越城嶺巖體西側(cè)韌性剪切帶各亞帶稀有金屬含礦性研究

蘇佳虎， 郭 磊， 李 禮

(湖南省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院，湖南 長沙 410011)

越城嶺巖體區(qū)域上位于揚(yáng)子陸塊西南緣，桂湘早古生代陸緣沉降帶邵陽坳褶帶。該區(qū)構(gòu)造、巖漿巖、偉晶巖脈十分發(fā)育，具有十分優(yōu)越的稀有金屬成礦地質(zhì)條件[1]。

1 礦區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地層

礦區(qū)位于湘中地層分區(qū)，出露主要地層有震旦系、寒武系、奧陶系、泥盆系、石炭系、白堊系及第四系。巖性以砂質(zhì)板巖、灰?guī)r、白云巖、長石石英砂巖為主。

1.2 構(gòu)造

區(qū)域上整體處于北北東向構(gòu)造行跡內(nèi)，以越城嶺巖體為界，西部北北東向斷裂構(gòu)造較發(fā)育，東部褶皺較發(fā)育。斷裂構(gòu)造主要有資源—新寧斷裂和鋪里—界牌斷裂[2](見圖1)。

(1)資源—新寧斷裂：斷裂橫穿區(qū)域，走向?yàn)楸睎|20°～30°，總體傾向北西，從北西舒緩彎曲斜穿至北邊界，斷裂西側(cè)分布有白堊系盆地，斷裂使東側(cè)片麻狀花崗巖、震旦系、寒武系、奧陶系與西側(cè)白堊系、石炭系、泥盆系接觸，造成大量地層缺失，巖石硅化破碎現(xiàn)象明顯。該斷裂為長期活動的復(fù)活性斷裂，從加里東期至白堊系均有活動跡象。

(2)鋪里—界牌斷裂：走向北東20°～30°，舒緩波狀延伸，區(qū)域上長約40 km，斷裂縱切越城嶺花崗巖體，沿線巖石強(qiáng)烈硅化、破碎，片理、片麻理發(fā)育，斷裂東側(cè)常見100～200 m動力變質(zhì)的片麻狀花崗巖。斷面傾向北西，傾角50°左右，兩側(cè)有與之平行的次級斷裂發(fā)育，共同組成寬1～2 km的擠壓斷裂帶。

在巖體內(nèi)外接觸帶還分布一些北東向斷層。

圖1 礦區(qū)構(gòu)造綱要圖

1—加里東構(gòu)造層；2—印支構(gòu)造層；3—燕山構(gòu)造層；4—地質(zhì)界線；5—角度不整合界線；6—燕山期向斜；7—印支期背斜；9—加里東期背斜；10—加里東期復(fù)式背斜；11—加里東期倒轉(zhuǎn)背斜；12—正斷層；13—逆斷層；14—花崗質(zhì)糜棱巖；15—燕山期花崗巖；16—印支期花崗巖；17—加里東期花崗巖

1.3 巖漿巖

區(qū)域上巖體十分發(fā)育，主要為加里東期巖體，其次為燕山早期小型巖株。其中越城嶺花崗巖主巖體(γ3)為加里東期侵入巖體，主要為花崗巖類巖石，分布于區(qū)內(nèi)東部、中部、南部等大部分地區(qū)，包括舜皇山序列、新寧序列及其他獨(dú)立單元，侵入前泥盆系復(fù)式向斜的軸部，呈不規(guī)則長條狀，巖體與圍巖接觸多呈彎曲狀。巖石呈灰白色，風(fēng)化后呈黃色、棕灰色，以中粒斑狀黑云母花崗巖為主，局部見中粒斑狀黑云母二長花崗巖和中粒斑狀黑云母二長巖。根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造,巖體可分為過渡帶、邊緣帶和片麻狀花崗巖帶。片麻狀花崗巖是越城嶺花崗巖主體的動力變質(zhì)帶，巖石具片麻狀構(gòu)造[2-3]。

舜皇山序列各單元花崗巖分布最廣，為越城嶺復(fù)式巖體北段印支期主體花崗巖，共包括竹山灣、上水槽源、天星駱、獅子山、冷家?guī)X和鄧家6個單元。與維諾格拉多夫花崗巖微量元素平均含量相比，竹山灣單元Li、Rb、Cs微量元素含量高出2～10倍；上水槽源單元Li、Rb高出2～4倍，Cs高出10倍以上；天星駱單元Li、Rb高出2～3倍，Cs高出10倍以上；獅子山單元Li、Rb高出2～5倍，Cs高出約20倍；冷家?guī)X單元Li、Rb高出2～4倍，Cs高出10倍；鄧家單元Li、Rb高出3～5倍，Cs高出約20倍[1]，見表1。

