东秦岭资峪沟含铷伟晶岩脉地质特征及找矿意义

朱伟鹏 宋公社 杨文博 许锋

摘   要：通过野外地质路线调查、岩相学与地球化学研究，资峪沟伟晶岩脉主要产出于丹凤岩群中，产状受区域构造控制。经综合评价，圈定出14条含铷伟晶岩脉体，同一脉体在粒度、矿物含量和矿物组合等方面均存在变化。据石榴子石含量，将其划分为微斜长石伟晶岩和富石榴子石微斜长石伟晶岩两种类型，前者Rb含量较高，后者Rb含量相对较低。石榴子石、原生微斜长石作为标型矿物，可综合判断伟晶岩Rb含量。资峪沟伟晶岩铷矿化与Li，Be，Nb，Ta等潜在成矿金属元素矿化无明显联系，石榴子石与富集稀有金属元素的副矿物关系密切，常伴生出现。石榴子石含量越高，伟晶岩往往越富集Zr，Nb，Y等元素。

关键词：东秦岭;含铷伟晶岩脉;地质特征;找矿意义

东秦岭商南-丹凤地区是秦岭造山带中构造较活跃地区之一，也是我国重要的伟晶岩密集区之一。伟晶岩数量多，分布广，矿化程度高[1-2]。资峪沟铷矿床产于商丹蛇绿岩带内伟晶岩脉中，矿体规模大，埋藏浅，矿化均匀[3]。目前国内外关于铷矿化研究报道较少[4-10]。对资峪沟含铷伟晶岩脉，前人主要对矿体特征、成矿机制和铷赋存状态等进行了分析研究[3，11-14]，对岩相学特征、地球化学特征、铷富集规律和找矿标志等方面认识尚显不足。本文选取陕西省丹凤县龙驹寨资峪沟镇一带为研究区，以含铷伟晶岩脉为研究对象，开展系统野外地质路线调查、岩相学与地球化学方面研究，剖析矿体地质及地球化学特征，总结铷富集规律和标型矿物，分析Rb与Li，Be，Nb，Ta等潜在成矿金属元素的伴生关系。

1  区域地质背景

商南-丹凤地区位于秦岭造山带核心，构造复杂，伟晶岩多围绕加里东期花岗岩（如灰池子、桃坪、黄柏岔等）岩体分布（图1）[1]。研究区以商丹缝合带为界，以北为北秦岭构造带南缘部分，以南为南秦岭构造带。经多期构造变形作用，不同时代地层以构造关系相叠置、拼贴等形成构造混杂岩。晋宁晚期该区开始隆升;加里东期华北板块和扬子板块开始发生连续俯冲-碰撞和左旋斜冲造山运动，形成商丹缝合带;燕山期该区发生陆内造山运动，由北向南逆冲推覆;新生代山间断陷盆地红层堆积[15-18]。区域构造以断裂构造为主，多属中生代后高角度正断层及平移断层，走向以NWW向为主。研究区地层较简单（图2-c），主要由新元古界丹凤岩群组成。丹凤岩群为商丹蛇绿岩带重要组成部分，主要岩性为黑云斜长角闪岩、绿泥斜长片岩、绢云母石英片岩及放射虫硅质岩等[19]。沉积盖层出露于研究区南部，包括上白垩统山阳组和分布于其间的第四系松散堆积物[20]。山阳组为紫红-砖红色厚层砾岩、砂砾岩、砂质砾岩夹砂岩薄层或透镜体及粉砂质泥岩，角度不整合覆于丹凤岩群之上。第四系为深红、土黄色亚砂土、亚粘土及砾石，分布于山坡、河谷地带。区内侵入岩较发育，以北部宽坪岩体为典型（图2-c），呈NWW向展布，长约45 km，宽0.5～3 km。岩体两侧与围岩多为断层形式接触，为东秦岭商南-丹凤地区早古生代末—晚古生代初期形成的几个大规模花岗岩体之一[3，21]。

2  矿体地质特征

通过野外实地观察，伟晶岩脉在丹凤岩群及宽坪岩体中均有分布，主要产于丹凤岩群中。产状受区域构造控制，走向大致与区内构造线平行。产于丹凤岩群中的伟晶岩脉产状与地层产状一致，地表倾向190°～210°，倾角60°～75°;产于宽坪岩体中的伟晶岩脉体走向平行于宽坪岩体片麻理走向，倾角近乎90°。伟晶岩脉在丹凤岩群中形成宽度超过1 m的脉体（图2-a）。产于宽坪岩体的伟晶岩脉宽度通常小于1 m（图2-b），且在小于10 m范圍内形成数条细脉。同一伟晶岩脉体在粒度、矿物含量和矿物组合等方面均存在变化，粒度由伟晶变化至中粒，石英含量变化较大，由60%变化至30%。矿物组合变化，主要体现在伟晶岩白云母和石榴子石含量。

