王盤喜， 朱黎寬， 劉 璐， 郭俊剛， 武秋杰

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，鄭州 450006； 2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，鄭州 450006； 3.國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450006)

河南官坡花崗偉晶巖地質(zhì)與地球化學(xué)特征

王盤喜1,2,3， 朱黎寬1,2， 劉 璐1,3， 郭俊剛1,2， 武秋杰1,3

(1.中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所，鄭州 450006； 2.國家非金屬礦資源綜合利用工程技術(shù)研究中心，鄭州 450006； 3.國土資源部多金屬礦評價與綜合利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州 450006)

河南省官坡鎮(zhèn)境內(nèi)出露大量花崗偉晶巖脈，部分花崗偉晶巖脈發(fā)育稀有金屬或稀有多金屬礦化，具有稀有金屬找礦潛力和研究價值。通過野外地質(zhì)調(diào)查、巖相學(xué)觀察和元素地球化學(xué)分析，對官坡花崗偉晶巖的特征和成因進(jìn)行研究。結(jié)果顯示: 官坡花崗偉晶巖脈具有分布集中、延伸穩(wěn)定、規(guī)模較大、結(jié)構(gòu)帶發(fā)育完整、物質(zhì)組成復(fù)雜的特點(diǎn)； 花崗偉晶巖主量元素具有高硅、富堿、過鋁質(zhì)及低鐵、鎂、鈣和鈦的特點(diǎn)，在成因上可能與灰池子花崗巖具有親緣性，推測是該花崗巖高度演化后的產(chǎn)物。該研究進(jìn)一步提高了對該區(qū)花崗偉晶巖的研究程度，為區(qū)內(nèi)稀有金屬礦勘查提供借鑒。

花崗偉晶巖； 稀有金屬礦床； 地質(zhì)特征； 地球化學(xué)特征

0 引言

花崗偉晶巖礦物顆粒極為粗大，常發(fā)育特征的礦物結(jié)構(gòu)和構(gòu)造分帶，是稀有、稀土、非金屬及寶石礦產(chǎn)的重要來源。因此，花崗偉晶巖是地質(zhì)找礦工作的重點(diǎn)對象之一，長期以來吸引著諸多國內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家的關(guān)注[1-5]。近年來研究認(rèn)為,花崗偉晶巖的偉晶結(jié)構(gòu)可能是過冷卻狀態(tài)下快速生長形成的，推翻了傳統(tǒng)的在地殼深部[3]、平衡結(jié)晶、緩慢冷卻的認(rèn)識[4,6]，其出露也不再標(biāo)志著區(qū)域深侵蝕。這對于重新認(rèn)識花崗偉晶巖在造山帶中的分布規(guī)律及其成礦效應(yīng)有重要意義。

東秦嶺是我國花崗偉晶巖較為發(fā)育的地區(qū)之一，具有花崗偉晶巖分布面積大、類型全、分異演化強(qiáng)烈、礦化普遍的特點(diǎn)，是我國尋找花崗偉晶巖型稀有元素礦產(chǎn)和寶石礦產(chǎn)的有利地區(qū)[3]。在東秦嶺的河南盧氏境內(nèi)自北西向南東分布著3個偉晶巖脈密集區(qū)，分別為官坡、黃柏溝和龍泉坪偉晶巖脈密集區(qū)，其中又以官坡地區(qū)最為集中。前人主要對東秦嶺地區(qū)花崗偉晶巖的分布規(guī)律、成礦特征、礦物學(xué)及其成礦母巖體等開展了研究[3-10]，極大地提高了對該地區(qū)花崗偉晶巖成因和成礦規(guī)律的理解，而區(qū)內(nèi)關(guān)于偉晶巖脈的成因、地球化學(xué)特征與稀有金屬成礦關(guān)系的探討很少。本文在前人認(rèn)識基礎(chǔ)上，從地質(zhì)和地球化學(xué)特征的角度討論官坡偉晶巖脈的成因，旨在為找礦勘探和研究提供一些參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

研究區(qū)位于河南省盧氏縣官坡鎮(zhèn)境內(nèi)，地處華北板塊與揚(yáng)子板塊兩大構(gòu)造單元的過渡地帶。區(qū)域地質(zhì)背景的形成與兩大板塊間俯沖、碰撞造山和造山后伸展等復(fù)雜地質(zhì)過程有關(guān)[11-12]，區(qū)內(nèi)變形變質(zhì)強(qiáng)烈，巖漿活動頻繁，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜。

