東秦嶺稀有金屬礦床成礦與分布特征——以河南省盧氏、南召兩地區幾個礦床為例

王令全，郭 銳，王軍強，付 陽，付治國

（1.河南省地質礦產勘查開發局第二地質勘查院，河南許昌461000）（2.四川省冶金地質勘察局六零四大隊，四川廣元628017）

河南省稀有金屬礦產在國內所占份額較大，其主要分布于秦嶺褶皺系中段朱陽關－夏館斷裂帶和木家婭－內鄉斷裂帶之間。從盧氏西南部東延至信陽附近斷續有稀有金屬礦床和礦化點出現。礦床類型以偉晶巖型為主，次為巖漿類型，個別為殘坡積砂巖型。代表性礦床有盧氏官坡礦田和南召大莊2個，2個礦床鉀（Li）、鈹（Be）、鈮（Nb）、鉭（Ta）、銣（Rb）、銫（Cs）等6種有用金屬元素均獲得工業資源量。規模達中型。其中鉀（Li）、銣（Rb）、銫（Cs）的資源量位居全國前5名。東秦嶺稀有金屬礦以豫、陜相鄰地區的河南省盧氏、南召兩地區礦床最具代表性。

1 盧氏官坡礦田（共含3個礦床）

1.1 區域成礦背景

該礦田位于盧氏官坡蔡家溝西至豫陜省界附近，礦田長約20 km，寬3～4 km，北與朱陽關－夏館斷裂帶北鄰，南以小石溝－劉家溝斷裂為界，賦礦脈巖偉晶巖脈1 000條左右。

礦田出露下元古界秦嶺群雁嶺溝組，巖性主要是白云質大理巖、透輝石大理巖、斜長角閃片巖、黑云母石英片巖、絹云母石英片巖等。礦田為一復背斜，軸向120°，次級褶皺及小斷層、裂隙十分發育。成礦裂隙主要為北西西，次為北東向和北西向，少數為南北向，均被偉晶巖脈所充填。成礦后有近南北向小斷層錯斷偉晶巖脈。偉晶巖脈從南到北有明顯的差異性，從黑云母型→二云母型→白云母型→鋰云母型。稀有金屬花崗偉晶巖屬白云母型和鋰云母型。根據偉晶巖K－Ar法同位素年齡資料，年齡值為392～410百萬年，屬加里東早期。礦田范圍內及其附近未見加里東早期巖體，推斷偉晶巖與位于陜西省桃坪花崗巖（K－Ar法同位素年齡為438～439百萬年）為同期的隱伏巖體所派生。

礦田中南陽山、蔡家溝2礦區經過勘探，七里溝－百花溝經詳查，兩者地質特征大同小異。下面以南陽山礦床為例加以介紹。

1.2 南陽山鈮（Nb）、鉭（Ta）、鋰礦床

共發現偉晶巖脈80余條，按其主要礦物成分為白云母微斜長石型、白云母鈉長石微斜長石型、鋰云母鈉長石型三大類。

1.2.1 白云母微斜長石型（分為2個亞類）

1.2.1.1 弱鈉長石化亞類

以最大偉晶巖脈為例，脈體規模：長500～1 000 m，厚30～50 m，結構分帶性不明顯，中粒結構帶形成主體，稀有金屬礦物含量低，僅見個別綠柱石和鈮、鉭鐵礦。

中等鈉長石化亞類：分布在礦區南半部。規模大小不一，長26～478 m，厚0.24～4.24 m，呈脈狀或板狀，礦物組成以微斜長石和石英為主，鈉長石、白云母、斜長石次之，副礦物以常見黑色電氣石為特征。稀有元素礦物常見鈮鉭鐵礦、綠柱石和鋰輝石，鈮鉭鐵和鋰輝石都可分成原生和交代作用兩期，鈮鉭鐵礦晶體長0.05～1 mm，與微斜長石、鈉長石、石英、白云母嵌生，并可見錫石、曲晶石與鈮鋰鐵礦伴生。鋰輝石原生晶體長1～40 cm，交代生成的僅長1～10 mm。此外，還可見到很少的細晶石、磷鋁石、錳鉭礦等。

