滇東晚二疊世稀有金屬鈮礦化層分布規律

高西平

(云南省煤炭地質勘查院，云南 昆明 650000)

0 引 言

滇東晚二疊世煤炭資源儲量豐富，是云南省最重要的能源資源基地。在以往對中國西南晚二疊世含煤沉積盆地內煤炭地質的勘探工作中，我們需要尋找一個相對穩定、易于識別的標志層，便于在鉆探過程中對煤系地層進行識別、對比、鑒定，在此過程中我們發現了以火山灰成因為主的高嶺石泥巖層“Tonsteins”，在對“Tonsteins”進行進一步研究的時候發現，在滇東、黔西乃至川南的部分地區煤系地層底部，主要為龍潭組底部，峨眉山玄武巖以上，同樣存在多層與Tonsteins成因相似，巖性相似的粘土巖層，經過化驗分析得知，該巖層富集的“三稀”礦產資源種類豐富，主要有鈮、鉭、鋯、鉿、鎵、鈦以及稀土元素，且儲量巨大。

本文將滇東地區其由北到南分別劃分為：鹽津、彝良、鎮雄、宣威、富源5個片區，見圖1。并在每個片區內選取一個鉆孔的樣品作為研究，使用的鉆孔資料皆選取巖芯保存完整，采取率高，代表性好的鉆孔進行編錄和鑒定，并從中采取自然伽馬異常區段的巖芯樣品進行化驗。

通過鉆孔資料及巖芯樣品對比，以玄武巖為對比基準層，天然伽馬曲線及巖性為主要依據，在鎮雄、彝良、鹽津、宣威等勘區資料綜合對比的基礎上，大致將稀有金屬礦化層劃分為7個層位。由基準層自下向上依次編號為：K0、K1、K2、K3、K4、K5、K6。

K0層位于玄武巖或凝灰巖頂部，區域內穩定分布，厚度為1～6 m，平均厚度2.5 m礦化層以高嶺石泥巖為主，粘土化程度高，鎮雄、鹽津的局部地區為粉砂質泥巖，底部與玄武巖明顯接觸，部分地區底部有凝灰巖薄層，天然伽馬曲線異常峰值明顯，鈮含量160～600 μg/g，個別突出點甚至達到800 μg/g。在鎮雄、宣威地區皆有露頭出現。為勘區內最主要的稀有金屬富集層。

K1礦層厚度較大、分布范圍較廣，厚度為1～5 m，平均厚度2 m，主要為局部粘土化程度較高，為薄層狀的粘土巖。K1接近底部凝灰巖層或下伏玄武巖，易于辨認。

除K0、K1外，其余四層厚度較薄，品位一般，區域連續性較差，尚需要更多資料進行研究。

2 各分區主要礦化層

2.1 鎮雄礦區

鎮雄礦區稀有金屬礦化層層數多，可供區分的7個層位在該區內都可以找到，其中以K0層分布最為穩定。K0層位于玄武巖或凝灰巖頂部，厚度變化大，薄的地方不足1 m。以粉砂質泥巖為主，塊狀結構，粘土化程度低鈮元素含量160～400 μg/g，常見擦痕和碳質印模，巖層深度在550～1 160 m間。其余各層受構造等因素影響，厚薄不均，分布也不甚穩定。

2.2 彝良礦區

彝良礦區洛旺向斜原計劃采取3個鉆孔的樣品，目前完成了2個鉆孔的采樣工作，其中ZK1001的巖芯樣品送檢。根據檢測結果及以往資料對比推斷，區內礦化層K0頂板與礦層之間呈過渡接觸，不易區分，底板為數十厘米的紫紅色凝灰巖，下接玄武巖界限。K1距K0層3 m左右，頂底板皆為粉砂巖。K0、K1層位對比可靠，層位穩定，厚度變化較鎮雄勘區小。彝良向斜南翼東段的資料分析顯示，主要元素含量與礦層厚度與洛旺向斜較相似。

2.3 鹽津礦區

鹽津地區共采取3個鉆孔，并將ZK1201送檢。其中有一層厚約2 m礦化層普遍存在，其下部同樣出現數米的凝灰巖，基本可以確定為K0層，其金屬鈮含量最高接近500 μg/g，由于目前工作量較少，尚不能確定礦層分布的區域穩定性。