官坡地區(qū)出露地層主要為中元古界秦嶺巖群郭莊組、雁嶺溝組和界牌組，中元古界寬坪巖群廣東坪組和四岔口組，下古生界二郎坪巖群火神廟組和干江河組，下古生界粉筆溝組，中生界上三疊統(tǒng)和第四系(圖1)。秦嶺巖群自下而上可以分為3個基本巖性組合系列： 下部為陸源碎屑沉積建造、中部為碳酸鹽巖建造和上部是碎屑巖夾碳酸鹽巖沉積建造。寬坪巖群下部為富硅鎂碳酸鹽巖-基性火山巖建造，中部為復(fù)理石建造，上部為不純碳酸鹽巖建造。二郎坪巖群火神廟組主要由富鈉質(zhì)海相變火山巖系及部分碳酸鹽巖組成，層序不完整，多成斷塊出露； 干江河組為一套淺海相碎屑巖、碳酸鹽巖沉積。粉筆溝組下段巖性為二云石英片巖、變石英砂巖。上三疊統(tǒng)為陸相山間盆地沉積的含炭碎屑巖建造。區(qū)內(nèi)第四系不發(fā)育，主要沿洛河兩岸及其支流分布，另外在山梁及山谷洼地中也有零星分布。

1.第四系全新統(tǒng); 2.第四系中上更新統(tǒng); 3.三疊系上統(tǒng)下組; 4.下古生界粉筆溝組下段; 5.下古生界干江河組上段; 6.下古生界干江河組下段; 7.下古生界火神廟組上段; 8.下古生界火神廟組下段; 9.中元古界四岔口組上段; 10.中元古界四岔口組下段; 11.中元古界廣東坪組上段; 12.中元古界廣東坪組下段; 13.中元古界界牌組下段; 14.中元古界雁嶺溝組上段; 15.中元古界雁嶺溝組下段; 16.中元古界郭莊組; 17.燕山早期第一階段二長花崗巖; 18.加里東期花崗偉晶巖脈; 19.前加里東期石英閃長巖; 20.花崗偉晶巖; 21.基性噴出巖; 22.地質(zhì)界線; 23.斷層; 24.樣品位置

圖1河南盧氏官坡地區(qū)區(qū)域構(gòu)造及地質(zhì)簡圖

Fig.1RegionalstructureandgeologicalsketchofthestudyareainGuanpo,HenanProvince

區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育，主要形跡為近EW向(圖1)，次為NW向和NE向。區(qū)內(nèi)出露2條規(guī)模巨大的近EW向超巖石圈斷裂瓦穴子斷裂(瓦穴子—喬端斷裂之一段)和雙槐樹斷裂(朱陽關(guān)—夏館斷裂之一段)。瓦穴子斷裂由數(shù)條平行裂面組成，單條裂面寬數(shù)米，總體形成數(shù)十米至400余m的擠壓破碎帶、構(gòu)造透鏡體及劈片理化帶，具強(qiáng)烈的擠壓特征，總體北傾，傾角70°～80°，顯示由北向南逆沖特征。此斷裂是早古生代海底裂隙噴發(fā)的通道，噴發(fā)沉積了火神廟組細(xì)碧-石英角斑巖建造。雙槐樹斷裂NWW向，斷面主體北傾，傾角55°～70°，寬度數(shù)十米至數(shù)百米，斷裂自南而北可分為3個構(gòu)造帶： 糜棱巖帶、碎裂化構(gòu)造巖帶和擠壓破碎巖帶。該斷裂南部出露秦嶺巖群，受該斷裂多期活動控制，在秦嶺巖群分布區(qū)產(chǎn)生2個各具特色的成礦期，形成具明顯差異的礦產(chǎn)組合。第一個成礦期為加里東期，形成以鉭鈮為主的偉晶巖型稀有金屬礦和白云母礦； 第二個成礦期為燕山期，形成以銻為主的低溫?zé)嵋盒弯R(金)礦。

區(qū)內(nèi)侵入巖受構(gòu)造控制，多呈近EW向展布，與區(qū)域構(gòu)造線相一致(圖1)。包括前加里東期侵入巖、加里東期侵入巖和燕山期侵入巖。區(qū)內(nèi)前加里東期侵入巖較少，主要為侵入于寬坪巖群中的一些閃長巖脈及煌斑巖脈，是寬坪巖群變基性火山巖同源同期的次火山巖相巖石。加里東期是本區(qū)侵入巖的主要活動期之一，區(qū)內(nèi)主要出露曹家院—白花場花崗偉晶巖脈群，以脈狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，寬幾米至幾十米，長幾米至數(shù)百米，少數(shù)可達(dá)千米以上，含鋰、鈹、鈮、鉭并可形成礦床。燕山期侵入巖在區(qū)內(nèi)占有重要地位，區(qū)內(nèi)出露燕山早期第一階段蟒嶺二長花崗巖體，呈近EW向展布，西起陜西商縣韓子坪吊棚溝，東至河南盧氏官坡河一線，長約53 km，南北寬度不等，西段景丹公路一帶寬約10 km，東部蘭草河一帶寬約6 km，平面上整體似魚形，巖體侵入于寬坪巖群，界線清晰，呈明顯穿插關(guān)系。

