广西栗木钨锡稀有金属矿床碱长花岗岩的厘定

王艳丽，祝新友，刘志刚，傅其斌

（1.中国地质大学（北京），北京 100083；2.中色地科矿产勘查有限公司，北京 100012；3.内蒙古有色地质勘查局，呼和浩特 010030；4.昆明理工大学，昆明 650000）

广西恭城县栗木钨锡稀有金属矿床的成矿地质体为区内的花岗岩，同位素地质年龄为201～184 Ma，属印支晚期至燕山早期产物[1]，新近研究利用与锡矿化密切相关的花岗岩中的白云母40Ar/39Ar法，认定成矿年龄为214Ma±[2]，最新研究也认为花岗岩成岩时代为印支晚期（会议交流）。前人一般将其划分为三幕:第一幕（γ51A）定名为细粒斑状铁白云母花岗岩；第二幕（γ51B）定名为中-粗粒（似）斑状锂铁白云母花岗岩，呈大岩基产出，是矿区的主体花岗岩；第三幕（γ51C）定名为细-中粒铁锂云母（或锂云母）钠长石花岗岩[1-4]。也有学者将栗木所有的花岗岩定名为碱长花岗岩系列[5]，但这一认识并未引起广大地质工作者的共鸣。本文以大量电子探针测试数据为依据，重新认识栗木花岗岩中钠长石成分，厘定栗木花岗岩、尤其是其主体花岗岩（γ51B）的岩性名称。

1 矿区地质特征

栗木矿区主要出露寒武系边溪组变质砂岩、泥盆系砂页岩、灰岩以及下石炭统灰岩。该区断裂构造发育，主要有E-W向、S-N向两组，E-W向断裂切割S-N向断裂，构成特殊的“廿”字型构造（图1），矿区位于两者交汇部位。此外，尚出现一些NE向断裂。矿区内岩浆岩主要为栗木花岗岩，呈岩株和岩墙状侵入地层中，大部分为隐伏岩体。第一幕（γ51A）花岗岩仅在泡水岭地区有少量岀露[1,3]，现已剥蚀。第二幕（γ51B）花岗岩是矿区主体花岗岩，地表出露面积很小，但地下呈隐伏大岩基；第三幕（γ51C）细粒铁锂云母（或锂云母）钠长石花岗岩规模很小，呈“西瓜皮”状上覆于第二幕（γ51B）中-粗粒（似）斑状锂铁白云母花岗岩之上（图2）。此外，尚发育有花岗斑岩脉、花岗伟晶岩脉等，沿断裂破碎带侵入。

栗木矿区矿化类型主要为花岗岩型锡钽铌矿（金竹源矿区）、长石-石英脉型锡钨矿（水溪庙、金竹源矿区）及表生残坡积砂锡矿（金竹源矿区）。矿化具有明显分带性，上有钨锡，下有铌钽。主要矿石矿物有:锰钽铌铁矿、锡石、黑钨矿、钨锰矿、白钨矿，造岩矿物主要有长石、石英、云母、黄玉等。

图1 栗木矿区地质简图Fig.1 Geological map of Limu deposit

图2 栗木矿区Ⅰ-Ⅰ’地质剖面图Fig.2 Ⅰ-Ⅰ’geological section map in Limu deposit

2 岩相学与地球化学特征

2.1 岩相学特征

野外工作中，我们在栗木矿区多个地方都发现有两类不同的花岗岩，镜下特征描述如下:

中粗粒斑状铁锂云母碱长花岗岩（Ⅰ）:即前人认为的第二幕中粗粒锂白云母花岗岩。肉红色，中粗粒斑状结构，斑晶占30%左右，主要为石英和长石，粒径6～12 mm，局部见大的长石斑晶可达2～3 cm（图3a）。基质占70%，其中钠长石含量约18%，自形-半自形粒状，1.5～7 mm；石英约占25%，2～5 mm，他形粒状；钾长石约23%，2～6 mm，表面蚀变；黄玉＜1%；云母约5%，岩体深部可达8%（图3b）。

细粒碱长花岗岩（Ⅱ），即前人认为的第三幕花岗岩。细粒花岗结构，钠长石约30%，0.2～0.6 mm，呈板状自形-半自形。钾长石20%，他形，表面蚀变，0.2～0.4 mm。石英，颗粒大小不一，0.2～2 mm。黄玉，他形，0.2～0.4 mm，含量约5%。云母含量＜5%。

