张军勇
(湖南省地质矿产勘查开发局四0八队,湖南 郴州 423000)
世界铷资源主要赋存于花岗伟晶矿中、卤水和钾盐矿床中,在我国铷资源量分布较为广泛,但多存在其他矿物中,中国铷资源开发程度不高,盐湖和卤水中富含的大量铷资源,在目前的技术水平和市场条件下,工业分离和利用存在困难。但目前对铷产品的研究和发现,未来应用前景非常广阔,尚有较大的市场开发空间。
本区地层主要为侏罗系高基坪群第二亚群,上部为火山岩,矿性主要为粗安质角砾熔矿、粗安质晶屑(岩屑)凝灰熔矿、粗面安山矿、粗安质熔结凝灰矿、含角砾粗安质熔结凝灰矿,下部为灰绿色黄玉化云英矿。
火山岩中主要以角矿化为主的角矿型铷矿,规模较大,花岗岩中主要是以云英矿化为主的云英矿型铷矿,规模较小。
角矿化主要分布于花岗岩外接触带火山岩中,由火山碎屑岩经高温热液蚀变而成。因其与花岗岩接触带位置不同,蚀变强度不同,近接触带部位,矿体蚀变程度强,远离接触带部位,岩石蚀变程度相对较弱,形成角矿化火山岩。
云英岩化分布在隐伏花岗岩隆起部位,原岩主要为石英斑矿(脉)、次为碱长花岗矿,主要是钾长矿体分解成白云母,并形成与其共生的黄玉的过程,主要矿体有石英云英矿、黄玉云英矿。由于富钾的高温气热溶液沿矿体节理裂隙上升的过程中,向其两侧扩散交代,形成了以钾长矿、石英矿物为主的蚀变矿带区域,蚀变矿体常呈肉红色至红褐色。本区可归结为以下三点。
(1)地球化学特征显示,侏罗系上统高基坪群第二亚群火山周围矿体的主要成矿元素Rb的背景浓度较高,由于矿体侵入,导致矿体周围发生各种构造变动并普遍遭受热液蚀变形成硅化、黑云母化、绢云母化、绿泥矿化蚀变带,矿体中Rb等元素富集形成铷矿化或铷矿体,故该矿层是铷矿(化)体的本区主要赋矿层位。
(2)距矿体顶部愈近,角矿化愈强,铷的氧化物含量愈高;远离矿体,角矿化愈弱,并出现矿化不均匀及分枝现象,铷的氧化物含量愈低。
(3)岩浆的多次侵入,致使稍早形成的英斑矿发生交代-云英矿化作用,最后生成云英矿,热液中的Rb等元素与亲氧元素结合并沉淀,最后形成铷矿(化)体。
铷矿化与构造发育程度及蚀变强度密切相关,构造愈发育,角岩化蚀变愈强,铷矿化愈强,并形成矿体。
(1)矿区火山岩矿层中的粗安质角砾熔矿、粗面安山矿、粗安质晶屑(岩屑)凝灰熔矿、粗安质熔结凝灰矿、隐爆角砾矿等矿体中断裂及节理裂隙发育,其发育地段,不同程度遭受黑云母化、绢云母化、绿泥石化蚀变,蚀变强度随成矿体上凸而增强,并伴随铷矿化的发育。
(2)深部隐伏石英斑矿、花岗斑矿体普遍遭受云英矿化、黑云母化、绢云母化、硅化、绿泥矿化,蚀变强烈地段可形成云英矿,节理裂隙发育地段则矿体蚀变强烈,铷矿化相应强烈,可形成铷矿(化)体。
(3)区内铷矿化蚀变带呈北北东走向,长约850m,东西宽最大约920m,埋深最大约820m,平面蚀变及矿化范围与土壤测量铷异常范围基本一致,也直接控制了铷矿化体(Rb2O≥0.07%)的分布范围、规模及形态产状。
铷矿化是矿区重要的新的矿化类型,广泛发育,并具明显的矿化分带特征。根据矿床地质规律,结合铷矿化分布空间位置、赋矿层位等,可将铷矿化划分为Ⅰ、Ⅱ两个带(如图)。
图1 天堂山矿区0线剖面图
(1)Ⅰ矿化带:赋矿地层为侏罗系上统高基坪群第二亚群,矿化带岩矿性主要由蚀变的粗安质角砾熔岩矿、粗安质晶屑(岩屑)凝灰熔岩矿、粗面安山岩矿、含角砾粗安质熔结凝灰岩矿、爆破角砾岩矿(隐爆角砾岩)组成。矿化带走向南北,北高南低,南北展布长达850m,东西延展宽达743m,倾斜延深最大约486m。矿(化)带的分布范围及规模受角岩化蚀变带范围的控制。总体以岩体隆起部位分界,东部东倾、西部西倾,倾角变化大,北部缓,南部东、西两侧顺岩体界面产出,倾角达70°。
(2)Ⅱ矿化带:主要分布于深部岩矿体内接触带云英岩矿及云英岩矿化花岗岩中,北高南低,矿化带呈北北东向不规则厚板状展布,展布长最大约550m,展布宽最大约470m,倾斜延深最大约264m。以矿体岩体隆起中心垂线为界,东部东倾、西部西倾,倾角变化大,北部缓,南部顺岩体矿体接触界面产出,倾角达67°;埋深50m~420m。
据美国地调局资料,全球Rb2O储量341t。美国是铷精矿产量最大的国家,约占全球产量的48.1%,加拿大、俄罗斯也有较大产量,分别占全球总产量的18.9%和15.9%,其次试津巴布韦、莫桑布克和纳米比亚。全球铷的工业应用主要是电子工业、玻璃陶瓷、医药和催化剂等传统行业,以及电子钟、能源工业及高新技术领域,铷的全球消费量每年约10t左右,但在新能源等高新技术领域的应用具有很大潜力。北京科技大学研究预计,随着高新技术的发展和应用,未来5a~10a铷市场容量可达到数百吨规模。
了解铷的赋矿层位及矿化特征,对我国中酸性火山岩中铷矿床的勘查具有重要的指导意义。