區(qū)內(nèi)火山巖主要為秦嶺巖群、寬坪巖群變基性火山巖，二郎坪巖群火神廟組變火山巖系。秦嶺巖群中夾多層斜長角閃片巖，原巖系基性火山巖，代表了秦嶺巖群形成過程中發(fā)生的火山噴發(fā)熱事件； 寬坪巖群變基性火山巖為一套火山-沉積建造，寬坪巖群下部主要為斜長角閃片巖、綠泥鈉長片巖和角閃巖，原巖為基性火山巖，具大陸拉斑玄武巖特征，雖變形強(qiáng)烈，變質(zhì)較深，但火山巖構(gòu)造保存較好，氣孔杏仁構(gòu)造清晰普遍，多被壓扁，拉長，順片理分布； 二郎坪巖群火神廟組變火山巖系為一套富鈉質(zhì)海相噴發(fā)的細(xì)碧-角斑巖系，以酸性—中基性噴溢熔巖為主，期間夾硅質(zhì)巖條帶，并發(fā)現(xiàn)有放射蟲和海綿骨針，具蛇綠巖組合特征，伴隨火山噴發(fā)活動，廣泛發(fā)育有次火山相巖床、巖墻。

2 樣品采集及分析方法

本次研究采集的偉晶巖脈和稀有金屬礦化樣品均為新鮮巖石和礦石，其中B1—B4樣品采自采礦老硐，其他樣品采自地表偉晶巖脈。B1—B4為鋰輝石-鋰云母型偉晶巖脈，均含鉭鈮等稀有多金屬礦石。B5—B9為黑色電氣石-白云母型偉晶巖脈，其中B6、B7為鉭鈮礦化礦石。

巖石和礦石化學(xué)分析測試在中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究所完成。主量元素SiO2、Al2O3和Fe2O3是用熔片法X-射線熒光光譜法(XRF)分析測試，檢出限為0.10%； FeO是用容量法分析測試，檢出限為0.10%； MgO、CaO、Na2O、K2O、MnO、P2O5和TiO2是用熔片法X-射線熒光光譜法分析測試，檢出限為0.05%； 燒失量是用重量法(GR)分析測試，檢出限為0.1%； TFe2O3是用熔片法X-射線熒光光譜法分析測試，檢出限為0.1%。微量元素中的B是用發(fā)射光譜法(ES)分析測試，檢出限為2.0 μg/g； Cr、Rb、Sr、Ba、V和Zr用壓片法X-射線熒光光譜法(XRF)分析測試，前5項(xiàng)的檢出限為5.0 μg/g，Zr檢出限為2.0 μg/g； 其他微量元素用等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)分析測試，Ga、Nb和Pb的檢出限為2 μg/g，Co、Th、Cs、Li和Sc的檢出限為1.0 μg/g，Hf、U、Be的檢出限為0.2 μg/g，Ta的檢出限為0.1 μg/g。稀土元素用等離子體質(zhì)譜法分析測試： La、Ce和Y的檢出限為1.0 μg/g； Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的檢出限均為0.1 μg/g。

3 偉晶巖地質(zhì)特征

3.1 偉晶巖脈分布及分帶

官坡偉晶巖出露帶位于瓦穴子斷裂和雙槐樹斷裂之間，總體呈NWW-SEE向的狹長條帶狀，西起龍?zhí)稖?，東到安溝，長達(dá)26 km，寬2～4 km，地表出露偉晶巖脈312條。偉晶巖脈一般規(guī)模較大，不少巖脈長達(dá)千米以上，寬數(shù)十米。巖脈展布受構(gòu)造裂隙制約，以NE-SW向偉晶巖為主，其在偉晶巖帶中段最為密集，向兩端變稀疏。NE-SW向偉晶巖脈較稀少，僅在背形軸部較為稠密，成群出現(xiàn)，而在兩翼稀疏。巖脈產(chǎn)狀隨所處構(gòu)造位置不同而異，傾角多為10°～85°。以磨溝—七里溝口—安溝一線為界，分為南帶和北帶。南帶以中粗粒的白云母型花崗偉晶巖脈為主，一般規(guī)模較大，中等分異； 北帶以含稀有金屬礦物型花崗偉晶巖為主，在南陽山、七里溝等處，有個別巖脈走向呈NNW或NE向，是順一組“X”形剪切裂隙注入，傾角較緩。

