云南姚安县老街子碱性杂岩体特征及稀土找矿前景

侯良刚，袁 玲，李徐瑾

(云南省有色地质局楚雄勘查院，云南 楚雄 675000)

姚安县老街子杂岩体处于楚雄陆内盆地中北部，位于金沙江 - 哀牢山断裂带东侧，康滇地轴西南部，大地构造位于上扬子古陆块(Ⅵ-2)楚雄陆内盆地(Ⅵ-2-12)中北部，属川滇南北向构造带的中-新生代攀西裂谷的南延部分，该构造带是扬子准地台西南缘地壳张裂较为强烈的构造—岩浆岩带。该区包含一套中、新生代河、湖相碎屑岩建造及一套喜马拉雅期富碱中酸性-碱钙性火山-斑岩建造。

1 矿区地质

1.1 矿区地层

矿区地层较为简单，主要为一套中新生界红色碎屑(砂、泥质)岩类，属硅泥质稳定岩石。出露地层有中部出露白垩系下统高峰寺组(K1g)灰白色厚层状中细粒石英砂岩，主要分布于干沟金矿以南老街子～梨梅山背斜核部；背斜两翼分别是普昌河组(K1p)紫红色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，夹少量紫、灰绿色细粒砂岩，主要分布于老街子～梨梅山背斜两翼，与下伏高峰寺组呈整合接触；东西两侧出露白垩系上统马头山组(K2m)灰色、灰紫色中厚层状含砾长石石英砂岩，长石石英砂岩、砂质、粉砂泥岩；古近系江底河组(E1j)紫红色中～厚层状泥岩，局部夹杂色、细粒长石石英砂岩；新近系上新统(N2)杂色粉砂岩、粉砂质页岩及砂砾岩(图1)。

1.2 矿区构造

矿区褶皱主要有老街子～梨梅山背斜，断裂构造主要发育北东向(F1、F2、F5)、北西向(F3、F4)两组断裂。在中部，北东向、北西向断裂与老街子～梨梅山背斜交汇部位，次级构造发育。

1.3 岩浆岩

区内岩浆岩较为发育，以喜马拉雅期浅成侵入相的黑云母正长斑岩、正长斑岩和喷出相的黑云母粗面岩为主，其次为火山角砾岩及各种岩脉。岩浆系列可划分为富碱中酸性～碱钙性火山～斑岩建造，伴随铜、钼、金、铅锌多金属矿化。

图1 姚安老街子矿区地质图

1-高峰寺组；2-普昌河组；3-马头山组；4-江底河组；5-第三系；6-花岗斑岩；7-正长斑岩；8-黑云正长斑岩；

9-石榴白斑岩；10-粗面岩；11-断层及编号；12-老街子～梨梅山背斜

2 杂岩体岩石特征

杂岩体岩石同位素年龄范围在34.9～31.3Ma之间，属喜马拉雅期产物[1]，另据前人资料，老街子火成岩-杂岩体有三个形成期次，第一期次形成黑云母正长斑岩；第二期次为火山岩及次火山岩；第三期次为火山角砾岩类。

2.1 岩相学特征

杂岩体包括浅成侵入岩类和喷出岩类两大类岩石，其中浅成侵入岩类主要包括黑云母正长斑岩、正长斑岩、白榴石斑岩、石英正长斑岩等及其它脉岩类，浅成侵入岩均呈不规则的岩珠状或岩脉产出，单个岩体出露面积均小于0.25km2。喷出岩类主要有粗面岩(黑云母粗面岩)，出露面积占岩体的50%以上，另局部可见火山角砾岩、沉凝灰岩等。

2.1.1 浅成侵入岩类

主要包括黑云母正长斑岩、正长斑岩：

(1)黑云母正长斑岩：呈不规则岩栓或岩脉产出，出露面积最大0.23km2、最小0.011km2。颜色为暗褐黄色、灰白色，风化后颜色变浅，斑状结构，斑晶由钾长石及黑云母构成，基质由钾长石及少量黑云母、辉石、石英构成。岩石普遍高岭土化、绿泥石化，局部具弱黄铁矿化及弱绢云母化。

(2)正长斑岩：呈岩脉、岩珠产出，部分正长斑岩呈岩脉穿插于黑云母正长斑岩及黑云母粗面岩中，单个岩体出露面积小于0.03km2。颜色为暗褐黄色、灰色，斑状结构，块状构造，斑晶由长石及少量黑云母组成，基质成分同斑晶。岩石蚀变强烈，主要有硅化、高岭土化、绿泥石化、黄铁矿化。