综合评价研究区内多条伟晶岩脉，圈出14条富含铷矿化的伟晶岩脉（图2-c），局部显示铌、钽矿化特点。据岩性差异，将含矿伟晶岩脉大致分为少云母微斜长石伟晶岩脉和白云母微斜长石伟晶岩脉两种类型。

少云母微斜长石伟晶岩脉  多出现于丹凤岩群中，约占出露岩脉的70%。脉体距离岩体相对较远，一般为200～1 000 m。脉体规模较大，长数百米到几千米，最长的大于5 500 m。宽度在数米到二十几米，脉体具明显分支复合。典型脉体为γρ3和γρ4（表1）。脉体多呈浅红、淡红色，以中粒伟晶结构为主，块状构造，主要造岩矿物为微斜长石、石英、斜长石等，少量云母类矿物、石榴子石等，偶见黑色电气石。微斜长石粒度为5～10 mm，个别达20 mm，结晶程度较好，含量约45%;石英细小，粒度0.3～0.6 mm，含量约30%;斜长石呈半自形粒状，表面洁净，粒度0.3～0.6 mm，含量约15%;石榴子石多以单晶形式出现，晶粒较小，约1～3 mm，个别达8 mm±，在伟晶岩中分布不均，一般出现在脉体中部;云母类矿物含量较少，一般以黑云母为主，个别地段偶见白云母。

白云母微斜长石伟晶岩脉  多见于宽坪岩体南部。脉体特征同少云母微斜长石伟晶岩脉，只是微斜长石含量有所增加，粒度变大，颜色变深，呈肉红色。岩石中未见黑云母，白云母含量有所增加，一般为3%～5%，局部达10%。白云母多为后期交代、蚀变作用形成。典型脉体为γρ5、γρ6和γρ13（表1）。少云母微斜长石伟晶岩脉一般含稀有元素较高，是寻找稀有矿产最重要的伟晶岩脉之一。岩脉中不仅Rb2O达到综合评价指标边界品位（0.04%），部分脉体个别地段，铌、钽也可达到边界品位。白云母微斜长石伟晶岩脉含稀有元素较高，其中Rb2O达综合评价指标边界品位，部分地段达到高含量铷矿体品位（0.1%），同样是寻找稀有矿产的主要目标。

3  伟晶岩岩相学特征

野外地质路线调查中，选取γρ3、γρ4和γρ5 3条伟晶岩脉为重点研究对象，在延伸方向上自西部圈闭端向东部追索。采样平均间距控制在200 m，选取58件伟晶岩样品进行探针薄片制作。在偏光显微镜下观察，发现白云母多沿长石边缘分布或于长石裂隙中生长，常与细粒次生石英共生（图3-a）。伟晶岩中白云母为次生矿物，不参与岩浆岩定名。据石榴子石含量，结合野外实地观察，将资峪沟伟晶岩划分为微斜长石伟晶岩和富石榴子石微斜长石伟晶岩两种类型。

微斜长石伟晶岩  为该区主要伟晶岩类型。岩石具花岗结构、文象结构、伟晶结构、条纹结构、交代结构、包含结构、蠕英结构等，块状构造。岩石中原生岩浆矿物以微斜长石（50%～60%）、石英（35%～45%）为主，其他原生矿物含量约5%。微斜长石中常具有钠长石条纹，微斜长石与钠长石条纹共同构成条纹长石。微斜长石呈半自形，单个微斜长石粒径为2～10 cm。石英粒径与微斜长石大致相当，往往与微斜长石构成文象结构，其中石英与微斜长石之比约为1∶3。副矿物含量较少。岩石具弱的钠长石化，钠长石取代微斜长石，交代强烈处形成典型的蠕英结构。

富石榴子石微斜长石伟晶岩  岩石具花岗结构、伟晶结构、条纹结构、交代结构、包含结构、蠕英结构等，块状构造。相比微斜长石伟晶岩，石榴子石含量较高，为5%～8%（图3-b）。岩石中主要矿物为微斜长石、石英和石榴子石。微斜长石呈半自形，含量30%～40%，粒径1～5 cm，仍有钠长石条纹出现于微斜长石中。石英他形-半自形，粒径1～3 cm。石榴子石呈自形，粒径0.5～1 cm，在单偏光下呈肉红色（图3-c），多具生长环带，常保留原生流体包裹体（图3-d），沿石榴子石生长环带分布。石榴子石与微斜长石形成较平直的接触边，为平衡共生关系。岩石具弱的钠长石化。

