韓 龍， 趙 強， 那慶男， 陳 磊， 楊 洋

(黑龍江省有色金屬地質(zhì)勘查七○六隊， 黑龍江 齊齊哈爾 161006)

2011年，中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所組織實施“我國三稀金屬資源戰(zhàn)略調(diào)查”項目以來，相繼在云南、江西、新疆、甘肅、青海等地發(fā)現(xiàn)了一系列的稀有、稀土等礦床、礦點以及遠景區(qū)[1-2]。近年來，黑龍江省內(nèi)也相繼發(fā)現(xiàn)了782高地堿長花崗巖型鈮稀有多金屬[3]、碾子山(堿性花崗巖型)等稀有金屬礦床，但尚無偉晶巖型稀有金屬礦床的報道。2015-2017年，黑龍江有色金屬地質(zhì)勘查七〇六隊在樺南縣創(chuàng)業(yè)屯一帶開展區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作過程中,對區(qū)內(nèi)含稀有多金屬偉晶巖進行研究，分析其地質(zhì)特征、成礦規(guī)律及找礦前景，為該區(qū)域上開展下一步勘查找礦工作提供參考。

1 地質(zhì)特征

1.1 區(qū)域地質(zhì)

創(chuàng)業(yè)屯隸屬黑龍江省樺南縣，大地構(gòu)造位置處于佳木斯地塊太平溝-穆棱裂谷帶依蘭裂谷與興東古陸塊興東陸源增生帶接觸部位，其北西側(cè)為依舒斷裂，南東側(cè)為敦密斷裂，西側(cè)為牡丹江結(jié)合帶，東側(cè)為完達山結(jié)合帶[4](圖1a)。該區(qū)地層較為多樣化，包括前寒武的變質(zhì)結(jié)晶基底(大盤道組)、古生界區(qū)域變質(zhì)巖(馬家街群)、俯沖增生雜巖(黑龍江雜巖)以及中生代的沉積巖(猴石溝組)，區(qū)域構(gòu)造活動頻繁，巖漿侵入期次較多。

地層從老到新依次為中上元古界大盤道組(Pt2-3d)，巖性主要為變粒巖、片巖，局部夾大理巖；古生界奧陶系中統(tǒng)馬家街群(O2m)，巖性主要為碳質(zhì)千枚巖、二云母片巖，局部夾大理巖；古生界二疊系黑龍江雜巖(P1-3H)，巖性主要為鈉長片巖類；中生界白堊系下統(tǒng)猴石溝組(K1h)，主要巖性為砂巖、砂礫巖等。

侵入巖見晚寒武世似斑狀花崗閃長巖(γδ∈3)，中-晚二疊世二長花崗巖(ηγP2-3)、花崗閃長巖(γδP2-3)，晚三疊世花崗閃長巖(γδT3)，早白堊世花崗閃長巖(γδK1)；脈巖見花崗閃長斑巖(γδπ)、花崗斑巖(γπ)以及偉晶巖脈(ρ)。

主要構(gòu)造以研究區(qū)中部NNE向的韌性剪切帶為主(圖1b)，其剪切作用主要影響晚寒武世似斑狀花崗閃長巖以及奧陶系中統(tǒng)馬家街群，中-晚二疊世侵入巖不受該剪切作用影響，初步確定該組韌性剪切帶形成于奧陶世之后二疊世之前。另外，在區(qū)內(nèi)見多組NW、NE、SN向斷裂。

圖1 創(chuàng)業(yè)屯大地構(gòu)造位置及區(qū)域地質(zhì)Fig. 1 Geotectonic position and regional geological maps for Chuangyetun

1.2 區(qū)域偉晶巖空間展布、蝕變分帶特征

根據(jù)野外觀察、鏡下鑒定礦物組合，區(qū)內(nèi)偉晶巖脈分為5個蝕變分帶，如圖2所示。主要蝕變分帶鏡下特征如圖3所示。

圖2 偉晶巖蝕變分帶特征Fig. 2 Alteration zonation characteristics of pegmatites

圖3 偉晶巖鏡下特征Fig. 3 Microscopic alteration zonation characteristics of pegmatites

其中,蝕變分帶A為含錫石的鋰云母-鈉長石-石英帶,蝕變分帶B為含錫石、電氣石的石英-白云母帶，蝕變分帶C為石榴石-電氣石-石英-片狀鈉長石-白云母帶(細晶巖帶)，蝕變分帶D為片狀鈉長石-石英-白云母帶，其余蝕變分帶為石英(核部)帶。每條偉晶巖脈包括上述一個或兩個蝕變分帶，其中與稀有多金屬礦化關(guān)系密切的為鋰云母、白云母-鈉長石-石英帶。

由圖2、3可知，區(qū)內(nèi)偉晶巖主要發(fā)育在NNE向韌性剪切帶中，受剪切帶控制，多呈平行雁列式展布，走向與剪切帶走向夾角約10°，北側(cè)呈近SN向，南側(cè)呈NNE向，傾向NEE，傾角60°～80°。通過地質(zhì)調(diào)查，目前共發(fā)現(xiàn)偉晶巖脈10余條，長度在50～500 m之間，地表寬度2～30 m，另見多處偉晶巖轉(zhuǎn)石以及風化破碎殘留的大片狀云母以及石英顆粒。