偉晶巖礦物組合與結(jié)構(gòu)分帶是官坡花崗偉晶巖的一個重要特征。根據(jù)結(jié)構(gòu)和礦物組合可以從外向內(nèi)劃分出如下礦物組合與結(jié)構(gòu)分帶： 花崗結(jié)構(gòu)的石英長石帶，細(xì)粒、中粒、粗粒偉晶狀石英長石帶，文象帶，微斜長石塊體帶，塊體石英帶(石英核)，糖粒狀石英帶，石英白云母帶，石英鋰輝石帶，石英紅電氣石帶，石英鈉長石帶，石英鋰云母帶，葉鈉長石帶和紅電氣石葉鈉長石帶等。上述結(jié)構(gòu)帶中，花崗結(jié)構(gòu)、偉晶結(jié)構(gòu)及文象結(jié)構(gòu)帶屬原生結(jié)構(gòu)帶，并常為未分異型偉晶巖所具有，其他結(jié)構(gòu)帶常在分異型偉晶巖[3](未分異型偉晶巖進(jìn)一步交代演化的產(chǎn)物)中發(fā)育。花崗偉晶巖的礦物和結(jié)構(gòu)分帶順序基本上與偉晶巖漿隨溫度降低而結(jié)晶的順序一致，或者說與流體增加的方向一致。一般情況下，每一條偉晶巖脈僅發(fā)育上述結(jié)構(gòu)帶的一部分，而不是每條偉晶巖脈中都可見到上述所有的結(jié)構(gòu)分帶，只是有的發(fā)育的多一些，有的則少一些，發(fā)育完整分帶的是極個別現(xiàn)象。偉晶巖脈根據(jù)巖石類型分為： 黑云母型花崗偉晶巖帶(Ⅰ帶)、二云母型花崗偉晶巖帶(Ⅱ帶)、白云母型花崗偉晶巖帶(Ⅲ帶)和含稀有金屬礦物型花崗偉晶巖帶(Ⅳ帶)?？傊巴庹{(diào)查發(fā)現(xiàn)官坡花崗偉晶巖脈分布十分集中，延伸比較穩(wěn)定，規(guī)模也較大，結(jié)構(gòu)帶發(fā)育相對完整，是在東秦嶺開展偉晶巖研究和稀有金屬找礦的良好選區(qū)。

3.2 偉晶巖脈礦物組成與礦化

野外調(diào)查和室內(nèi)鑒定研究發(fā)現(xiàn)，官坡花崗偉晶巖礦物組成復(fù)雜，主要礦物包括： 鉀長石、鈉長石(微斜長石)、石英、黑云母、白云母、鈮鐵礦、鉭鐵礦、鈮錳礦、鉭錳礦、銻鉭礦、細(xì)晶石、鋰輝石、鋰云母、綠柱石、鋰電氣石(粉紅色、藍(lán)色)、黑電氣石、銫榴石、磁鐵礦、錫石、黃鐵礦、鋯石、高嶺石、磷灰石、磷錳礦、鐵菱錳礦、白云石、磷鋰鋁石和黑鉭鈾礦等。它們由巖漿作用或熱液交代作用形成，特別是稀有金屬礦物及大片狀白云母等主要由自交代作用和晚期的熱液交代作用形成，交代作用愈強(qiáng)，礦化愈強(qiáng)。

基于野外及顯微鏡下觀察(圖2-1,2-2)，根據(jù)偉晶巖脈中標(biāo)型礦物云母、電氣石和鋰輝石，將官坡偉晶巖脈劃分為鋰電氣石-鋰云母型偉晶巖脈和鋰輝石-鋰云母型偉晶巖脈和黑色電氣石-白云母型偉晶巖脈。鋰電氣石-鋰云母型偉晶巖脈、鋰輝石-鋰云母型偉晶巖脈為含稀有金屬礦物型偉晶巖脈，可形成鉭鈮等稀有金屬礦床。鋰電氣石-鋰云母型偉晶巖脈主要由石英、鈉長石、微斜長石、鋰云母、鋰電氣石(粉紅色)、鈮鉭錳礦、綠柱石和銫榴石等礦物組成； 鋰輝石-鋰云母型偉晶巖脈主要由石英、鈉長石、鉀長石、鋰輝石、鋰云母、鋰電氣石(藍(lán)色)、鈮鉭錳礦、綠柱石、銫榴石、磷鋰鋁石、黑鉭鈾礦和細(xì)晶石等礦物組成。黑色電氣石-白云母型偉晶巖脈部分可形成鈮鉭等稀有多金屬礦床，主要由石英、微斜長石、鈉長石、白云母、黑色電氣石、鈮鉭鐵礦、綠柱石、錫石、獨(dú)居石、晶質(zhì)鈾礦和釷石等礦物組成。

A.鋰電氣石-鋰云母型偉晶巖脈露頭； B.鋰輝石-鋰云母型偉晶巖脈露頭； C.黑色電氣石-白云母型偉晶巖露頭； D.花崗偉晶結(jié)構(gòu)的偉晶巖，薄片(+)； E.電氣石中裂隙發(fā)育，薄片(-)； F.電氣石中包裹細(xì)粒的鈉長石和石英，薄片(+)

