安徽宣城庙西岩体稀有元素含量背景及分异特征的指示意义探讨

何家国，陶耐，张军

（安徽省勘查技术院，安徽合肥 230031）

0 引言

安徽省与中国地质调查局合作实施的皖江经济带综合地质调查《宣城地区稀有金属矿产资源调查评价》（编号：2016-g-1-6）项目，在全面收集以往勘查科研资料的基础上，分析研究宣城地区现有中酸性岩浆岩中铌、铷、铪等稀有金属的含矿性特征［1］。对姚村、刘村、庙西等6个岩体通过地质、岩石地球化学综合剖面测量及少量槽探等手段，调查评价了宣城地区稀有元素的含矿岩体或多期侵入岩体的富集期次，初步圈定了成矿远景地段。本文仅依据其调查结果，探索分析庙西岩体锂（Li）、铍（Be）、铷（Rb）、铯（Cs）、铌（Nb）、钽（Ta）、锆（Zr）、铪（Hf）等8 种稀有元素含量背景及分异特征的指示意义。

1 庙西岩体地质特征

1.1 岩体背景特征

庙西岩体出露于太华山背斜与亭子山背斜交接处，明显受北北东向溧阳-庙西断裂控制，为多次侵位形成的复式岩体，呈岩基状产出，出露面积约62 km2（图1）。庙西岩体按岩性可分为洪河单元和庙西单元［2］。根据华东地质研究所的研究成果，庙西岩体的黑云母K-Ar 同位素年龄为126 Ma，侵入时代为早白垩世［3］。

图1 安徽宣城庙西地区地质图（含岩石地球化学综合剖面）［1］Figure 1.Geological map of the Miaoxi area, Xuancheng,Anhui（including petrogeochemical composite profile）［1］

洪河单元呈环状分布在庙西复式岩体的外围，呈北北东向不规则延伸，侵入中生代火山地层中，出露面积约46 km2。庙西单元产于复式岩体内部，与洪河单元之间为过渡型的涌动接触关系，出露面积约17 km2。

1.2 岩石学特征

（1）洪河单元（K1Hh）：主要岩性为细粒花岗岩，岩石呈肉红色，细粒斑状结构。斑晶由钾长石、石英、斜长石和黑云母组成。基质呈细粒花岗结构、假球粒状结构。岩石具钠长石化现象。副矿物有磁铁矿、锆石、磷灰石、萤石、赤铁矿等。

（2）庙西单元（K1M）：主要岩性为斑状花岗岩，岩石呈肉红色，中细粒斑状结构。斑晶由钾长石、石英、斜长石和黑云母组成。基质呈球粒花岗结构。副矿物有磁铁矿、磷灰石、赤褐铁矿，个别自然金、雄黄等。

2 调查取样与样品分析测试

2.1 岩石地球化学综合剖面调查取样

垂直已知的矿化蚀变带或岩体单元边界走向及水系沉积物异常浓集中心布设并完成了10 条1∶10 000 岩石地球化学综合剖面（图1）调查取样工作。重点收集了解矿化蚀变带、矿化体的分布范围、形态、产状、矿化类型、分布规律及其控制因素等。

岩石样品采样点距100 m，构造带、矿化蚀变带等地段加密采样，点距为50 m。采样点周围或点线距1/3范围内5块以上同种或同类岩性的新鲜基岩组合成一个样品。

2.2 样品分析测试

2.2.1 岩石样品分析测试元素

分析测试元素包括锂（Li）、铍（Be）、铷（Rb）、铯（Cs）、铌（Nb）、钽（Ta）、锆（Zr）、铪（Hf）等8 种稀有金属元素。

2.2.2 样品分析测试方法及质量控制

（1）样品分析测试方法。采用电感耦合等离子体质谱法进行样品分析测试。

（2）分析质量控制。测试分析方法依据《密闭压力酸溶-电感耦合等离子体质谱法测定岩浆岩中稀有元素》［4］，测试分析质量符合《地质矿产实验测试质量管理规范》（DZ/T 0130.3—2006）［5］规定。经统计，各项分析质量参数均达到要求。