2.2 主要造岩矿物结晶顺序

栗木矿区两类花岗岩在矿物组成上基本相同，主要有石英、钠长石、钾长石，少量云母和黄玉，矿物间的相互关系类似。钠长石主要呈自形-半自形，钠长石律双晶明显，晶型轮廓完整、清晰，被钾长石或石英颗粒包裹，或被石英穿切，钾长石围绕钠长石生长，自形-半自形，钠长石明显为岩浆早期结晶产物。另外，钾长石常包裹钠长石生长，形成“包含结构”（图3c），又称“雪球结构”，“雪球结构”是稀有金属矿化花岗岩中常见的一种特殊结构，关于其成因，徐克勤等认为是石英在逐渐扩大形成斑晶过程中排挤和包裹钠长石的结果[5,6]，其他一些研究者认为是交代蚀变[7]或岩浆结晶成因[5,8,14]。依据最直接的岩相学工作及矿物间相互穿插关系，笔者认同岩浆结晶的观点。以上说明钠长石是栗木矿区富钠岩浆结晶过程中最早结晶的矿物，并非蚀变的结果，而钾长石晚于钠长石结晶，包裹、穿插或围绕钠长石生长。

石英，半自形粒状，颗粒大小不等；石英的结晶时期主体可能稍晚于钾长石，主要沿早期形成的矿物颗粒间隙结晶，常见石英包裹钾长石及斜长石颗粒的现象（图3d，e）；个别也见到石英与钾长石相互穿插的情况（图3f），说明主体上钾长石早于石英结晶，但二者结晶时间间隔相差不远。

黄玉，呈他形粒状，其结晶顺序整体上比石英稍晚，但二者有相互穿插的现象。

云母，最晚期形成，他形充填于早期形成的矿物颗粒间。

夏卫华等在108 Pa条件下用松树岗、雅山和水溪庙花岗岩分别进行了熔化实验,得到总体上的矿物消失顺序为黄玉+云母→钾长石→石英+钠长石[5]，徐启东（1989）研究认为，主要造岩矿物结晶顺序为:钠长石-石英-黄玉-钾长石-云母[8]。本次岩矿鉴定结果认为，矿物结晶先后顺序由早到晚依次是:钠长石-石英+钾长石-黄玉-云母。

2.3 地球化学特征

栗木花岗岩富含硅质，SiO2含量为75.04%～78.55%；Al2O3为11.1%-14.7%，为Al过饱和系列；富碱，K2O+Na2O﹥7%，且K2O、Na2O呈反消长关系，但CaO含量低，为0.11%～1.65%，平均0.42%；贫钛，含量低于0.06%；贫二价阳离子，MgO+MnO+FeO小于2.6%，其含量与正常花岗岩相当。微量元素组成上富集挥发性活动元素，Li、Rb、F含量可达0.1%～1.2%。同时稀有元素 Ta、Nb 、Hf、Zr、W、Sn 等富集，贫或亏损中场强元素Ba。总体上，栗木花岗岩中的∑REE含量低，LREE/HREE﹥1。中粗粒斑状铁锂云母碱长花岗岩的∑REE略高，约60 μg/g，而细粒碱长花岗岩∑REE只有几个μg/g。

3 斜长石电子探针测试结果

两类花岗岩中斜长石电子探针测试结果（表1）显示:斜长石成分SiO265.45%～69.28%，平均67.88%；Na2O 10.03%～12.02%，平均11.35%；K2O 0.02%～0.50%，平均0.17%；CaO 0.01%～0.85%，平均0.13%；Al2O319.14%～21.02%，平均19.78%。斜长石的An值范围0.05～4.65，平均0.72；Or 0.09～3.25，平均 1.14，Ab 92.10～99.54，平均 98.54。在斜长石的特征值数据中，所有样品An值均小于5，95%以上的样品An＜2，两类花岗岩中斜长石成分基本无差别，均属于接近Ab端元，组分非常纯净的钠长石。

前人对于栗木岩体中斜长石牌号An做过一些测定工作，其结果不尽相同。有人认为随花岗岩的演化，从早到晚，斜长石的含量逐渐增多，An值逐渐变低，早期An 28～35，为更长石和中长石，中期An 0～14，更长石为主，晚期An 0～20，绝大多数为An＜3的钠长石[9,10]。还有资料记载几次侵入岩体中的斜长石An全部≤6，其中65%以上An=0～1，接近Ab端元组分[5,8]。

数据的差异应该从方法本身去寻找原因。经典的双晶法、解理法均有一定弊端，这些方法基础都是消光角法原理，但考虑有序度，An 0～5范围内消光角变化区间只有1°～4°，再考虑人为因素导致的误差，及长石颗粒大小问题，低钠长石的成分测定比较困难，同样，油浸法也有类似问题[5]。因此，我们认为，电子探针测试的数据更为准确可靠。

4 讨论

4.1 碱长花岗岩厘定

图3 花岗岩的显微结构及矿物穿插关系Fig.3 The structure of Limu granites and the minerals crystallization sequence

表1 栗木两类花岗岩钠长石电子探针成分Table 1 The electron microprobe analyzing results of the albite in Limu granites

依据镜下实际矿物含量观测结果，将栗木花岗岩样品投影于国际地科联推荐的深成岩实际矿物QAP分类图解中[11]。前已述及，电子探针测试结果表明，栗木花岗岩中的斜长石（钠长石）An＜5。在QAP分类图解中，由于An＜5的钠长石被归入碱性长石（A）中，故栗木花岗岩的P=0，所有花岗岩投点都将会落入QA线上的碱长花岗岩区域（图4），表明栗木两类花岗岩均属于碱长花岗岩。