圖2-1官坡花崗偉晶巖脈露頭及顯微下特征

Fig.2-1OutcropandmicroscopiccharacteristicsofgraniticpegmatiteveinsinGuanpo

G.片狀鋰云母和柱狀電氣石，薄片(+)； H.板狀鋰輝石，薄片(+)； I.短柱狀綠柱石，薄片(-)； J.柱狀、它形粒狀鈮鉭鐵礦，光片(-)； K.電氣石中包裹細(xì)粒的鈮鐵礦，薄片(+)； L.柱狀錫石，光片(-)

圖2-2官坡花崗偉晶巖脈露頭及顯微下特征

Fig.2-2OutcropandmicroscopiccharacteristicsofgraniticpegmatiteveinsinGuanpo

4 官坡偉晶巖脈地球化學(xué)特征

花崗偉晶巖脈的主、微量元素分析結(jié)果見表1。

4.1 主量元素

盧氏官坡花崗偉晶巖脈具有高硅(SiO2含量為

70.03%～77.24%，平均為73.20%)，低鐵、鎂、鈣和鈦(w(TFe2O3)=0.62%～2.64%，w(MgO)= 0.03%～0.26%，w(CaO)= 0.27%～1.78%，w(TiO2)=0.005%～0.028%)的特點(diǎn)。Al2O3含量為13.62%～16.97%，A/NK=1.25～2.17，A/CNK=1.15～1.60，為過鋁質(zhì)巖石(圖3)。全堿(Na2O+K2O)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.91%～10.21%，平均為6.90%； K2O/Na2O=0.28～3.68，平均值為1.41。SiO2-K2O巖石系列判別圖解顯示，主要為鈣堿性系列和高鉀鈣堿性系列(圖4)。主量元素顯示具有Ⅰ型花崗巖的地球化學(xué)特征。

表1 花崗偉晶巖脈主量和微量元素分析結(jié)果Tab.1 Contents of major and trace elements for granitic pegmatite veins

(續(xù)表)

鋰輝石-鋰云母型偉晶巖(稀有金屬礦)中CaO含量為1.17%～1.78%，平均為1.50%； MnO含量為0.106%～0.261%，平均為0.164%； P2O5含量為0.57%～1.16%，平均為0.85%。黑色電氣石-白云母型偉晶巖(無礦或稀有金屬礦)CaO含量為0.27%～0.56%，平均為0.40%； MnO含量為0.027%～0.097%，平均為0.061%； P2O5含量為0.13%～0.52%，平均為0.34%。鋰輝石-鋰云母型偉晶巖的CaO、MnO和P2O5含量高于黑色電氣石-白云母型偉晶巖。

圖3 官坡花崗偉晶巖的A/CNK-A/NK圖解[13-14]

圖4 官坡花崗偉晶巖的SiO2- K2O圖解[15-16]

4.2 微量元素

官坡花崗偉晶巖微量元素組成特征見表1和圖5。由圖5可見，官坡偉晶巖稀土和微量元素特征可分為2種類型: 一種為鋰輝石-鋰云母型(樣品B1—B4)，發(fā)育鈮鉭礦化及鈉長石化和高嶺土化蝕變，輕稀土富集，Eu負(fù)異常不明顯； 另一種為黑色電氣石-白云母型(樣品B5—B9)，蝕變較微弱，部分樣品(B6和B7)發(fā)育鈮鉭礦化，弱富集輕稀土，Eu負(fù)異常和Ce負(fù)異常明顯。

官坡花崗偉晶巖的∑REE為1.66～28.14 μg/g，平均為8.75 μg/g，稀土元素總含量低；w(LREE)/w(HREE)的比值范圍為0.70～2.79，平均為1.97； 輕重稀土分餾作用不明顯。 (La/Sm)N為1.10～5.68，平均為2.91； (La/Yb)N為4.75～22.26，平均為9.69； (Gd/Yb)N為0.83～6.60，平均為2.44，可見輕稀土比重稀土分餾程度高。官坡花崗偉晶巖虧損高場強(qiáng)元素(HFSE)Ce、Pr、Nd、Ti，輕微虧損Th和Nb，富集U、Ta和Zr。大離子親石元素(LILE)表現(xiàn)為虧損Ba，輕微虧損Sr，而富集Rb、P和Pb。

圖5 官坡花崗偉晶巖的稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化配分圖解和微量元素原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化蛛網(wǎng)圖[17]

鋰輝石-鋰云母型偉晶巖的∑REE為1.66～2.37 μg/g，平均為2.01 μg/g； (Gd/Yb)N為0.83～1.19，平均為1.07。黑色電氣石-白云母型偉晶巖的∑REE為3.83～28.14 μg/g，平均為14.14 μg/g； (Gd/Yb)N為2.27～6.60，平均為3.54。鋰輝石-鋰云母型偉晶巖的∑REE和(Gd/Yb)N低于黑色電氣石-白云母型偉晶巖。

