云南龍陵縣黃連溝鉭鈮鈹礦床地質特征

邢永輝，李學仁

(云南省地質礦產勘查院保山地質礦產所，云南 保山 678000)

1 礦區地質概況

礦區位于岡底斯—念青唐古拉褶皺系，福貢—鎮康褶皺帶，芒市褶皺束北東段的風吹坡復式背斜南東翼。區內出露地層為前寒武公養河群云母片巖和條帶狀硅質角巖及板巖、千枚巖、石英片巖、大理巖等。礦區構造以黃草壩斷裂的次級北西向和北東向兩組斷裂為主，斷裂寬數十厘米至數十米不等，沿北西向和北東向兩組斷裂有石英脈、偉晶巖脈、長英巖脈及基性巖脈貫入。礦區以裂隙構造的廣泛發育為特征，同時有零星的、規模不等的小斷裂。裂隙構造是氣成熱液運移的良好通道以及脈巖儲藏的良好空間，沿裂隙交代作用較為發育，伴隨交代作用有鈮、鉭、鈹等稀有金屬的沉淀和富集。

燕山晚期的花崗巖在區內分布較廣，其中斑狀花崗巖為黃連溝巖體的主體部分，細分為三個巖相帶：黑云母斑狀花崗巖帶；角閃石黑云母斑狀花崗巖帶，閃斑巖帶，后者呈透鏡體分布于前兩種巖石中。據1∶20萬潞西幅地質報告，黃連溝巖體屬SiO2過飽和—強過飽和的堿性巖石。

花崗偉晶巖脈是礦區的主要含礦地質體，主要呈脈狀產于燕山晚期花崗巖中，其次分布于花崗巖與公養河群黑云母片巖、硅質角巖的內外接觸帶。

2 鈮、鉭重砂異常特征

2.1 區域異常特征

區域鈮、鉭重砂異常主要分布于黃連溝—大坡—茅草寨一帶，呈南北向長條狀分布，長27千米，寬5～10千米，面積210平方千米(圖1)。

圖1 龍陵縣黃連溝鈮鉭鐵礦重砂異常圖(據20萬資料編繪)

異常區內共有Ⅳ級樣8件，Ⅲ級樣16件，Ⅱ級樣5件，Ⅰ級樣19件，共48件。樣品中重砂礦物以鈮鉭鐵礦常見，褐釔鈮礦少量。鈮鉭鐵礦Ⅳ級樣最高0.82克/30千克，最低0.102克/30千克，一般0.126～0.186克/30千克；Ⅲ級樣0.01～0.0948克/30千克；Ⅱ級樣最高為0.0085克/30千克，其余多在113～225粒/30千克之間。Ⅲ、Ⅳ級樣品集中分布在鄧家寨、黃連溝以南、大坡以南三個地段。

重砂礦物組合主要有鈮鉭鐵礦、釷石、錫石、獨居石、磷釔石、金紅石、石榴子石、白鎢礦、鋯石、綠柱石、褐簾石等。鈮鉭鐵礦呈黑色，條痕為褐色、褐黑色，形態為粒狀、薄板狀，不透明，貝殼狀斷口，晶面上有縱紋。

2.2 礦區鈮鉭重砂異常特征

通過1/1萬水系重砂加密測量，共圈定鈮鉭重砂異常兩個，即黃連溝異常和黃家寨異常。

黃連溝異常面積約5平方千米，呈不規則橢圓形展布。異常區內有Ⅲ級樣34件，Ⅱ級樣29件，主要為鈮鉭鐵礦。Ⅲ級樣≥0.1克/30千克，Ⅱ級樣101粒～0.1克/30千克。

黃家寨異常面積約4.4平方千米，呈南北向長條狀展布。異常區內有Ⅲ級樣22件，Ⅱ級樣27件，主要為鈮鉭鐵礦。Ⅲ級樣≥0.1克/30千克，Ⅱ級樣101粒～0.1克/30千克。

兩異常區重砂礦物組合相似，主要為鈮鉭鐵礦石榴石、電氣石、角閃石、磁鐵礦、錫石、黑鎢礦、鋯石、磷灰石、綠柱石等。鈮鉭鐵礦呈瀝青色，條痕褐色、褐黑色，形態為粒狀、柱狀、薄板狀，不透明，貝殼狀斷口。