此外，经本次探针测试分析，显示，云母矿物中SiO239.25%～50.38%，平均44.42%；Al2O319.76%～30.68%，平均23.53%；FeO含量变化范围大，为6.45%～20.18%，平均13.14%；MnO 0.32%～1.75%，平均1.23%；MgO含量低，0.08%～1.02%，平均0.43%；Na2O 0.06%～0.41%，平均0.21%；K2O 9.01%～10.41%，平均9.58%；F 1.43%～5.31%，平均3.20%；TiO2＜0.5%，CaO痕量。本区云母成分与铁锂云母标准矿物（FeO 11.3%～16.5%；MgO微量；F 2.02%～7.54%）成分相当，结合前人研究结果，认为该云母为铁锂云母。

图4 栗木两类花岗岩QAP分类图解Fig.4 QAP figure of two kinds of granites in Limu deposit

所以，两类花岗岩的确切定名应为中粗粒铁锂云母碱长花岗岩（Ⅰ）和细粒碱长花岗岩（Ⅱ）。

栗木矿区，细粒碱长花岗岩（Ⅱ）即第三幕花岗岩的定名一直没有太大争议，只是前人更多将其定名为钠长石（化）花岗岩，未采用碱长花岗岩的命名方法。而中粗粒铁锂云母碱长花岗岩（Ⅰ）即第二幕花岗岩的名称却被大多数人误定成了中粗粒（似）斑状锂铁白云母花岗岩。

实际上，对于栗木矿区花岗岩，并不是没有学者提出过碱长花岗岩的定名，夏卫华（1989）就曾将栗木早阶段的主体花岗岩岩基名称定为碱长花岗岩系列[5]，只是没有引起大家的共鸣。地矿部南岭花岗岩专题组也提出过:南岭地区与铌钽矿物有关的钠长石花岗岩和白云母花岗岩，属于碱长花岗岩，但由于对钠长石成因有不同认识，专著中保留钠长石（化）花岗岩的定名[12]。

在此，本文重申栗木花岗岩应属于碱长花岗岩，尤其是本矿区花岗岩的主体，即前人认为的第二幕花岗岩，定名应更正为中粗粒铁锂云母碱长花岗岩。

4.2 两类碱长花岗岩关系

野外工作中，我们见到栗木两类碱长花岗岩清晰的接触界限，但却并未见到两类花岗岩明显的穿切关系，前人划分花岗岩阶段主要是根据是否含有矿化以及同位素年龄资料而来，没有详细相互穿切现象的记载说明。且各次侵入体之间没有明显的冷凝边、烘烤边以及内接触带附近粒度变细等现象[5]。根据地质资料，中细粒碱长花岗岩（Ⅱ）常呈“西瓜皮”状上覆于中粗粒铁锂云母碱长花岗岩（Ⅰ）的顶部，并形成矿化（图2）[13]。前人研究工作证实，在栗木矿区，广泛发育岩浆液态不混溶现象，并认为，岩浆液态不混溶，是南岭花岗岩演化的一种重要机制[14-15]，根据两类花岗岩野外产状及栗木矿区其他液态不混溶地质现象，我们初步认为，栗木两类花岗岩很有可能也是岩浆液态不混溶作用的结果。

此外，随着研究工作的深入，在南岭多个钨锡矿中，均认识到了碱长花岗岩的存在[16-20,8]，且与成矿有着紧密的联系。国内外也有部分钨锡矿区成矿地质体被证实为碱长花岗岩，如内蒙七一山稀有金属矿[21-22]，新疆霍什布拉克钨锡矿化碱长花岗岩体[23]，澳大利亚地区的Tasmania矽卡岩型锡钨矿有关的Lottah碱长花岗岩[24-25]等，沙特阿拉伯阿西尔地区西部钨锡多金属矿床有关的碱长花岗岩[26]。这为我们提出了一个问题，锡钨稀有多金属矿床的成矿地质体为碱长花岗岩是否具有普遍意义？栗木碱长花岗岩的确定为这一问题的提出提供又一佐证，通过南岭区域已有的研究工作，我们初步认为，碱长花岗岩对于钨锡稀有金属成矿可能具有成矿专属性。

5 结论

栗木矿区花岗岩中的斜长石均为接近Ab端元组分的纯净钠长石（An＜5，95%以上的样品An＜2），深部岩基（原第二幕花岗岩）也不例外。且钠长石是岩浆结晶产物，并非钠长石化结果。栗木矿区两类花岗岩均属于碱长花岗岩。前人划分的第二幕花岗岩定名应更正为中粗粒铁锂云母碱长花岗岩，第三幕花岗岩的确切定名也应改为细粒碱长花岗岩。

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