湖北竹溪地区铌矿地质特征及找矿前景分析

王帅君, 陈志文, 蒋 臣, 陈 浩, 向承业

((湖北省地质局 第八地质大队,湖北 襄阳 441002)

湖北竹溪地区铌矿地质特征及找矿前景分析

王帅君, 陈志文, 蒋 臣, 陈 浩, 向承业

((湖北省地质局 第八地质大队,湖北 襄阳 441002)

湖北竹溪地区位于秦岭—大别造山带之秦岭弧盆系之竹山陆缘裂谷,广泛分布有志留纪裂谷双峰式火山岩,是区域内的稀有稀土矿成矿的有利地带。1∶5万水系沉积物测量结果显示,铌、镧、铈异常分布区均与碱性粗面岩分布区吻合。该区碱性粗面岩内已发现铌矿点4处,矿体赋存于粗面质熔结角砾岩、熔结凝灰岩中,主要含铌矿物为铌铁矿、烧绿石、铌易解石等。初步认为铌矿找矿前景较大。

粗面岩类;铌矿;找矿前景;竹溪

秦岭—大别造山带之秦岭弧盆系之竹山陆缘裂谷广泛分布有早古生代碱性岩墙群,分布于紫阳—平利—竹溪一线,它们来自于与地幔柱活动密切相关的富集地幔源区,是大陆裂谷发育早期阶段的产物[1]。近几年在碱性岩墙群粗面岩中发现稀有稀土矿化[2-3],竹溪地区广泛分布粗面岩类,有较大寻找稀有稀土矿的前景。

本文依托湖北省地质局第八地质大队2012—2014年开展的“竹溪地区矿产地质调查”项目,在综合研究前人资料及研究成果的基础上,系统总结项目成果,希望对该地区与碱性粗面岩类相关的稀有金属矿床的寻找起到一定指导作用。

1 成矿地质背景

研究区位于秦岭—大别造山带之秦岭弧盆系,地处曾家坝断裂北侧(图1),自中、晚元古代以来,研究区经历了复杂、多期、多样的构造、火山、岩浆活动等地质作用。区内早古生代地层发生大规模中—浅区域变质作用,局部低级接触热变质作用;早古生代岩浆活动频繁,出露基性火山岩和碱性粗面岩类;经历六期构造变形,基本构造格架形成于晚三叠世—侏罗纪早期陆—陆碰撞,属武当—随南逆推带。

研究区位于东秦岭Au—Ag—Mo—Cu—Pb—Zn—Sb—非金属成矿带(Ⅲ级),竹山地区(襄广断裂带北侧)金银铌—稀土成矿带(Ⅳ级)西南部,稀有稀土矿成矿地质条件好。

图1 研究区大地构造位置图Fig.1 Tectonic location map of study area

1.1 地层

1.2 岩浆岩

竹溪地区岩浆活动频繁(图2),侵入岩主要为古生代基性—超基性岩和碱性杂岩类。总体呈北西向展布,与区域构造线一致。岩体以顺层侵入为主,亦有斜切地层现象,大多具浅成、超浅成侵入岩特征。其中碱性杂岩呈岩脉或岩床产出,大致沿NW向展布,岩石类型主要有次粗面岩、粗面斑岩等。由于岩石能干性较强,晚期区域变质作用对其影响较小,变形变质程度较弱。区内较典型的碱性杂岩体为洪石杂岩体,呈小岩株产出,岩石呈灰白色,具斑状结构,块状构造。

图2 研究区地质简图Fig.2 Generalized geologic map of study area

区内火山岩较发育,岩石类型以基性火山岩、中—酸性火山岩为主,形成于古生代志留纪,产于梅子垭组、大贵坪组中,以基性火山岩、粗面岩类为主。粗面岩类是竹溪地区主要的赋铌矿岩石,岩石类型包括溢流相的粗面质熔岩、粗面质熔结凝灰岩、粗面质熔结角砾岩;火山爆发崩塌相的火山角砾岩、火山集块岩;浅成侵入相的次粗面岩、粗面斑岩、粗面质隐爆角砾岩等。