該亞類結構分帶仍不明顯，以中－粗粒石英微斜長石帶為主體帶。交代作用以白云母化、鈉長石化較普通。

鈮、鉭、鋰可構成貧礦體。Ta2O5/Nb2O5=0.67。

1.2.1.2 白云母鈉長石微斜長石型

脈體一般長51～262 m，厚1.25～8.66 m，延深32～210 m，形態為不規則啄狀。

礦物成分共查明32種。其中工業礦物有錳鈮礦、錳鉭礦、細晶石、鈉鋰綠柱石和鋰輝石。鈮、鉭礦物晶體1～2 mm，成不均勻散點狀分布。鈉鋰綠柱石對徑0.5～2 cm，呈黃色、黃綠色、分布零散。鋰輝石呈柱狀、板柱狀晶體，長10～50 cm。標型礦物為綠色電氣石、鈉鋰綠柱石、磷鋁石。磷鋁石塊徑1～5 cm，與石英嵌生，含量5％～10％。稀有礦物含量介于白云母微斜長石型和鋰云母鈉長石型之間。Ta2O5/Nb2O5=0.91。人工重砂結果鈮鉭礦物含量可達255 g/t。

結構分帶良好，共可分為8個帶：石英微斜長石帶、石英微斜長石鋰輝石帶、微斜長石帶、石英鋰輝石帶、石英鋰輝石白云母交代體、中葉鈉長石交代體、小葉鈉長石交代體、高嶺石交代體。

交代作用以鋰白云母化，小葉鈉長石化、高嶺石化最為發育，中葉鈉長石化次之、鋰云母化微弱。在交代體中，鈮、鉭礦化顯著增強，鋰輝石也略有增加。鋰輝石含量在其分布的幾個帶中可達10％～30％。1.2.1.3 鋰云母鈉長石型

主要分布于礦區東北部，規模較小，長9.35～75 m，厚1.44～4.55 m，多數延深大于長度，礦體形態比較復雜，有明顯膨脹收縮，有些礦脈是白云母鈉長石微斜長石型礦脈的支脈。此種類型礦物成分，交代作用最復雜，礦化最好。

礦物成分查明近40種，工業礦物有13種。工業礦物為細晶石、黑鉭鈾礦、錳鉭礦、銻鉭礦、鈦鉭鈮礦、錳輝石、磷鋰鋁石、鋰云母、銫鋰綠柱石、鋯石、錫石、包括鉭、鋰、鈮、鈹、銣、銫、鋯、鉿、錫等有益組分。鋰輝石晶體較白云母鈉長石微斜長石型礦脈要小，長1～10 cm，其他工業礦物晶體粒徑一般多小于1 cm。標型礦物為鋰云母、多色電氣石（主要為紅色電氣石）銻鉭礦、銫鋰綠柱石、磷鋰鋁石和銫榴石。稀有礦物含量頗高，Ta2O5平均含量0.040％，Nb2O5平均含量0.015％，Ta2O5/Nb2O5=2.67；Li2O= 1％，BeO=0.045％，Rb2O=0.30。Cs2O=0.22％。人工重砂結果鈮鉭礦物含量為 346 g/t，最高達588 g/t。

共分10個結構帶：石英微斜長石鋰逃石帶、微斜長石帶、石英鋰輝石帶、石英電氣石鋰云母帶、巨－中葉鈉長石交代體、骨針狀葉鈉長石白色鋰云母交代體、小葉鈉長石交代體、石英鋰云母交代體、細葉鈉長石針狀鋰輝石銫榴石交代體、高嶺石交代體。

交代作用時間先后順序為：粗晶紅電氣化－球狀、大片狀鋰云母化－巨、中葉鈉長石化－白色鋰云母化－小葉鈉長石化、細晶紅電氣石化－鱗片狀鋰云母化－細葉鈉長石化－高嶺石化。

鈮鉭礦物折出順序為：

錳鈮礦－錳鉭礦－銻鉭礦－黑鉭鈾礦－細晶石。

交代作用與礦化關系極為密切、除高嶺石化外，其他各期交代作用都有稀有礦物生成以第1期鋰云母化，第2期葉鈉長石紅電氣石化對鉭鈮礦化最重要。第3期鈉長石化則是與銫榴石相伴的唯一交代作用。交代作用發生重疊時礦化更佳。

1.3 南陽山稀有金屬礦床的發現

1.3.1 預查發現大量脈體

20世紀60年代早期，豫07隊在盧氏官坡一帶尋找偉晶巖型白云母時，先后在南陽山、蘭草小石溝等地都見到鈉長石化偉晶巖。后選稀有金屬礦化較好的南陽山開始檢查，并于當年提交該區偉晶巖分布調查情況報告，認為官坡一帶是以鋰為主的稀有金屬花崗偉晶巖區。

