四川容须卡矿区稀有金属伟晶岩的原生晕特征

詹胜强，廖兴建，岳大斌，陈加中，周勇



四川容须卡矿区稀有金属伟晶岩的原生晕特征

詹胜强，廖兴建，岳大斌，陈加中，周勇

（四川省地质矿产勘查开发局四○二地质队，成都 611730）

容须卡南锂辉石矿位于松潘—甘孜造山带主体的东南侧，雅江穹状变质体群内，至今已发现甲基卡大型锂辉石矿、容须卡锂辉石矿，为扬子地台西缘地区稀有金属矿集中产出区之一。该区成矿条件优越，具有形成大型、超大型稀有金属锂辉石矿床的条件，找矿潜力巨大。本文在详细研究容须卡锂辉石矿区原生晕特征及脉体元素组合分带规律来研究伟晶岩分带及稀有金属成矿规律的基础上，提出了在浅覆盖区寻找隐伏的稀有金属伟晶岩矿脉的找矿方法，为该区找矿突破提出了新的思路。

锂辉石；原生晕；伟晶岩；容须卡

容须卡南锂辉石矿处于松潘—甘孜造山带主体的东南侧，鲜水河断裂的西侧，雅江穹状变质体群内（图1）。随着造山运动的发生，自晚古生代以来，特别是中生代，花岗岩岩浆作用强烈，活动期次频繁，规模巨大，所形成花岗岩岩石种类众多，分布十分广泛，为稀有矿产的成矿提供了物质来源。

图1松潘—甘孜造山带构造图（据许志琴等，1992）

Ⅰ.羌塘-昌都陆块；Ⅱ.松潘-甘孜造山带；Ⅲ.扬子陆块；1.蛇绿混杂岩带；2.滑脱带；3.逆冲断层；4.飞来峰；5.平移断层；6.深层高温韧性滑脱剪切带出露范围；7.褶皱轴线；8.中生代花岗岩；9.韧性滑移方向

图2 容须卡南锂辉石矿地质简图

1.微斜长石-钠长石型伟晶岩脉；2.钠长石锂辉石型伟晶岩脉；3.含铍伟晶岩脉；4.新都桥组一段5.三叠世花岗闪长岩；6.十字石带；7.红柱石带

1 矿床地质特征

矿区位于容须卡穹窿东南部。容须卡穹窿轴向15°，北东翼宽阔，南西翼狭窄，穹窿南西端至安第比得巴河倾没，形成一弧形构造，其轴部地层倾角30°～40°，两翼倾角30°～70°。

区内主要出露地层为三叠系上统新都桥组一段（T3xd1），主要岩性为灰色、深灰色含石榴石红柱石黑云石英片岩、含石榴石红柱石二云石英片岩、含石榴石红柱石黑云石英片岩互层为主夹少许灰色、深灰色红柱石黑云石英片岩、深灰色变质砂岩。容须卡矿区的三叠系地层经历了多期次、多类型变质作用的叠加。根据区内主要变质时期所产生的标型变质矿物及其共生组合特征，按渐进变质程序将矿区划分为四个变质带： 黑云母带→红柱石带→十字红柱石带→十字石带，各带均为渐变过渡关系。

钠长石-锂辉石伟晶岩脉主要出露于红柱石带。目前矿区共发现伟晶岩79条（图2），其中有27条含矿伟晶岩脉，这27条含矿伟晶岩脉中有9条为钠长石-锂辉石伟晶岩脉，有18条含Be伟晶岩脉，类型为微斜长石-钠长石型。岩脉大致可以分为二组，一组为近南北向分布，倾向东，倾角较陡；另一组多呈北东～南西向分布，倾向南东。钠长石-锂辉石伟晶岩脉一般长100～150m，最长300m，一般厚3～5m，最厚13m。Li2O品位 0.71%～1.348%。含Be伟晶岩脉一般长45～110m，最长180m，一般厚0.8～4m，最厚15m。BeO品位 0.043%～0.0748%。

不具工业价值的伟晶岩脉规模较小，类型为微斜长石-钠长石型，长一般20～40m，最长140m，厚一般为0.7～1.5m，最厚10m。这类伟晶岩脉形态简单，呈单脉产出，在地表及钻孔中均有出现。

