苗群峰，謝 吾，齊云飛，劉劍波

(河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)，河北 秦皇島 066001)

2012年以來隨著中國地質(zhì)調(diào)查局《我國三稀資源戰(zhàn)略調(diào)查研究》項(xiàng)目的實(shí)施，河北省也逐漸加強(qiáng)了對(duì)“三稀”礦產(chǎn)的找礦工作，花市銣等稀有金屬礦為河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì)近年來探獲的特大型銣等稀有金屬礦床[1-2]，初步估算Rb2O資源量為180萬噸，Rb2O平均品位0.18%，為一堿性長石花崗巖型礦床(鈉長石、鋰云母花崗巖型鉭、鈮、鋰、銣、銫礦床)。填補(bǔ)了河北省無大型“三稀”礦床的空白。在對(duì)麻地花崗巖長石類礦物進(jìn)行鑒定時(shí)，依據(jù)顯微鏡下所觀察到的光性特征，斜長石類礦物均定名為中性斜長石。進(jìn)一步從礦物學(xué)角度，通過系統(tǒng)的巖礦鑒定配合電子探針分析，發(fā)現(xiàn)麻地花崗巖中的斜長石類礦物幾乎全部為鈉長石，所測(cè)樣品Ab組分高達(dá)96%左右，麻地巖體屬堿長花崗巖。

1 巖體的地質(zhì)特征

通過地質(zhì)勘查和調(diào)研收集資料[1，3-4]，查明麻地巖體形態(tài)近似葫蘆狀，長軸呈NW40(°)方向，出露面積5.35 km2。巖體和圍巖呈傾斜的侵入接觸，四周接觸面多傾向圍巖，西北部接觸面較陡，傾角62(°)～80(°)，南和東南部接觸面平緩，傾角25(°)～70(°)，巖體西部局部內(nèi)傾，傾角28(°)～65(°)。圍巖巖性主要為角閃斜長片麻巖，巖體東北部和中部，部分被第四系崩積物覆蓋(見圖1)。

1 第四系沖洪積物； 2 第四系崩積物； 3 肉紅色堿長花崗巖； 4 灰白色堿長花崗巖； 5 鐵錳質(zhì)物質(zhì)富集范圍； 6 含天河石堿長花崗巖； 7 常州溝組一段石英砂巖； 8 小關(guān)莊片麻巖； 9 秋花峪片麻巖

圖1麻地巖體地質(zhì)

麻地巖體為兩次侵入活動(dòng)形成的復(fù)式巖體。早期侵入形成肉紅色堿長花崗巖(γ52a)，主要分布于巖體四周及東南部，出露面積0.98 km2；晚期侵入形成灰白色堿長花崗巖(γ52b)，構(gòu)成巖體主體，出露面積4.37 km2，二者的接觸關(guān)系有兩種：1)涌動(dòng)型侵入接觸：γ52a和γ52b接觸關(guān)系較模糊，在二者之間有0.5～1 m的混合帶，為區(qū)內(nèi)主要接觸關(guān)系；2)脈動(dòng)型侵入接觸：在巖體西北部γ52b中可見γ52a捕擄體，但γ52b未見明顯的冷凝邊；局部可見γ52b巖枝穿插于γ52a之中，僅分布于巖體東南部，發(fā)現(xiàn)二者界線截然，這些特征表明兩次侵入活動(dòng)的時(shí)間間隔可能較短。

巖體和圍巖的接觸帶蝕變作用很弱，僅在西部見有長約50 m，寬2～8 m的交代侵入接觸帶。巖體邊部有片麻巖捕擄體，特別是巖體東南部捕擄體較為常見，大小從十幾厘米至幾十厘米不等。在巖體北部、西部外接觸帶有花崗巖細(xì)脈插入片麻巖中；巖體內(nèi)接觸帶可見1～2 mm厚的細(xì)粒結(jié)構(gòu)的冷凝邊。巖體靠近圍巖接觸帶部位普遍含有細(xì)脈狀、團(tuán)塊狀偉晶巖，大小從幾厘米至幾十厘米不等，主要由鉀長石、石英和白云母組成，其中白云母多呈鱗片狀集合體分布，大小從幾毫米至幾厘米不等，偶見黃鐵礦集合體。從巖體邊緣由外向內(nèi)，偉晶巖團(tuán)塊發(fā)育程度逐漸降低，直至尖滅于裂隙中。

