辽宁宽甸赛马地区碱性岩型稀土稀有矿成矿地质特征分析

王 雪

（辽宁省地质矿产调查院有限责任公司，辽宁 沈阳 110000）

辽宁宽甸赛马地区稀土矿产发育，其区域大地构造位置位于辽东地块太子河-浑江古凹陷与营口-宽甸古隆起的衔接部位。区域内地层发育有前震旦系变质岩系，寒武系、奥陶系、侏罗系及第四系地层。岩浆岩主要为吕梁期、印支期和喜山期产物，其中以印支期火成岩最发育。

1 区域地质特征

1.1 地层

太古界鞍山群：岩性主要为黑云母片麻岩、麻粒岩。岩性与其他区域太古代地层相类，为一套变基性火山岩系；古元古界辽河群：主要岩性为云母片麻岩夹大理岩，后期受构造影响出现褶曲、挠曲现象。其中，大石桥岩组主要岩性为厚层白云质大理岩，部分为灰色灰岩、透闪石大理岩。盖县岩组地层在部分地段也有分布；新元古界：主要包括青白口系细河群钓鱼台组、南芬组和桥头组。钓鱼台组主要岩性为石英岩及底部砾岩。该群岩性主要为各类沉积岩系及相应浅变质岩石类型；古生界：寒武系岩性主要为各类页岩和灰岩；奥陶系岩性主要也为各类页岩和灰岩；侏罗系主要岩性为各类火山质沉积岩、砾岩及含煤岩系；白垩系主要岩性为各类页岩及砾岩；第四系主要由各类坡积、冲积和残积物组成[1]。

1.2 岩浆岩

吕梁期岩浆岩主要岩性为黑云母花岗闪长岩、片麻状花岗岩及伟晶质白云母花岗岩。印支期岩浆岩：深成岩岩性主要为花岗岩、正长岩、石英正长岩和霞石正长岩等。其中正长岩因霞石正长岩侵入，形成多种蚀变岩石，同时，伴随有铌、钽、锆等稀有金属矿液上升。其蚀变岩石类型有：钠长石化正长岩、霓石化正长岩、高岭土绢云母化正长岩等。本期火成岩体是严格受区域的北东向构造所控制，岩石中暗色矿物较少，均为中-细粒结构，地貌上多形成抖砬子或高山区。浅成岩主要有：细粒花岗岩、花岗斑岩、细粒正长岩和正长斑岩。喷出岩主要有：流纹岩、粗面岩、响岩、火山角砾岩和安山岩等。本区岩浆岩与成矿关系密切，喜山期岩浆岩：本期玄武岩主要覆盖在第四系之上。

1.3 构造特征

区域内近东西向构造线是本区早期构造运动产生。后期构造运动所产生的构造线方向主要是北东、南西及近南北三组构造。

2 矿区地质特征

2.1 地层

古元古界辽河群大石桥岩组，其岩性主要为白云质大理岩夹薄层千枚岩、板岩；新元古界青白口系细河群，包括钓鱼台组石英岩和桥头组石英岩；古生界寒武系上统崮山组页岩、灰岩；中生界侏罗系含煤页岩、石英砾岩岩组；新生界第四系[2]。

2.2 岩浆岩

本矿区碱性杂岩体类型复杂，深成岩包括碱性正长岩和霞石正长岩两类；喷出相包括粗面岩、响岩和火山角砾岩、凝灰岩；浅成岩包括正长斑岩、安山岩及相关脉岩；蚀变岩包括钠长石化正长岩、霞石化正长岩等。总的来说，可以分为两类：钙碱性系列中性岩——正长岩和粗面岩类；过碱性系列中性岩——霞石正长岩和响岩类。

本区岩浆岩生成顺序：本区的碱性杂岩体生成，首先是碱性正长岩的侵入，之后为粗面岩的喷出，再次为响岩的喷出。继响岩喷出之后为中-细粒碱性正长岩的侵入，之后为霞石正长岩的侵入，最后为各种脉岩的侵入。各种脉岩的生成顺序为正长伟晶岩生成较早，其次为正长斑岩、黑云母正长斑岩和正长细晶岩，霞石正长伟晶岩脉生成最晚[3]。

碱性岩的成因：本区碱性岩的成因，与花岗岩石同源岩浆，经过深部分异，分别在不同时期侵入的，其生成顺序是花岗岩在先，碱性正长岩次之，霞石正长岩最晚。同时，碱性岩浆的形成与本区大面积分布的灰岩、大理岩的同化作用也可能有一定的关系。碱性岩浆的形成可能是由于花岗质岩浆与碳酸盐围岩发生同化作用而发生去硅化，进而形成碱性岩浆。碱性杂岩体侵入时间为晚三叠世，为印支运动晚期的产物。