5 討論

花崗偉晶巖在空間上和成因上均與花崗巖類侵入體有關(guān)。東秦嶺花崗偉晶巖多圍繞加里東期的灰池子、桃坪等花崗巖體呈帶狀分布，被認(rèn)為成因上與這些花崗巖體存在著緊密關(guān)系，這些花崗巖體可能是花崗偉晶巖的母巖[3，18]。前人對龍泉坪偉晶巖密集區(qū)灰池子和漂池巖體之間的偉晶巖鋯石U-Pb年齡測定結(jié)果為380 Ma[19]，對商南光石溝黑云母花崗偉晶巖晶質(zhì)鈾礦進(jìn)行U-Pb測年獲得391 Ma的等時線年齡[20]，獲得丹鳳黃龍廟南花崗偉晶巖(含鈾礦)鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為(404.3±1.4) Ma[21]。成都地質(zhì)學(xué)院曾獲得盧氏官坡花崗偉晶巖(含稀有金屬)全巖K-Ar等時線年齡為396 Ma和410 Ma[22]。綜上可見，東秦嶺地區(qū)偉晶巖脈形成時代集中在380～410 Ma。

與東秦嶺花崗偉晶巖有關(guān)的花崗巖類，常呈巖基狀產(chǎn)出，這些巖基在理論上能夠?yàn)榛◢弬ゾr提供充足的揮發(fā)物質(zhì)。東秦嶺偉晶巖脈產(chǎn)于母巖侵入體的邊部，常常沿背斜軸部和斷裂、層間裂隙侵位，一般平行于區(qū)域構(gòu)造線延伸，少量為切割片理和構(gòu)造線。裴小利等[19]認(rèn)為東秦嶺花崗偉晶巖發(fā)育和演化受花崗巖體的控制和影響； 趙如意等[21]認(rèn)為東秦嶺含鈾花崗巖偉晶巖是含鈾富揮發(fā)分殘余巖漿在相對封閉的構(gòu)造環(huán)境下充分結(jié)晶而成； 朱富社等[20]認(rèn)為東秦嶺花崗偉晶巖屬以殼源為主、具殼幔混源特征的同熔型系列花崗質(zhì)巖石，是深熔巖漿離開母巖漿房之后分異演化的產(chǎn)物。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，花崗偉晶巖是在地殼深部經(jīng)緩慢冷卻平衡結(jié)晶形成的[3，6]； 但近年研究認(rèn)識到，花崗偉晶巖可能是過冷卻狀態(tài)下快速生長形成的[4]。東秦嶺稀有金屬礦化偉晶巖一般與中深成花崗巖基關(guān)系較為密切。只有在花崗巖體冷卻到一定程度才能發(fā)生過冷卻，因此花崗偉晶巖年齡可能要稍微晚于相關(guān)花崗巖基的年齡，這與很多學(xué)者的研究認(rèn)識一致[19-21]。

官坡花崗偉晶巖產(chǎn)在灰池子花崗巖基北西側(cè)，在成因上可能與該花崗巖基有關(guān)?；页刈踊◢弾r具有低∑REE(99.97×10-6)，Eu負(fù)異常不明顯(0.94)，高∑Ce/∑Y(18.03)、La/Sm(12.6)和La/Yb(71.6)等比值的特點(diǎn)[18]。官坡花崗偉晶巖具有相似特征，也表現(xiàn)出∑REE較低，Eu虧損很小，強(qiáng)烈富集了輕稀土元素，高∑Ce/∑Y、La/Sm和La/Yb等比值。但官坡花崗偉晶巖的∑REE和主要特征值均低于灰池子花崗巖的相應(yīng)值，這可能暗示官坡花崗偉晶巖與灰池子花崗巖既是同源的，又有演化。官坡花崗偉晶巖部分樣品還表現(xiàn)出稀土元素“四分組效應(yīng)”。稀土元素“四分組效應(yīng)”是指以Nd/Pm、Gd、Ho/Er為分界點(diǎn)(其中Gd為公共點(diǎn))，每4個元素為一組，即La-Ce-Pr-Nd，Pm-Sm-Eu-Gd，Gd-Tb-Dy-Ho和Er-Tm-Yb-Lu，構(gòu)成4條近似“M型”曲線。官坡花崗偉晶巖部分樣品(樣品號B2、B6、B7和B9)除了Ce負(fù)異常較明顯外，四分組效應(yīng)比較明顯。高度演化花崗質(zhì)巖漿結(jié)晶晚期流體/熔體相互作用可能是花崗質(zhì)巖漿稀土四分組效應(yīng)形成的重要控制因素。四分組效應(yīng)反映了官坡花崗偉晶巖中流體作用的特點(diǎn)。官坡花崗偉晶巖主量元素具有高硅、富堿、過鋁質(zhì)及低鐵、鎂、鈣和鈦的特點(diǎn)，可能是灰池子花崗巖高度演化后的產(chǎn)物。