2.4 宣威礦區

宣威地區主要采取ZK301鉆孔的樣品進行分析，并實地查看了附近幾個勘區的巖心資料，可以確定其主要礦化層為K0、K1，礦層厚度1～3 m，含量普遍大于400 μg/g。兩層之間相隔1～3 m，K0層與玄武巖之間通常有厚薄不等的凝灰巖薄層，與頂底板皆明顯接觸。區域內兩個礦化層分布穩定，厚度變化不大。露頭部分風化嚴重，可見黃灰色或黃綠色泥質層，有滑膩感，與上下覆地層的風化產物區別明顯。

3 巖層柱狀圖對比分析

以峨眉山玄武巖界限為基準，通過巖性，測井曲線的綜合對比，見圖2。劃分出K0、K1兩個全區域穩定存在的稀有金屬富集巖層，其中淺藍色為K0層，綠色為K1層。

從(圖2)中可以看出滇東稀有金屬鈮的富集礦體主要可以劃分為兩個大層，由于成礦條件、保存條件、其他地質因素等的不同，各區域會出現層位缺失、錯動等，礦體厚度也有所不同。從巖性來看，K0層以淺灰白色高嶺石泥巖為主，粘土化程度較高，細膩，質軟，與玄武巖明顯接觸。K1層以淺灰色泥巖為主，區域上從北向南逐漸過渡為高嶺石泥巖，致密，有蠟質光澤，含深色泥質包裹體，頂底板通常為砂巖或粉砂巖。

根據各區域巖芯樣品的實際觀察，結合上表中給出的數據可以發現，滇東地區稀有金屬元素富集的層位，粒度上由北向南逐漸變細，粘土化程度逐漸變深，有益元素含量逐漸變高。區域上自宣威而止，在勘探過程中，并未在會澤、尋甸、富源一帶發現類似礦層。

4 鈮元素與礦化層的分布規律

在ICP-MS的檢測結果中，鈮元素單個樣品中含量最高值達到1 072 ppm，該樣品來自宣威寶山K0礦化層，巖性為灰白色高嶺石粘土巖，細膩，質軟，已具備一定的可塑性。

使用鈮含量繪制的柱狀圖與自然伽馬曲線圖在波形上是可以完全對應的，鈮含量高的地方，曲線峰值也高，反之也然，見圖3。從埋藏深度上看，礦化層埋藏越深的鈮含量越高，即最深的K0層，鈮含量最高，往上變淺有遞減趨勢，埋藏最淺的K6層平均鈮含量只有160 ppm左右。

從平面上看，目前檢測到的數據中，鈮元素含量峰值出現在在滇東的南部，向滇東的北部逐漸減低，稀土中的一些元素在北部未曾檢出。從巖性上看，粘土化程度越高，鈮元素含量越高；巖石粒度越細，鈮元素含量越高。

5 結 語

滇東晚二疊世含煤地層底部賦存的堿性火山碎屑巖礦化層，在滇東地區彝良、鹽津、鎮雄、宣威等地區含煤地層底部含有多個礦化層，其中K0、K1兩個礦化層較穩定，其主要元素的品位由北向南逐漸增高，粒度由北向南逐漸變細，粘土化程度的逐漸增高，使粘土礦物在重結晶過程中進一步影響了鈮、鋯等元素的富集。礦化層中的鈮元素為基準，鈮元素含量越高，其他有益元素的含量也高，鈮元素含量越低，其他有益元素含量也隨著減少。礦化層數由北向南逐漸減少，鎮雄區多達7個礦化層，宣威區普遍只有2層。這個可能與沉積過程中的水流搬運作用和后期的保存條件有關。從垂向上看，埋藏越深的，粘土化程度越高，鈮含量越高。由于埋藏深度的不同，在地質演化的過程中所受的物理、化學等作用各不相同，相關礦物之間發生的分異、組合等效果也不相同，因此深部的礦化層有益元素相對更加的富集。

滇東晚二疊世煤系地層中鈮多金屬礦化層的發現及研究，必將是我國研究該類型礦床的一個新篇章，其不僅具有很高的學術研究意義，也具備巨大的生產開發價值。