3 礦床地質特征

3.1 含礦偉晶巖及巖性特征

含礦偉晶巖一是聚集于花崗巖體內，二是分布于花崗巖與公養河群黑云母片巖、硅質角巖的內外接觸帶。

含礦偉晶巖按長石及云母含量不同可分為以下5類：

①微斜長石—白云母型偉晶巖：微斜長石含量常在80%以上，次有條紋長石、石英及聚片狀白云母，見有粗粒的綠色、乳白色綠柱石，部分脈體中含獨居石。

②鈉長石—微斜長石—白云母偉晶巖：除微斜長石(40～60%)、石英、聚片狀白云母外，尚有不均勻分布的鈉長石團塊及少量鱗片狀白云母。稀有金屬礦物有綠柱石、鈮鉭鐵礦等。此類脈體分布較廣，鈮鉭含量≥0.02%的脈體是較有價值的脈體。

③鈉長石—白云母偉晶巖：鈉長石含量60～80%以上，呈細晶糖粒狀，有時構成單一的鈉長石集合體，微斜長石極少。稀有金屬礦物以各色細粒綠柱石及鈮鉭礦為主，另有少量鈣鋰云母、銅鋰云母等。此類型偉晶巖為本區主要含礦脈體，鈮鉭品位一般較富，分布最廣。

④鈉長石—鐵鋰云母偉晶巖：主要礦物有鈉長石(60～80%)，石英及聚片狀、鱗片狀鐵鋰云母。稀有金屬礦物仍以綠柱石為主，另有少量獨居石、鋰云母及鈮鉭鐵礦等。鐵鋰云母含鋰一為千分之幾，最高為百分之一，鈮鉭鐵礦含量一般為萬分之一左右，是找礦的遠景對象。此類脈體不多，主要集中于礦區面部蚌渺、芹菜溝等地。

⑤細粒長英巖：由細粒鉀長石、鈉長石和石英等組成，局部有少量細鱗片狀白云母。鈉長石化強烈的長英巖中也有細粒綠柱石、鈮鉭鐵礦。

3.2 礦體形態、產狀和規模

礦區內共有偉晶巖脈2 390余條，幾乎均有不同程度的礦化，偉晶巖脈體即是礦(化)體。控制礦化偉晶巖脈及脈群的構造，主要是內接觸帶花崗巖體中呈密集排列，部分互相交叉，大小不等到的裂隙。在裂隙局部彎曲外或多組裂隙的交叉部位，偉晶巖脈較為發育。外接觸帶片巖中，由于裂隙不發育而很少有偉晶巖脈，只有當片巖中裂隙與花崗巖體頂部裂隙相通時，才有偉晶巖的充填。規模大或略有彎曲的順層裂隙，是礦區最為有利的成礦構造，橫穿片理的偉晶巖則極少見。受圍巖性質及構造特征的差異影響，各脈體的產出狀態不盡完全相同，相應其礦體形態、產狀和規模等特征也有變化。總體而言，大致可概括為如下五種情況。

①單一的長條狀、板狀及密集排列的復合脈群：多見于花崗巖裂隙及圍巖片理發育的地段。形態較為簡單，在礦區分布最廣。長為數十米至近千米不等，一般一百至五百米；厚一至二十米，一般二至六米左右。

②凸鏡狀、扁長串珠狀脈體：多見于接觸帶板巖、硅質角巖的層間裂隙中。一般長兩百至三百米左右；常有膨縮現象，膨大處可厚達二十余米，薄者僅數十厘米。

③不規則瘤狀、囊狀脈體：多見于花崗巖與片巖接觸部位，其形態、產狀較為復雜。大巖瘤長徑可達四百余米，小脈體長寬僅為十余米至數十米。

④“×”交叉形及“菱”網狀復合脈群：見于花崗巖中剪切裂隙發育的地段。在裂隙交叉部位，脈體有膨大現象。一般長一百至四百米；厚一至五米不等；最長者可達一千二百米，厚四至二十米，為本區最大脈體的發育地段。

圖2 黃家寨礦段地質平面圖

⑤軛狀彎曲脈體：多出現于巖體接觸帶部位。形態復雜，產狀變化大，同一脈體切穿不同圍巖，常在彎曲部位處膨大，長一般數十米至兩百米左右，厚數米至二十余米。巖脈形態復雜，產狀亦有差別，總體情況是：變質巖內的脈(礦)體，以走向北西為主，在東部六家村一帶多為南西傾向，西部河頭一帶多向北東傾斜；花崗巖體的脈體在礦區北部十字槽、野豬坪等地走向為北東60°～80°左右，大部分脈體傾向南東，極少數反傾，中部火石廠、大水塘、芹菜溝一帶變為近東西走向，大多傾向正南，南部蚌渺等地脈體走微量轉為北西，傾向南西，局部扭曲為北東走向。