1.3 礦體地質(zhì)

偉晶巖型稀有稀土礦床在時間和空間上均與偉晶巖密切共生[5]，眾多研究成果顯示，成礦物質(zhì)和成礦流體主要由偉晶巖提供，同時，偉晶巖也是成礦作用的主要熱動力源[6]。創(chuàng)業(yè)屯偉晶巖型稀有金屬礦體呈透鏡狀分布在NNE向韌性剪切帶中，其圍巖主要為奧陶系中統(tǒng)馬家街群碳質(zhì)千枚巖、白云母(石英)片巖夾大理巖以及晚寒武世(糜棱巖化)似斑狀花崗閃長巖，礦體與圍巖界線清晰。本次僅對其中3條開展了地表工程揭露及分析測試工作，該3條均為稀有多金屬(Li、Rb、Nb、Ta等)礦體，礦體寬2.00～12.80 m，長100～200 m，傾向270°～290°，傾角60°～80°；主要元素(或氧化物)質(zhì)量分數(shù)分別為w(LiO2) 0.10%～0.76%(達工業(yè)品位)、w(BeO) 0.03%～0.05%(達邊界品位)、w(Rb2O) 0.12%～0.22%(達邊界品位)、w(Nb2O5) 0.01%～0.03%(達工業(yè)品位)、w(Ta2O5) 0.01%～0.02%(達工業(yè)品位)、w(Sn) 0.12%～1.45%(達工業(yè)品位)；礦物組合為鋰云母、錫石、石英、鈉長石、白云母、電氣石、石榴子石等。

1.4 巖石地球化學特征

對取自2條含稀有金屬礦的偉晶巖脈樣品的地球化學特征進行分析，結(jié)果見表1～3。圖4為含稀有金屬偉晶巖球粒隕石標準化稀土元素模式與原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)。

表1 含稀有金屬偉晶巖硅酸鹽分析結(jié)果Table 1 Silicate elements compositions of pegmatites containing rare metals

表2 含稀有金屬偉晶巖稀土元素分析結(jié)果Table 2 REEs compositions of pegmatites containing rare metals

表3 含稀有金屬偉晶巖微量元素分析結(jié)果Table 3 Trace elements compositions of pegmatites containing rare metals

圖4 含稀有金屬偉晶巖球粒隕石標準化稀土元素模式與原始地幔標準化微量元素蛛網(wǎng)Fig. 4 Chondrite normalized REE pattern and primitive mantle normalized trace element spider diagrams for pegmatites containing rare metals

通過分析計算，該偉晶巖結(jié)晶分異指數(shù)非常高，分別為91.75%(CY01)、96.29%(CY02)，稀土元素質(zhì)量分數(shù)較低，分別為12.67×10-6、5.91×10-6，輕重稀土質(zhì)量分數(shù)比值分別為2.55、3.68，輕稀土元素質(zhì)量分數(shù)大于重稀土元素質(zhì)量分數(shù)，富含輕稀土，結(jié)合稀土元素球粒隕石標準化模式圖，其表現(xiàn)為相對平緩的右傾型曲線(圖4a)；鑭釔質(zhì)量分數(shù)標準化比值分別為3.84、7.88；Eu元素相對其他稀土元素的分離程度δEu分別為0.09、0.49，為負Eu異常，稀土元素球粒隕石標準化模式圖表現(xiàn)為“M”型，具“四分組效應(yīng)”，也說明該礦化偉晶巖結(jié)晶分異充分，是其區(qū)別于其他花崗巖類巖石的主要特征之一。由圖3可知，微量元素Rb、Nb、Ta、Li、F較為富集，由圖4b可知，微量元素Rb、U、Nb、P、Hf相對富集，而Ba、Ce、Sr、Yb、Lu相對虧損。

2 成礦規(guī)律及前景分析

2.1 成礦年代

由于本區(qū)工作程度較低，沒有針對偉晶巖進行年代學測試分析，研究區(qū)內(nèi)巖漿活動受區(qū)域構(gòu)造活動的影響分為三期：加里東期(晚寒武世侵入巖)、華力西-印支期(二疊世-晚三疊世)、燕山期(早白堊世)。加里東晚期，研究區(qū)進入古亞洲洋造山帶的形成演化階段，佳木斯地塊主要受區(qū)域構(gòu)造影響，其主要表現(xiàn)為在晚寒武世似斑狀花崗閃長巖與馬家街群接觸部位形成NNE向的韌性剪切帶；至燕山期，受亞洲大陸東緣碰撞造山作用的影響，在區(qū)域上形成一系列的褶皺和斷裂變形[6]，區(qū)內(nèi)含礦巖漿熱液沿構(gòu)造薄弱的剪切帶上侵，形成多條含稀有金屬礦的偉晶巖脈。據(jù)資料，我國偉晶巖型稀有稀土礦床成礦時代從太古宙到燕山期，經(jīng)濟意義大的礦床主要形成在華力西期、印支期、燕山期[6]，如新疆阿爾泰地區(qū)的成礦時代集中在150～250 Ma、川西地區(qū)的成礦時代集中在150～200 Ma[6]。研究區(qū)偉晶巖脈與早白堊世侵入巖有類似的巖石化學特征，綜合區(qū)域及研究區(qū)地質(zhì)特征，初步推測區(qū)內(nèi)含稀有金屬偉晶巖形成時代為燕山期。