图3 №54号脉矿物分带结构图

最近几年，在川西北可尔因岩体及甲基卡穹隆，大型超大型的锂辉石矿不断被发现，而容须卡矿区目前发现的伟晶岩脉数量远远小于上述2个矿区，钠长石-锂辉石伟晶岩脉数量少，在扎啊出露的№1、№6号脉地表出露宽度大于10m，沿倾向施工钻孔验证，未能见矿。№54号脉沿倾向128m左右开始尖灭。容须卡矿区地表并未发现成矿母岩，矿区钠长石-锂辉石型伟晶岩脉数量较少，不清楚是尚未出露还是已经剥蚀。

因此，通过容须卡锂辉石P16线№54号脉及2个钻孔和№6脉进行实验性岩石地球化学测量，摸清元素共生组合特征及元素垂直（水平）分带关系，建立容须卡稀有金属矿床地球化学找矿标志，探索原生晕测量方法在矿区有效性。

表1 容须卡锂辉石矿区样品含量表

2 伟晶岩分布与分带

容须卡矿区的伟晶岩脉围绕容须卡穹窿带状分布，由内到外为微斜长石型（Ⅰ）、微斜长石-钠长石型（Ⅱ）、钠长石型（Ⅲ）、钠长石-锂辉石型（Ⅳ）、锂（白）云母型（Ⅴ），容须卡矿区位于容须卡穹窿东南部，矿区内主要出露微斜长石-钠长石型（Ⅱ）、钠长石型（Ⅲ）、钠长石-锂辉石型（Ⅳ）伟晶岩脉（图2），其中微斜长石-钠长石型伟晶岩脉（Ⅱ）位于十字石带，本带主要为Be矿化，钠长石型（Ⅲ）、钠长石-锂辉石型伟晶岩（Ⅳ）位于红柱石带，本带为Li、Be矿化。

表2 容须卡锂辉石矿区样品含量比值表

容须卡矿区各伟晶岩单脉的分带构造发育不完全，通常在脉体中部膨大部分脉体分带构造明显，可以划分为3~5个带，脉体两端和细脉往往分带不明显，只能根据矿物粒度划分为块体带、粗晶带和细晶带。

№54号脉矿物在容须卡矿区分带结构发育较为典型（图3），由内往外为：石英内核→石英-锂辉石带→石英-白云母带（下盘）→微斜长石带（上盘）→钠长石-锂辉石带→白云母-钠长石带。

3 伟晶岩原生晕特征

3.1 地球化学特征分析

本次共采集160余件样品，分别为背景样（三叠系上统新都桥组一段（T3xd1）红柱石带的红柱黑云石英片岩），钠长石-锂辉石型伟晶岩脉（№54号矿脉三个中段、№6号矿脉），微斜长石-钠长石伟晶岩脉（Li、Be远远未达到工业品位），分析项目为B、F、Li、Ba、Be、Nb、Ta、W、Sn、Bi、Mo、K、Na、Rb、Cs、Zr、Hf共17个元素（表1）。

通过微斜长石-钠长石伟晶岩、钠长石-锂辉石型伟晶岩与背景样红柱黑云石英片岩元素含量比值（表2）及元素比值（表3），可以看出：

表3 容须卡锂辉石矿区样品含量比值表

　K/NaNb/TaRb/Cs（Nb+Ta）/SnF/LiNa/Li稀碱总量Li+Be+Rb+Cs 钠长石-锂辉石型伟晶岩0.582.596.731.570.077.744504.73 微斜长石-钠长石伟晶岩0.981.669.581.163.11122.94460.02 红柱黑云石英片岩2.189.9110.207.306.95154.99277.62

表4 伟晶岩类型判断表

1）Ba、K、B、Mo、F、Zr、Hf元素在伟晶岩中都为亏损，特别是Ba、Zr、Hf元素；

2）Na元素在微斜长石-钠长石伟晶岩为亏损，在钠长石-锂辉石型伟晶岩为富集；

3）Nb、Li、Be、Sn、Bi、W、Rb、Cs、Ta在伟晶岩中富集，Na、Nb、Rb、Sn、Cs、Ta元素在钠长石-锂辉石型伟晶岩含量基本为微斜长石-钠长石伟晶岩的一倍以上，Li、Be、Bi元素为数倍以上，Li、Bi元素甚至达到36倍和17倍以上；

4）富含稀有金属岩浆在分异演化中，伟晶岩由低类型向高类型演化过程中，挥发份逐渐降低，但浓度逐渐升高，其稀有、微量金属元素组分浓度也逐渐增大，F、B等挥发份元素含量由背景值→微斜长石-钠长石伟晶岩→钠长石-锂辉石型伟晶岩逐渐降低，稀有金属含量逐渐升高，Li、Be元素甚至富集了几十倍；其F/Li由背景值的6.95降至0.07；