礦區已開展工作的礦段主要有三個，其目標主要是鈮鉭礦。黃連溝礦段和野豬坪礦段含礦偉晶巖體主要走向為北東東(50°～70°)，傾向在110°～160°之間，傾角在60°～80°之間；黃家寨礦段含礦偉晶巖體主要走向為北北東向(20°～30°)主要傾向為南東東，傾角在60°～80°之間(圖2)。

依據主要礦物共生組合、副礦物成分及礦化富集特征等，礦區內的花崗偉晶巖脈群在空間上顯示有一定的水平分帶現象，可分為如下三個偉晶巖帶。

Ⅰ帶：位于黃連溝礦段。花崗偉晶巖脈體所處的地理位置海拔標高相對偏高，脈體規模(厚度、長度)較大，礦化差，僅見少量鈮鐵礦和大顆粒綠柱石。

Ⅱ帶：位于野豬坪礦段。花崗偉晶巖脈體所處位置海拔標高相對居中，脈體規模小于前者大于后者，礦化中等，Ta、Nb、Be礦化不強，多為貧礦體。

Ⅲ帶：位于黃家寨礦段。花崗偉晶巖脈所處的地理位置海拔標高相對偏低，脈體規模由大變小，礦化很富，為Ta、Nb、Be的富礦帶。

上述這三個帶，花崗偉晶巖脈體所處的地理位置海拔標高由高到低，脈體規模由大變小，微斜長石及白云母含量又多變少；鈉長石、富鉿鋯石、錫石及鉭鈮礦物含量由少變多；鉭鈮礦物種類由富鈮礦物向富鉭礦物過渡。

3.3 礦化偉晶巖的結構與構造

礦區偉晶巖分異不完全，脈體內多無明顯的分帶性而呈單一的結構，其結構類型有兩種：

(1)文象和準文象結構偉晶巖：未有交代的微斜長石—白云母偉晶巖大部分具此結構。但此類脈體分布不廣。

(2)具有不完整帶狀構造的粒狀結構偉晶巖：為礦區偉晶巖的主要類型，由外向內大致可分為以下四帶：細粒長英巖帶、細粒—中粒不等粒結構帶、粗粒結構帶、小塊體結構帶。

同一脈體中大多數只發育上述結構帶中的二至三個帶。

礦區內偉晶巖的交代作用非常普遍，除文象、準文象及微斜長石—白云母偉晶巖外，可劃分為以下四個階段：

①白云母—石英交代階段：為發育最早的交代作用。分布不廣，同一脈體中分布也不均勻。呈脈狀、巢狀，常集中于脈體上部和頂部，小塊結構帶附近特別發育，與綠柱石礦化關系密切。

②鈉長石化階段：在全區普遍發育，但交代強烈程度不盡相同。在鈉嘗試—微斜長石—白云母型偉晶巖中，鈉長石呈團塊狀不均勻分布，尚有較多微斜長石；而在鈉長石—白云母型偉晶巖中，鈉長石則普遍均勻分布。除糖粒狀納長石外，常伴有較均勻分布的細鱗片狀的白云母和細小的石英粒，兩者均為納長石化作用的派生產物。細粒浸染狀綠柱石礦化與其密切相關，同時鈮鉭鐵礦含量也達萬分之一左右。

③納長石—鐵鋰云母交代階段：與鈉長石—白云母交代作用相近，但暗綠色、淺綠鐵鋰云母代替了白云母。在蚌渺、芹菜溝等地特別發育。與細粒浸染狀綠柱石礦化關系密切，同時尚伴有鈮鉭鐵礦。

④云英巖化階段：為較晚期的交代作用。由白云母(鐵鋰云母)與石英細粒組成，以白云母含量居多，常有黑色電氣石共生。云母與石英均為細粒狀集合體，呈不規則、囊狀、網狀沿偉晶巖裂隙或沿巖脈與片巖接觸處分布。此類交代集合體中，也常見有細粒狀綠柱石，但鈮鉭鐵礦甚微。

