侏罗纪—白垩纪与碰撞花岗岩有关的Sn-Cu(Fe)-Pb-Zn-Ag、Li-Be-Nb-Ta-W-Sn成矿系列
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- 1、侏罗纪—白垩纪与碰撞花岗岩有关的Sn-Cu(Fe)-Pb-Zn-Ag、Li-Be-Nb-Ta-W-Sn成矿系列
- 2、中国稀有稀土金属成矿区
- 3、新生代陆内汇聚-走滑造山阶段
- 4、中国地质科学院矿产资源研究所
- 5、中国稀有稀土金属矿床的时空分布
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侏罗纪—白垩纪与碰撞花岗岩有关的Sn-Cu(Fe)-Pb-Zn-Ag、Li-Be-Nb-Ta-W-Sn成矿系列
答(一)亚系列的厘定
该系列主要成矿发生在侏罗纪—白垩纪碰撞造山阶段,形成的有银、锡多金属矿、稀有金属、钨、锡及水晶等矿产。按与成矿有关花岗岩浆侵入的构造环境、类型,以及成矿作用与矿产组合的差异,可将其进一步划分为两个亚系列,即:①雀儿山-格聂地区与碰撞期后花岗岩有关的Sn-W-Ag-Pb-Zn成矿亚系列;②雅江-九龙地区与同碰撞期后花岗岩有关的Li-Be-Nb-Ta-W-Sn-水晶成矿亚系列。
(二)雀儿山-格聂地区与碰撞期后花岗岩有关的Sn-W-Ag-Pb-Zn成矿亚系列
1.成矿地质背景
如前所述,产于德格-乡城断裂带与德来-定曲断裂带之间,呈NNW-SN向展布的雀儿山-格聂花岗岩带,各主要岩体为燕山期产物,总体具由似斑状钾长花岗岩→似斑状黑云母二长花岗岩和钾长花岗岩演化,属钙碱性岩系,偏碱性,具壳源(陆壳改造型)花岗岩特点,经综合判别为造山后花岗岩,其形成应主要与“义敦岛弧”与东部扬子陆块和西部藏东“江达弧”碰撞造山成地壳叠覆增厚有关。
各岩体侵入于上三叠统中,并形成了与之有关的Sn-(W)-多金属-Ag等系列矿产。与成矿直接有关岩体主要为似斑状钾长花岗岩、似斑状黑云母花岗岩、黑云母二长花岗岩及黑云母正长花岗岩,岩体所含Sn、Ag、Pb、Zn、Cu、W 等均高出克拉克值3~6倍,应为区内银、锡、多金属矿床的重要的矿源。
区内总体构造线方向为SN 向,甘孜-理塘和理塘-夏塞NW向的平移走滑断层穿切了早期形成的SN 向主干断裂和构造-岩浆岩带,在其构造交切(会)处,是银、锡多金属矿的富集成矿的最有利地段,遥感解译显示了十分清晰的环形影像。
根据矿产地产布特点、形成富集条件和找矿远景,可将其划分为两个远景区,即:石渠-德格银、锡、铜多金属远景区(北段)和义敦银锡多金属远景区(南段)。该次主要讨论义敦银锡多金属远景区(南段)。
1∶20万区域化探圈定综合异常38个,Ag、Sn、Pb、Zn异常17个,Cu、Au异常7个,Sn、W异常3个。异常均具高大全特点,峰值高,浓集中心明显,梯度清楚。综合异常面积23~180km
2
,元素重叠性好,异常带主要沿岩体外接触带呈NW向展布,与已知矿产地吻合性好。
在夏塞-玉忠一带,存在一条长百余千米,宽约50km的NNE向重力负异常带,含有两个负值中心,一个在夏塞-赤琼之间,一个在玉忠北东9km 处。夏塞矿床位于正负异常交界处。
本区磁场强度弱,北纬30°40′以南的大部分地区均处于航磁负异常区,30°40′以北地区为弱正磁异常区。亥隆、夏塞、砂西和杠日落等矿床都处于航磁异常的零值线上,措莫隆矿床接近零线。
区内已发现矿产地90余处,其中包括大型2个(夏塞、砂西),中型7个(硐中达、渣陇、措莫隆、连龙、亥隆、吕顶贡、热隆)和小型10个,其余为矿点、矿化点。矿种以银、锡、铅、锌、铜为主。成矿作用主要与白垩纪岩浆作用有关。矿床类型以接触交代型、热液型为主,次有云英岩型。矿体主要受NW 向构造控制,并围绕岩体外接触带分布。构造破碎带内发育硅化、碳酸盐化、矽卡岩化、云英岩化、黄铁矿化、褐铁矿化。
目前已发现的矿床(点),大多数产于花岗岩岩体与围岩接触带及外接触带,距岩体最远的有5km。在义敦地区主成矿元素在水平方向,从岩体接触带向外有由高温富锡(热隆、脚跟玛)→中低温富银铅锌(夏塞、砂西)组合变化,矿床类型为接触交代型(措莫隆式)→热液型(夏塞式);在垂向上,自地表向下银铅含量逐渐降低,锌则逐渐升高并出现铜矿物,构成较完整的矿床成矿系列。这与国外的相似岩体所具有矿化水平分带和垂直分带特征,即远离岩体为Ag、Pb、Zn富集带,岩体接触带内与W、Sn、Mo、Bi富集带的特征相似。
区内多数矿产地为产于接触带的锡多金属矿和产于外接触带或远离岩体的银铅锌矿,但在岩体的内外接触带和近岩体的过渡带上,由于工作程度低,目前所取得的有关的矿化资料还很少,对成矿密切的母岩如昌多阔、辛果隆巴、措普、若洛隆、绒衣措、哈嘎拉、格聂等岩体深部的含矿性也未详细研究。
2.矿床式
(1)夏塞式银多金属矿
夏塞银多金属矿位于四川省甘孜藏族自治州巴塘县措拉乡境内,区内海拔为4450~5050m。
四川省地矿局区调队开展1∶20万义敦幅区域地质调查时(1980),在夏塞一带发现铅、锌矿点并圈定出化探异常。四川省地矿局化探队(1992)在夏塞外围圈出了银、铅、锌、锡、铜组合异常,经Ⅱ级查证发现夏塞矿床。四川省地矿局108队(1993~1999)开展普查,证实夏塞为一个大型岩浆期后热液脉型银多金属矿。近年来,四川省地质调查院在大调查中,又发现了与夏塞相同的砂西大型银多金属矿及脚跟玛、热隆和夏隆等银多金属大中型矿床。使之成为川西高原令人注目的多金属矿集区之一。
矿区大地构造位置位居西南三江构造成矿带中段,近SN向雀儿山-格聂花岗岩体群中段。赋矿围岩主要为上三叠统图姆沟组下段浅海-滨海相浅变质火山碎屑沉积岩系,岩性为变质长石石英砂岩、板岩和含流纹质火山碎屑砂岩。矿区断裂构造发育,走向以NNW 向、NW向为主,倾向SSW,断面呈波状,断层性质多为逆冲断层,并发育构造破碎带,破碎带宽5~30m不等,主要矿体(带)均受该组断层的控制,产状与断裂基本一致(图9-5)。
矿区侵入岩主要出露绒衣措和若洛隆黑云母二长花岗岩,两者具有相似的岩石特征;前者出露于矿区西南2km 处,后者出露于矿区的西侧,与夏塞银多金属矿床有密切的空间关系。绒衣措黑云母二长花岗岩体向北倾伏于矿区地层之下,出露面积122km
2
,大致呈NW向展布,岩石化学性质为高酸性、碱性和分异程度高的酸性岩,稀土元素含量和配分特征与“S”型花岗岩一致(胡世华等,1996),绒衣措花岗岩
40
Ar/
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Ar结晶年龄为93M(a应汉龙等,2006)。
矿区内已控制16个矿体,沿NNW向断裂带呈大脉状、透镜状、囊状间隔产出,赋存于次级NW和NNW 两组断裂破碎带中,且近于平行分布,矿体在破碎带中具有尖灭再现、分支、复合、膨缩现象。矿体长30~2800m,厚度宽5~80m。其中(1)号矿体长2200m,厚度平均为1.8m,控制垂深213m,平均品位Ag为343.85×10
-
6
,Pb 2.87%,Zn 2.65%。(2)号矿体长2800m,平均厚度1.51m,控制垂深274m,平均品位Ag为339.01×10
6
,Pb 4.02%,Zn 1.23%。(14)号矿体长2200m,平均厚度1.37m,控制垂深169m,平均品位Ag 为465.97×10
-
6
,Pb 6.58%,Zn2.85%。
矿区主要有4种类型的矿石:富银铅锌矿石、银铅锌矿石、银多金属矿石和银锌矿石。矿石具块状构造、斑杂状构造、条带状构造、角砾状构造、脉状-细脉状构造等。
矿石中主要金属矿物有如下5类:
图9-5 夏塞银多金属矿床地质简图
(据邹光富等,2002)
1—上三叠统图姆沟组第一段;2—上三叠统图姆沟组第二段;3—上三叠统图姆沟组第三段;4—上三叠统图姆沟组第四段;5—绒衣措黑云母二长花岗岩;6—矽卡岩;7—银多金属矿体及编号;8—逆冲断层;9—推测断层;10—平移断层;11—地质界线;12—矿带编号