東秦嶺已發(fā)現(xiàn)商南、巒莊、官坡和龍泉坪4個花崗偉晶巖密集區(qū)，其時代主要集中在加里東期[3]。秦嶺造山帶自北向南由華北地塊南緣、商丹縫合帶、中秦嶺微地塊、勉略縫合帶和揚(yáng)子地塊北緣組成[23]。秦嶺造山帶經(jīng)歷了新元古代、古生代和中生代3期造山作用。在古生代，洋殼沿商丹帶一線發(fā)生俯沖增生及碰撞，形成大量的花崗巖及偉晶巖等構(gòu)造巖漿熱事件[24]。官坡地區(qū)及周邊廣泛發(fā)育的加里東期花崗偉晶巖就是這次俯沖碰撞作用的結(jié)果。在415 Ma及隨后的一段地質(zhì)時間內(nèi)，東秦嶺地區(qū)被認(rèn)為屬于碰撞晚期階段[24]。官坡花崗偉晶巖形成時代集中在380～410 Ma，可能形成于碰撞晚期階段。官坡地區(qū)主要分布造山帶中—下地殼中元古代秦嶺巖群中—深變質(zhì)巖系，并發(fā)育大量花崗偉晶巖脈，推測花崗偉晶巖產(chǎn)出的深度可能位于中—下地殼?，F(xiàn)今花崗偉晶巖可能是深部地殼剝露出地表的標(biāo)志。

6 結(jié)論

(1)官坡花崗偉晶巖具有偉晶巖脈分布集中、延伸穩(wěn)定、規(guī)模較大、結(jié)構(gòu)帶發(fā)育完整、物質(zhì)組成復(fù)雜的特點(diǎn)。

(2)官坡花崗偉晶巖脈具有高硅及低鐵、鎂、鈣和鈦的特點(diǎn)，為過鋁質(zhì)，主量元素顯示具有I型花崗巖的地球化學(xué)特征； 稀土元素總含量低，輕重稀土分餾作用不明顯； 虧損高場強(qiáng)元素Ce、Pr、Nd、Ti，輕微虧損Th和Nb，富集U、Ta和Zr； 大離子親石元素表現(xiàn)為虧損Ba，輕微虧損Sr，而富集Rb、P和Pb； 成因上可能與灰池子花崗巖具有親緣性，推測是該花崗巖高度演化后的產(chǎn)物。

(3)鋰輝石-鋰云母型偉晶巖的CaO、MnO和P2O5含量高于黑色電氣石-白云母型偉晶巖，∑REE和(Gd/Yb)N低于黑色電氣石-白云母型偉晶巖。

[2] London D.The origin of primary textures in granitic pegmatites[J].Can Mineral,2009,47(4):697-724.

[3] 盧欣祥,祝朝輝,谷德敏,等.東秦嶺花崗偉晶巖的基本地質(zhì)礦化特征[J].地質(zhì)論評,2010,56(1):21-30.

[4] 李建康.花崗偉晶巖結(jié)構(gòu)結(jié)晶動力學(xué)的研究進(jìn)展[J].地學(xué)前緣,2012,19(4):165-172.

[5] Bradley D,McCauley A.A preliminary deposit model for lithium-cesium-tantalum(LCT) pegmatites[R].U.S.Geological Survey Open-File Report 2013-1008.Reston,VA:U.S.Geological Survey,2013:1-7.

[6] Walker T.Granite grain size:not a problem for rapid cooling of plutons[J].J Creat,2003,17(2):49-55.

[7] 白峰,馮恒毅,鄒思劼,等.河南盧氏官坡偉晶巖中鋰輝石的礦物學(xué)特征研究[J].巖石礦物學(xué)雜志,2011,30(2):281-285.

[8] 王盤喜,海東婧,卞孝東,等.盧氏鋰輝石-鋰云母型稀有多金屬礦石工藝礦物學(xué)研究[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2015(3):41-45.

[9] 王盤喜,包民偉.我國鉭鈮等稀有金屬礦概況及找礦啟示[J].金屬礦山,2015,44(6):92-97.

[10] 陳金鐸,包民偉,張迎年,等.河南盧氏偉晶巖脈及典型鉭鈮礦床成礦地質(zhì)特征[J].礦產(chǎn)保護(hù)與利用,2014(4):13-17.

[11] 段士剛,薛春紀(jì),燕長海,等.華北陸塊南、北緣鉛鋅礦床成礦特征對比[J].礦床地質(zhì),2008,27(3):383-398.

