌断裂[2](见图1)。

(1)资源—新宁断裂：断裂横穿区域，走向为北东20°～30°，总体倾向北西，从北西舒缓弯曲斜穿至北边界，断裂西侧分布有白垩系盆地，断裂使东侧片麻状花岗岩、震旦系、寒武系、奥陶系与西侧白垩系、石炭系、泥盆系接触，造成大量地层缺失，岩石硅化破碎现象明显。该断裂为长期活动的复活性断裂，从加里东期至白垩系均有活动迹象。

(2)铺里—界牌断裂：走向北东20°～30°，舒缓波状延伸，区域上长约40 km，断裂纵切越城岭花岗岩体，沿线岩石强烈硅化、破碎，片理、片麻理发育，断裂东侧常见100～200 m动力变质的片麻状花岗岩。断面倾向北西，倾角50°左右，两侧有与之平行的次级断裂发育，共同组成宽1～2 km的挤压断裂带。

在岩体内外接触带还分布一些北东向断层。

图1 矿区构造纲要图

1—加里东构造层；2—印支构造层；3—燕山构造层；4—地质界线；5—角度不整合界线；6—燕山期向斜；7—印支期背斜；9—加里东期背斜；10—加里东期复式背斜；11—加里东期倒转背斜；12—正断层；13—逆断层；14—花岗质糜棱岩；15—燕山期花岗岩；16—印支期花岗岩；17—加里东期花岗岩

1.3 岩浆岩

区域上岩体十分发育，主要为加里东期岩体，其次为燕山早期小型岩株。其中越城岭花岗岩主岩体(γ3)为加里东期侵入岩体，主要为花岗岩类岩石，分布于区内东部、中部、南部等大部分地区，包括舜皇山序列、新宁序列及其他独立单元，侵入前泥盆系复式向斜的轴部，呈不规则长条状，岩体与围岩接触多呈弯曲状。岩石呈灰白色，风化后呈黄色、棕灰色，以中粒斑状黑云母花岗岩为主，局部见中粒斑状黑云母二长花岗岩和中粒斑状黑云母二长岩。根据结构构造,岩体可分为过渡带、边缘带和片麻状花岗岩带。片麻状花岗岩是越城岭花岗岩主体的动力变质带，岩石具片麻状构造[2-3]。

舜皇山序列各单元花岗岩分布最广，为越城岭复式岩体北段印支期主体花岗岩，共包括竹山湾、上水槽源、天星骆、狮子山、冷家岭和邓家6个单元。与维诺格拉多夫花岗岩微量元素平均含量相比，竹山湾单元Li、Rb、Cs微量元素含量高出2～10倍；上水槽源单元Li、Rb高出2～4倍，Cs高出10倍以上；天星骆单元Li、Rb高出2～3倍，Cs高出10倍以上；狮子山单元Li、Rb高出2～5倍，Cs高出约20倍；冷家岭单元Li、Rb高出2～4倍，Cs高出10倍；邓家单元Li、Rb高出3～5倍，Cs高出约20倍[1]，见表1。

表1 舜皇山序列各单元岩石微量元素含量表(×10-6)

新宁序列岩石微量元素特征与舜皇山相比，碱性元素Li、Cs只有舜皇山序列各单元花岗岩的1/4～1/6，Rb/Cs值为16.43，Nb/Ta值为11.38，相对较高[1]。

其他独立单元中响塘里单元主要分布于响塘里一带及田家，侵入于韧性剪切变质带内，与围岩呈侵入接触关系。该单元含铁类副矿物含量低，见少量的金红石、黑稀复稀金矿和铌钽矿[1]。

1.4 岩脉

区域上岩脉十分发育，主要种类有:花岗伟晶岩脉、石英脉、细粒花岗岩脉等。其中花岗伟晶岩脉最为发育，大小数千条，均为花岗质伟晶岩，主要分布于韧性剪切带内，脉体规模产状不一，宽数十厘米至数米，长数米至几十米，形态多为不规则脉状、透镜状。脉岩走向主要有：北北东向、北西-南东、近东西向，其中片麻花岗岩带中的伟晶岩脉主要为北北东向，西侧倾向西，为缓倾角；东侧倾向东，为陡倾角。

1.5 地球化学特征

稀有稀散元素区域化探异常特征：Li、Be、Cs、Ab、Zr、Nb等元素异常主要分布于岩体内，其次在岩体内外接触带；以Li、Be、Rb异常为主，Be异常具有三级浓度带，其他元素均具有一级浓度带，Be异常强度较高，其他稀有元素异常强度一般，但异常面积较大[2-3]。