含银矿物为深红银矿、辉锑银矿、银黝铜矿、银金矿;
硫化物矿物为磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方铅矿、闪锌矿、辉锑矿、毒砂等;
硫盐矿物为柱辉铋铅矿、斜方辉铋铅、硫锑铅矿、黝铜矿、黄锡矿;
自然元素类为自然铋、铋锑矿、自然锑;
氧化物为锡石。
围岩蚀变以硅化、绢云母化、钠长石化、萤石化、绿泥石化、黄铁矿化、碳酸盐化为主,次为角岩化、矽卡岩化等。矿化特征和围岩蚀变表现为从近岩体到远离岩体,具有水平分带的现象,即距绒衣措岩体较近(西南处),局部发育矽卡岩化,围岩蚀变以硅化、绢云母化和钠长石化为主,矿石含银较低,矿石矿物组合为复杂的锡石-硫化物;离岩体较远处(北东),围岩蚀变以绢云母化、萤石化和硅化为主,矿石含银较高,矿石矿物组合银矿物-硫化物,更远处为铅、锌、银矿化。矿体从中深部至浅部,围岩蚀变有帘石化变为硅化和绢云母化,矿石的铜含量逐渐降低,而银和铅的含量增高。
成矿作用过程主要包括了矽卡岩期、热液期及表生期3个成矿期,其中热液期是最重要的矿床形成时期,根据矿物组合、生成顺序和物理化学条件,可划分为四个阶段(胡世华等,1996):即氧化物阶段,早期硫化物阶段,晚硫化物-银阶段,碳酸盐化阶段。根据石英过剩氩和氩来源的理论分析,以及近年来测定的大量石英Ar-Ar年龄,并根据地质情况推断与成矿时代一致的报道(桑海青等,1994),夏塞银多金属矿床主要成矿作用阶段,即晚期硫化物-银成矿阶段的石英
40
Ar/
39
Ar年龄为75Ma左右,可以代表银矿化的时间(应汉龙等,2006)。矿床流体包裹体均一温度为95~230℃(邹光富等,2002)。矿石中的硫、铅同位素研究成果表明,硫可能来源于花岗岩和铅变质沉积围岩,矿石铅主要来源于上地壳,少量来源于下地壳。成矿作用与花岗岩浆作用有密切的关系(应汉龙等,2006)。矿床成因类型为岩浆期后中低温热液型银多金属矿床。
(2)措莫隆式锡多金属矿
措莫隆锡多金属矿位于四川省巴塘县茶洛乡境内。范围13km
2
,海拔3700~5401m。
该矿为四川省地矿局区调队在1∶20万区调时发现,1978~1982年和1987~1988年108、402地质队分别对措莫隆锡多金属矿区进行了初步普查和主矿体的勘探,储量规模达到中型(图9-6、图9-7)。
矿区出露地层为上三叠统中上段,为一套浅变质碎屑岩、中酸性火山碎屑岩夹碳酸盐岩,其中砂板岩含锡量较高,最高达90×10
-
6
。区内褶皱断裂发育,主要构造线呈NNW-SN向,NNW-SN向次级断裂为主要的控岩控矿断裂。区内中酸性侵入岩和岩脉发育,主要有若洛隆和措莫隆似斑状黑云母二长花岗岩,为高酸度、碱性和分异程度高的酸性岩,具典型钾质演化系列,稀土元素含量和配分特征与S型花岗岩一致。同位素测定的成岩年龄为77~85Ma(侯立玮等,1994),93Ma(应汉龙等,2006)。
成矿作用主要发生在措莫隆与若洛隆似斑状花岗岩与图姆沟组碳酸盐岩和变质碎屑岩石接触带中,矿体围岩主要是矽卡岩、黑云透辉长英角岩、绿泥长英角岩、石英角岩及大理岩。矽卡岩以措莫隆花岗岩为中心,在2km 范围内呈环带分布,从花岗岩向外为内矽卡岩带(绿帘透辉矽卡岩和石榴透辉矽卡岩)→外接触带矽卡岩带(阳起透辉矽卡岩)→远接触带矽卡岩带(绿帘透辉矽卡岩和透辉矽卡岩)。含矿矽卡岩距花岗岩体0~500m,其产出受层间破碎带及岩性控制,多产于外接触带,少数产于内接触带及陡倾断裂带中。
已发现的含矿矽卡岩有37个,呈似层状、透镜状及不规则囊状、脉状等,产状与围岩一致,围绕岩体成群成带平行产出,走向NNW,与区域构造线一致。
已圈定25个矿体,其中长度大于1000m 厚度大于1m 者有12个,以措莫隆岩体为界,分为东西两矿带:东矿带发育较好,以锡矿化为主,矿体呈似层状、透镜状、及不规则囊状,具弯曲、膨缩尖灭再现和分支复合现象,矿带地表长80~650m,厚1.38~8.46m,最厚48.48m,Sn 0.1%~6.563%,最高13.32%;西矿带(于措莫隆与若洛隆岩体之间)以铜、锡、铅、锌矿化为主,矿体长40~120m,厚1~6m,Sn 0.005%~0.23%。
矿石类型以矽卡岩型锡石-硫化物型矿石为主,少量为云英岩型石英(萤石)型及镜铁-磁铁矿型铜锡矿石。主要有益元素为锡、铜、铅、锌和铂族元素。矿石具细粒晶结构、自形-半自形-他形晶结构及交代结构,浸染状构造及条带状、团块状构造。主要金属矿物有锡石、黄铁矿、黄铜矿、磁铁矿、闪锌矿、方铅矿、黝铜矿、毒砂等;非金属矿物有绿泥石、绿帘石、石榴子石、透辉石、阳起石、萤石、石英、方解石、绢云母、长石、符山石等。
图9-6 措莫隆锡矿床地质略图
(据川地108地质队修改)
1—上三叠统图姆沟组;2—流纹质凝灰岩;3—中粒似斑状花岗岩;4—细粒似斑状二长花岗岩;5—矿化矽卡岩;6—实测及推测地质界线;7—侵入接触热变质带;8—推测压性断层;9—推测张性断层;10—侵入接触界线及产状
围岩蚀变按蚀变矿物组合由岩体内接触带→外接触带→远离岩体的水平方向显示水平分带,即内接触带主要是云英岩化、萤石化;外接触带以阳起石化、萤石化、硅化为主,次为镜铁-磁铁矿化、黄铁矿化;远离岩体主要是碳酸盐化、绿泥石化。锡矿化主要与外接触带阳起石化、萤石化、硅化关系密切。矿化表现为从花岗岩向外为Cu→Pb→Zn→Ag→Sn;垂向上从深部向上,依次为含锡磁铁矿→铜锡矿化及锡多金属矿化→锡铅锌银矿化。
矿床的形成大致可分为4个成矿期,6个矿化阶段,即:矽卡岩成矿期(早期矽卡岩阶段、晚期矽卡岩-磁铁矿阶段)→过渡期(锡石-萤石阶段)→石英硫化物成矿期(铁铜硫化物阶段、铅锌硫化物碳酸盐化阶段)→表生期(次生矿物阶段)。矿石石英流体包裹体均一温度220~450℃,矿床形成温度为中-高温。
图9-7 措莫隆锡多金属矿床地质剖面图
(据川地108地质队)
1—第四系残坡积物;2—长英角岩;3—黑云石英角岩;4—大理岩;5—石英角岩;6—斑点状石英角岩;7—透辉石英角岩;8—石榴透辉矽卡岩;9—阳起透闪透辉矽卡岩;10—符山石矽卡岩;11—碎裂岩;12—实测及推测断层;13—表内矿Sn>0.2%;14—表外矿Sn 0.1%~0.19%;15—细粒似斑状黑云二长花岗岩;16—细-中粒似斑状黑云二长花岗岩
根据硫同位素研究成果,δ
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S均值为-4.5‰,具轻硫型特点,反映其岩浆硫源的基本特征,硫源主要来自地壳的下部。但含矿溶液δ
34
S值与矿体产出部位的不同而有所差异:靠近接触带的同一矿体的不同矿物,或不同矿体中的同种矿物,其δ
34
S值离差很小,表现出较高的均一性;远离接触带的矿体δ
34
S值变化范围很大,离差达18.77‰,反映含矿流体受围岩交代作用强弱而改变,显示有非岩浆硫源的参与(侯立玮,1994)。从矿体和岩体稀土配分极为相似,围岩Sn、Cu、Pb的高背景值判断,成矿物质主要来源于花岗岩体,部分来源于围岩。
(三)雅江-九龙逆冲-滑脱带与同碰撞期后花岗岩有关的Li-Be-Nb-Ta-W-Sn-水晶成矿亚系列
1.成矿地质背景
界于扬子陆块与甘孜-理塘断裂带之间,散布于雅江-九龙雅江复理石逆冲-滑脱带上三叠统内的花岗岩,岩性为白云母(二云母)花岗岩、花岗闪长岩,以及花岗伟晶岩等,为陆-弧碰撞及陆-陆碰撞期后陆壳重熔型花岗岩的组成部分,其同位素年龄主要介于210~110Ma之间,具Li、Be、Nb、Ta、W、Sn、水晶等成矿作用。
含矿花岗伟晶岩母岩为二云母花岗岩。含矿岩体主要沿不同方向褶皱横跨叠加所形成的穹窿状背斜核部侵入,单岩体呈圆形、纺锤形产出,岩体边缘常具片麻状构造,显示为同构造侵位。成矿作用主要与花岗伟晶岩及岩浆期后热液作用有关。
含矿伟晶岩主要产于花岗岩母岩体顶部或内外接触带,属该成矿亚系列主要代表性矿床为:甲基卡伟晶岩型锂-铍-铌-钽-水晶矿床和赫德石英脉型钨-锡矿床。在道孚容须卡、哈若山,道孚-雅江长征、瓦多,九龙三岔河、洛木,石渠扎乌陇,以及研究区外的金川可儿因等地,亦有相关大中型矿床形成。