利用扫描电子显微镜对伟晶岩开展岩相学观察，岩石中可见副矿物包括锆石、磷灰石、铌铁矿、钍石、磷钇矿及沥青铀矿。这些副矿物多分布于富石榴子石微斜长石伟晶岩中，其中锆石、铌铁矿往往与石榴子石伴生。锆石多分布于石榴子石边缘，与石榴子石呈平直接触，或以矿物包裹体形式出现于石榴子石核部。这一结构特点表明，锆石可能有两个期次，即包裹于石榴子石核部的锆石为第一期，与石榴子石共生的锆石为第二期。锆石多显示遭受过热液蚀变，锆石中多有钍石、磷钇矿等矿物包裹体（图3-e）。铌铁矿往往分布于石榴子石矿物颗粒之间，同样遭受过热液蚀变，使Nb发生迁移，沿裂隙进入石榴子石中（图3-f）。

4  伟晶岩地球化学特征

选取16件伟晶岩样品为地球化学分析样，其中11件为微斜长石伟晶岩，5件为富石榴子石微斜长石伟晶岩，进行全岩主量元素、微量元素和稀土元素分析测试。主量元素测定采用X射线荧光光谱法（XRF），微量元素和稀土元素测定采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-AES），分析结果见表2。

4.1  主量元素

资峪沟伟晶岩SiO2含量73.44%～78.22%，平均75.61%，全碱（K2O+Na2O）含量6.11%～10.78%，平均8.78%，K2O/Na2O值为0.10～5.49，平均1.87，显示SiO2过饱和、富碱特征。里特曼指數δ值为1.07～3.82，在K2O-SiO2图解中，K2O与SiO2显示负相关性（图4-a）[23]。富石榴子石微斜长石伟晶岩K2O含量一般较微斜长石伟晶岩低。A/CNK值为1.03～1.26，平均1.13。在A/NK-A/CNK图解中，所有样品均投入过铝质岩石区域（图4-b），表明资峪沟伟晶岩可能由过铝质岩浆结晶形成，具与“S”型花岗岩相似的壳源特征。

4.2  稀土与微量元素

稀土元素总量变化较大，ΣREE为3.43×10-6～174.33×10-6。稀土元素球粒陨石标准化分布型式图显示，资峪沟伟晶岩均表现为显著的负铕异常（图5-a）[24]，δEu值为0.02～1.00。微斜长石伟晶岩稀土元素球粒陨石标准化分布曲线呈海鸥型，LREE/HREE值为0.47～6.86，平均3.04，（La/Yb）N值为0.22～6.90，平均2.21，轻中、轻重稀土有明显分异。富石榴子石微斜长石伟晶岩明显表现出重稀土相对富集特点，（La/Yb）N值为0.07～1.90，平均0.62，这与岩石中含有较多富集重稀土矿物（如石榴子石、锆石和磷钇矿）有关。在微量元素原始地幔标准化蛛网图上，富石榴子石微斜长石伟晶岩均表现出Ba，Sr，P和Ti强烈亏损，Th，Ta，Nb，Zr和HREE不同程度富集（图5-b）。相较于富石榴子石微斜长石伟晶岩，微斜长石伟晶岩的Ba，Sr，P和Ti亏损程度较弱，Rb富集程度更高，多数样品Rb含量均超过600×10-6，平均643.63×10-6，最高达1 303.02×10-6。

5  讨论

5.1  构造环境

地球化学特征显示，资峪沟伟晶岩为过铝质（图4-b），富集Rb，亏损Ba，Sr和Ti（图5-b），表明其可能源于壳源沉积物的部分熔融。资峪沟伟晶岩的Th，Ta，Nb和HREE表现出不同程度富集（图5），特征类似典型“A”型花岗岩。R1-R2构造环境判别图解中，伟晶岩样品大多位于造山期后范围内，部分样品沿非造山趋势线分布（图6）[25]。综上分析，资峪沟伟晶岩表现出不止一种来源的地球化学特征，表明该伟晶岩可能来自多个源区。

5.2  标型矿物

资峪沟伟晶岩大多为微斜长石伟晶岩。鉴于标型矿物须符合以下3点要求：在野外露头及岩石手标本上易于识别;可指示铷矿化程度;在岩石手标本上易于估计含量，其含量的多少可与铷矿化程度的高低建立联系。通过野外地质路线调查，结合岩相学观察、全岩地球化学分析，发现石榴子石在部分脉体局部地段中较富集，富石榴子石微斜长石伟晶岩与微斜长石伟晶岩在地球化学特征上同样表现出显著差别。伴随着石榴子石的出现，伟晶岩Rb含量随之降低。因此，可将石榴子石、原生微斜长石作为标型矿物来综合判断伟晶岩的Rb含量。

