齊云飛,苗群峰,孫金龍,李智斌
(河北省地礦局第八地質(zhì)大隊(duì),河北 秦皇島 066000)
花市銣礦床作為河北首次發(fā)現(xiàn)的堿長(zhǎng)花崗巖型稀有金屬礦床[1-3],前人對(duì)其賦礦巖體進(jìn)行了巖石學(xué)、地球化學(xué)方面的研究[1-5],但有關(guān)其含礦特征方面并未進(jìn)行過(guò)研究。本文旨在通過(guò)對(duì)該礦床礦石特征研究,分析銣的分布規(guī)律,為后續(xù)礦產(chǎn)勘查與綜合利用提供借鑒。
花市銣礦床大地構(gòu)造位置處于華北地臺(tái)燕山臺(tái)褶帶馬蘭峪復(fù)式背斜核部西段,礦區(qū)為單斜構(gòu)造,區(qū)內(nèi)片麻理走向0~40°,傾向北西,傾角53°~80°。出露地層主要為太古界小關(guān)莊片麻巖、秋花峪片麻巖和新生界第四系崩積物、沖洪積物。地表出露巖漿巖為麻地巖體,出露面積約5.35km2,呈巖株?duì)?,平面上形態(tài)近似瓢狀,長(zhǎng)軸呈近北西方向。巖體與圍巖呈侵入接觸關(guān)系,接觸面大多傾向圍巖,局部?jī)?nèi)傾[5]。在巖體EN部和中部,第四系崩積物發(fā)育。圍巖主要為角閃斜長(zhǎng)片麻巖。
本區(qū)礦石自然類(lèi)型主要包括兩大類(lèi):肉紅色堿長(zhǎng)花崗巖型和灰白色堿長(zhǎng)花崗巖型。其中,后者局部出現(xiàn)天河石,形成含天河石堿長(zhǎng)花崗巖型礦石,含銣最高,部分發(fā)育鐵錳質(zhì)團(tuán)塊,形成含鐵錳質(zhì)團(tuán)塊堿長(zhǎng)花崗巖型礦石[5]。塊狀構(gòu)造發(fā)育,部分礦石具團(tuán)塊、豆粒、斑點(diǎn)等構(gòu)造[6](圖1);礦石結(jié)構(gòu)以花崗結(jié)構(gòu)、包含結(jié)構(gòu)、似斑狀結(jié)構(gòu)為主,可見(jiàn)(半)雪球結(jié)構(gòu)(圖1c),其中(半)雪球結(jié)構(gòu)支持了該巖體的巖漿成因[7-10]。
該礦床礦物成分以石英、鈉長(zhǎng)石和鉀長(zhǎng)石為主,少量(鋰)云母。副礦物種類(lèi)較多,包括鋯石、螢石、石榴子石、獨(dú)居石、磷灰石、鈮鉭鐵礦、鐵錳礦、黑稀復(fù)稀金等[5]。電子探針?lè)治鼋Y(jié)果表明,礦石礦物包括載銣礦物和其它稀有元素礦物,載銣礦物主要為鉀長(zhǎng)石和(鋰)云母,其中,發(fā)育棋盤(pán)格雙晶的微斜長(zhǎng)石中的氧化銣含量偏高(即為天河石)。含礦巖體由老到新(肉紅色堿長(zhǎng)花崗巖過(guò)渡為灰白色堿長(zhǎng)花崗巖與含天河石堿長(zhǎng)花崗巖)、從下至上,云母和鉀長(zhǎng)石中氧化銣的含量逐漸增高。
結(jié)合巖礦鑒定、人工重砂及電子探針?lè)治觯ū?),在灰白色堿長(zhǎng)花崗巖中,(鋰)云母中Rb2O的平均含量為0.905%,分布率26.3%;鉀長(zhǎng)石中Rb2O的平均含量為0.349%,分布率73.7%。
圖1 礦石結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖
表1 灰白色堿長(zhǎng)花崗巖礦物中銣元素的分布(單位:%)
由于長(zhǎng)石中的銣提取難度較大,目前主要從云母中提取銣,而在灰白色堿長(zhǎng)花崗巖型礦石中,單礦物云母的Rb2O含量高于鉀長(zhǎng)石,但Rb2O在云母中的分布率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鉀長(zhǎng)石,因而后期開(kāi)展選冶實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)以提取云母中的銣為主,同時(shí)考慮鉀長(zhǎng)石中銣的回收情況[11,12]。
成礦作用劃分為兩個(gè)成礦期,其中巖漿-熱液過(guò)渡期為主要成礦期,可分為2個(gè)階段。
(1)巖漿期:巖漿結(jié)晶分異階段,形成早期二長(zhǎng)花崗巖,礦物組合為斜長(zhǎng)石+鉀長(zhǎng)石+石英+少量黑云母。
(2)巖漿-熱液過(guò)渡期:①鈉長(zhǎng)石大量結(jié)晶階段:該礦物具多期活動(dòng)特點(diǎn),從早期到晚期,依次為塊狀鈉長(zhǎng)石(保留微斜長(zhǎng)石原有格子狀雙晶)→糖粒狀鈉長(zhǎng)石→片狀鈉長(zhǎng)石→葉狀鈉長(zhǎng)石[13],隨著鈉長(zhǎng)石的大量析出,銣元素逐漸富集;②黑云母遞變階段:主要表現(xiàn)在云母種類(lèi)有規(guī)律的遞變,早期黑云母、黑鱗云母,鐵鋰云母稍后,白云母再后,鋰云母最后出現(xiàn),伴隨云母的逐級(jí)遞變,氧化銣含量也不斷增高。
該礦床屬于堿長(zhǎng)花崗巖型稀有金屬礦床。銣元素在本礦區(qū)絕大多數(shù)以類(lèi)質(zhì)同象的形式賦存于(鋰)云母和鉀長(zhǎng)石(微斜長(zhǎng)石)礦物晶格中,在其他礦物中含量極少,且(鋰)云母中Rb2O含量普遍高于鉀長(zhǎng)石。但從全巖角度來(lái)分析,灰白色堿長(zhǎng)花崗巖中,由于鉀長(zhǎng)石的百分含量高于(鋰)云母百分含量,因而鉀長(zhǎng)石對(duì)于全巖銣含量的貢獻(xiàn)率要高于(鋰)云母。