在各已知矿床中,含矿花岗伟晶岩脉多成群产出,伟晶岩的类型由母岩体中心向外,具由含绿柱石微斜长石钠长石型伟晶岩和钠长石型花岗伟晶岩→钠锂型花岗伟晶岩→含铌、钽花岗伟晶岩→石英脉的变化。
据初步统计,研究区及相邻地区迄今已发现锂铍铌钽、水晶矿产地30余处(包括了马尔康、金川地区),其中特大型1处,大型5处(包括石渠扎乌陇),中型3处,小型12处,其余为矿点。根据四川矿产储量平衡简表(2004)的统计,锂的总量居全国第三位。
2.甲基卡式伟晶岩型稀有金属矿
甲基卡伟晶岩型稀有金属矿床位于四川省西部康定、雅江和道孚三县交界处,矿区面积60km
2
。海拔4300~4600m。
该矿床系由群众报矿(1959年),经四川省甘孜队和丹巴队检查评价后发现。1960~1962年甘孜队、402队进行了初步普查,1965~1972年404队完成了矿床的详查和主要矿脉的勘探。锂规模达特大型,伴生的铍等稀有金属储量也达到了大型规模。是我国规模最大,品位最富的花岗岩伟晶岩型矿床。
矿区出露地层为于上三叠统西康群变质砂板岩(图9-8),经历了多期变形-变质作用,发育与碰撞造山早期深层次滑脱-推覆有关的低压热流变质作用。深熔壳源岩浆底辟侵位-热隆伸展,同构造的动热变质和期后酸性岩枝及花岗伟晶岩侵位形成的热接触变质带与气热蚀变带发育,从岩浆穹窿边部到核部依次发育稳定的具环形分布和递增变质特点的绢云母带-绿泥石带→黑云母带→柘榴子石带→红柱石带→十字石带→矽线石带。
含矿花岗伟晶岩母岩为二云母花岗岩。含矿岩体常沿不同方向褶皱横跨叠加所形成的穹窿状背斜核部侵入,呈单岩体呈圆形、纺锤形产出,岩体边缘多具片麻状构造,显示为同构造侵位。唐国凡等人研究成果表明(1984),化学成分属硅铝过饱和、富碱、低铁、镁和K
2
O> Na
2
O;稀土元素及微量元素分析结果和稀土元素分布型式,主要显示地壳上部硅铝层富轻稀土,贫铕的特点;在Rb-Y+Nb和Rb-Yb+Ta关系图上,均主要落于碰撞花岗岩区。二云母花岗岩Rb-Sr年龄214.7M(a唐国凡,1984),K-Ar年龄变化于190~210Ma之间(1∶20万康定幅区调报告)。矿化伟晶岩为二云母分异演化的产物。K-Ar年龄变化于183~188Ma之间(1∶20万康定幅区调报告)、Rb-Sr年龄189Ma(唐国凡,1984),Ar-Ar变化于198.9~195.7Ma之间(王登红等,2005),即早侏罗世。
区内伟晶岩极为发育,成群分布,主要产于母岩体内外接触带(岩浆热穹窿顶部及翼部)的上三叠统西康群变质碎屑岩中。
受张性断裂层间虚脱空间控制,强交代、强矿化伟晶岩一般产于穹窿顶部附近封闭条件较好的张性空间。由于控脉构造主要是成脉前和成脉期节理裂隙控制,脉体形态多样,可形成单脉或各类复合形态,一般远离母岩的伟晶岩形态较单一,以单脉状为主,岩体内或近岩体接触带的伟晶岩形态较为多样。伟晶岩脉因系主动强力侵位形成,故在主脉的周边有较多根须状小支脉(图9-9)。
图9-8 甲基卡矿区伟晶岩分布图
1—二云母花岗岩;2—伟晶岩及编号;3—石英脉;4—蚀变中性岩
伟晶岩的规模相差悬殊,一般长100~500m,最长为1450m,厚1~10m,最厚为630m,延深50~300m,最深>500m。脉长×厚度大于20m 者共计约500条,其中具有工业价值的矿化伟晶岩有114条,包括锂矿脉78条,铍矿脉18条,铌钽矿脉18条。最具工业价值的是锂辉矿石。矿床的工业类型主要有锂辉石矿床、绿柱石矿床、锂云母矿床、铌钽铁矿矿床,以及铌钽铁矿锂辉石矿床。
图9-9 甲基卡矿田伟晶岩带综合剖面图
Ⅰ—矽线石带;Ⅱ—十字石带;Ⅲ—十字石红柱石带;Ⅳ—红柱石带;V—黑云母带;P
Be
—含绿柱石伟晶岩;P
Li
—含锂辉石伟晶岩;P
NbTa
—含铌钽铁矿伟晶岩
伟晶岩的类型由母岩体中心向外,具有含绿柱石微斜长石钠长石型伟晶岩和钠长石型花岗伟晶岩→钠锂型花岗伟晶岩→含铌、钽花岗伟晶岩→石英脉的变化(或分带)。伟晶岩脉一般分异欠佳,单脉带状构造不甚发育,标准的环带状全分异脉极少。大多数为文象和等粒类型及块状类型。原生结构带一般内部为块体结构带,向两侧由粗到细晶结构带,大致对称或不对称。矿化伟晶岩矿物组成:稀有矿物主要为锂辉石、绿柱石、铌钽铁矿、锂云母、锡石等;脉石矿物主要为微斜长石、钠长石、石英、白云母。
含稀有元素的矿物在单脉体内的变化规律为沿走向方向一般为中间富,两端贫;沿深度方向中上部分异好,交代强,矿化强。沿厚度方向,陡倾者常为对称分布,锂矿脉两侧贫,中间强,铌钽矿脉中间稳定,边缘相对较富;缓倾斜矿脉具单向分带,中上部矿化强,中下部矿化较弱。如果矿化主要发生在晚期交代,则不具上述规律,而表现为与交代作用强弱呈现正相关。
伟晶岩交代作用十分发育,主要为钠长石化,其次有白云母化、锂云母化、云英岩化以及绢云母化。交代强弱程度和类型与伟晶岩的类型和距母岩体的距离有关;时间上早期阶段不甚发育,晚期阶段增强;与矿化的关系上,锂辉石与中晚期钠长石化有关,绿柱石与早期白云母化与钠长石化有关,铌钽铁矿、锡石与晚期交代生成的白云母共生。交代作用属自交代。
综合分析前人有关成果,矿床地球化学成分与稀有微量元素显示:
1)由母岩二云花岗岩内向外,伟晶岩从微斜长石型(Ⅰ)→微斜长石钠长石型(Ⅱ)→钠长石型(Ⅲ)→锂辉石型(Ⅳ)→锂(白)云母型(V),SiO
2
,CaO,MgO,K
2
O等递减,而Al
2
0
3
,Na
2
O递增;在Ⅰ型中K
2
O>Na
2
O,Ⅱ~Ⅴ型中则K
2
O<Na
2
O,其中以Ⅲ型的Na
2
O含量最高,K
2
O含量最低,表明有钠长石化强度渐增强,微斜长石含量减少,伟晶岩脉最为发育,钠长石化作用强烈,锂辉石含量最多。
2)挥发组分较高,平均大于1%,由母岩体向外,伟晶岩类型的演化有增高趋势。
3)稀有微量元素由母岩体向外,随伟晶岩类型的变化有增高趋势,其中Li、Be、Ta、Cs、(Sn)增加明显,但变化幅度不一致Nb/Ta、Rb/Cs等比值递减。稀有元素演化顺序为Be(Nb)→Li→Ta(Cs、Sn)。
矿区内石英脉广泛发育,一部分产于伟晶岩脉中,另一部分则产于伟晶岩带的外部围岩之中。伟晶岩带的外围分布的石英脉常受张性裂隙控制,在伟晶岩浆演化末期,即气成热液阶段的产物,石英体规模较大,形态及成分简单,部分脉中发育晶洞构造。此类石英脉分布区是寻找水晶和熔炼水晶的有利地区,已知矿床有哈若山、烧炭沟等大型水晶矿床。产于伟晶岩中的石英脉,形态较复杂,偶见锂辉石、绿柱石、铌钽铁矿等。
据侯立玮、付小方等研究(2002),甲基卡递增变质带形成温度为615~445℃,地温梯度为30~0℃/km。经估算环状十字石带形成压力P=4×10
5
kPa,边缘P=3.5×10
5
kPa,伟晶岩为P≤2×10
5
kPa。
中国稀有稀土金属成矿区
答根据成矿地质地球化学特征,已知矿床的类型及规模、地质研究程度、成矿远景以及大地构造单元将我国稀有稀土金属成矿区划分出9个一级成矿区、6个二级成矿区和5个三级成矿区(表10-13)。列入一级成矿区的是稀有稀土金属矿化强,成矿条件极为有利,并已证实有大型矿床产出的地区。列入二级成矿区的是稀有稀土金属成矿远景较好,已有中型矿床产出,地质工作较多的地区。第三级成矿区,一般地质工作程度较低,有的仅可作为综合利用对象。对于第三级成矿区,由于工作程度低,人们对它们了解少,需要开展找矿研究工作,有希望找到大矿富矿,如藏南成矿区的盐湖Li、Rb、Cs矿和西昆仑成矿区的Li、Be、Nb、Ta伟晶岩矿等。
1.一级成矿区(Ⅰ)
(1)阿尔泰成矿区(Ⅰ
1
)
本区是我国稀有金属重要基地之一,尤其是花岗伟晶岩的分布、含矿性及研究程度均居于我国前列。伟晶岩主要集中在阿尔泰造山系的中间隆起区——卡拉额尔齐斯复背斜及巴拉额尔齐斯背斜内,前人划分出30多个伟晶岩田,其中分布着10万条的伟晶岩脉。除稀有金属伟晶岩外,还有稀有金属花岗岩型,含稀土磷铁的火山沉积矿床及铍、铌钽砂矿。