本区域蚀变岩类型丰富，主要分布在碱性杂岩体与大理岩接触带的碱性侵入岩一侧。蚀变岩是多期侵入作用不断改造最终形成的。这些蚀变现象的产生，是由于霓霞正长岩、晚期的残余岩浆与碱性正长岩发生交代作用的结果。钠交代了钾长石中的钾组成了钠长石、霓石、钠铁闪石等，含钠矿物呈单晶产出，因而形成了钠长石化、霓石化和钠铁闪石化。其中霓石化主要发育在靠近霓霞正长岩和大理岩的部位，即钠长石化的两侧；而钠长石化则主要发育在钠长石化的中部；钠铁闪石化主要发育在碱性正长岩和大理岩的接触部位。其成因是霓霞正长岩的残浆沿碱性正长岩与大理岩之间的构造破碎带上升而与围岩发生交代作用的结果，其严格受断裂构造控制，并沿断裂构造形成了宽约10m～20m，长700m左右的蚀变带。

2.3 成矿构造

赛马矿区，存在赛马褶皱，断裂、解理较发育，与碱性杂岩体侵入关系密切，是碱性杂岩体侵入的通道。

3 成矿特征

3.1 稀土及稀有、放射性元素类型

本区碱性杂岩体是含矿岩体，碱性杂岩体中含有较多的稀土元素，主要元素为Ce，还含有少量Y。另外，包含稀有元素Nb、Zr、Sr、Ti，放射性元素U、Th等。

3.2 稀土及稀有、放射性元素赋存矿物类型

本区稀土元素主要赋存在稀有、稀土、放射性矿物及造岩矿物中。主要矿物类型有：铌矿物-钛铌钙铈矿，铌与钛有密切关系，其次为锆；钛矿物-金红石、榍石等；锆矿物-锆英石、异性石等；稀土矿物有独居石、磷钇矿等；铀钍矿物有非晶质铀矿、沥青铀矿和钍石等。以上稀有、稀土、放射性元素除形成上述独立矿物外，还以类质同象形式分布在其它稀有元素矿物中。稀有、稀土及放射型矿物也赋存于造岩矿物中，如：Nb、Ti在造岩矿物中的分布含量由大到小顺序为：黑云母、草绿色霓石、黑色霓石、长石。

3.3 稀土、稀有元素矿物分布

稀土、稀有、放射性元素矿物主要分布在钠铁闪石化正长岩、钠长石化正长岩、霓霞正长岩和云霞岩中。即稀有、稀土、放射性元素矿物主要分布于霓霞正长岩及蚀变正长岩中。

（1）霓霞正长岩：多数侵入到正长岩中。

含矿性：含有多种稀有元素和稀有元素矿物。

稀有元素在霓霞正长岩中的赋存状态和分布规律：Nb的存在状态：一种是以分散状态分布在钛矿物、含钛矿物或造岩矿物中，另一种是以钛铌钙铈矿的独立矿物形式存在。钛铌钙铈矿的分布规律：主要产于早期岩浆岩中，与粗粒霓霞正长岩及黑色霓霞正长伟晶岩密切相关。在更晚期的脉岩中含量较少或者没有。钛矿物不利于铌的独立矿物-钛铌钙铈矿的形成。因此，铌的独立矿物钛铌钙铈矿从早到晚有逐渐减少的趋势。锆矿物-锆石、异性石的分布规律及与铌矿物的共生关系：锆石的富集是随着岩浆的演化到后期有富集的趋势，因此晚期细粒霓霞正长脉岩中含量较早期粗粒霓霞正长岩中的含量高。与钛铌钙铈矿的分布规律相反，有钛铌钙铈矿产出的地方往往有异性石。Sr在霞石正长岩中含量较高，尤其是在后期伟晶岩期有增高的趋势，即在霞石正长伟晶岩中含量较高。

霓霞正长岩成矿控制因素：①岩浆的物质成分对成矿起到控制作用，如：钛铌钙铈矿，异性石与钛铁矿是钠质霞石正长岩的标型矿物。因此本区Nb、Zr矿物的出现是受原来钠质霞石正长岩浆控制的。同时，Nb与Ti之间的关系是此消彼长，因此本区没有形成大量的Nb矿物是受制于Ti。②岩浆的分异程度：岩浆分异程度越高，即岩浆岩分带性越好，对于稀有金属成矿越有利。③挥发组分对于成矿的作用：随着挥发组分的运移，稀有金属在适当的部位富集。④构造因素：岩浆、热液的运移通道。

成因类型：根据稀有元素在霓霞正长岩中的晶出阶段的特点可知，霓霞正长岩中的稀有元素的富集主要是在岩浆作用时期形成，在伟晶期和气成热液期形成次要。因此，该期矿化主要是岩浆型，伟晶型和气成热液型次之。

