云南龙陵县团坡铷矿的富集规律

侯良刚，袁 玲，袁科琪

(云南省有色地质局楚雄勘查院，云南 楚雄 675000)

云南省龙陵县县团坡铷矿区位于三江造山系保山微陆块潞西地块。地处南北向怒江大断裂弧形构造与呈北东向展布的大雪山-等养复式背斜形成的近三角形区域构造的夹持地带。该区地层主要为具地槽型复理石沉积特征的寒武系公养河群，后期叠加了加里东晚期酸性侵入岩。

1 矿区地质

1.1 矿区地层

矿区内出露地层较为单一，除北部零星见第四系坡积层分布外，仅在矿区东侧出露寒武系公养河群，可进一步分为上、下段两段。

(1)寒武系公河群上段(∈gn2)：上部为黑、灰色条带状板岩夹灰绿色细砂岩及少量硅质岩、泥质条带灰岩，常见黄铁矿小晶体沿层分布，底部板岩中含海绵骨针、三叶虫碎片及椭园形印痕化石；下部黑灰色中厚层状细粒长石石英砂岩夹黑色板岩，底为粗粒砂岩。

(2)寒武系公养河群下段(∈gn1)：上部为灰、黄灰色中厚层状细粒长石砂岩夹黑色板岩及少量灰岩透镜体，近底砂岩中含藻类化石；中部灰色薄层状细砂岩夹少量灰黑色板岩；下部顶为黄、灰色薄层状灰岩，底为灰色块状中～细粒石英砂岩夹板岩。

1.2 矿区地质构造

矿区位于桃子寨向斜西翼，向斜轴向呈北东30°方向延伸，轴长20Km。该向斜为一不对称的长轴向斜，南延为怒江大断裂所切。北段轴部出露地层为寒武系公养河群上段(∈gn2)，南段轴部出露地层为寒武系公养河群下段(∈gn1)，两翼地层有倒转现象，西翼倾角45°，东翼为38°～70°。

1.3 岩浆岩

矿区内岩浆岩主要为松坡岩体(图1)，松坡岩体侵位于寒武纪地层中，属壳源型(S型)二长花岗岩类，与临近的平河岩体一起作为本区域加里东期花岗岩的代表，平河岩体Rb-Sr中全岩等时线年龄为525.9±13.4Ma，黑云母K-Ar年龄为456-349Ma，松坡岩体地质年代稍晚于平河岩体。

其次矿区内见少量后期侵入的辉绿岩，呈脉状穿插于花岗岩中，辉绿岩脉脉宽10cm～80cm不等，最长可达100多m，并具有分枝现象。

2 松坡岩体特征

松坡岩体与铷矿体的关系密切，其因岩浆分异作用而形成的细粒相含云二长花岗岩也是含矿母岩。

图1 龙陵县团坡铷矿地质简图

2.1 松坡岩体出露及岩石特征

岩体呈岩株产出，平面上呈顶角向南之不规则三角形状。出露面积约40Km2。出露最高点为杨新爷坟，海拔标高2127.2m，最低标高位于矿区南部的绿根河河谷，海拔标高约1120m，相对高差大于1000m。

从岩体出露的总体地点上看，岩体主要出露于矿区北部最高峰杨新爷坟山顶附近，东部、南部、西部出露海拔标高相对较低，这三个方向出露的岩浆岩均为中粒含云二长花岗岩，其顶部的细粒含云二长花岗岩已被剥蚀，仅在北部海拔标高较高处有所保留。

岩体按粒度分为两个相带，即中粒含云二长花岗岩相和细粒含云二长花岗岩相，两相矿物组成相同，均为石英(30%)、长石(包括钾长石、斜长石，含量35%)、云母(绢云母、白云母，含量10%)，见少量金属矿物(表1)，二者仅矿物粒度存在一定程度的差异，中粒者粒度主要在0.5mm～1.8mm之间，细粒者粒度大多在0.02mm～0.45mm之间，两相间界线不明显，呈渐变过渡，由边缘向中心，粒度由细变粗。

表1 松坡花岗岩体岩石矿物简表

续上表

类型矿 物分 子 式粒度(mm)含量(%)硫化物黄铜矿CuFeS20.005-0.05偶见黄铁矿FeS20.03-0.22偶见磁黄铁矿Fe1-xS0.05-0.1偶见闪锌矿ZnS0.05-0.1偶见方铅矿PbS0.01-0.12偶见白铅矿PbCO30.02-0.05偶见毒砂FeAsS0.05-0.1偶见

2.2 岩体地球化学特征

据岩石主元素分析结果(表2)显示，岩体的Si2O含量为73.77%～74.25%，平均73.95%；钾、钠含量较高，K2O含量为3.91%～4.17%，平均4.06%；Na2O含量为3.75%～4.10%，平均3.92%；K2O+Na2O变化在7.66%～8.27%之间，平均3.99%；K2O/Na2O的值变化不大，在0.95%～1.02%之间，二者含量较为相近；Al2O3含量为12.67%～13.24%之间，平均12.92%；MgO含量较低，为0.07%～0.09%之间，平均0.08%；总体上看岩体相对富钾、富铝，属于高钾钙碱性系列二长类花岗岩(图2)。

表2 岩体主量元素成分表

图2 松坡岩体花岗岩SiO2—K2O图解(据Peccerilo.R)

由于受岩浆结晶顺序的影响，中粒含云母二长花岗岩分布于岩体中部，Rb2O含量为0.015%～0.043%。细粒含云母二长花岗岩分布于岩体边部，Rb2O含量为0.078%～0.143%，为铷矿的含矿母岩，矿石中Li2O 含量0.068%、Cs2O含量 0.0048%，但未能达到工业品位。