1.3.2 地、物、化多種找礦手段投入

第2年，由該省局豫01隊組成項目組在官坡一帶開展系統的稀有金屬偉晶巖的普查工作，經多種樣品取樣化驗，加之電法、原生暈、次生暈化探和1∶1萬地質填圖的巖脈廣泛調查工作，確定南陽山為以鉭為主的稀有金屬花崗偉晶巖區。

1.3.3 局部提高工作程度

60年代中葉，陜西省地質局地質三隊在南陽山地區開展勘探工作，兼于外圍七里溝、百花溝、蔡家溝一帶普查，發現并圈定了蔡家溝稀有金屬偉晶巖區。

1.3.4 科研手段并用

（1）1965年豫01隊發表“豫區某區含白云母－稀有金屬偉晶巖的分布特點及礦化規律的初步認識”一文系統總結了偉晶巖明顯的分帶性。

（2）1969年陜西省地質三隊編寫了南陽山礦區稀有金屬礦化特征的科研報告，以大量翔實的地質資料對該區稀有金屬礦化及交代作用進行了論述。

（3）70年代至今，成都地質學院師生數次深入礦區，以官坡為重點，涉及陜西省與河南省相鄰地區稀有金屬及白云母礦區進行了研究，編寫出東秦嶺偉晶巖專著，詳細闡述了東秦嶺偉晶巖成礦規律及地球化學特征，并對稀有元素共生組合進行了分類，同時提出了偉晶巖漿多次混染分異的新成因觀點。

2 南召大莊稀有金屬礦

2.1 礦區地質

位于南召縣上崗鄉大莊、花子嶺一帶，出露上元古界二郎坪群大廟組片巖和大理巖。處于南河店－板山坪－洞街復背斜的西南翼，地層走向北西－南東。

二郎坪群大廟組呈狹長帶狀展布，其南部為華力西期花崗巖，北部為加里東期閃長巖。偉晶巖脈侵入于華力西期花崗巖邊緣及大廟組中，華力西期花崗巖為偉晶巖脈的母巖。

2.2 偉晶巖脈

長10 m以上，厚1 m以上的偉晶巖脈共計300余條，其中240條都呈緩傾斜規則的脈狀和板狀，還有42條呈分枝狀，18條呈透鏡狀，長度小于100 m者約占總數1/2，其余多為100～200 m，少數達到500 m以上，產狀以走向北東、北西兩組為主。

按云母種類可分成黑云母型，二云母型、白云母型；依結構特點可分為文象－中粗粒結構偉晶巖，塊體結構偉晶巖，全分異偉晶巖。

偉晶巖脈分布有下列特征：

（1）嚴格受黑云母花崗巖接觸帶控制，分布在內外接觸帶500～1 000 m范圍內。

（2）巖脈類型從巖體內－外，由黑云母→二云母→白云母型。

（3）不同類型巖脈沿縱向（走向），從礦區北西－南東，黑云母、二云母型逐漸為白云母型替代。

（4）由黑云母型→二云母型→白云母型，分異程度逐漸增高，交代作用逐漸加強。

含稀有金屬礦物和稀土礦物10余種，主要是鈮鐵礦、鉭鐵礦族礦物，其次有細晶石、錳鉭礦、鈦鈮鉭礦、鈮鈦鈾礦、黑稀金礦、褐釔鈮礦、綠柱石等，還有少量鋰云母和鐵鋰云母。

偉晶巖普遍具鈮、鉭、鈹礦化，但規模不大，品位不高，鈮鉭礦化與鈉長石化關系密切，鈉長石化可分為葉鈉長石化，糖粒狀鈉長石化和塊狀鈉長石化。鈮鉭礦化由黑云母型→二云母型→白云母型逐漸增強，鈮鉭礦脈均為白云母型。鈮鉭礦物主要分布在具鈉長石化的長石單礦物帶和小塊體結構帶內，綠柱石主要富集于二云母型和白云母型小塊體結構帶內，稀土礦物主要賦存在黑云母型偉晶巖中。

2.3 南召大莊稀有金屬礦的發現

（1）50年代末北京地質學院、豫12隊對該區進行了踏勘，并編寫有簡報。

（2）60年代初河南省地質局豫12隊在該區開展了較正規的普查工作，對南河店－花園宮投入了11∶5萬地質測量151 km2，同時開展了大莊－花子嶺一帶11∶1萬地質測量和大比例尺的巖脈測量，還開展了相應階段的重砂（天然、人工）、金屬測量和電磁法、放射性測量，提交了普查報告，發現了較大面積的鈮、鉭礦化，單礦物發現有鈮鐵礦、細晶石、褐釔鈮礦等。