1.3 构造

竹溪地区大地构造位置属秦岭—大别造山带(Ⅰ级)秦岭弧盆系(Ⅱ级)武当—随南逆推带(Ⅲ级),总体显示出以北西向构造岩片和叠瓦状逆冲推覆体相互拼贴为主体和北东向脆性断裂相互交切形成的条块网格结构。区内主要断裂为曾家坝断裂,初始形成阶段为地壳伸展机制下滑脱韧性剪切,之后在陆—陆碰撞环境下逆冲推覆,次级断裂主要为逆冲推覆断裂,局部为北东向断裂切割。

1.4 地球化学特征

本次1∶5万竹溪县幅、泉溪幅、蔡家坝幅水系沉积物测量,共分析测定了13种元素。结果显示呈北西—南东向展布的碱性岩墙群具多处以Nb、La、Ce为主导元素的异常。Nb、La、Ce高背景和高值区的分布基本吻合,主要岩性为粗面斑岩、次粗面岩等,反映Nb元素在粗面岩类中相对富集,异常展布与粗面岩类分布相吻合。

2 矿体地质特征及找矿规律

该区已发现铌矿点4处,分别为黑山铌矿点、野虎寨铌矿点、柳树村铌矿点、泉河铌矿点,矿体主要赋存于粗面岩类中,含矿岩石为粗面质熔结凝灰岩、粗面质凝灰熔岩、粗面质角砾熔岩等,矿体呈北西向似层状展布。各矿点地质特征大致相似。

2.1 矿体特征

2.1.1 黑山铌矿点

该矿点含矿岩性为次粗面岩、弱硅化次粗面岩、角砾状次粗面岩。圈定1个铌矿体,矿体呈北西—南东向展布,矿体呈似层状,地表出露长度约1.2 km,矿体厚度约15～40 m,总体倾向10°～50°,平均倾向41°,总体倾角45°～78°,平均倾角60°,形态较规则,内部无夹石,矿石有用组分较均匀,厚度较稳定。矿体Nb2O5含量0.075 0%～0.089 1%,平均含量约0.083 5%。

2.1.2 野虎寨铌矿点

该矿点含矿岩性为粗面质晶屑岩屑熔结凝灰岩、粗面质角砾熔岩。通过地表稀疏工程控制,圈定3个铌矿体,矿体呈北西—南东向展布,地表出露长度约1.2～1.3 km,矿体厚度约10～30 m,矿体倾向30°～60°,平均倾向50°,总体倾角48°～65°,平均倾角50°,矿石有用组分较均匀。矿体Nb2O5含量0.075%～0.098%,平均含量约0.082 1%。

图3 矿石显微特征

2.1.3 柳树村铌矿点

该矿点含矿岩性为粗面质晶屑岩屑熔结凝灰岩、粗面质角砾熔岩、碱质粗面岩。通过地表稀疏工程控制,圈定2个铌矿体,矿体呈北西—南东向展布,地表出露长度约0.8～2.0 km,矿体厚度约10～40 m,矿体总体倾向26°～42°,平均倾向35°,总体倾角35°～57°,平均倾角50°。Nb2O5含量0.071 8%～0.091 3%,平均含量0.081 1%。

2.1.4 泉河铌矿点

该矿点含矿岩性为粗面质晶屑岩屑熔结凝灰岩、粗面质角砾熔岩、碱质粗面岩。通过地表稀疏工程控制,圈定2个铌矿体,矿体呈北西—南东向展布,其中Ⅰ号矿体地表出露长度约4 km,矿体厚度约10～20 m;Ⅱ号矿体地表出露长度约0.8 km,矿体厚度约14 m,矿体总体倾向30°～45°,平均倾角40°,总体倾角60°～62°,平均倾角61°。Nb2O5含量0.069 1%～0.090 4%,平均含量约0.080 6%。