阿尔泰地区岩石的Li、Ta、Cs背景值高,特别是Be更高。在区内次级背斜的倾没端和大断裂旁侧,分支断裂发育,有片麻状黑云母花岗岩及二云母花岗岩出露,围岩具角闪岩相中深变质程度的地段,是稀有金属伟晶岩成矿的有利地段。著名的科科托海3号脉伟晶岩,围岩为变质辉长-闪长岩,具特征的容岩容矿裂隙,是找矿的有利标志。本区有利的找矿地段有巴拉额尔齐斯背斜东南倾没端、阿拉尔斑状黑云母花岗岩外接触带及卡依尔特断裂带东侧;秋依尕特背斜东南倾没端;沙拉加克背斜南翼及西北倾没端;齐林姆塔尔背斜北翼及西北倾没端以及阿拉提克背斜、布鲁克特背斜的西北倾没端及两翼等。
稀有金属矿化花岗岩多为二云母碱长花岗岩和白云母碱长花岗岩小岩体,已知达20多个,具工业价值的有阿斯卡尔特铍矿床等。矿化花岗岩多分布在中生代大花岗岩体四周,该区沉积岩变质程度较弱。
火山沉积稀土磷铁矿床见于泥盆纪地层内,主要分布在卡拉额尔齐斯河两岸,沿蒙库和克孜勒塔斯断裂分布,如阿巴宫和蒙库矿床。沿深断裂有细碧角斑岩和石英角斑岩产出的地带有希望找到这类矿床。
已发现的绿柱石和铌钽铁矿砂矿点有10多处,均未进行评价工作。阿尔泰地区盛产砂金,近几年已找到具相当规模的金矿床。
(2)内蒙古北部成矿区(Ⅰ
2
)
本区位于内蒙古北部,地跨两个构造单元,分出两个成矿亚区。其中第一亚区——内蒙古西北成矿亚区处于中朝地台内蒙古地轴北缘,第二亚区——内蒙古东北成矿亚区处于内蒙古兴安造山系内蒙古造山带南缘或内蒙古-兴安造山系与吉黑造山系的过渡带。两个成矿亚区虽其同处于近东西向的一条带上,但处于不同构造单元,具有不同的沉积建造、岩浆活动和成矿作用。
表10-13 中国稀有稀土金属成矿区
续表
第一亚区主要发育太古宙及元古宙地层。中元古代巨厚沉积构成白云鄂博裂谷带和渣尔泰裂谷带主体。岩浆活动除花岗岩侵入体外,见有基性-碱性岩-碳酸岩岩浆的侵入和喷出活动。与前者有关形成吕梁期含Be、Nb、Ta的花岗伟晶岩,如巴盟三木代庙伟晶岩铍矿床。与后者有关形成元古宙富REE、Nb的碱性岩-碳酸岩型矿床,如著名的白云鄂博超大型稀土金属矿床。第二亚区主要发育中生代地层,尤其是中生代中酸性火山碎屑岩强烈发育。在火山岩发育地区,燕山期岩浆沿断裂侵入,形成众多的碱性和偏碱性花岗岩,呈岩株、岩瘤、岩墙等岩体产出,与之有关形成众多的Be、Nb、Zr、REE的碱性花岗岩或偏碱性花岗岩型矿床,如哲盟巴尔哲矿床、索伦大石寨矿床、齐齐哈尔碾子山矿床,以及西乌旗台彦花矿床等。
内蒙古北部成矿区,尤其是区域东西两端,居民稀少,地质研究程度较低,是找矿的有利地区。地区东部,燕山期碱性、偏碱性花岗岩很多,区域Be异常较高,尤有利于找铍。
(3)柴达木成矿区(Ⅰ
3
)
本区位于东昆仑褶皱系柴达木坳陷内。新生代以来,柴达木地区南北侧抬升,中心下降,形成一相对封闭的内陆盆地。盆地受新构造运动影响,次级断裂发育,内部不同地段相对抬升、下降,导致一系列近北西西向的串珠状小湖盆相继形成。地区气候干旱少雨,年蒸发量大于降水量,随河流进入盆地的成矿物质因蒸发而富集,形成一系列大小不同的盐湖和干盐滩,蕴藏大量Li、Rb、Cs、K、Na等稀碱金属。著名的盐湖有一里坪、东台吉乃尔、西台吉乃尔、达布逊、大小柴旦、别勒滩等。我国以前多从花岗伟晶岩及花岗岩开采Li、Rb、Cs矿,储量较小。盐湖锂矿,Li储量大,品位高,是今后提取Li的主要对象。
(4)川西北成矿区(Ⅰ
4
)
本区位于松潘甘孜造山系。相应于两个次级构造带——石渠雅江造山带和巴颜喀拉造山带,本区又分出两个成矿亚区,即石渠-康定成矿亚区和阿坝-丹巴成矿亚区。前者位于西南,有康定甲基卡、乾宁容须卡、石渠扎乌龙等大、中型矿床,后者位于东北,有金川可尔因、马尔康、党坝及丹巴大水井等大、中型矿床。川西北成矿区内二叠系—三叠系发育,多为沙泥质碎屑岩,侵入体附近岩石常变质为红柱石十字石石英片岩、红柱石二云母石英片岩。区内岩浆活动以印支期酸性岩为主,与矿化有关的侵入岩常呈岩株、岩墙、岩瘤及岩脉等小岩体产出。本区除大量产出与印支期二云母花岗岩及白云母花岗岩有关的稀有金属花岗伟晶岩外,二云母及白云母花岗岩本身也常构成稀有金属矿体。康定甲基卡地区即同时具有这两类矿化。矿体赋存在甲基卡穹窿背斜构造内,花岗伟晶岩脉受背斜构造内部次一级南北向断裂构造控制。因交通不便,本区稀有金属多未得到正规的开发利用。
(5)东秦岭成矿区(Ⅰ
5
)
本区位于秦岭造山系东段的南北两侧,相应地分出两个成矿亚区。北亚区位于北秦岭造山带或秦岭地轴北部,又可分出一条近南东东向的花岗伟晶岩带和一条同方向的碱性岩-碳酸岩成矿带。前一条成矿带经商南、卢氏、南召,向东南延至桐柏山。带内元古宙地层发育,著名矿床有河南卢氏官坡Li、Be、Nb、Ta伟晶岩,成矿时代属海西期。在花岗伟晶岩带北侧,蓝田—潼关—嵩县一线,分布着一条与碱性花岗岩-碱性岩-碳酸岩有关的Nb、REE矿化带,成矿时代属海西—印支期。已知矿床有华阴县华阳川“401”U-REE矿,洛南黄龙铺REE矿以及嵩县黄水庵REE矿等。两条成矿带的矿床类型和矿产种类不同,成矿时代相近,同归于北亚区成矿区。
南亚区位于秦岭造山系与扬子地台的过渡带上,为从四川南江经陕西平利到湖北竹山、随县呈近东西向的一条带。带内深断裂发育,有广泛而且强烈的基性-碱性岩浆活动,火山岩有大面积产出的碧玄岩、细碧角斑岩、角斑岩及粗面岩等,侵入岩有正长岩、正长斑岩、霞石正长岩及碳酸岩等。著名的稀有稀土金属矿床有湖北竹山县庙垭大型碱性岩-碳酸岩型Nb-REE矿床。
东秦岭地区地处我国腹地,具有较好的稀有稀土金属成矿条件,特别是寻找花岗伟晶岩型和碱性岩-碳酸岩型稀有稀土金属矿床,十分有利。
(6)湘赣北部成矿区(Ⅰ
6
)
大地构造上本区位于扬子地台江南古陆及其与华南造山系之间的过渡带,位于从湘东北到赣东北近东西向的一条带上。区内元古宙地层发育,由一套浅变质的含大量凝灰质的泥沙质岩石以及基性火山岩构成。区域东段,北东向褶皱和断裂发育,沿褶皱轴部和断裂有大量燕山期花岗岩浆侵入。与之有关形成花岗伟晶岩Be、Nb、Ta矿床及花岗岩型Be矿床,如湖北断峰山,江西九江星子、葛源黄山等矿床。区域西段属扬子地台江汉断坳,白垩纪以来由于长期隆起,岩石遭到强烈剥蚀,成矿物质由残积、冲积并带至湖盆四周沉积成矿。在洞庭湖盆地有为数众多且有的规模很大的独居石、锆石、金红石砂矿,如湖南新墙河大型独居石金红石砂矿、华容三郎堰大型磷钇矿独居石砂矿,以及临湘詹家桥大型独居石金红石砂矿等。砂矿易于开采,经济效益较大,惟忌乱采乱挖,破坏生态环境。
(7)滇西成矿区(Ⅰ
7
)
本区位于三江造山系澜沧江造山带,北起川滇边界,南达国境,呈一南北向延伸的长条带。区内发育古生代海相地层和中生代陆相地层。前者多为海相碳酸盐及泥质岩石,后者多为泥砂质为主的火山-沉积岩石,由于受多次强烈构造活动作用,岩石普遍变质。三江地区是著名的横断山区,怒江、澜沧江沿巨大深断裂通过,断裂活动导致形成断陷盆地。沿断裂有许多蛇绿岩产出和大型花岗岩基侵入。与花岗岩侵入活动有关形成许多中、小型铍矿床,如龙陵黄莲沟花岗伟晶岩铍矿、大坡二云母花岗岩型铍矿,成矿时代属燕山晚期。
在本区北端见有中甸麻花坪绿柱石石英脉矿床,W、Be品位较高,属大型矿,成矿时代喜马拉雅期。绿柱石石英脉产在泥盆系—石炭系大理岩与前泥盆系石英云母片岩的不整合面上。目前矿区内未见花岗岩出露,矿床成因有待进一步研究。在本区南端,地处亚热带,风化壳发育,产出许多风化壳残坡积、冲积砂矿,以及花岗岩风化壳离子吸附型稀土元素矿。勐海勐往冲积砂矿是一大型独居石锆石钛铁矿矿床。陇川龙安离子吸附矿是一中型轻稀土元素矿床。
横断山区山高谷深,行路艰难,地质工作和矿床研究工作都不够。
(8)南岭成矿区(Ⅰ
8
)
南岭指我国华南五岭—越城岭、都庞岭、萌渚岭、骑田岭及大庾岭。南岭成矿区包括五岭及其邻近地区,是举世闻名的滨太平洋金属成矿带的组成部分,是我国有色、稀有稀土金属矿产最集中产出的地区。地区交通方便、工农业发达,地质找矿和成矿规律研究程度都较高,是矿产开发最有利的地区。