5）长石由奥长石逐渐演变为微斜长石、钠长石的过程中，K、Na、Rb、Cs含量也相应产生变化，一般来说，奥长石→微斜长石→钠长石-锂辉石过程中，K含量降低，Na含量增加，K/Na由背景样的2.18降至钠长石-锂辉石伟晶岩的0.58，Rb/Cs由10.2降至6.73。

6）Nb、Ta矿化一般与钠长石化关系密切，多赋存于锡石之中，由微斜长石-钠长石伟晶岩→钠长石-锂辉石型伟晶岩演化过程中，Nb的富集倍数由0.81倍升至1.84倍，Ta由4.81倍升至7.04倍，Sn由7.38倍升至10.78倍，Nb/Ta比值由1.66升至2.59，（Nb+Ta）/Sn由1.16升至1.57。

7）Li、Be矿化也与钠长石化关系密切，由微斜长石-钠长石伟晶岩→钠长石-锂辉石型伟晶岩演化过程中，Li富集了36倍，Be由18.96倍升至86.06倍。稀碱总量由460.02PPm升至4 503.73PPm，Na/Li由122.94降至7.74，Na/Be由182.33降至92.52；

8）通过元素比值来大致判断伟晶岩的类型（表4）。

综上所述，稀有金属元素的演化与成矿，基本上是碱性降低，元素活性增强的一个演化过程：K（微斜长石）→Na（钠长石）→Li（锂辉石、锂云母）→Cs（铯云母）。

3.2 原生晕异常特征

稀有金属伟晶岩脉在侵入围岩，与围岩发生蚀变交代作用，并伴随着脉体自身气液组分在压力的作用下向围岩渗透和扩散，因此在围岩形成中既有交代蚀变的矿物晕，也有元素渗透形成的原生晕，往往交代蚀变形成的矿物晕局限于近矿围岩，而渗透形成的原生晕则取决于元素的化学活性，往往局限于矿体一定范围之内。Zr、Hf、Ba、K元素原生晕（图4）为负异常，其范围局限于脉体内部，具有非常明确的指向性。

B、F元素原生晕（图4）脉体内为负异常，近矿围岩为正异常（远远高于背景值），原因是伟晶岩岩浆在结晶过程中，岩浆中的挥发份B、F元素与围岩发生交代蚀变作用，并大量富集形成电气石、黑云母，形成近矿围岩的B、F高异常。

图4 部分元素地球化学及预测图

Na、Be、Nb、Ta、Sn、W、Rb元素原生晕（图4）为正异常，且扩散范围不大，仅限于近矿围岩1-20m范围内，Li、Cs元素（图4）原生晕为正异常，扩散距离在80~100m范围内。

说明伟晶岩岩浆挥发份的扩散以渗滤作用为主，由于Nb、Ta、Sn、W、Rb元素化学活泼性差，其扩散距离不远。Li、Cs元素活动性强，其扩散距离远大于其他元素。因此利用原生晕测量可以比较精确的定位和发现隐伏的脉体。但受扩散距离的限制，其覆盖层厚度应小于100m。

3.3 原生晕分带特征与成矿预测

通过对№54号脉地表探槽、钻孔ZK1601、ZK1602钻孔、№6号脉地表探槽采集原生晕样品，以研究元素在矿体的垂直分带和水平分带特征。

3.3.1 垂直分带特征

计算采用C.B.格里戈良（1975）指示元素的分带指数计算元素的分带指数。首先，按照地表探槽，ZK1601、ZK1602见矿位置划分为3个中段，分别是3350m水平、3310m水平、3246m水平；然后求出各水平元素的标准化线金属量。然后再求出各元素在本水平上的分带指数，在同一水平的元素采用分带指数的变化梯度差（ΔV）确定相互位置。№54号脉原生晕垂直分带顺序（由上往下）为：

Nb→K→Li→Ba→Be（3350水平）；Rb→Bi→W→Na→Hf→Zr→Mo（3310水平）；F→Cs→Sn→B→Ta（3246水平）。

3.3.2 水平分带特征

按照矿体，近矿围岩、背景区划分为3个带，分别是内带、中带、外带；然后求出各带元素的标准化线金属量。然后再求出各元素在本带的分带指数，在同带的元素采用分带指数的变化梯度差（ΔV）确定相互位置；

№6号脉原生晕的水平分带顺序（由内往外）为：Na→Li→Ta→Bi→Be→Sn（内带），Hf→Nb→W→Rb→Ba→Zr（中带），Mo→K→F→Cs→B（外带）。