2 巖相學(xué)特征

巖石呈肉紅色至淺灰白色，塊狀構(gòu)造，細(xì)粒等粒、不等粒和似斑狀結(jié)構(gòu)。顯微鏡下見主要造巖礦物為鈉長石、石英、鉀長石、白云母，副礦物有石榴子石、鈮鉭鐵礦、鐵錳礦、黃鐵礦、獨(dú)居石、磁鐵礦、赤褐鐵礦、鋯石、磷灰石、螢石、黑稀復(fù)稀金、次生鈾礦等。主要礦物及部分副礦物特征如下。

1)鈉長石

含量約30%～40%，聚片雙晶發(fā)育，少量輕微粘土化呈淺玫瑰色，按顆粒與形態(tài)可分為3類：自形柱狀(板條狀)、板狀，粒徑多在1.0～1.5 mm；自形小板條狀，部分包裹在其它礦物內(nèi)部，粒徑多在0.2～0.5 mm；半自形—它形糖粒狀，粒徑<0.2 mm，充填在礦物顆粒間、包裹在鉀長石中或與細(xì)小石英成群分布。前兩類含量約占巖石總量10%～15%，第3類含量約占20%～25%。

2)鉀長石

按顆粒與形態(tài)可分為兩類：半自形—它形板狀、柱狀，輕微粘土化，裂隙發(fā)育，顆粒內(nèi)部還包含小板條狀鈉長石、石英形成包含結(jié)構(gòu)，粒徑0.5～2.5 mm，個(gè)別顆?？蛇_(dá)3～5 mm，含量約占巖石總量10%；它形粒狀，顯微晶質(zhì)，主要粒徑<0.2 mm，含量約10%～15%。

3)石英

按顆粒與形態(tài)可分為3類：半自形不規(guī)則狀，粒徑多為2～3.5 mm，個(gè)別可達(dá)4 mm，顆粒邊緣溶蝕明顯，界限凹凸不平，內(nèi)部包含細(xì)小鈉長石，整體排列顯示出環(huán)形輪廓，形成半雪球結(jié)構(gòu)，或石英核部包含1～3顆板條狀、發(fā)育聚片雙晶的鈉長石，形成包含結(jié)構(gòu)；它形粒狀，粒徑多為1～2 mm，個(gè)別內(nèi)部包含板條狀、發(fā)育聚片雙晶的鈉長石形成包含結(jié)構(gòu)；基質(zhì)，含量約20%～25%，顯微晶質(zhì)，微粒結(jié)構(gòu)，主要粒徑<0.2 mm。前兩類含量約占巖石總量10%，第3類含量約占10%～15%。

4)白云母

無色略帶淺玫瑰色或淺綠色，弱多色性，按顆粒與形態(tài)可分為兩類：半自形—它形片狀、不規(guī)則狀，部分析出鐵錳質(zhì)氧化物，局部可見黑云母殘留，粒徑0.2～1.5 mm，含量約占巖石總量2%～3%；無色，糖粒狀，粒徑<0.2 mm，呈浸染狀或星點(diǎn)狀分布于細(xì)小的長英質(zhì)礦物中，含量約1%～2%。

5)鈮鉭鐵礦

黑色，棱角次棱角塊狀、半自形次渾圓柱狀，不透明，金屬光澤，中高硬度，粒徑0.02～0.50 mm，有蝕變。據(jù)人工重砂鑒定，含量在16.00～39.68 g/t。

6)獨(dú)居石

黃綠色，次棱角塊狀、半自形扁粒狀、次渾圓粒狀，半透明，玻璃光澤，中硬度，粒徑0.01～0.15 mm。

7)黑稀復(fù)稀金

褐色，棱角塊狀，半透明，油脂光澤，中硬度，粒徑0.01～0.05 mm。

8)石榴子石

橙黃色，自形半自形次渾圓粒狀、次棱角棱角塊狀，透明，玻璃光澤，高硬度，粒徑0.03～0.50 mm。據(jù)人工重砂鑒定，含量在5.85～361.04 g/t。

9)鋯石

僅見一種，黃粉色—粉色，半自形次渾圓柱狀、柱粒狀，透明—半透明，弱金剛—油脂光澤，高硬度，伸長系數(shù)以1.2～2.3為主、2.3～3.3次之，粒徑以0.01～0.12 mm為主、0.12～0.25 mm次之，部分已水化。