大地构造上,本区位于华南造山系,中生代以来区域有强烈而且广泛的花岗岩浆侵入活动,形成许多规模大小不等的稀有稀土金属矿床,矿床类型多种多样。按地区构造位置、矿床类型和矿产种类的不同,本区又可分出如下五个成矿亚区:
1)湘东赣西成矿亚区:本区又可称为武功山成矿亚区,位于华南造山系赣湘桂粤造山带武功山复背斜一带。区内轻度变质的震旦系—寒武系砂泥质岩石以及晚古生代泥质及碳酸盐质岩石发育,自加里东期至燕山晚期岩浆侵入活动频繁。稀有稀土金属成矿主要与燕山期多期次花岗岩侵入体有关。成矿花岗岩体多呈岩株产出或为复式大岩体的晚期成员。江西宜春雅山岩体(414岩体)为富含Li、Be、Nb、Ta的锂云母花岗岩,湖南茶陵邓阜仙金竹垄岩体等为富含W、Sn、Nb、Ta的白云母花岗岩。它们都是我国知名的大型Ta矿床,矿床地质研究相当深入。
2)桂北湘南成矿亚区:本区位于越城岭、都庞岭、萌渚岭一带,大地构造属于华南造山系赣湘桂粤造山带的湘桂稳定区。区内除发育轻度变质的前震旦系砂页岩外,古生代碳酸盐岩石及砂泥质岩石发育,后者常构成含矿岩体的围岩。成矿岩体多为燕山期花岗岩,多为沿断裂侵入的岩株状小岩体,且常为大复式岩体的晚期成员。在区域西段,广西栗木老虎头、水溪庙白云母 锂云母花岗岩为富含Li、Ta的大型钽矿床。跨湘桂两省的姑婆山区产出富钇的含褐钇铌矿的花岗岩,以及由含矿花岗岩风化而成的残积 冲积砂矿及花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿。在区域东段及其邻近地区见有湖南临武尖峰岭及癞子岭铁锂云母花岗岩,富含Li、Be、Nb、Ta。其中尖峰岭为大型钽矿床,香花岭产出我国有名的条纹岩型铍矿床。此外,在湘桂交界处的越城岭、都庞岭已知有好些含Be、Nb、Ta的花岗伟晶岩产出,如广西资源茅安塘。
3)赣南粤北成矿亚区:大地构造上本区位于华南造山系赣湘桂粤造山带的赣粤过渡区。区内主要发育震旦系—志留系,由一套浅变质的变质砂岩、千枚岩组成。在中生代,区内发育一套由基性 中酸性火山岩组成的火山 沉积岩系。中生代时期花岗岩浆大量侵入,呈大小不一的岩基、岩株、岩墙、岩脉产出,是本区多种稀有稀土元素,尤其是钨矿的母岩。著名的大庾西华山铍钨矿,成矿岩体呈岩株产出,研究得知其深部隐伏着花岗岩岩基,为复式大岩体的晚期成员。本区地处亚热带,温热多雨,花岗岩风化壳发育,有利于风化壳残坡积 冲积砂矿的形成。本区另一重要矿床类型是花岗岩风化壳离子吸附型稀土元素矿床。区内见有江西寻乌河岭、南桥,广东新丰来石、平远仁居等大中型离子吸附型轻稀土元素矿床,更有江西龙南足洞(701矿)、广东乳源寨背顶等大中型重稀土元素矿床。
4)桂东粤西成矿亚区:大地构造上本区位于华南造山系云开造山带桂东 粤西隆起,呈近北东方向延展的一条带。区域发育震旦系—寒武系,产出堇青石云母片岩、石英云母片岩、变粒岩、浅粒岩以及混合岩等。区域西段呈岩基状产出的混合岩、混合花岗岩发育,沿背斜及断裂分布,是稀有稀土元素的成矿母岩。区内产出富磷钇矿、独居石、锆石的残积 冲积砂矿床,矿石赋存在含粘土砂层、砂砾层中,如广西陆川白马、北流“520”等均属大型。区域东段的成矿母岩多为岩株状花岗岩,见有黑云母二长花岗岩、黑云母花岗闪长岩以及花岗斑岩等,受背斜构造及其中次级断裂控制。岩石形成时代为海西—印支期。该段产出众多花岗伟晶岩,赋存在接触带上及外接触带各类片岩中,富含铌钽铁矿及细晶石。知名矿床有广东郁南大方、广宁毕陇、村心、通坳及洞头南等。成矿时代海西—印支期。
5)闽西赣东成矿亚区:本区属于华南造山系华夏造山带武夷山背斜,矿区局限在武夷山东西两侧。区内元古宙及中生代地层发育,产出一套中—浅变质的斜长角闪岩、云母斜长片岩、斜长变粒岩、云母石英变粒岩,以及变质砂岩。伟晶岩型矿床的围岩多为前两种岩石,花岗岩型矿床的围岩多为后几种岩石。区内与成矿有关的花岗岩呈岩株、岩瘤、岩脉产出。武夷山西侧产出花岗伟晶岩及花岗岩型两类矿床,成矿时代燕山期,知名矿床有石城大坝伟晶岩,石城姜坑里及海螺岭含铌钽铁矿、细晶石、锡石、磷钇矿的花岗岩型矿床。地区含矿花岗岩呈岩瘤、岩脉沿一组主断裂呈串珠状分布。武夷山东侧有著名的福建南平西坑伟晶岩矿床,成矿母岩为海西期片麻状黑云母混合花岗岩及黑云母花岗岩,呈岩株产出,受控于背斜轴部的断裂构造。伟晶岩产岩体外接触带,富含铌钽铁矿、锡锰钽矿、细晶石、锂辉石、绿柱石等,为大型钽矿床。
(9)东南沿海成矿区(Ⅰ
9
)
本区大地构造上属东南沿海造山系及华南造山系赣湘桂粤造山带南缘,为一西南起自海南岛向北东延展直达福建的沿海地带。在这一长带上,中生代燕山期花岗岩类岩石异常发育,是稀有稀土金属的成矿母岩。按地域、矿床类型和矿产种类不同,该成矿区又可分出三个成矿亚区:粤中成矿亚区、粤东闽西成矿亚区和沿海成矿亚区。
1)粤中成矿亚区:本区指从鹤山、增城、惠阳到粤东的广东中部地区。区内花岗岩风化壳矿床,包括残 冲积铌、钽、锆砂矿及离子吸附型稀土矿分布广泛。区内主要发育古生代地层,多见变质砂岩及页岩。花岗岩体作为成矿母岩,呈岩基、岩株、岩脉等多种形式广泛产出。含矿花岗岩常为遭受岩浆晚期蚀变作用的钠长石化、云英岩化花岗岩。这些岩石受强烈风化作用,形成由砂质粘土、砂土、含土砂砾等构成的残积 冲积层,其中稀有稀土矿物相对富集,盛产铌铁矿、锆石、独居石和磷钇矿。广东博罗沿七娘坛岩体四周有521、522、523、524、525等风化壳残 冲积铌矿产出,台山玉环、增城白水标、龙门永汉、惠阳沙尾等地产出类似的铌锆矿床。区内另一矿床类型是花岗岩风化壳离子吸附型稀土金属矿床,如新兴共和、陆丰人和店等。
2)粤东闽西成矿亚区:本区主要产出铍钨矿及稀土金属矿,矿床类型有花岗岩型、长石石英脉型、火山岩型以及花岗岩风化壳离子吸附型。区内中生界,尤其是侏罗系发育,火山沉积岩广泛分布,常见岩石有石英砂岩、粉砂岩、页岩、石英斑岩、流纹英安岩以及中酸性凝灰岩等。成矿花岗岩属燕山期,包括黑云母花岗岩、二云母花岗岩、白云母花岗岩及花岗斑岩等,多呈岩株、岩脉产出。成矿火山岩有流纹英安岩及流纹岩。稀有稀土矿床见于花岗岩体内外接触带。成矿时代燕山期。广东五华白石嶂产出含绿柱石石英脉。揭阳塘湖山产出含绿柱石黑钨矿的钠长石化云英岩化花岗岩及长石石英脉。丰顺樟树坪及潮安万峰山为云英岩型铍矿床。其中万峰山云英岩中产出大量日光榴石,并见有羟硅铍石、蓝柱石等稀有铍矿物。福建平和福里石为产于流纹英安岩及流纹岩中的细脉浸染状绿柱石辉钼矿矿床。在这些矿床上蚀变作用发育,常见的有钠长石化、云英岩化、硅化、绢云母化以及泥化等,是有利的找矿标志。区内另一重要矿床类型是花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿床,如广东揭阳五经富重稀土矿床等。
3)沿海成矿亚区:本区为从海南岛东南海岸向北东延至福建厦门一带的近海地带,主要发育海滨砂矿,其次冲积砂矿。锆石、独居石、磷钇矿是主要稀有稀土金属矿产,此外尚产出钛铁矿、金红石、磁铁矿、锡石等。海滨砂矿的赋矿地层属第四系更新统及全新统,为石英砂层、含泥砂层以及砂砾层,分布于滨海海堤及砂坝地带。稀有稀土矿物多来自沿岸基岩,包括辉长闪长岩、石英闪长岩、正长岩、斜长花岗岩、混合花岗岩或混合岩、角闪黑云母花岗岩以及黑云母花岗岩,呈岩基、岩株状产出,时代多属燕山期。海南岛东海岸是我国锆石砂矿的主要产地,如文昌铺前、万宁保定等大型锆矿床。粤西海岸阳江南山海有丰产独居石的砂矿,吴川吴阳及电白电城等为丰产磷钇矿的砂矿。矿床中的磷钇矿多来自沿岸的混合岩及片麻状花岗岩。此外,粤东陆丰甲子锆矿、福建厦门黄厝独居石砂矿,都已开发利用多年。在福建黄厝,滨海砂矿及冲积砂矿同时产出。
2.二级成矿区(Ⅱ)
二级成矿区包括6个成矿区,即大青山成矿区(Ⅱ
1
);吉黑成矿区(Ⅱ
2
);北山成矿区(Ⅱ
3
);祁连成矿区(Ⅱ
4
);攀西成矿区(Ⅱ
5
);胶辽成矿区(Ⅱ
6