3.4 礦石物質成分

3.4.1 礦石礦物成分

偉晶巖脈的礦物成分主要有微斜長石20%～25%、石英20%～30%、鈉長石35%～60%，次要礦物有錳鋁榴子石(0.5%)和微量白母。稀有金屬礦物種類遠較其他類型礦床豐富，計有：鈮鐵礦、錳鈮鐵礦、錳鉭鐵礦、錳鉭礦、鈮鐵金紅石、復稀金礦、黑稀金礦、細晶石、鈮錫礦；綠柱石、鋰輝石，鋯石、富鋁鋯石；獨居石、磷釔礦；銫榴石等。此外，尚伴有錫石、黑鎢礦、白鎢礦以及富含揮發組分的礦物，如黃玉、電氣石、磷灰石等。礦物的晶體粗大，如黃連溝礦段可見綠柱石的體長2～5cm，直徑1cm的晶體。

3.4.2 礦石的化學成分

礦區內的花崗偉晶巖脈，全脈都有一定的礦化，脈體即是礦體，礦化一般較均勻、穩定。一般的品位變化趨勢由地表往深部，Ta2O5略有降低，Nb2O5略有升高，BeO的品位變化不明顯。地表鈉長石的含量和Nb的品位有同步消長關系；Nb的表現不明顯；而Be兩期礦化的復合含量與納長石含量之間的對應關系較為復雜、多樣，既有鈉長石量少BeO含量高或較低的情況，也有鈉長石量中等BeO含量高或較低的情形，或者鈉長石量高，BeO含量低至中等的情況出現，其兩者含量顯示無規律可循。

礦區花崗偉晶巖中的鋯石，依含鉿、鋯等元素種類的不同及含量高低，可分為富鉿鋯石、含鉿鋯石和普通鋯石等三種。從地表和鉆孔資料看，當富鉿鋯石含量高時，其他兩種鋯石含量相對減少，Ta、Nb礦化變富；反之，Ta、Nb礦化較貧。因此，利用不同亞種鋯石的標型特征和含量，可以指導找礦評價工作。

據礦區單礦物化學分析資料，錫石中含鉭鈮很高，Ta2O5為0.84ω%～2.95ω%，Nb2O5在0.44ω%～1.70ω%之間，錫石的顏色與Nb、Ta含量有一定關系，一般錫石褐色越深，鉭鈮的含量越高。

據花崗偉晶巖礦體鈮鉭化學分析資料，Ta2O5含量最高為0.074ω%，最低為0.0042ω%；Nb2O5含量最高為0.014ω%，最低為0.006ω%。

3.5 圍巖蝕變

區內圍巖蝕變強烈，主要有硅化、鈉長石化、電氣石化、高嶺土化等。其中以鈉長石化、硅化和電氣石化與鈮鉭鐵礦化關系最為密切。現將主要蝕變種類及特征闡述于后。

鈉長石化：主要表現為鈉長石沿鉀長石晶體自外向內進行交代，交代不完全者常留下鉀長石殘晶，交代完全者具鉀長石假象，構成長石—石英交代集合體，穿插于早期鈉長石顆粒之間，并交代了早期生成的白云母。此類蝕變分布較廣，鈮鉭鐵礦體和頂底板均較發育，與成礦關系最密切。

硅化：表現為后期酸性熱液沿裂隙滲入，形成石英細脈，并使早期石英重結晶，少數在礦體中呈不規則石英團塊。這類蝕變主要分布在鈮鉭礦體和頂、底板巖中，與成礦關系較為密切。

電氣石化：表現為在偉晶巖脈體及圍巖中，有大量的電氣石石英脈、不規則電氣石石英團塊分布。該類蝕變主要分布在礦體和頂底板巖石中，與成礦關系較為密切。

花崗偉晶巖礦床中的鈹礦化可劃分為兩期：早期的鈹礦化是偉晶巖早期結晶分異的產物，綠柱石與微斜長石、石英共生；并可見到晚期生成的鈉長石交代綠柱石、微斜長石、石英的現象，除早期Be礦化外，本區稀有元礦化(Ta、Nb、Zr、Hf及晚期的Be、Sn、W礦化，均與偉晶巖晚期結晶分異的產物鈉長石化有關。

花崗偉晶巖中鈉長石普遍發育。鈉長石的種類有葉鈉長石、薄片狀鈉長石和糖晶狀納長石等三種，它們與細晶石、錳鉭鈮鐵礦、綠柱石、富鉿鋯石、錫石、錳鋁石榴子石、石英等密切共生，在顯微鏡下可見到上述礦物互相穿插和鑲嵌現象。稀有元素礦化與鈉長石有密切的成因聯系，是本區良好的找礦標志。

3.6 成巖成礦時代

礦區花崗偉晶巖脈群形成年齡為65×106a。礦區內圍巖為燕山晚期的次斑狀花崗巖和等粒狀黑云母花崗巖組成，形成年齡為90×106a。(據滇西地質隊1959～1962年鈹礦勘查報告)。