值得注意的是，光學(xué)顯微鏡下通過旋轉(zhuǎn)臺(tái)測(cè)定斜長石消光角以及光性(正或負(fù))來確定斜長石牌號(hào)。但這種方法在測(cè)定牌號(hào)較低的富鈉長石時(shí)可能存在較大誤差。因此前人在對(duì)麻地花崗巖長石類礦物進(jìn)行種屬的區(qū)分鑒別時(shí)，若僅憑鏡下鑒定，即將這種消光角偏大的長石顆粒定為中性斜長石，進(jìn)而將麻地巖體命名為二長花崗巖[5]。

3 長石的成分研究

為了精確獲得長石的化學(xué)成分，從所采集的巖礦鑒定樣品中磨制探針片，針對(duì)主要礦物長石、云母等礦物在探針片上進(jìn)行電子探針原位微區(qū)測(cè)試，電子探針成分測(cè)試分析單位為中國地質(zhì)科學(xué)院，采用JXA-8800R電子探針分析儀，測(cè)試條件為加速電壓15 kV或20 kV，激發(fā)電流20 nN，電子束直徑為5 μm，并利用氧原子計(jì)算法求得晶體化學(xué)式和端元組分。如表1所示，鏡下光性特征(如雙晶類型及消光角等)各異的斜長石晶體(圖2)，主要氧化物的含量都比較穩(wěn)定。所測(cè)斜長石牌號(hào)An為0.34～5.12，Ab為93.91～98.78，電子探針分析數(shù)據(jù)顯示麻地巖體中的斜長石類礦物全部為鈉長石。

表1 麻地稀有金屬花崗巖斜長石電子探針分析結(jié)果 %

注：測(cè)試分析單位為中國地質(zhì)科學(xué)院。

圖2 麻地花崗巖斜長石鏡下特征

4 討 論

針對(duì)麻地巖體采集了6件巖石全分析樣品[6]，樣品的化驗(yàn)由華北有色地質(zhì)勘查局燕郊中心實(shí)驗(yàn)室，采用X熒光光譜儀測(cè)定。兩次侵入巖體的巖石化學(xué)特征見表2。

表2 麻地巖體巖石化學(xué)特征 %

說明：CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物由KurtHollocher設(shè)計(jì)的Excel表格計(jì)算；用LeMaitreRW方法按侵入巖調(diào)整氧化鐵；氧化物在去H2O等以后重?fù)Q算為100%；標(biāo)準(zhǔn)礦物為重量百分含量。

根據(jù)CIPW標(biāo)準(zhǔn)礦物計(jì)算結(jié)果，在深成巖QAP圖解[7]中，樣品投影點(diǎn)均落在堿長花崗巖區(qū)域內(nèi)(圖3)。

圖3 深成巖QAP圖解分類和命名

從主要成分上分析，巖石總體特征為：高硅(SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為73.98%～80.30%，平均為76.46%，比我國花崗巖平均含量71.63%[8]高出2.79%～3.48%)、富堿(Na2O+K2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.18%～9.46%，平均為8.65%)和過鋁質(zhì)為特征，且相對(duì)富鈉(K2O/Na2O<1，平均為0.84)；貧鈣(CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.16%～0.28%，平均為0.21%)、貧鎂(MgO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%～0.03%，平均為0.02%)。低P(≤0.01%)和Ti(平均約0.03%)。

基于前人對(duì)花崗巖型稀有金屬礦床成礦模式的探討[9]，結(jié)合麻地稀有金屬堿長花崗巖的巖石化學(xué)及礦物特征，總結(jié)礦化堿長花崗巖的主要特點(diǎn)有：發(fā)育富揮發(fā)份礦物，如螢石、黃玉、含鋰云母等礦物；高硅，SiO2含量一般在73%以上；高堿，K2O+Na2O含量在8%左右或以上，并且Na2O含量高于K2O。上述特點(diǎn)可以作為堿長花崗巖中的稀有金屬元素找礦參考判別標(biāo)志。

5 結(jié) 論

綜合分析認(rèn)為，由于鈉質(zhì)及揮發(fā)份的大量加入，在巖漿向地殼淺部侵入、分異演化過程中，Rb、Cs、Li、Nb、Ta等稀有金屬元素在揮發(fā)份的“挾持”之下，在晚期形成的灰白色堿長花崗巖中得到強(qiáng)烈富集，從而產(chǎn)生了具有巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦化巖體，說明堿長花崗巖原始巖漿的高度分異對(duì)稀有金屬元素的富集起到了決定性作用，這也是產(chǎn)生大型花崗巖型稀有金屬礦床的先決條件。