1.6 变质岩

韧性变形变质岩带是区内具有特色的地质体，发育于越城岭隆起西侧，东部紧邻越城岭复式岩体，与主期花岗岩呈过渡接触关系[4]。西侧以新资断裂为界，与白垩纪地层呈断层接触，往北侵入接触过渡为寒武、奥陶纪浅变质岩地层。根据岩石物质成分及岩石、矿物变形变质的强度、残斑与基质的含量变化，将韧性变形变质岩带划分为五个亚带(见图2，表2)[2]。

图2 韧性剪切带分带及野外取样情况图

表2 韧性剪切带填图单位划分表

2 各亚带岩石学特征及稀有金属含矿性

2.1 糜棱片岩亚带

该带长约13 km，宽0.1～2.0 km，为最西侧的一个亚带，北端的左家岭一带过渡为区域浅变质岩，东部与舜皇山序列花岗岩呈侵入接触关系。该亚带伟晶岩脉较为发育，多呈似层状或透镜状，岩脉产状与围岩片理产状一致，可见伟晶岩脉褶曲及矿物韧性变形等。对此亚带中伟晶岩脉取样分析，Nb、Ta均有很好的矿化显示。

2.2 糜棱片麻岩亚带

该带发育于糜棱片岩亚带以东，长约15 km，宽0～5 km，东部与初糜棱钾长花岗片麻岩带呈过渡关系。该亚带主要岩石为条带状、眼球状、条纹状糜棱片麻岩。伟晶岩脉十分发育，产状同周围片麻理产状基本一致，岩脉厚度和延伸都较稳定且大致呈等距离分布，岩脉与围岩界线较为清楚。该亚带主要副矿物中含铌钽铁矿。

2.3 初糜棱钾长花岗片麻岩亚带

该带长约10 km，宽0～4 km，与东侧的糜棱岩化钾长花岗片麻岩亚带呈过渡关系，岩石片麻理发育，且产状稳定。该亚带伟晶岩脉不很发育，仅在南部见顺片麻理产出、呈雁列状展布、大致等距离分布的伟晶岩脉群。本次采样结果显示，Rb可达工业品位，Nb、Ta、Li、Be等有色金属含量均较低。

2.4 糜棱岩化钾长花岗片麻岩亚带

该带宽0.5～2.0 km，长约11 km，与东侧弱片麻状花岗岩呈过渡关系。该亚带伟晶岩较为发育，多呈脉状、透镜状、不规则状产出，岩石多为微斜长石伟晶岩，少数见轻微的钠长石化。采样结果显示，最高品位Nb2O50.085%、Ta2O50.085%、BeO 0.432%。

2.5 弱片麻状花岗岩亚带

该带宽0.4～2 km，长约11 km，与东侧正常花岗岩呈过渡关系。该亚带伟晶岩脉不发育。

3 韧性剪切带与稀有金属成矿分析

3.1 带内元素富集程度较高

带内岩石在韧性剪切作用下，元素发生了迁移和富集，区内Nb、Ta 丰度值及稀土元素的含量均低于维诺拉多夫花岗岩值，但岩石中出现有铌钽铁矿、铌钽矿，因此说明虽然稀有元素丰度值较低，但分异富集程度相对较高，对矿化有利。

3.2 元素迁移有方向性

韧性剪切带各亚带的伟晶岩发育情况和含矿性不同，糜棱片岩亚带、糜棱片麻岩亚带和糜棱岩化钾长花岗片麻岩亚带伟晶岩均非常发育，且稀有金属矿化明显。初糜棱钾长花岗片麻岩亚带和弱片麻状花岗岩亚带伟晶岩相对不发育，只见南部发育有雁列状产出的伟晶岩群，虽规模较大，但均未见稀有金属矿化，反应元素在韧性挤压作用下的迁移有一定方向性。

4 韧性剪切带各亚带已发现矿(化)体地质特征

Ⅰ号伟晶岩矿脉位于新宁县城东南侧邓家湾—金子岭以西一带，位于糜棱片岩亚带和糜棱片麻岩亚带内。整体呈北东向展布，走向为55°，出露宽度为5～10 m，长度约900 m，沿走向断续出露。伟晶岩呈灰白色，主要矿石成分为烟石英、微斜长石、钠长石、电气石和少量云母。野外刻槽取样分析结果显示，Nb2O5品位为0.016%。

Ⅱ号伟晶岩矿脉位于金凤山南部，处于糜棱岩化钾长花岗片麻岩亚带，整体呈NE向展布，走向为40°，出露宽度2～5 m，长度大于100 m，沿走向断续出露。伟晶岩呈灰白色，主要矿石成分为烟石英、微斜长石、钠长石、电气石、白云母和少量金红石。野外刻槽取样分析结果显示，(Ta，Nb)2O5品位为0.013%。