2.2 矿石特征

矿石类型主要有粗面质晶屑岩屑熔结凝灰岩型、粗面质熔结凝灰岩型、粗面质角砾熔岩型等。岩石呈灰—深灰色,具变余斑状结构、变余粗面结构,块状构造、角砾状构造、流动构造等,斑晶由碱性长石、黑云母等组成,长石呈半自形板状,有的边部被熔蚀成港湾状,裂纹发育,裂纹内被绢云母、碳酸盐等充填,黑云母有暗化现象;基质主要有钠长石、黑云母、绢云母、绿帘石、绿泥石及少量方解石、石英等,钠长石呈微晶状,具定向分布;副矿物有黄铁矿、白钛石、独居石、榍石、褐钇铌矿、铌易解石、铌铁矿等。

矿石中含铌矿物粒度十分细小,约2～30 μm,主要含铌矿物为铌易解石—易解石、铌铁矿—铌锰矿、钛铁矿、金红石、烧绿石、榍石[4]。含铌矿物常充填于脉石矿物粒间或呈细脉状分布于岩石中(图3)。

2.3 资源量估算

竹溪地区所发现的铌矿赋存于志留纪粗面岩类中,属碱性火山岩型铌矿床,《稀有金属矿产地质勘查规范》 中尚无该类型矿产的工业指标,本次圈定矿体暂采用“原生铌矿床”工业指标,具体如下:边界品位Nb2O5≥0.05%;最低工业品位Nb2O5≥0.08%;最小可采厚度5 m;夹石剔除厚度≥5 m。

初步估算竹溪地区4处铌矿点Nb2O5334资源总量约7.73万t,达到中型铌矿床规模,反映竹溪地区具有较好的铌矿成矿条件。

3 找矿标志

竹溪地区铌矿主要赋存于志留纪粗面岩类,主要岩性为粗面质晶屑岩屑熔结凝灰岩、粗面质熔结凝灰岩、粗面质角砾熔岩等。通过地质资料的收集和研究,建立了该模式下的找矿标志,为指导竹溪地区或其他地区的找矿工作有重要的借鉴作用。

(1) 岩性标志:粗面质晶屑岩屑熔结凝灰岩、具有流动构造的粗面斑岩、含浅红色钾长石斑晶的粗面岩、粗面质角砾熔岩等是主要的找矿标志。

(2) 地球化学标志:出现规模大、强度高的Nb、La、Ce等稀有稀土元素异常且浓集中心明显及具多级浓度分带。

(3) 地球物理标志:用地面γ能谱仪测定岩石,特征值服从关系式1.0547.7,K<5.55的岩石,是铌矿赋存的主要岩石。

(4) 快速分析仪测定:野外用便携式快速分析仪测定,可测定岩石中Nb等元素的含量,能正确区分出含矿岩系和不含矿岩系。

4 找矿前景分析

竹溪地区发现的铌矿体赋存于志留系粗面岩类中,按照Nb2O50.08%工业指标圈定矿体,达到中型铌矿床规模。

根据对4处铌矿点地表工程样品结果的分析,矿化带样品结果Nb2O5品位变化较小,集中在0.070%～0.079%之间,矿化带内岩性与按0.080%圈定的矿体岩性基本一致,考虑到矿化厚度大、连续性好(无夹石)且品位变化较小,属新的矿床类型(碱性火山岩型)。若按0.07%的品位指标圈定矿体,竹溪地区Nb2O5334资源量将达到64.9万t特大型矿床的标准。