)。
大青山成矿区大地构造上属中朝地台内蒙古地轴,区内太古宇桑乾群发育,岩性主要为花岗片麻岩、硅线石榴片麻岩、黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩以及石英岩等。区内有花岗伟晶岩广泛分布,产出绿柱石、钽铌铁矿、独居石等稀有稀土矿物,规模一般不大,如大青山小西沟伟晶岩等。此外,在区内某些磷灰石透辉岩及磷灰石钾长石岩中产出独居石,矿床属基性-超基性岩型,矿石稀土品位较高但规模不大,如兴和三道沟。
吉黑成矿区大地构造上属于吉黑造山系佳木斯隆起。地区呈南北向延伸。区内太古宙及震旦-寒武系地层发育,矿区一带岩性主要见有片麻岩、片岩及大理岩。区内主要稀有稀土矿床类型为花岗伟晶岩型,伟晶岩产花岗岩体外接触带片麻岩及片岩中,成矿母岩为黑云母花岗岩或片麻状黑云母花岗岩,呈岩株产出,时代不详。如黑龙江萝北“401”矿床,鸡西石场矿床,均为小型。在本区西缘花岗岩与大理岩接触带上见有黑龙江二股西山含钽铁矿、闪锌矿、方铅矿的夕卡岩矿床。
北山成矿区大地构造上位于天山造山系,包括北天山造山带及北山造山带。区内古生代地层发育,见有变质砂岩、石英岩、大理岩及流纹岩等火山沉积岩。区域南部发育前寒武纪片岩、片麻岩及大理岩。与成矿有关的岩石见有花岗闪长岩、黑云母花岗岩、钾长花岗岩以及细晶岩,多呈岩株产出。稀有稀土矿体产于岩体的内外接触带。在甘肃红尖兵山及塔儿沟见有产于岩体内的云英岩型绿柱石黑钨矿矿床及岩体外接触带的绿柱石黑钨石英脉型及夕卡岩型矿床,两处矿床的铍矿均达中型规模。与花岗岩类岩石有关,在甘肃镜儿泉见有稀有矿化伟晶岩。此外,在古堡泉及庙庙井,产出含烧绿石、铌铁矿及褐钇铌矿、易解石等属碱性岩-碳酸岩型的矿床。
祁连成矿区大地构造上属于祁连造山系。区内前寒武纪地层发育,岩性主要为石英云母片岩、大理岩、混合岩及变质砂岩。在区域北部走廊过渡带见有沉积型稀有稀土矿床,如内蒙桃花拉山含铌铁矿、铌铁金红石、独居石、易解石的火山沉积碳酸岩型矿床及甘肃永昌马房子沟含稀土磷灰石的沉积变质型矿床。在区域南部见有青海大通沙柳泉花岗伟晶岩型钽铌铁矿、绿柱石、锂云母矿床。伟晶岩赋存在大理岩中,近伟晶岩处见有海西期角闪正长岩。后者与伟晶岩关系需进一步确定。
攀西成矿区大地构造上属于扬子地台康滇地轴,区内稀有稀土矿床沿攀西裂谷带内的安宁河断裂带分布。区内元古宙及古生代地层发育,前者见有石英岩、变质砂岩及大理岩,后者见有变质砂岩、页岩及石灰岩。区内岩浆活动表现为燕山期花岗岩的大面积侵入,海西期碱性-基性岩的近地表喷溢或侵入,以及海西期碱性岩呈岩株、岩墙等的侵入。稀有稀土矿化主要与后者有关,已知有四川茨达、路枯、太和、攀枝花、牦牛坪等与碱性正长岩、碱性花岗岩及英碱正长岩等有关的铌、钽、锆及稀土矿床。矿床类型主要为碱性岩-碳酸岩型、与其有关的热液脉型,以及与其有关的风化壳残积-冲积型。稀有稀土矿物有氟碳铈矿、硅钛铈矿、烧绿石、褐钇铌矿及锆石等。冕宁牦牛坪英碱正长岩的形成时代为喜山期,与其有关的含氟碳铈矿的萤石方解石重晶石脉稀土矿床具有大型规模,现正开采。
胶辽成矿区沿中朝地台胶辽台隆郯庐断裂带分布。区内太古宙泰山群地层发育,黑云斜长片麻岩,角闪斜长片麻岩、斜长角闪岩常构成矿体围岩。在区域南段见有碱性岩-碳酸岩型矿床。山东微山郗山矿为一具中型规模的稀土矿床。成矿母岩为呈岩瘤状产出的石英正长斑岩及霓辉正长斑岩。稀土矿化见于正长斑岩及石英重晶石脉、霓辉石脉中,产出氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、烧绿石等铌、稀土矿物。此外,在山东莱芜地区太古宙片麻岩中产出众多小型碳酸岩岩墙,在莱西见有富稀土的伟晶岩,均有稀土矿化。在区域北段,在辽宁赛马见有与云霞正长岩有关的稀土矿床。含矿岩体的围岩为震旦-寒武系大理岩、千枚岩及石灰岩。稀土矿物为绿层硅铈钛矿及烧绿石,呈浸染状赋存在碱性岩内及其接触带夕卡岩中。该矿为一大型规模铀矿床,伴生稀土金属矿。此外,在辽宁凤城翁泉沟、辽阳生铁岭等地也产出富稀土的与变粒岩和浅粒岩有关的铁-硼-稀土矿床。
3.三级成矿区(Ⅲ)
三级成矿区包括5个成矿区,即塔里木盆地北缘成矿区(Ⅲ
1
);西昆仑成矿区(Ⅲ
2
);藏南成矿区(Ⅲ
3
);滇黔成矿区(Ⅲ
4
);台湾西北海岸成矿区(Ⅲ
5
)。
塔里木盆地北缘,沿盆地北缘深断裂分布着一系列碱性岩和碳酸岩,是铌、稀土和锆成矿的有利地区。已知矿化点有黑英山、瓦吉尔塔格、依兰里克等。在西昆仑造山系西昆仑隆起区内,海西期花岗岩大面积产出。在塔什库尔干、木吉、大红柳滩一带稀有金属花岗伟晶岩广泛分布。在大红柳滩已知有富锂辉石的花岗伟晶岩产出。在西藏中南部,从西向东分布着一系列盐湖。已知其中一些盐湖Li、Rb、Cs矿化度高,如斑戈错、扎布耶湖、榜于茶卡、昂仁塔格架等。与西藏中南部盐湖的地质气候情况类似,新疆境内也有好些盐湖,如北疆的托尔诺尔湖已知含高浓度的锂,南疆的罗布泊湖是我国最大的钾盐矿盐湖,其中Li、Rb、Cs赋存情况值得进一步探索。贵州织金等地震旦系—寒武系磷矿层中的胶磷矿含高量稀土元素。稀土元素可作为开发磷时的综合利用对象。滇黔两省不乏寒武系底部磷矿层,有可能找到富稀土元素的磷矿。最后,台湾西北海岸长期以来就在开发锆石及独居石海滨砂矿。新竹附近的海滨独居石砂矿,独居石富Th,曾作为钍原料开发利用。
将上述五区列入三级成矿区,并不意味着其成矿地质条件差,找矿希望较小。人们对这些地区的认识较晚,地质矿产情况了解较少,地质找矿工作程度较低。在这些地区很有可能蕴藏着大矿和富矿。除台湾西北海岸带外,其余四区均位于我国西北。党中央号召开发西北,西北是我国今后经济发展的重点地区,为配合国家工农业发展,在这些地区开展矿床地质研究和进一步地质找矿工作已迫在眉睫。
新生代陆内汇聚-走滑造山阶段
答新生代,形成与陆内汇聚和走滑作用引起陆壳重熔型中酸性花岗岩浆侵入作用有关的矿产。在四川境内主要有道孚农戈山银多金属矿,青刀铜多金属,色哈拉钨锡矿,道孚菜子坡接触交代-热液型铁铜矿,以及盐源西范坪、木里普尔地、乡城洪措和藏东玉龙地区的与浅成-超浅成同熔型中酸性斑岩有关的斑岩型铜矿。
区内铜、金、铅、锌、银等矿床的形成,大多经历过从矿源层(体)形成→初始富集→活化或叠加改造再富集过程,花岗岩浆活动为其提供部分物源和热源,促成了这些成矿元素活化再富集。
上述表明,区内与花岗岩浆活动有关的成矿作用,受地质构造-岩浆演化阶段和成矿构造环境的控制,故矿床、点的时空分布多在一定构造单元或一定构造部位成群成带产出。
由于构造-岩浆演化阶段、地质构造环境和成矿地质作用有别,形成有不同类型和组合矿产:
1)晚古生代—早中生代俯冲造山阶段,与壳幔源钙碱性花岗岩浆侵入作用有关的矽卡岩型铁、铜及铅锌矿等,主要分布在藏东江达-德钦及川西中咱地区。
2)三叠纪晚期义敦岛弧形成阶段,与中酸性岩浆侵入作用有关的铜金矿,主要出露于义敦岛弧带北段的昌达沟和南段的雪鸡坪地区。
3)侏罗纪—白垩纪与碰撞重熔花岗岩浆作用有关的银、锡、铅、锌矿产,主要沿雀儿山-措莫隆-格聂构造岩浆岩带分布,同期与花岗岩伟晶岩作用有关的锂、铍、铌、钽、钨、锡及水晶矿产主要集中分布在雅江复理石逆冲-滑脱变形带的雅江、道孚、康定及九龙地区。
4)新生代与平移剪切型重熔花岗岩浆侵入有关的铅锌、锡、钨矿,则相对集中地展布于鲜水河断裂带东段的折多山地区;与同期花岗斑岩有关的铜金矿,主要集中产于藏东玉龙地区,次为川西木里-九龙逆冲-滑脱带前缘的盐源西范坪和木里普尔地。
值得指出的是,在川西的丹巴、康定、道孚、雅江、石棉、九龙、冕宁、木里等地,散布有一些大小不等、呈孤立分散状产出的穹窿状变质体。侯立玮、付小方(2002)调查研究时发现,除部分为变质核杂岩、片麻岩穹窿外,主要为构造和花岗岩浆底辟侵位成因。这些穹窿构造成穹机制多样,形成时代和所处构造层次各异。由于成穹过程中局部窿升,致使局部压力降低、温度升高、热流上涌、成矿元素活化和随含矿流体向穹窿体迁移聚集,并于穹窿体顶部和周缘构造破碎带沉淀富集,或对早期形成矿床叠加改造,其中有工业价值的矿产如康定甲基卡、道孚容须卡伟晶岩型稀有金属矿。