表1 舜皇山序列各單元巖石微量元素含量表(×10-6)

新寧序列巖石微量元素特征與舜皇山相比，堿性元素Li、Cs只有舜皇山序列各單元花崗巖的1/4～1/6，Rb/Cs值為16.43，Nb/Ta值為11.38，相對較高[1]。

其他獨(dú)立單元中響塘里單元主要分布于響塘里一帶及田家，侵入于韌性剪切變質(zhì)帶內(nèi)，與圍巖呈侵入接觸關(guān)系。該單元含鐵類副礦物含量低，見少量的金紅石、黑稀復(fù)稀金礦和鈮鉭礦[1]。

1.4 巖脈

區(qū)域上巖脈十分發(fā)育，主要種類有:花崗偉晶巖脈、石英脈、細(xì)粒花崗巖脈等。其中花崗偉晶巖脈最為發(fā)育，大小數(shù)千條，均為花崗質(zhì)偉晶巖，主要分布于韌性剪切帶內(nèi)，脈體規(guī)模產(chǎn)狀不一，寬數(shù)十厘米至數(shù)米，長數(shù)米至幾十米，形態(tài)多為不規(guī)則脈狀、透鏡狀。脈巖走向主要有：北北東向、北西-南東、近東西向，其中片麻花崗巖帶中的偉晶巖脈主要為北北東向，西側(cè)傾向西，為緩傾角；東側(cè)傾向東，為陡傾角。

1.5 地球化學(xué)特征

稀有稀散元素區(qū)域化探異常特征：Li、Be、Cs、Ab、Zr、Nb等元素異常主要分布于巖體內(nèi)，其次在巖體內(nèi)外接觸帶；以Li、Be、Rb異常為主，Be異常具有三級濃度帶，其他元素均具有一級濃度帶，Be異常強(qiáng)度較高，其他稀有元素異常強(qiáng)度一般，但異常面積較大[2-3]。

1.6 變質(zhì)巖

韌性變形變質(zhì)巖帶是區(qū)內(nèi)具有特色的地質(zhì)體，發(fā)育于越城嶺隆起西側(cè)，東部緊鄰越城嶺復(fù)式巖體，與主期花崗巖呈過渡接觸關(guān)系[4]。西側(cè)以新資斷裂為界，與白堊紀(jì)地層呈斷層接觸，往北侵入接觸過渡為寒武、奧陶紀(jì)淺變質(zhì)巖地層。根據(jù)巖石物質(zhì)成分及巖石、礦物變形變質(zhì)的強(qiáng)度、殘斑與基質(zhì)的含量變化，將韌性變形變質(zhì)巖帶劃分為五個亞帶(見圖2，表2)[2]。

圖2 韌性剪切帶分帶及野外取樣情況圖

表2 韌性剪切帶填圖單位劃分表

2 各亞帶巖石學(xué)特征及稀有金屬含礦性

2.1 糜棱片巖亞帶

該帶長約13 km，寬0.1～2.0 km，為最西側(cè)的一個亞帶，北端的左家?guī)X一帶過渡為區(qū)域淺變質(zhì)巖，東部與舜皇山序列花崗巖呈侵入接觸關(guān)系。該亞帶偉晶巖脈較為發(fā)育，多呈似層狀或透鏡狀，巖脈產(chǎn)狀與圍巖片理產(chǎn)狀一致，可見偉晶巖脈褶曲及礦物韌性變形等。對此亞帶中偉晶巖脈取樣分析，Nb、Ta均有很好的礦化顯示。

2.2 糜棱片麻巖亞帶

該帶發(fā)育于糜棱片巖亞帶以東，長約15 km，寬0～5 km，東部與初糜棱鉀長花崗片麻巖帶呈過渡關(guān)系。該亞帶主要巖石為條帶狀、眼球狀、條紋狀糜棱片麻巖。偉晶巖脈十分發(fā)育，產(chǎn)狀同周圍片麻理產(chǎn)狀基本一致，巖脈厚度和延伸都較穩(wěn)定且大致呈等距離分布，巖脈與圍巖界線較為清楚。該亞帶主要副礦物中含鈮鉭鐵礦。