（3）60年代中葉中南冶金地質勘探公司601地質隊也在該區從事偉晶巖脈型稀有金屬的找礦工作，提交有普查地質報告，并采用重砂品位估算了鈮鉭礦的資源量。

（4）70年代至今河南省地質局三支地質隊先后在該區開展了普、詳查地質工作，詳細查明偉晶巖數目，分布規律，偉晶巖漿分異和交代作用，對礦化較好的偉晶巖進行的槽、井、平巷等輕、重型山地工程對礦體揭露并圈定、估算了資源量同時提交了詳查地質報告。

3 其他鈮、鉭稀有金屬礦區

3.1 方城塔山

位于方城縣北東12 km，1959年至今河南省工業局地質隊及豫13隊在塔山一帶堿性巖開展了以鈮、鉭為主的預查工作，研究結果表明，含鈮巖石以堿性正長巖為主，發現在堿性巖類中鈮含量平均值為克拉克值的26倍，鉭含量平均值為克拉克值的6.5倍，含量較高部位Nb2O5達0.025％～0.2％，鈮的賦存狀態經人工重砂證實，除在霓石正長細晶巖中有少量鈮鐵礦，顆粒＜0.07 mm，除呈浸染狀分布外，絕大部分鈮鉭元素均呈分散狀態，不構成單礦物，但該區具較好的找礦遠景。

3.2 嵩縣黃水庵

位于嵩縣北西德亭西7 km，11∶20萬化探黃水庵一帶有鈾異常，60年代河南省地質局曾組隊作過鈾礦普查勘探工作，1961年豫13隊對黃水庵稀有元素進行檢查評價，確定為一鈮、鉭與鈾密切共生的礦床，60年代上半葉豫01隊將霓輝花崗巖列為工作對象，發現其中鈮鉭工業礦體，雖未發現鈮、鉭單礦物，在霓輝石石英脈等脈巖中見到較多鈮鉭礦物。鑒于該區有較好的找礦前景，1990～2005年河南省地礦局某隊進入該區正式開展普查－詳查地質工作。

3.3 信陽天目山

位于信陽天目山至桐柏毛集一帶，分布有天目山含鈮鐵礦花崗巖，出露面積50 km2，巖體分為花崗正長斑巖、粒狀花崗巖和斑狀花崗巖3個期次，平均含Nb2O50.012％，較一般花崗巖高6倍以上，有鈮鐵礦、與細晶石、獨居石、磷釔礦、鈦鐵金紅石等共生。

60～90年代豫11隊及地質工作以沖積－殘坡積砂礦為對象投入普查工作，認為大潭山、小寺溝一帶含砂層分布面積廣，但多數樣品均＜50 g/m3，只有信陽邢集月牙灣一帶沖積砂礦品位稍富，月牙灣沖積砂礦分布于現代河床1級、2級階地砂礫層、亞砂土、亞粘土層及河漫灘砂礫石層中，礦層呈層狀、透鏡狀，長200～1 000 m，寬35～80 m，厚1～2 m，有18個礦體，鈮鐵礦平均品位62.77～92.73 g/t。具較好的找礦前景。

4 成礦與分布的總體特征

（1）東秦嶺稀有金屬礦床以河南省盧氏、南召兩地區4個礦床為代表，均分布于秦嶺褶皺系中部，大地構造方面即地槽沉積的活動性區域內，按板塊觀點是揚子古板塊向華北古板塊俯沖的活動性大陸邊緣的活動帶上。

（2）礦床均產于深大斷裂與區域性大斷裂形成的一向延長的斷塊中。

（3）原生稀有金屬礦床全部產于元古界變質巖群中。

（4）成礦母巖均為堿性花崗巖基，成礦年代與成巖年代基本一致，為加里東早期。

（5）賦礦巖石為華力西期脈巖，均為偉晶巖脈，一般呈一向延伸的大量脈巖群。其脈巖類型以白云母為主、二云母類型次之，有時為鋰云母型。

（6）礦石礦物以錳鉭礦、細晶石、鈦鈮鉭礦等為主。

（7）東秦嶺稀有金屬礦床成因類型為花崗偉晶巖漿分異交代型鈮鉭礦床。