5.3  与潜在成矿金属元素的伴生关系

据矿物组合与地球化学特征，将伟晶岩划分为LCT型和NYF型[26-27]，两类伟晶岩分别对应于“S”型花岗岩和“A”型花岗岩源区。随着岩浆分异和挥发份含量的增加，理想的LCT型伟晶岩中金属元素（如Li，Be，Nb，Ta，Cs等）呈一定分带性，Rb与Li，Be，Nb，Ta，Cs等元素矿化具相关性[28-31]。对比典型LCT型伟晶岩，资峪沟伟晶岩贫Li，Be，Nb，Ta，Cs。其中，微斜长石伟晶岩Li，Be含量分别为0.53×10-6～44.16×10-6、0.54×10-6～4.49×10-6，富石榴子石微斜长石伟晶岩Li，Be含量分别为14.21×10-6～24.74×10-6、1.82×10-6～5.01×10-6，这与伟晶岩中无锂云母、锂辉石、绿柱石等矿物相符合。富石榴子石微斜长石伟晶岩具稍高的Zr（35.29×10-6～362.31×10-6）、Nb（51.53×10-6～184.71×10-6）和Y（25.42×10-6～183.15×10-6）含量，并形成矿化。此外，资峪沟伟晶岩的Cs含量普遍仅有几到十几×10-6，也未出现铯榴石等富铯矿物。

在微量元素二元图解上，对于微斜长石伟晶岩，Rb与Li，Be，Nb，Ta均未表现出明确相关性（图7），即铷矿化与富集稀有金属元素的锆石、铌铁矿、磷钇矿等副矿物无明显关联，可能是由于资峪沟伟晶岩的铷主要赋存于岩浆成因的微斜长石中[3，12]。石榴子石常与这些富集稀有金属的副矿物伴生出现，石榴子石本身含有0.15%～0.3%左右的Y2O3。富石榴子石微斜长石伟晶岩往往具有较高的Zr，Nb，Y等元素，说明石榴子石与上述副矿物之间存在密切联系。

6  结论

（1） 资峪沟伟晶岩脉在丹凤岩群及宽坪岩体中均有分布，主要集中产于丹凤岩群中，产状受区域构造控制，走向大致与区内构造线平行。

（2） 经综合评价，圈定出14条出露的富含铷矿化伟晶岩脉，同一伟晶岩脉体在粒度、矿物含量和矿物组合等方面均存在变化。据石榴子石含量将其划分为微斜长石伟晶岩和富石榴子石微斜长石伟晶岩两种类型。

（3） 通过地球化学特征对比，微斜长石伟晶岩与富石榴子石微斜长石伟晶岩表现出显著差别，前者Rb含量通常较高，后者Rb含量相对较低，可将石榴子石、原生微斜长石作为标型矿物来综合判断伟晶岩的Rb含量。

（4） 资峪沟伟晶岩铷矿化与Li，Be，Nb，Ta等潜在成矿金属元素矿化无明显联系。伟晶岩中石榴子石与富集稀有金属元素锆石、铌铁矿、钍石、磷钇矿等副矿物关系密切，常伴生出现，石榴子石含量越高，伟晶岩往往越富集Zr，Nb，Y等元素。

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Geological Characteristics and Prospecting Significance of Rb-Bearing Pegmatite Dikes in Ziyugou， Eastern Qinling Orogenic Belt

Zhu Weipeng1， 2， Song Gongshe3， Yang Wenbo4， Xu Feng3

（1.School of Earth and Space Sciences， Peking University， Beijing，100871， China; 2. Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution， MOE， Peking University， Beijing，100871， China; 3. Shaanxi Mineral Resources and

Geological Survey， Xi’an 710068， Shaanxi， China; 4. Shaanxi Center of Geological Survey and

Planning Research， Xi’an，Shaanxi， 710068， China）

Abstract：Through systematic field geological route survey， petrography and petrochemistry study， the results show that the Ziyugou pegmatite dikes are mainly produced in Danfeng Group and controlled by regional structure. After comprehensive evaluation， 14 Rb-bearing pegmatite dikes have been delineated， and the same dikes vary in particle size， mineral content and mineral composition. According to the content of garnet， pegmatites can be divided into microcline pegmatites and garnet-rich microcline pegmatites. The former has a higher Rb content， while the latter has a relatively lower Rb content. Garnet and primary microcline can be taken as standard minerals to comprehensively judge the Rb content of pegmatite. The Rb mineralization of the Ziyugou pegmatites has no obvious relationship with the mineralization of potential metallogenic elements such as Li， Be， Nb and Ta. Garnet is closely related to accessory minerals rich in rare metal elements and often occurs in association. The higher the content of garnet， the more Zr， Nb and Y are enriched in pegmatites.

Key words：Eastern Qinling; Rb-bearing pegmatite dikes; Geological characteristics; Prospecting significance