中国地质科学院矿产资源研究所
答截至2014年底,全所在职职工253人,其中,中国工程院院士2人,正高级职称59人,副高级职称61人;具有博士学位的157人、硕士学位的48人,在站博士后27人。内设13个研究室(中心)、6个职能处室和1个成果转化中心;有2个部级重点实验室。中国地质学会矿床地质专业委员会、中国矿物岩石地球化学学会矿物专业委员会挂靠资源所,主办学术刊物《矿床地质》。
作为第一完成单位获国土资源科学技术一等奖1项、二等奖1项,作为参加单位获国土资源科学技术二等奖3项。获中国黄金协会科学技术奖一等奖1项,获发明专利3项。第一标注单位发表论文434篇,其中,国际SCI检索论文44篇,国内SCI检索论文30篇,EI检索论文25篇。出版专著11部。获中国地质调查局、中国地质科学院2014年度地质科技十大进展1项。
领导班子由6人组成:所党委书记、所长傅秉锋,所党委委员、副所长张佳文、毛景文、王宗起、邢树文、李基宏。
所党委书记、所长傅秉锋(左三),所党委委员、副所长张佳文(左二)、毛景文(右三)、王宗起(左一)、邢树文(右二)、李基宏(右一)
内蒙古包头哈达门金矿集区20号和32号脉成矿理论研究及找矿预测获中国黄金协会科学技术一等奖
年度重要科研成果
川西甲基卡花岗伟晶岩型矿床成矿机制再研究及找矿进展。配合“我国三稀资源战略研究”在四川甲基卡矿区外围的找矿突破,对甲基卡矿区花岗岩和伟晶岩中的熔体和富子晶包裹体进行了重点剖析,包裹体的组成和均一行为特征表明该矿床的形成是花岗岩浆液态不混溶作用的产物,以此建立了以富H
2
O二云母花岗岩为内因,高剥蚀程度和具有相对封闭、有限开放环境的构造变质穹窿体为外因的找矿模型,归纳出甲基卡式矿床的找矿标志,其主要包括:较大的成矿深度(约14千米),相对封闭的构造环境(构造—变质穹窿、硅铝质围岩、复式背斜轴部)与岩体和围岩的冷缩断裂并存,成矿岩体主要为二云母花岗岩,花岗岩具有富H
2
O的特征。根据此找矿标志,对川西—西昆仑的找矿前景进行了分析,认为甲基卡、可尔因和大红柳滩等矿床具有相同的成矿模式和找矿标志,差别仅为剥蚀程度不同。建议:在可尔因外围寻找甲基卡式矿床,在大红柳滩矿区东南部加大找矿部署工作;在甲基卡外围的瓦多、长征、容许卡等构造—变质穹窿区寻找甲基卡式矿床;在甲基卡矿区,根据变质分带和二云母花岗岩向北倾伏的特征,在北部通过地球物理探测花岗岩体,寻找新的找矿靶区。
甲基卡矿区地质图
甲基卡海子
大陆裂谷成钾作用与江陵找钾突破进展。全球板块运动对表生成钾控制明显,即从古生代稳定克拉通海盆、中生代特提斯海盆成钾,到新生代演变大陆裂谷成钾,即表生成钾模式发生了重大转变,盆地成钾从海水补给为主,转变为以盆内来源为主、海水补给为辅;研究提出了裂谷小盆地成钾理论。选择江陵凹陷进行勘查与研究,实施4口深井,开展大量地震解释等,获得工程控制的钾盐预测资源量2亿吨及其丰富的伴生硼锂铷铯溴碘资源量;发现了固体钾盐成矿显示。富钾卤水综合开发研究显示,钾及伴生有益元素都能“吃干榨尽”提取;现已完成中试工厂设计,准备进入开发阶段。
扫描电镜图像和X射线衍射图像:白色氯化钾(钾石盐)分布于灰色石盐晶间,岗钾2井盐岩,3772米
c.光卤石呈粒状被包裹在石盐中,岗钾2井,4160.79~4160.99米;g.样品钾石盐的X射线衍射谱图
华南地区成矿规律与成矿背景研究进展。华南是全球中生代成矿最集中和最具代表性地区,为什么在短时间有如此巨量金属元素堆积成矿,是全球科学家关注的重要科学问题。此次研究鉴别出华南地区中生代存在230~210Ma,170~137Ma和135~80Ma三次大规模成矿峰期,空间上分布特点分别为东西向大陆板内、钦杭—南岭中部—长江中下游三个区带和大陆边缘;相应成矿背景分别为碰撞后、斜俯冲挤压和后俯冲伸展环境。发现135~80Ma形成的矿产发育于大陆边缘的伸展盆地中,提出钦杭和长江中下游铜多金属成矿带与Izanagi板片在俯冲期间沿古构造单元结合带被撕裂密切相关,认为长江中下游铜矿带与其南侧的江南古陆钨矿带同时平行产出是同一构造事件的产物,初步揭示翁文灏先生20世纪20年代发现的华南区域成矿分带为一个中晚侏罗世复合成矿的结果。
华夏地块及邻区中生代矿产分布规律图
长江中下游地区及邻区中生代金属矿产分布规律图
长江中下游地区及邻区中生代金属矿产成矿动力学模型图
全国重要矿产和区域成矿规律研究成果:完成了全国重要矿产和区域成矿规律研究成果报告及工作报告各一份,16个单矿种(矿组)全国汇总研究报告16份;全国单矿种成矿规律图等四类系列图件64份,各种图表册4份,建立了分矿种数据库16个,汇总数据库1个,全面完成了项目任务和目标。研究提出了全国统一的重要矿产和区域成矿规律研究技术要求,有效指导了省级成矿规律的研究工作;首次实现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级成矿区带的全覆盖;全面梳理并提出23个矿种矿产预测类型划分方案,厘定出388个矿产预测类型。对17个单矿种进行研究,首次划分了单矿种的成矿区带。系统研究了17个成矿省的成矿规律,完善了各成矿省的区域成矿模式及区域成矿谱系,分析了找矿潜力,为矿产预测和勘查工作部署提供了科学依据。编制了《典型矿床成矿模式表册》《典型矿床野外调查图册》及11886个成岩成矿同位素年龄数据汇编,为矿产预测和勘查评价提供科学基础。在区域成矿规律研究方面:如“五层楼+地下室”新成矿模式、华南中生代岩浆成矿作用、华北板块和准噶尔板块南北两侧岩浆成矿的对称性、大区域镍矿分布等方面有重要创新。在贵州、湖南“低温成矿域”中金、锑、汞矿的多期成矿作用以及我国弧形—山字型—旋卷—帚状构造等大型变形构造与矿产的空间关系等方面提出了新认识,对发展及探讨成矿理论有重要意义。培养了一批青年骨干及19位博士、博士后等,出版专著10部,发表论文168篇。工作成果除为计划项目的矿产预测直接应用外,在一些重要矿床,如广西大厂锡多金属矿床、江西淘锡坑钨矿、盘古山钨矿、贵州大竹园铝土矿等矿床的勘查评价中起到了有效的指导作用,取得良好的找矿效果。
中国稀有稀土金属矿床的时空分布
答中国稀有稀土金属矿床广泛分布在全国各地。从矿床形成时代看,从太古宙直到现代。主要的分布地区有新疆阿尔泰、天山南缘、西昆仑、柴达木盆地、川西、滇西南、内蒙古北部、辽吉地区、秦岭南缘、鲁东南、南岭及其邻区、东南沿海地区。全国稀有稀土金属矿床的空间分布示于图10-3。
我国内生稀有稀土矿床形成的同位素地质年龄示于表10-9,矿床产出的大地构造位置示于表10-10。从表10-9和表10-10列出的资料可知,内生稀有稀土矿床的时空分布与矿床类型有关。第二节中对矿床类型作了详尽描述,其中重要的内生矿床类型是与碱性岩-碳酸岩有关的矿床和与酸性岩有关的矿床。在这两大类矿床中,碱性岩-碳酸岩型、花岗岩型和花岗伟晶岩型三类矿床在内生矿床中又为数最多、矿量最大、研究最详。下面有关矿床时、空分布特征的描述多以这三类矿床为例。
图10-3 稀有稀土金属矿分布图
表10-9 中国内生稀有稀土矿床的同位素年龄
续表
续表
表10-10 中国内生稀有稀土金属矿床的大地构造位置
续表
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表10-9列出的我国这几类矿床的形成时代从元古宙直到喜马拉雅期。内蒙古乌拉山-大青山等地产出有太古宙花岗伟晶岩,但这些伟晶岩的稀有稀土矿化极其微弱,在矿产储量平衡表中几乎不占什么位置,表中没有将其列入。