2.1.2 喷出岩类

主要包括黑云母粗面岩、火山角砾岩：

(1)黑云母粗面岩：呈中心厚、边缘薄、底面不平的“岩席”产出，分布长7.3km，宽1.5km～2.5km，面积达9.9km2，厚度大于300m。颜色多为白色、深灰色及紫色，斑状结构，块状构造，斑晶由粗大的透长石及黑云母组成，基质由透长石、黑云母及辉石等暗色矿物组成。岩石受强烈的热液蚀变，具黄铁矿化、高岭土化、绢云母化及重晶石化，并有次生绿泥石化、高岭土化、碳酸盐化。

(2)火山角砾岩：主要分布于文化村后山一带，呈层状、似层状产出，角砾磨圆度较好，大小一般为0.50×1～15×20cm，角砾成份主要为粗面岩、黑云母正长斑岩及少量泥岩、石英砂岩组成，胶结物主要为火山碎屑物。

2.2 主量元素特征

姚安县老街子杂岩体各类岩石化学特征如下：SiO2含量变化范围44.6×10-2～68.1×10-2，平均60×10-2；Na2O+K2O范围值为6.6×10-2～11.6×10-2；K2O/Na2O=1.7～6.3，平均3.18；、CaO 0.3×10-2～12.5×10-2，属钾质碱性岩石；正长斑岩SiO2含量变化范围60.14×10-2～65.35×10-2，平均63.3×10-2；K2O+Na2O含量9.42～10.98×10-2，平均10.2×10-2；K2O>Na2O，K2O/Na2O=1.04～1.6，平均1.53×10-2，这与中杨子地台西缘富碱斑岩带的岩石化学特征吻合，即本区富碱斑岩具有高碱富钾的特征，杨子地台西缘富碱斑岩带岩石的里特曼指数为3.3～6.5，皆属弱碱性岩石，而非强碱性岩石。

2.3 微量元素特征

根据云南有色地质局304队，1992年在矿区测的4条剖面岩石原生晕，共684件样品分析数据得出，与基性～超基性岩浆有关的Cr、Co、Ni三元素，火山～浅成岩中的含量比同类岩石高出几倍至几十倍，表明本矿区的原始岩浆可能为基性-超基性岩浆；微量元素富集Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素、贫Zr、Nb、Ta等高场强元素。

2.4 同位素特征

2.4.1 锶同位素

(A)杂岩群区富碱斑岩87Sr/86Sr初始值最高0.7098，最低0.7064，数据分布集中，平均0.7073。

(B)据富碱斑岩87Sr/86Sr初始值与年龄关系图，全部投影点均位于玄武岩源区以上，大陆壳增长线以下，靠近玄武岩源区一侧。表明本期富碱斑岩既含地幔组份，也含地壳组份。

2.4.2 铅同位素

区内正长岩和粗面岩所测得的206Pb/204Pb范围值为17.977～18.285；207Pb/204Pb范围值为15.503～15.594；208Pb/204Pb范围值为38.542～39.046，据207Pb/204Pb～206Pb/204Pb、208Pb/204Pb～206Pb/204Pb比值图解，区内长石铅和矿石铅具单阶演化特点(即为正常铅)；据地质环境演化曲线图解，区内斑岩体具混合源铅和地幔铅的特点，反映本区成矿特质来源于上地幔或下部地壳[1]。

2.4.3 硫同位素

据区内花岗正长斑岩中黄铁矿(3件)及石英正长斑岩中黄铁矿(3件)S同位素分析结果，其δ34S分别为0.7‰～1.7‰和1.6%～2.4‰，变化范围很窄，以重硫型为主，接近陨石硫同位素组成，说明硫源主要来自未发生明显同位素分馏效应的原生硫，反映出物源较深特征[4]。

3 稀土元素信息和特征

3.1 稀土元素信息

3.1.1 土壤地球化学稀土信息

据1∶20万大姚幅、楚雄幅地球化学测量资料显示，老街子矿区Nb、Be、Zr、La、Y等稀土稀有元素存在异常，且元素套合好，浓集中心明显，浓集中心呈近东西向展布，除Be的浓集中心自岩体向南沿非岩体区外发散及Y的浓集中心在岩体以外，其他稀土稀有元素中心均位于碱性杂岩体出露部位，且总体上受老街子火山岩～斑岩出露区控制(图2)。

3.1.2 岩石原生晕地球化学稀土信息

2013年-2015年实施的云南省姚安县老街子外围铅银金多金属矿普查共采集了6个火成岩原生晕稀土分析样品，2017年实施的云南省姚安老街子—南华石冠山铅多金属矿资源综合研究与选区项目采集了10个火成岩原生晕稀土分析样品，为了对比，另外在出露范围最广的粗面岩的强风化层间和半风化层间各采集了1个稀土分析样(样品编号老街子-H07和老街子-H04)，两次所采集样品包含了本区最典型的火成岩岩石种类，具有代表性，其分析结果(表1)可看出，矿区内包括浅成岩类和喷出岩类均具有较高的稀土元素背景值，TREE平均值为904.64μg/g，其中L REE平均值为853.65μg/g，ΣRExOy平均值为1082.88μg/g，其中轻稀土氧化物含量平均值为1021.92μg/g。