[12] Duan S G,Xue C J,Chi G X,et al.Ore geology,fluid inclusion,and S- and Pb-isotopic constraints on the genesis of the Chitudian Zn-Pb Deposit,Southern margin of the North China Craton[J].Resour Geol,2011,61(3):224-240.

[13] Middlemost E A K.Naming materials in the magma/igneous rock system[J].Earth-Sci Rev,1994,37(3/4):215-224.

[14] Maniar P D,Piccoli P M.Tectonic discrimination of granitoids[J].Geol Soc Am Bull,1989,101(5):635-643.

[15] Peccerillo A,Taylor S R.Geochemistry of Eocene calc-alkaline volcanic rocks from the Kastamonu area,Northern Turkey[J].Contrib Mineral Petrol,1976,58(1):63-81.

[16] Middlemost E A K.Magmas and Magmatic Rocks[M].London:Longman,1985:1-266.

[17] Sun S S,McDonough W F.Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts:implications for mantle composition and processes[M]//Saunders A D,Norry M J.Magmatism in the Ocean Basins.Geological Society,London,Special Publications,1989,42(1):313-345.

[18] 陳西京.論東秦嶺某地花崗偉晶巖的分布規(guī)律[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報,1982(1):10-16,9.

[19] 裴小利,時毓,梁斌,等.北秦嶺地體秦嶺巖群(雜巖)中偉晶巖脈內(nèi)蛻晶質(zhì)化鋯石的成因[J].桂林理工大學(xué)學(xué)報,2015,35(4):675-685.

[20] 朱富社,楊安林,卞利.商南光石溝鈾礦床花崗巖、偉晶巖同位素年齡及其地質(zhì)內(nèi)涵[J].地下水,2014,36(4):187-189.

[21] 趙如意,李衛(wèi)紅,姜常義,等.陜西丹鳳地區(qū)含鈾花崗偉晶巖年齡及其構(gòu)造意義[J].礦物學(xué)報,2013,33(增刊2):880-882.

[22] 成都地質(zhì)學(xué)院第七教研室.東秦嶺東段稀有金屬花崗偉晶巖研究中的幾個問題[M].北京:科學(xué)出版社,1975:21-30.

[23] 張國偉,袁學(xué)誠,張本仁,等.秦嶺造山帶與大陸動力學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,2001:1-806.

[24] 王濤,王曉霞,田偉,等.北秦嶺古生代花崗巖組合、巖漿時空演變及其對造山作用的啟示[J].中國科學(xué)D輯:地球科學(xué),2009,39(7):949-971.

GeologicalandgeochemicalcharacteristicsofgraniticpegmatiteinGuanpo,HenanProvince

WANG Panxi1,2,3, ZHU Likuan1,2, LIU Lu1,3, GUO Jungang1,2, WU Qiujie1,3

(1.ZhengzhouInstituteofMultipurposeUtilizationofMineralResources,CAGS,Zhengzhou450006,China; 2.NationalResearchCenterofMultipurposeUtilizationofNon-metallicMineralResources,Zhengzhou450006,China; 3.KeyLaboratoryforPolymetallicOres’EvaluationandUtilization,MLR,Zhengzhou450006,China)

Granitic pegmatite veins outcropped widely and some veins developed rare metal or rare polymetal mineralization in Guanpo of Henan Province, which possess great research value and prospecting potential. The authors researched the features and origins of the granitic pegmatite through field geological survey, petrographic observation and element geochemistry analysis. The results show that granitic pegmatite veins have the characteristics of centralized distribution, relatively stable extension, large scale, completely developed structural belt and complicated mineralogy. The granitic pegmatite veins have high silica content, rich alkali and peraluminous, and they also have low iron, magnesium, calcium and titanium content. They may have good affinity to Huichizi granite in the aspect of origin, and thus the authors speculated that they could be the products of the highly evolved granite. This study further improved the research level of the granitic pegmatite, and provided references for the prospecting of rare metal deposits in the study area.

granitic pegmatite; rare metal deposits; geological characteristics; geochemical characteristics

劉永權(quán))

10.19388/j.zgdzdc.2017.06.06

王盤喜,朱黎寬,劉璐,等.河南官坡花崗偉晶巖地質(zhì)與地球化學(xué)特征[J].中國地質(zhì)調(diào)查,2017,4(6): 40-49.

P588.12; P595

A

2095-8706(2017)06-0040-10

2017-02-22；

2017-10-20。

中國地質(zhì)調(diào)查局“青海祁漫塔格金屬礦集區(qū)綜合地質(zhì)調(diào)查(編號： DD20160073)”和“河南盧氏稀有多金屬礦地質(zhì)勘查與綜合利用評價(編號： 12120113061200)”項(xiàng)目聯(lián)合資助。

王盤喜(1986—)，男，工程師，主要從事地質(zhì)勘查及工藝礦物學(xué)研究。Email： 4814053@qq.com。