由表10-9资料可知,碱性岩或碱性岩-碳酸岩型矿床的成矿时代较多。内蒙古白云鄂博Nb-REE矿床有多组同位素年龄——中元古代、加里东期及海西期。矿床地质地球化学研究得知(Yuan Zhongxin,Bai Ge et al.,1992),矿床的主要成矿期是中元古代。以后几期矿化表现为原已定位的成矿物质在热动力作用下的再分配。另一知名矿床是四川冕宁牦牛坪REE矿床,具有喜马拉雅期的成矿年龄。这一类型矿床的多数具有海西—印支期的成矿年龄,如湖北庙垭,陕西黄龙铺和华阳川,辽宁赛马,四川路枯、茨达、太和等,成矿年龄介于181~283Ma之间。中元古代和海西—印支期是我国碱性岩-碳酸岩型矿床最重要的两个成矿期。研究我国碱性侵入岩的形成时代得知,海西—印支期也是我国碱性侵入岩重要的成岩期(Yuan Zhongxin and Bai Ge,1988)。
花岗岩型矿床,包括赋存在花岗岩体内的矿化花岗岩、云英岩和石英脉,它们多见于南岭及其邻区,成矿年龄几乎全属燕山期,而且绝大多数介于103~174Ma之间。在华北、中南等地也有燕山期花岗岩型矿床产出。云南中甸麻花坪可能与花岗岩有关的绿柱石石英脉的成矿年龄为40Ma,属喜马拉雅期。麻花坪矿床大地构造上位于三江造山系,处于喜马拉雅期构造-岩浆活动带岩浆强烈活动地区。花岗岩常呈复式岩体产出,其中成矿作用也常是多期次的。成矿岩体常是一个大复式岩体的晚期成员。江西横峰灵山花岗岩为一面积约200km
2
的环状复式岩体。其中组成岩体主体的早期粗粒似斑状角闪石黑云母花岗岩,K-Ar年龄为140Ma。第二期位于岩体边缘的Nb矿化钠长石化黑鳞云母花岗岩,K-Ar年龄为136Ma。最后与晚期铁锂云母钠长石化花岗岩有关的含矿石英脉,K-Ar年龄为130Ma(袁忠信等,1988)。湖南茶陵邓阜仙复式岩体的主体岩石为粗粒斑状黑云母花岗岩,U-Pb年龄为230Ma。第二期中粒二云母花岗岩的Rb-Sr年龄为135Ma。第三期细粒白云母花岗岩的K-Ar年龄为117Ma(张宏良等,1986)。第二、三期岩石有W和Nb-Ta矿化,而以第三期岩石的Nb-Ta矿化最强。
花岗伟晶岩型矿床有从太古宙到燕山期的成矿年龄。但经济意义大的矿床多具有海西—印支期的年龄,如新疆阿尔泰、川西北、福建南平、广东广宁等地矿床,它们的成矿年龄介于180~391Ma之间。
中元古代、海西—印支期、燕山期以及喜马拉雅期是我国内生稀有稀土矿床的四大重要成矿时期。内蒙古白云鄂博矿床的轻稀土矿占全国轻稀土矿储量的90%,Nb储量也极巨大,中元古代是我国REE及Nb的重要成矿时期。海西—印支期是我国内生Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs矿床成矿的最重要时期,尤其是花岗伟晶岩矿床的重要成矿时期。关于海西—印支期内生稀有稀土金属矿床成矿的重要意义,前人论证的不多,值得在今后找矿工作中注意。燕山期是花岗岩型Be、Ta、Nb矿的重要成矿时期。这类矿床数量大,但规模较小,由于有用矿物粒度小,采选成本高,其重要性较次。喜马拉雅期矿床主要见于我国西南地区。这一地区的稀有稀土地质找矿工作较弱,随着今后地区的开发,可能找到更多、更好的喜马拉雅期矿床。
由表10-10资料及未包括在表内的其他内生稀有稀土矿床的大地构造位置可知,我国的碱性岩-碳酸岩型矿床多分布在稳定地台区,常沿地台区边缘的深断裂或裂谷分布,主要产出REE、Nb矿。其中著名的白云鄂博RRE、Nb、Fe矿床见于内蒙古地轴北缘的裂谷带内,临近内蒙古地轴北缘深断裂。山东郗山REE矿床见于扬子地台鲁西断隆,位于著名的郯庐裂谷系内。四川牦牛坪、茨达、太和、路枯、大陆槽等REE、Nb矿床沿扬子地台康滇地轴攀西裂谷带内的安宁河深断裂分布。湖北庙垭REE、Nb矿床沿扬子地台北缘的安康-房县深断裂分布。新疆拜城碱性伟晶岩Zr矿化及瓦吉尔塔格碳酸岩REE矿化沿塔里木地台北缘深断裂分布等。
花岗岩型稀有稀土矿床广泛分布于全国各地,但多集中在华南,尤其是南岭及其邻区。大地构造上,这类矿床主要见于造山带内,多见于华南造山系赣湘桂粤造山带、华夏造山带及云开造山带。一条造山带内,相对隆起的背斜区及相对坳陷的向斜区或断陷盆地内皆有矿化产出,惟矿床出露仍常是该区相对隆起的地段。如湖南临武尖峰岭、癞子岭等Li、Be、Ta、Nb花岗岩型矿床出现在桂阳-临武南北向褶皱带内著名的通天庙穹窿四周,江西宜春雅山Ta、Nb、Li、Be矿床分布在武功山复背斜的次一级背斜构造内。
花岗伟晶岩型矿床绝大多数分布在造山带内。国外一些著名的稀有金属花岗伟晶岩多分布在稳定地台区,如加拿大的坦科伟晶岩、南非津巴布韦比基塔伟晶岩等。内蒙古大青山-乌拉山花岗伟晶岩矿床的大地构造位置是中朝地台内蒙古地轴。借鉴国外经验,以前对该区作过不少的找矿和科研工作,结论是稀有稀土金属矿化不强。国内矿化强的花岗伟晶岩常分布在造山带内相对隆起的复背斜区,矿床常赋存在其中单个背斜的轴部及倾没端。著名的例子有新疆阿尔泰科科托海3号脉分布在阿尔泰造山系富蕴地背斜的次级背斜倾没端。福建南平西坑伟晶岩赋存在闽西加里东造山带上村复背斜次级背斜的轴部及翼部。四川康定甲基卡伟晶岩赋存在松潘-甘孜造山系雅江造山带内甲基卡复背斜的轴部。
碱性岩-碳酸岩型矿床多分布在地台之类的稳定地区,花岗岩型和花岗伟晶岩型矿床多分布在造山带之类的较活动地区。其中碱性岩-碳酸岩型矿床的成矿主要在中元古代及海西—印支期,花岗岩型矿床的成矿时代主要为燕山期,花岗伟晶岩型矿床的成矿时代主要为海西—印支期。成矿时代、大地构造位置以及矿床成因类型之间的这种关系,以及决定这些关系的整个地壳的构造-岩浆活动历史,值得进一步探索研究。
超大型矿床多独立产出,分布区内未有其他的类似矿床。绝大多数稀有稀土矿床常在一个地区内成群出现,且常以一种类型为主,如南岭花岗岩型矿床成矿区、新疆阿尔泰花岗伟晶岩型矿床成矿区、川西北花岗伟晶岩型矿床成矿区、川西碱性岩型成矿区等地区内所见。
在更小范围地区内,同一类型矿床常按一定方向展布,受制于一定的构造或岩浆活动。碱性岩型矿床的这种分布可以扬子地台西缘攀西裂谷带的矿床为例。该区沿安宁河深断裂带,从北向南分布着木落、牦牛坪、里庄、太和、大陆槽、茨达、路枯、攀枝花等碱性岩和碱性花岗岩REE、Nb矿床(图10-4)。南北走向的攀西裂谷带及其中的安宁河深断裂以及伴生的更次一级断裂是区内控制碱性岩类型矿床成矿的重要构造条件。
图10-4 攀西裂谷碱性岩型REE-Nb矿床分布略图
花岗岩型矿床通常环绕大岩体边缘分布,这已为大家所熟知。如广东东部七娘坛岩体四周分布着“521”、“522”、“523”、“524”等Nb矿床,江西横峰灵山岩体边缘分布着黄山、大岭、塘里、松树岗等Nb、Ta矿床等。这里介绍矿床在隐伏大岩体上部沿一定方向展布的另一种分布型式。在江西西华山至棕树坑北东向一线分布着西华山、荡坪、木梓园、大龙山、漂堂、棕树坑等以W为主,并盛产Be及HREE的矿床(图10-5)。沿这一方向,从南西到北东,各矿床大体呈等距出现。南西端的西华山、荡坪矿床属花岗岩型,北东端几个矿床属隐伏花岗岩体上部的石英脉或石英长石脉型。从南西向北东,花岗岩的隐伏深度愈来愈大,矿床类型随之变化,这对了解成矿作用及找矿有很大意义。
图10-5 江西西华山至棕树坑与花岗岩有关的W-BE-HREE矿床分布剖面
花岗伟晶岩型矿床也具沿一定方向排列的分布特征。花岗伟晶岩矿床常表现为若干伟晶岩脉聚集的密集区。新疆阿尔泰伟晶岩区现已知有伟晶岩脉10万余条,聚集在39个的密集区内,密集区大致沿北西西向展布。
福建南平地区的花岗伟晶岩分布在长约35km,宽约7km的一条北北东向带上。该带从北向南分布着石笋坑、溪源头、西坑、西芹、留墩、秋竹窝、金龙岩以及下柳园等伟晶岩密集区(图10-6),伟晶岩脉在500条。区内伟晶岩绝大多数分布在海西期西芹岩体和金龙岩岩体之间的震旦系变质岩内。由图10-6可知,该区震旦系呈北北东向延展。与伟晶岩脉关系密切的区域褶皱构造也呈北北东向。区域北北东向展布的混合花岗岩带及复背斜构造是控制伟晶岩成岩成矿的重要条件。区域北端的溪源头、西坑伟晶岩密集区,Ta、Nb矿化最强,它们明显受上村复背斜及其次级褶皱构造的控制。
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