3 庙西岩体稀有元素含量背景及分异特征的指示意义

3.1 庙西岩体稀有元素含量背景参数统计

浓度克拉克值Kk=背景值（庙西岩体平均值）/克拉克值［6］；浓集系数C1=背景值（庙西岩体或不同单元平均值）/宣城地区6个主要岩体的背景值。

3.2 庙西岩体稀有元素含量背景特征

庙西岩体稀有元素含量背景及分异特征参数见表1。由表1可见：浓度克拉克值显示，庙西岩体Li元素含量背景与克拉克值基本相当（1.2≥Kk＞0.8），Zr、Nb、Ta 明显富集（2≥Kk＞1.2），Be、Rb、Cs、Hf 呈强富集（Kk＞2）。说明较地壳丰度，庙西岩体Zr、Nb、Ta 元素含量呈高背景，同时富含Be、Rb、Cs、Hf元素。浓集系数（C1）显示，较宣城地区6 个主要岩体的含量背景（区域背景），庙西岩体Li 元素含量略有贫化（0.8≥C1），Cs、Hf、Zr元素含量基本相当（1.2≥C1＞0.8），Be、Nb、Rb、Ta 明显富集（2≥C1＞1.2）。庙西岩体稀有元素浓度克拉克值和浓集系数特征的交集是：庙西岩体富含Be、Rb 元素，且Nb、Ta 元素含量较丰富，为其在该区局部富集成矿提供了较丰富的物质来源。

表1 庙西岩体稀有元素含量背景及分异特征参数Table 1.Background contents and differentiation characteristic parameters of rare elements in the Miaoxi rock mass

3.3 庙西岩体稀有元素分异特征

由表1、图2 可见：庙西岩体Li、Rb 元素呈明显分异（CV＞50），Be 元素呈较明显分异（CV=48.78），Zr、Nb、Ta、Cs 元素呈一般分异（50≥CV＞30），Hf 元素分布均匀。说明庙西岩体Li、Rb元素分布不均匀，Be元素分布较不均匀，Zr、Nb、Ta、Cs 元素分布较均匀，Hf元素分布均匀。其指示意义是：庙西岩体Li、Rb 元素分布不均匀，局部富集的可能性高；Be 元素局部富集的可能性较高，其他元素分布均匀，局部富集的可能性小。

图2 庙西岩体稀有元素含量变化系数排序图Figure 2.Sequence diagram of variation coefficients of rare element contents in the Miaoxi rock mass

综上所述：①庙西岩体富含Be、Rb元素等物质成分，其中Rb 元素局部富集的可能性高，成矿希望大，Be 元素局部富集的可能性较高，成矿希望较大；②庙西岩体较富含Nb、Ta 元素，但其分布较均匀，局部富集的可能性较低，成矿前景较小；③Zr、Cs、Hf 含量与区域背景相对应，但分布较均匀或均匀，Li 分布不均匀但含量与区域背景相比略有贫化，成矿可能性小。

3.4 庙西岩体不同单元稀有元素含量背景及分异特征

3.4.1 庙西岩体不同单元稀有元素含量背景特征

庙西岩体不同单元稀有元素含量背景及分异特征参数见表2。由表2可见：相较宣城地区6个主要岩体含量背景，洪河单元Be、Nb、Ta 明显富集（2≥C1＞1.2），Li 元素含量略有贫化（0.8≥C1），Cs、Hf、Rb、Zr元素含量基本相当（1.2≥C1＞0.8）；庙西单元Be、Nb、Rb、Ta 明显富集（2≥C1＞1.2），Li、Cs、Hf、Zr 元素含量基本相当（1.2≥C1＞0.8）。以上说明洪河单元Be、Nb、Ta元素含量丰富，庙西单元Be、Nb、Rb、Ta含量丰富，为这些元素在有利成矿空间富集成矿可提供较丰富的成矿物质来源。