区内构造发育,岩浆活动频繁。区内矿产与岩浆活动及构造密切相关,尤其是北西向断裂构造的控岩、控矿十分明显。竹溪中峰—泉溪—天宝一带内铌、镧、铈异常强度高、规模大,主要分布于粗面岩类所分布的范围内。从Nb、La、Ce地球化学图上可以看出,它们的高背景—高值分布区与粗面岩类分布区相吻合,北西—南东延伸长度达54 km左右,面积达300 km2左右。另外在竹溪幅的甘家岭、黄莲山—谢家塔、泉溪幅的黑山等地亦有高值分布。本次工作在泉溪幅的黑山、野虎寨,蔡家坝幅的柳树村、泉河一带新发现了规模较大的铌矿体。陕西省镇坪一带报道的特大型铌矿资料显示与本项目新发现的矿体特征相同,属同一成矿类型。

沿该粗面岩分布区域上近年来新发现了较多的铌、金、铅锌、萤石等金属、非金属矿产,如陕西省镇坪特大型铌矿、平利大磨沟锌矿。本次工作所发现的野虎寨铌矿、柳树村铌矿、秋沟塘金矿点等均处于此带上。这些成果表明已形成一个以粗面岩类为赋矿岩石,以铌矿为主的稀有、稀土、贵金属、非金属成矿带的雏形。同时表明在竹溪地区寻找稀有、稀土、贵金属、非金属等矿产具有较大的潜力。

5 结语

通过以上研究,本文取得以下主要认识:

(1) 研究区发现的铌矿化带主要赋存岩石为志留系粗面岩类,达到中—大型铌矿规模,表明竹溪地区有较好寻找铌矿的潜力。

(2) 竹溪地区志留系粗面岩类大范围出露,具有类似成矿地质条件和综合化探异常找矿远景区,成矿潜力巨大,只要加大勘探投入,有望进一步发现规模更大的矿体。

[1] 张成立,高山,张国伟,等.南秦岭早古生代碱性岩墙群的地球化学及其地质意义[J].中国科学:D辑 地球科学,2002,32(10):819-829.

[2] 段湘益,王海元.陕西省安康某地区铌矿地质地球化学特征[J].矿产与地质,2007,21(6):657-661.

[3] 刘万亮,刘成新,杨成,等.南秦岭竹溪天宝一带铌矿地质特征及找矿前景分析[J].资源环境与工程,2015,29(6):779-784.

[4] 魏均启,鲁力,吴建,等.湖北竹溪县某铌矿矿物组成及铌的赋存状态[J].矿产综合利用,2016,17(2):74-77.

(责任编辑：于继红)

Geological Characteristics and Prospecting Potential ofNiobium Ore in Zhuxi Area,Hubei Province

WANG Shuaijun, CHEN Zhiwen, JIANG Chen, CHEN Hao, XIANG Chengye

(EighthGeologicalBrigadeofHubeiGeologicalBureau,Xiangyang,Hubei441002)

Zhuxi area is located in Qinling-Dabie orogen belt of Qinling arc basin system of Zhushan continental margin rift,rift bimodal volcanic rocks of the Silurian distributed widely,is the favorable position of area of rare earth ore.According to the result of the 1∶50 000 sediment survey in Zhuxi、Quanxi、Caijiaba,Nb,La,Ce abnormalities area in the alkali trachyte. 4 niobium ore occurrences are found in alkali trachyte,ore bodies occur in the trachytic welded junction angle breccia,ignimbrite containing ore bearing lithology trachytic crystal and lithic fused tuff,rough crystalline lithic tuff lava etc.,mainly containing niobium minerals columbite,pyrochlore,aeschynite and so on. The preliminary view is that the prospect of niobium ore prospecting is great.

trachyte; niobium ore; prospecting potential; Zhuxi

2016-08-29;改回日期:2016-10-09

王帅君(1989-),男,助理工程师,地质学专业,从事地质矿产勘查工作。E-mail:947665088@qq.com

P618.79

A

1671-1211(2016)06-0813-04

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.06.003

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20161109.1112.006.html 数字出版日期:2016-11-09 11:12