（2）云霞正长岩：即富含云母及微量霓石的霞石正长岩。云霞正长岩中的Nb是在岩浆期分散于Ti的硅酸盐矿物-榍石中的。

（3）钠长石化带（钠长石化正长岩）。钠长石是碱性岩中寻找稀有元素矿床的重要标志，因为钠长石化是稀有元素成矿的良好矿化剂。钠长石化带就是正长岩发生了广泛的钠长石化作用，与霓霞正长岩的侵入有关，正长岩是该带的唯一母岩。本区的正长岩可以分为普通碱性正长岩、霓石化的正长岩和伟晶质正长岩三种。钠长石化带的围岩有两种（其实就是正长岩的围岩）：其一就是辽河群大理岩；其二就是与霓石化正长岩形成有关的霓霞正长岩。钠长石化作用发生于气成热液期，在时间上是在霓霞正长岩侵入之后。钠长石化带除钠长石化，还有霞石化等其他类型的蚀变类型。钠长石化强烈的部位，矿化较强。稀有元素矿化与解理、裂隙密切相关。钠长石化正长岩与钠铁闪石化正长岩等蚀变正长岩中的Nb含量比未受蚀变正长岩中的含量高许多。

成矿的控制因素：①构造控制；②岩性控制：只发生在碱性正长岩中，因为碱性正长岩的物质成分及相关性质具备控制条件，如钾易被Nb所置换，因此是良好的蚀变母岩。与钠长石化有成因联系的围岩霓霞正长岩是矿化岩浆的来源，因此霓霞正长岩是间接的矿化控制因素。岩浆期后热液活动，特别是其中挥发性组分对Nb、Zr等元素起到搬运作用，因此也具备控制作用。

成矿类型：气成-高温热液型。

（4）蚀变带。碱性正长岩与大理岩的接触蚀变带所发生的强烈蚀变作用，使得许多稀有元素富集。其中，放射性元素矿化与Nb、Zr矿化成共生关系。

放射性元素矿物分布：

主要有U、Th异常，铀矿化主要在蚀变带和正长岩的含铀热液脉中。U、Th以独立矿物形式存在，或以类质同象存在于稀有矿物或其他矿物中。

成矿控制因素：①岩浆因素，碱性岩浆本身富含有U、Th元素。②构造条件；③围岩与蚀变：正长岩与大理岩接触部位蚀变强烈。

成因类型：①岩浆岩型（不形成独立矿物）；②热液充填型（形成独立矿物）。

赛马碱性岩体中稀有元素富集规律：

赛马碱性岩的活动特点是：由钾质正长岩岩浆演变到最后富含钠质的超碱性岩浆。初期岩浆为钾质正长岩岩浆，正长岩浆中的稀有元素在岩浆阶段呈分散状，在钛矿物中以类质同象的形态存在，岩浆结晶末期到伟晶岩时期，伴随挥发物质富集和岩浆的进一步分异，形成独居石、锆石、钛铁矿及金红石等。随着正长岩浆的演变，岩浆开始富集钠质，从而形成霞石正长岩浆。霞石正长岩浆中的稀有元素和稀土元素伴随Na、Fe、OH-1、F-1及其他挥发组分而的运移而呈络合物被带到外接触带（正长岩）中，从而使Zr、Ti等更加富集。但无论正长岩浆还是超碱性岩浆成矿作用，都是在后期伟晶岩阶段更易富集矿物，因此无论正长伟晶岩还是伟晶霓霞正长岩都是稀有、稀土元素较富集的碱性岩体类型。

主要成矿期可以分为岩浆结晶阶段、伟晶岩阶段、气成-热液阶段。

主要稀有元素矿物：

氧化物类矿物：金红石（Ti）：主要产在霞石正长伟晶岩及正长伟晶岩中，多与锆石、钛铁矿共生。在正长岩和蚀变正长岩中也有分布；钛铁矿（Ti）：产出以正长岩及正长伟晶岩为主，在霓霞正长岩中较少；钛、铌、钙、铈矿：霞石正长岩的标型矿物。

硅酸盐类矿物：锆石在正长伟晶岩和蚀变正长岩中较多；异性石产于伟晶状的霓霞正长岩及中粗粒霓霞正长岩中，经常与草绿色霓石、钛、铌、钙、铈矿有密切的共生关系。

楔石等磷酸盐类矿物：独居石（Ce）产于蚀变正长岩和霓霞正长岩中。

以上稀有元素矿物学特征可知，稀有元素矿物主要产出与霞石正长岩有关的碱性岩体中，如：霞石正长岩、霞石正长伟晶岩、蚀变正长岩等碱性岩体中。

4 结语

综上所述，稀有元素在赛马碱性岩体中具有富集规律，这些规律可为今后寻找稀有矿产提供找矿方向。