4 礦床成巖成礦過程淺析

花崗偉晶巖的研究，至今已有200年的歷史。期間各個學派提出過多種形成機制假說，較有影響的認識是巖漿結晶分異成因說和變質成因說兩種。基于對黃連溝地質資料分析，初步認為其成巖成礦的可能過程如下：

含揮發份(F、H2O、CL、CO2等)、稀堿金屬(Li、Rb、Cs)Na(K)和成礦元素(Nb、 Ta 、Be、 Sn等)的原始花崗質巖漿，在上侵過程中，一方面在閉封良好的構造、物理—化學環境內，巖漿的中部先于頂部及上部結晶固化，首先形成礦區主體斑狀花崗巖。先行固結的斑狀花崗巖，尤如一道屏障，導致臨近固化部分的下部花崗質巖漿也出現類似于中部的低熔漿液，并在圈閉良好的介質中緩慢而充分結晶，形成侵入斑狀花崗巖的等粒黑云母花崗巖小巖枝。據同位素年齡資料，礦區斑狀花崗巖及等粒黑云母花崗巖成巖年齡為90×106a，相當于燕山晚期。

另一方面，因液態分異作用居于主導地位，從原始花崗質巖漿中分離出來的富含揮發份和成礦元素(Nb、Ta、Be)的低熔漿液，由于揮發份含量高，或主動侵位；或因其頂蓋圍巖(公養河群地層、前期形成的斑狀花崗巖)破裂而發生被動侵位，并圈閉在外壓遠大于內壓的系統內，充分結晶，造就偉晶巖主體。伴隨低熔漿液的固化，即便無構造作用影響，也因其總體有所減少，相對出現有所開放的環境，隨之引起物理—化學失去平衡，使已固化部份的偉晶巖產生裂隙，并造成偉晶巖礦物的蝕變(鈉長石化、硅化、電氣石化)——成礦作用，從而形成礦區原生的Nb、Ta、Be礦化偉晶巖型礦床。據同位素測年資料，成礦年齡形成于65Ma，相當于燕山期末—喜馬拉雅期初時段。

爾后，由于新構造運動的影響，被抬升到地表，近地表的原生含礦偉晶巖脈遭受到風化作用的改造，結果造成原生的淋濾、遷移和再次富集。

5 找礦標志

綜上所述，該礦區鉭鈮鈹礦化花崗偉晶巖脈的找礦標志歸納為如下幾點：

①礦區內的花崗偉晶巖群所具有水平分帶，顯示出稀有元素礦化由北西向南東方向有由貧變富并在東南部形成工業富集的趨勢。

②稀有元素礦化與鈉長石化有密切的成因聯系，鈉長石是本區良好找礦標志，鈉長石—白云母型偉晶巖在本區所有偉晶巖中其礦化最好，因此鈉長石—白云母型偉晶巖可作為找礦勘查評價的首選對象。

③近礦圍巖中Li、Rb2O、Cs2O含量相對富集，是尋找稀有元素礦化偉晶巖圍巖標志。

④富鉿鋯石、含鉭錫石等標型礦物，是尋找含鉭鈮花崗偉晶巖的標志，當在重砂礦物中發現上述標型礦物時，應注意尋找稀有元素礦化的原生礦體。

⑤花崗偉晶巖中的白云母晶體出現片小，含量少，特別是有淡綠色的鋰白云母時，鉭礦化一般均較好。

⑥脈體中錫石含量越多、顏色越深，錳鋁石榴子石粒度越小、顏色越淺時，稀有元素礦化越好。

參 考 文 獻

[1]云南省地質礦產勘查開發局第四地質大隊.云南省龍陵縣龍新鄉黃連溝鈮鉭礦風險地質勘查工作總結[R].2001.

[2]云南省地質礦產局.云南省區域礦產總結(下冊)[R].1993.777～782.

[3]滇西地質隊.云南省德宏州龍陵縣1959～1962年鈹礦勘查報告書[R].1963.

[4]地質部云南省地質局.1∶20萬潞西幅、瑞麗幅、弄島幅地質報告(上冊)[R].1966.

[5]李人科，陳佩戌.錫石含鉭性對預測隱伏鉭鈮花崗巖的指示意義[J].地質與勘探，1990，(10)23～29.

[6]沈敢富，呂伯西.西南三江地區新生代侵入巖的成巖成礦[M].北京：地質出版社，2000.