徐 喆,馮增會*,邱文江,王迪文
(江西省地質調查研究院,江西 南昌 330030)
近年來通過中國地質調查局區域地質調查、礦產地質調查工作發現,在江西武功山地區存在花崗細晶巖型鈮鉭(鋰)礦點,主要分布于安??h的留家山、萬坑及滸坑一帶。礦點中含有Nb、Ta、Li、Rb、Cs等多種稀有金屬元素,礦體主要產于細晶巖中,并以工業礦物顆粒細小,Nb、Ta品位高、規模大為特點(中國礦產地質志·江西卷,2015)。本文主要介紹武功山地區花崗細晶巖型鈮鉭(鋰)礦地質特征。
江西武功山地區燕山期含礦細晶巖主要分布于武功山隆起區邊部,受近東西向、北東東向、北東向構造的次級斷裂控制,圍巖主要為加里東期片麻狀中細粒斑狀黑云母二長花崗巖和震旦系、寒武系淺變質巖。
武功山地區含礦細晶巖,主要呈脈狀分布,走向呈近東西—北東東向展布,傾向南—南東,傾角55~70°,脈體寬約1.5~5m,沿走向延伸長約200m~10km,以留家山一帶巖脈規模最大,沿走向斷續延伸長約10km。礦點出露的底層為南華紀沙壩黃組、震旦紀壩里組和老虎塘組、寒武紀牛角河組。由于加里東期構造活動強烈,富含鉀鈉的含礦溶液沿著巖層層間裂隙,選擇性進行交代,在加里東巖體的外接觸帶的砂板巖之中形成了偉晶-細晶巖脈。主要有含鈮鉭礦脈,分為花崗偉晶巖脈和花崗巖細晶巖脈兩種類型。
含礦脈呈脈狀、透鏡狀貫入圍巖中,呈北東至北北東向展布,大部分脈體傾向北西西,少部分傾向東,傾角50~80。含礦脈體厚度一般大于50cm,其中大于1cm含脈礦有20條,厚度最大7m~8m,一般3~5m,斷續延長1km~3km。含礦脈體大部分順層貫入,也有且層貫入,尤其在褶皺轉折端脈體厚度增大。
脈中主要礦物有鈮鉭鐵礦,猛鈮鉭鐵礦、鈮鐵礦。次有含鈮錫石、獨居石、鉛鋅礦、黃銅礦等。鈮鉭礦物呈細小葉片狀、針狀、板柱狀,長0.01mm~0.2mm,最大長度0.8mm,多包裹或嵌生于鈉長石、石英石之中,亦有分布于白云母理解中或其邊緣。
含礦細晶巖呈灰白色,具細粒花崗結構,塊狀構造。礦物成分主要有石英(32%)、斜長石(33%)、鉀長石(30%)、絹云母(5%),石英呈它形粒狀,粒徑0.2mm~0.1mm為主,常含塵狀包裹體。斜長石,半自形板狀,長軸0.5mm~0.2mm為主,屬更長石,發育弱高嶺石化。鉀長石呈板狀,長軸0.4mm為主,弱高嶺石化。絹云母為蝕變礦物,片徑0.1mm左右為主,雜亂分布。副礦物有鈮鉭鐵礦、細晶石、含鈮鉭錫石、鋅尖晶石、燒綠石等。
含礦花崗偉晶巖脈和含礦花崗細晶巖脈。經過11條探槽揭露和其他工作共采集81個化學樣品進行分析,經過分析可知,花崗偉晶巖脈或者似偉晶巖脈和花崗細晶巖脈主要為含鈮、鉭礦的礦床。
巖石具富硅、鋁、鈉,貧鐵、鎂、鈣的特征,A/CNK>1,屬強過鋁質巖石。分異指數均在90以上,這一特征與晚侏羅世雅山鋰、鈮鉭礦成礦的細粒白云母花崗巖特征基本一致,兩者均經歷了巖漿高度分異演化作用(楊澤黎等,2014)。
微量元素組成上,巖石具明顯的Rb、Th、U、Ta、Nb、P、Hf正異常和Ba、K、Sr、Zr、Ti負異常的特征,并具較低的Nb/Ta、Zr/Hf比值,顯示出高度分異演化的特點。
巖石稀土含量較低(∑REE=11.00×10-6~14.49×10-6),(La/Yb)N=5.20~6.53,輕重稀土分異程度不明顯,具有顯著的Eu負異常(δEu=0.26~0.36),具有明顯的四分組效應。
巖體稀土配分曲線與微量元素蛛網圖與雅山鋰、鈮鉭礦成礦的細粒白云母花崗巖極為相似(李潔等,2013;楊澤黎等,2014)。
與維氏值進行對比,稀有金屬元素含量明顯較高,Li含量為3100×10-6~3300×10-6,是維氏值的80倍,Rb含量為2000×10-6~2300×10-6,是維氏值的10倍,Cs含量為250×10-6~380×10-6,是維氏值的61倍,Nb含量為43.9×10-6~49.4×10-6,是維氏值的2倍多,Ta含量為61.9×10-6~67.4×10-6,是維氏值的18倍,Be含量為45.6×10-6~110×10-6,是維氏值的13倍。
含礦細晶巖即是礦床(點)中鋰、鈮、鉭等稀有金屬的礦體,也是含鋰瓷石的礦體。礦體主要呈脈狀產出,沿走向有分支復合,膨大縮小現象,礦體的規模和產狀與含礦細晶巖一致。蝕變主要為高嶺土化、絹云母化等,沿節理面見有螢石化,與巖脈接觸的變質巖具強角巖化。
(1)武功山地區花崗細晶巖型鈮鉭(鋰)礦點分布于武功山隆起區邊部,含礦細晶巖即是鋰、鈮、鉭、銣等稀有金屬的礦(化)體。
(2)含礦細晶巖具富硅、鋁、鈉,貧鐵、鎂、鈣的特征和明顯的Rb、Th、U、Ta、Nb、P、Hf正異常及Ba、K、Sr、Zr、Ti負異常,稀土總量較低,輕重稀土分異程度不明顯,具顯著的Eu負異常和四分組效應,屬巖漿晚期高度分異演化的產物。