2.2 成礦規(guī)律及找礦標志

2.2.1 成礦規(guī)律

(1)礦體位于佳木斯-興凱Au金屬-石墨成礦帶上，稀有金屬礦為該區(qū)域上新的發(fā)現(xiàn)。稀有金屬礦體受NNE向的韌性剪切帶控制。

(2)區(qū)內(nèi)偉晶巖呈透鏡狀分布，蝕變分帶明顯，見鋰云母-鈉長石-石英帶、石英-白云母帶、石榴石-電氣石-石英-片狀鈉長石-白云母帶(細晶巖帶)、片狀鈉長石-石英-白云母帶、石英(核部)帶。

(3)礦體產(chǎn)于偉晶巖中且與蝕變關(guān)系密切，主要礦物為鋰云母、錫石、鈉長石、白云母等，主要稀有金屬元素為鋰、鈹、銣、鈮鉭。

(4)根據(jù)區(qū)域巖漿侵入特征初步推測其成礦時代為燕山期。

綜上所述，創(chuàng)業(yè)屯稀有金屬礦屬于燕山期形成的偉晶巖型稀有金屬礦。

2.2.2 找礦標志

(1)偉晶巖中的稀有金屬礦化是直接找礦標志，如：鋰云母礦化，個別偉晶巖中含有錫石(灰褐色、黑褐色，含鈮鉭)。

(2)偉晶巖蝕變見白云母化、云英巖化、、電氣石化、鈉長石化等，是較直接的標志。

(3)高溫指示元素(W、Sn等)的異常部位以及一些親石元素(B、F、Li等)的富集部位可能伴隨著稀有金屬元素的富集，另外，巖石地球化學稀土配分曲線的“四分組效應(yīng)”對尋找偉晶巖型稀有金屬礦有一定指示作用。

(4)物探高精度磁法條帶狀異常指示了構(gòu)造剪切帶的范圍，對尋找含礦偉晶巖起到間接指導作用。

(5)區(qū)域板塊碰撞造山帶以及大型的剪切帶提供了導礦、容礦空間，是含礦偉晶巖產(chǎn)出的有利部位。

2.3 找礦前景

(1)偉晶巖型稀有稀土礦床主要分布在較穩(wěn)定的地塊或克拉通邊緣的造山帶內(nèi)，造山帶內(nèi)的復背斜及更次一級背斜的軸部及傾沒端也常是礦化偉晶巖的賦存場所[6]；工作區(qū)地處佳木斯地塊，處于亞洲大陸東緣的碰撞造山帶上，多期次的巖漿活動有利于成礦元素富集。

(2)研究區(qū)內(nèi)韌性剪切帶寬度約4 km，長度大于10 km，在該剪切帶上已發(fā)現(xiàn)10余條偉晶巖，其蝕變分帶特征較為相似，僅對其中的3條偉晶巖開展了礦產(chǎn)檢查工作，外圍仍有多條尚未開展系統(tǒng)地質(zhì)工作。研究區(qū)內(nèi)還發(fā)現(xiàn)多處偉晶巖轉(zhuǎn)石及其蝕變礦物殘留，因此，在該韌性剪切帶內(nèi)具有發(fā)現(xiàn)更多偉晶巖型稀有金屬礦化體的潛力。

3 結(jié) 論

(1)創(chuàng)業(yè)屯偉晶巖型稀有金屬礦床呈凸鏡狀分布在NNE向韌性剪切帶中。對其中3條偉晶巖開展礦產(chǎn)檢查工作，測試結(jié)果表明，Li、Rb、Nb、Ta、Sn均達到工業(yè)品位，Be達到邊界品位，另有多條尚未開展礦產(chǎn)檢查工作，初步預測研究區(qū)內(nèi)稀有金屬礦資源儲量為大型規(guī)模。礦物組合為鋰云母、錫石、石英、鈉長石、白云母、電氣石、石榴子石等。圍巖蝕變有白云母化、云英巖化、鋰云母化、鈉長石化等。

(2)偉晶巖中晶體較大的錫石(灰褐色、黑褐色，含鈮鉭)、鋰云母以及含銣的鈉長石(或白云母)是直接找礦標志。

(3)創(chuàng)業(yè)屯地區(qū)地處亞洲大陸東緣的碰撞造山帶上，區(qū)內(nèi)韌性剪切帶為稀有金屬偉晶巖提供了良好的成礦條件，外圍發(fā)現(xiàn)大量偉晶巖轉(zhuǎn)石及蝕變礦物，在該區(qū)域上尋找偉晶巖型稀有金屬礦有較大潛力。