而在细粒含云二长花岗岩风化壳中，粘土层、全风化层、半(微)风化层含矿性也存在较大差异，其中强(全)风化层含铷最高，其次为弱(半)风化层，粘土(腐植土)层含铷最低。

3 矿体特征

铷矿体产于岩体偏顶部细粒含云二长花岗岩近地表风化壳中，共圈出两个工业矿体，矿体编号分别为号及Ⅱ号。

Ⅰ号矿体：位于新爷坟山顶，其后向南再折向东展布，平面上呈羊皮水袋状，面积0.16km2，剖面上整体与山坡地形一致，北高东低，剖面上厚度变化为北部山顶处较厚，向南向东逐渐变薄，矿体长约0.68km，宽122m～245m，厚1m～32.30m，平均10.5m，Rb2O平均品位0.103ω%，埋深0.6m～33.2m。

Ⅱ号矿体：位于Ⅰ号矿体南西侧，两者相距仅约70m，矿体呈北西-南东向展布，平面上呈哑铃状，面积0.111km2，剖面上整体与山坡地形一致，北西高南东低，剖面上厚度变化不大，在7m～9m之间，矿体长约0.55km，宽134m～320m，厚6.4m～9.20m，平均7.6m，Rb2O平均品位0.105ω%，埋深0.4m～30.1m。

4 铷矿的富集规律

通过收集国内发现的与花岗岩有关的铷矿矿床类型，主要有三种类型：全岩型、风化壳型、花岗伟晶脉型，团坡铷矿属于典型的风化壳型矿床。

至今自然界中尚未找到铷的独立矿物，铷主要以类质同象方式赋存在钾长石和白云母中[3]。团坡铷矿石中的铷主要以类质同象形式赋存于长石类、云母类矿物中，占总铷的87.46%，其它石英、高岭土中约占总铷的12.54%，铷在各种矿物中的分配见表3。

表3 松坡岩体花岗岩矿石中铷元素的分配率表

3.1 岩浆分异作用形成铷的初步富集

团坡花岗岩体中心粗粒相、顶部细粒相花岗岩均含铷，本次开展工作的范围内(约2.1平方千米)中粒含云二长花岗岩含Rb2O为0.015ω%～0.0645ω%，平均0.04ω%，略高于铷在地壳中的含量(0.028%)；顶部细粒含云二长花岗岩含Rb2O为0.078ω%～0.143ω%，为铷矿的主要含矿母岩，富集度为铷在地壳丰度的3～5倍，说明岩浆分异形成了铷的初次富集。

3.2 风化淋溶作用形成铷的迁移富集

团坡松坡岩体属中亚热带气候，年降雨量达1200～1500毫升，年最高气温37°C，潮湿多雨，岩体风化淋溶作用强烈。

3.2.1 铷在风化壳中的分带富集明显

团坡松坡岩体顶部细粒含云二长花岗岩风化壳从上至下可分粘土层、全风化层、半(微)风化层、基岩4类。据施工的55个浅井、5个钻孔工程化学样品结果(表4)统计分析，铷主要富集于粘土层之下的全风化层中，其次为半(微)风化层，不同粒度的花岗岩及不同风化的程度含铷也存在差异，形成铷的分带富集现象(图3)。

表4 含矿母岩各分层含Rb2O明细表

图3 钻孔ZK01-16 Rb2O含量变化曲线图

从图3区所反映的，铷在花岗岩风化壳中富集明显，且整体品位变化相对较小，整个矿区风化壳中的铷品位变化率在6%～9%之间。

3.2.2 风化壳地形及渗水深度影响铷的富集

(1)地形坡度对铷的富集影响：众所周知，较陡的地形有利于水的排泄，较缓的地形则有足够的时间来便于水的下渗，据矿区位于不同坡度的6个浅井化学样品分析结果，初步发现：地形坡度与渗水层(全风化层)中Rb2O的富集程度呈反比，表明缓坡地形中发育的风化壳有利于铷的富集(表5)。

表5 部分不同坡度的工程含矿情况对比表

(2)渗水深度对铷的富集影响：据工作区调查，自粘土层以下1m～5m的全风化层均见渗水，且地形越陡其渗水量越大，据此我们分析对比了42个浅井工程的渗水深度，并将其全风化层划分为的渗水区和位于其下部的非渗水区，经对比分析(表6)后发现：

表6 渗水区与非渗水区样品分析对比表

取样位置自上而下，渗水区样品品位总体上为逐渐变大，品位变化系数一般在5%～16%区间，个别工程达到37.8%；

非渗水区的第一个样平均品位比渗水区的第一个样平均品位有跳跃式的提高，平均高出近18个百分点，非渗水区平均品位比渗水区的平均品位高出7%。

以上说明，在全风化层顶部的渗水区所在位置，既接受粘土层下渗的含铷溶液，同时自身又由于外渗和下渗而带出铷，铷的转移是双向动态；渗水区以下至基岩层以上，则主要为单向富集，该区段富集趋势呈自上向下逐渐变弱。

4 结论：

(1)岩浆分异形成铷的初次富集，侵位于岩体边部、顶部的细粒花岗岩属岩浆分异末期的产物，较早期的中粒花岗岩含铷有明显的富集，富集度可达3倍以上。

(2)气候因素、风化壳发育程度是铷矿床的外部条件，较好的气候和植被条件加速了含矿母岩的风化，风化壳得以完整发育并具有较理想的成矿厚度。

(3)地形条件、淋溶作用对铷的再次迁移富集起到关键作用，缓坡地形更有利于风化壳中铷的下渗，同时淋溶作用让上部的含铷溶液向下迁移至全风化层或半风化层，随着时间的累积，在全风化层中的非渗水区域最终富集成矿。