№6号脉以交代蚀变作用为主，从元素分带来看，其内带元素以Na、Li、Ta、Bi、Be、Sn为主，与钠长石化关系密切，外带元素Mo、K、F、Cs、B与白云母化、电气石化关系密切，这与№6号脉矿物分带顺序基本一致。

№54号脉3310水平原生晕的水平分带顺序（由内往外）为：Bi→F→Li→Be→W→Zr→Mo→Hf内带），

Nb→Ba→Ta→Sn→Rb→Cs（中带），K→Na→B（外带）

№54号脉矿物分带顺序由内往外为（图3）：石英内核→石英-锂辉石带（Li、Be、W、Mo）→石英-白云母带（Rb、Cs、Ta）（下盘）→微斜长石带（上盘）→钠长石-锂辉石带→白云母-钠长石带（K、Na、B）；从中可以看出其矿物分带顺序与原生晕的水平分带顺序也基本吻合。

总的来看，母岩顶部的高温汽液混合物进入围岩裂隙，在单个脉体的纵向变化规律不强，而与母岩岩浆房距离的远近有关，脉体厚、膨大部分，保温性好，其结晶慢，分异好，分带性就强；脉体薄、尖灭部分，保温差，结晶快，分异强，分带性就差。

3.3.3 浅覆盖盲矿的预测

根据本次原生晕测量成果预测：在№6号脉以西P01DH21点处、№54号脉ZK1602约20～30m处下方有隐伏的钠长石-锂辉石型伟晶岩脉产出（图4），在P01DH21点处的隐伏脉体顶板离地表在20m以内，№54号脉处隐伏脉体顶板离地表在20~100m范围内。建议下步勘查工作对本次预测进行工程验证，为原生晕测量提供基础依据。

4 结论

在详细研究稀有金属伟晶岩脉的地球化学特征及原生晕特征的基础上，提出了在浅覆盖区寻找隐伏的伟晶岩型稀有金属矿的找矿方法，为本区找矿突破提出了新的思路：

1）伟晶岩原生晕主要以渗透晕为主，Zr、Hf、Ba、K元素在脉体处为负晕，F、B元素脉体处为负晕，近矿围岩为高异常，这与围岩的交代蚀变作用关系密切。Na、Be、Nb、Ta、Sn、W、Rb元素为正晕。一般情况下，只有Li、Cs元素原生晕范围最远能达100m，其他元素原生晕范围最远能达脉体20m范围内。这决定了伟晶岩原生晕测量找寻隐伏脉体的方法仅适用于浅覆盖区（0~100m），但该方法具有极高的指向性和精确度。

2）首次对矿区稀有伟晶脉建立了元素水平分带和垂直分带序列。伴随着岩浆结晶分异的过程，元素向着碱性降低，活性增强（K→Na→Li→Cs）演化。伟晶岩原生晕垂直、水平分带序列与伟晶岩矿物分带结构基本吻合。

3）通过对矿区部分地段进行原生晕测量，预测了2处隐伏的伟晶岩脉矿体，有待进一步工程验证。

最后，由于本次原生晕测量为试验性质，样品数据偏少，代表性较差。文中个别观点有待证实，不同类型伟晶岩带状分布的原生晕特征和不同类型伟晶岩元素地球化学特征和原生晕特征及水平垂直分带序列需要更多数据来总结和归纳，以进一步完善和总结伟晶岩地区原生晕找矿模型，为浅覆盖区原生晕找矿提供理论依据。

参考文献:

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Primary Halo of Rare Metal Pegmatite in the Rongxuka Spodumene Deposit in Sichuan

ZHAN Sheng-qiang LIAO Xing-jian YUE Da-bin CHEN Jia-zhong ZHOU Yong

（No. 402 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 611743）

The Rongxuka spodumene deposit lies in the Yajiang domal metamorphic terrane on the southeastern side of the Songpan-Garzȇ orogenic belt where the Jiajika spodumene deposit occurs. This paper has a discussion on characteristics of primary halo of the Rongxuka spodumene deposit and zoning and rare metallic ore-formation of the pegmatite, puts forward a method searching for blind rare metallic pegmatite ore vein.

spodumene; primary halo; pegmatite; Rongxuka

P632 ＋.2; P618.71

A

1006-0995（2016）03-0472-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.03.029

2015-09-18

本项目数据来源于四川省地质勘查基金项目.四川省道孚县容须卡南锂辉石矿普查项目

詹胜强（1973-），男，硕士，工程师，长期从事地质矿产资源调查工作