矿区内浅成岩稀土元素含量较稳定，浅成岩出露区稀土含量整体变化不大，正长岩类(包括正长斑岩、石英正长斑岩)TREE值在513～607μg/g之间，ΣRExOy在616～729μg/g之间，白榴石斑岩ΣTREE值在539～943μg/g之间，RExOy在647～1129μg/g之间，最高可达1618μg/g；而喷出岩稀土含量差距较大，尤以粗面岩为甚，TREE最低仅367μg/g，最高可达3268μg/g(注：该样采于强风化层)，其次为碱玄岩，推测这与所采样的位置及风化程度强弱存在区别所致。

图2 老街子地区稀土、稀散元素化探异常图

3.2 稀土元素特征

3.2.1 稀土元素的分馏

剔除表1中采于强风化层的老街子-H07号样后16个分析数据统计反映出，岩石中(La/Yb)N值在21～110之 间，平均值55.6，显示岩石中轻重稀土间存在较明显的分异，这与岩石ΣW(Ce)/ΣW(Y)值为16.54～62.22，平均值为29.6，两者所反映的分馏特征一致，其中正长斑岩中轻重稀土的分馏作用更强，(La/Yb)N平均值达到93.5，而碱玄岩、粗面岩质火成角砾岩、粗面岩及白榴岩类轻重稀土分馏作用较正长斑岩略弱；岩石中(La/Sm)N值为4.37～14.67，平均值为6.56，显示轻稀土内部仍存在较大的分馏，而重稀土内部之间的分馏存在较大的差异，16个统计样中，10个样(La/Sm)N值在0.19～0.58之间，6个样在1.1～5.91之间，除正长岩(正长斑岩)重稀土内部存在一致的分馏特征外，(La/Sm)N值均为2左右，其他同种岩性的结果仍存在较大差异。杂岩体整体上Eu和Ce均无异常，其中Eu值在0.8～1.36之间，平均值为0.974；Ce值在0.63～—1.45之间，平均值为0.975。

3.2.2 稀土元素分配模式

对分析样品稀土元素球粒陨石标准化处理后，各类岩石稀土元素分配模型整体呈右倾的曲线，说明老街子碱性杂岩体强烈富集轻稀土，轻重稀土分馏显著(图3)。

图3 姚安老街子碱性杂岩体稀土元素分配模式示意图

从稀土元素分配模式图可看出，除石英正长岩外，其他岩石的分配曲线形态基本一致，反映出其原始岩浆演化的继承性。

4 稀土找矿前景

4.1 赋矿层位

从前述可知，姚安县老街子杂岩体具有一定的稀土背景值，在所取的17个分析样品中，样品编号为老街子-H07和老街子-H04的分析样分别采自强风化层和半风化层，其ΣRExO分别为3909μg/g和1565μg/g，远高于其他基岩样品ΣRExO的平均值862μg/g，分别提高了3.53倍和0.81倍，初步反映出稀土元素在风化壳中存在进一步富集的特征，(La/Yb)N值分别为247.5和57.8，均高于全区(La/Yb)N均值55.6，显示出风化壳中轻重稀土间存在更明显的分异；该两个样品TREE值分别为3268μg/g和1309.22μg/g，较其他基岩样品TREE 平均值高出4.429和0.82倍，也反映出轻稀土具有更强的富集特点。

虽然杂岩体风化层所采样品数量较少，但基本可看出杂岩体的风化壳更利于轻稀土富集成矿，在此层位应以探寻离子吸附型的轻稀土矿床为目标。

4.2 找矿前景

根据野外调查资料，本文按杂岩体风化壳的厚度将其分布区共划分为风化壳较发育区、风化壳中等发育区和风化壳不发育区共三个分区，其分布及特征见表1。

表1 姚安老街子杂岩体风化壳厚度分区表

从上表可看出，姚安老街子杂岩体均存在不同程度的风化，并形成了一定厚度的风化壳，其中风化程度相对较好的出露区总面积7.67km2，占总出露面积的近74%，发育的风化壳厚度0.5m～4m，平均厚约2m，估测轻稀土品位在1650～3250μg/g之间，已达到工业品位要求，全区杂岩体风化壳土壤密度约1.25g/cm3，据此概算，风化壳较发育区和风化壳中等发育区风化壳中轻稀土(氧化物)储量约为3.16～6.23万吨，基本达到小型稀土矿床规模。综合以上来看，在该区实施离子吸附型稀土矿床找矿项目前景乐观，值得进一步开展相关评价或勘查工作。