表2 庙西岩体不同单元稀有元素含量背景及分异特征参数Table 2.Background contents and differentiation characteristic parameters of rare elements in the different units of the Miaoxi rock mass

3.4.2 庙西岩体不同单元稀有元素分异特征

由表2、图3 可见：庙西岩体洪河单元Li、Be、Rb元素呈明显分异（CV＞50），Zr、Nb、Ta、Cs元素一般分异（50≥CV＞30），Hf 元素分布较均匀。庙西单元Li、Be、Rb 元素呈明显分异（CV＞50），Be、Rb、Zr、Ta、Cs元素一般分异（50≥CV＞30），Nb、Hf 元素分布较均匀。说明洪河单元Li、Be、Rb 元素分布不均匀程度相对较高，Zr、Nb、Ta、Cs 元素分布不均匀程度相对较低，Hf 元素较均匀。庙西单元Li 元素分布不均匀程度相对较高，Be、Rb、Zr、Ta、Cs 元素分布不均匀程度相对较低，Nb、Hf 元素分布较均匀。其指示意义是：洪河单元Li、Be、Rb元素与庙西单元Li元素分布不均匀，局部富集或贫化的可能性高。由浓集系数特征显示：洪河单元Li 元素较缺乏；庙西单元Li 元素背景含量亦处于较低水平。由此可见：洪河、庙西单元的Li元素背景含量局部贫化的可能性高；洪河单元Be、Rb元素分布不均匀，局部富集的可能性高。

图3 庙西岩体不同单元稀有元素含量变化系数排序Figure 3.Sequence diagram of variation coefficients of rare element contents in different units of the Miaoxi rock mass

综上所述：①洪河单元富含Be、Nb、Ta 元素等物质成分，Li、Be、Rb 元素分布不均匀，二者的交集Be 元素局部富集的可能性高，成矿希望大；②庙西单元富含Be、Nb、Rb、Ta 元素等物质成分，Li 元素分布不均匀，二者无交集，说明虽然该单元富含Be、Nb、Rb、Ta元素等物质成分，但其局部富集的可能性小；③洪河单元的Rb 元素含量与宣城地区岩体背景基本相当，但分布不均匀，存在局部富集的可能性，而与洪河单元存在时空关联的庙西单元均匀分布着丰富的Rb 元素等物质成分，可为Rb 元素富集提供丰富的来源，据此推测在庙西与洪河单元接触带及外侧成矿条件有利部位Rb元素局部富集成矿的可能性大。

4 结束语

（1）庙西岩体富含Be、Rb 元素等物质成分，其中Rb元素局部富集的可能性高，成矿希望大；Be元素局部富集的可能性较高，成矿希望较大。

（2）洪河单元富含Be、Nb、Ta 元素等物质成分，Li、Be、Rb 元素分布不均匀，二者的交集Be 元素局部富集的可能性较高，成矿希望较大。

（3）庙西单元无背景含量丰富且分布不均匀的稀有元素，说明该单元稀有元素局部富集的可能性小；庙西单元富含Be、Nb、Rb、Ta元素等物质成分，可为其外围洪河单元局部富集成矿提供物质来源。

（4）洪河单元的Rb 元素含量与宣城地区岩体背景值基本相当，但其分布不均匀，存在局部富集的可能性；与洪河单元存在时空关联的庙西单元均匀分布着丰富的Rb 元素等物质成分，可为Rb 元素富集提供丰富的来源，据此推测在庙西与洪河单元接触带及外侧成矿条件有利部位Rb 元素局部富集成矿的可能性大。

（5）建议加大对庙西与洪河单元接触带及外侧Be、Rb 异常的查证力度，进一步准确圈定Be、Rb 矿化蚀变带的范围，了解其规模和产状，并开展钻探深部控制，力争实现找矿突破。