2.3 初糜棱鉀長花崗片麻巖亞帶

該帶長約10 km，寬0～4 km，與東側(cè)的糜棱巖化鉀長花崗片麻巖亞帶呈過渡關(guān)系，巖石片麻理發(fā)育，且產(chǎn)狀穩(wěn)定。該亞帶偉晶巖脈不很發(fā)育，僅在南部見順片麻理產(chǎn)出、呈雁列狀展布、大致等距離分布的偉晶巖脈群。本次采樣結(jié)果顯示，Rb可達(dá)工業(yè)品位，Nb、Ta、Li、Be等有色金屬含量均較低。

2.4 糜棱巖化鉀長花崗片麻巖亞帶

該帶寬0.5～2.0 km，長約11 km，與東側(cè)弱片麻狀花崗巖呈過渡關(guān)系。該亞帶偉晶巖較為發(fā)育，多呈脈狀、透鏡狀、不規(guī)則狀產(chǎn)出，巖石多為微斜長石偉晶巖，少數(shù)見輕微的鈉長石化。采樣結(jié)果顯示，最高品位Nb2O50.085%、Ta2O50.085%、BeO 0.432%。

2.5 弱片麻狀花崗巖亞帶

該帶寬0.4～2 km，長約11 km，與東側(cè)正常花崗巖呈過渡關(guān)系。該亞帶偉晶巖脈不發(fā)育。

3 韌性剪切帶與稀有金屬成礦分析

3.1 帶內(nèi)元素富集程度較高

帶內(nèi)巖石在韌性剪切作用下，元素發(fā)生了遷移和富集，區(qū)內(nèi)Nb、Ta 豐度值及稀土元素的含量均低于維諾拉多夫花崗巖值，但巖石中出現(xiàn)有鈮鉭鐵礦、鈮鉭礦，因此說明雖然稀有元素豐度值較低，但分異富集程度相對較高，對礦化有利。

3.2 元素遷移有方向性

韌性剪切帶各亞帶的偉晶巖發(fā)育情況和含礦性不同，糜棱片巖亞帶、糜棱片麻巖亞帶和糜棱巖化鉀長花崗片麻巖亞帶偉晶巖均非常發(fā)育，且稀有金屬礦化明顯。初糜棱鉀長花崗片麻巖亞帶和弱片麻狀花崗巖亞帶偉晶巖相對不發(fā)育，只見南部發(fā)育有雁列狀產(chǎn)出的偉晶巖群，雖規(guī)模較大，但均未見稀有金屬礦化，反應(yīng)元素在韌性擠壓作用下的遷移有一定方向性。

4 韌性剪切帶各亞帶已發(fā)現(xiàn)礦(化)體地質(zhì)特征

Ⅰ號偉晶巖礦脈位于新寧縣城東南側(cè)鄧家灣—金子嶺以西一帶，位于糜棱片巖亞帶和糜棱片麻巖亞帶內(nèi)。整體呈北東向展布，走向?yàn)?5°，出露寬度為5～10 m，長度約900 m，沿走向斷續(xù)出露。偉晶巖呈灰白色，主要礦石成分為煙石英、微斜長石、鈉長石、電氣石和少量云母。野外刻槽取樣分析結(jié)果顯示，Nb2O5品位為0.016%。

Ⅱ號偉晶巖礦脈位于金鳳山南部，處于糜棱巖化鉀長花崗片麻巖亞帶，整體呈NE向展布，走向?yàn)?0°，出露寬度2～5 m，長度大于100 m，沿走向斷續(xù)出露。偉晶巖呈灰白色，主要礦石成分為煙石英、微斜長石、鈉長石、電氣石、白云母和少量金紅石。野外刻槽取樣分析結(jié)果顯示，(Ta，Nb)2O5品位為0.013%。

5 結(jié)語

受新資斷裂控制的越城嶺韌性剪切帶經(jīng)歷了多次韌性剪切變形，帶內(nèi)巖石受韌性剪切作用，元素發(fā)生了一系列的遷移和富集，出現(xiàn)Nb、Ta 豐度值低，但巖石和偉晶巖中出現(xiàn)有鈮鉭鐵礦、鈮鉭礦的現(xiàn)象，說明元素分異富集程度較高，對礦化有利。