遼寧寬甸賽馬地區堿性巖型稀土稀有礦成礦地質特征分析

王 雪

（遼寧省地質礦產調查院有限責任公司，遼寧 沈陽 110000）

遼寧寬甸賽馬地區稀土礦產發育，其區域大地構造位置位于遼東地塊太子河-渾江古凹陷與營口-寬甸古隆起的銜接部位。區域內地層發育有前震旦系變質巖系，寒武系、奧陶系、侏羅系及第四系地層。巖漿巖主要為呂梁期、印支期和喜山期產物，其中以印支期火成巖最發育。

1 區域地質特征

1.1 地層

太古界鞍山群：巖性主要為黑云母片麻巖、麻粒巖。巖性與其他區域太古代地層相類，為一套變基性火山巖系；古元古界遼河群：主要巖性為云母片麻巖夾大理巖，后期受構造影響出現褶曲、撓曲現象。其中，大石橋巖組主要巖性為厚層白云質大理巖，部分為灰色灰巖、透閃石大理巖。蓋縣巖組地層在部分地段也有分布；新元古界：主要包括青白口系細河群釣魚臺組、南芬組和橋頭組。釣魚臺組主要巖性為石英巖及底部礫巖。該群巖性主要為各類沉積巖系及相應淺變質巖石類型；古生界：寒武系巖性主要為各類頁巖和灰巖；奧陶系巖性主要也為各類頁巖和灰巖；侏羅系主要巖性為各類火山質沉積巖、礫巖及含煤巖系；白堊系主要巖性為各類頁巖及礫巖；第四系主要由各類坡積、沖積和殘積物組成[1]。

1.2 巖漿巖

呂梁期巖漿巖主要巖性為黑云母花崗閃長巖、片麻狀花崗巖及偉晶質白云母花崗巖。印支期巖漿巖：深成巖巖性主要為花崗巖、正長巖、石英正長巖和霞石正長巖等。其中正長巖因霞石正長巖侵入，形成多種蝕變巖石，同時，伴隨有鈮、鉭、鋯等稀有金屬礦液上升。其蝕變巖石類型有：鈉長石化正長巖、霓石化正長巖、高嶺土絹云母化正長巖等。本期火成巖體是嚴格受區域的北東向構造所控制，巖石中暗色礦物較少，均為中-細粒結構，地貌上多形成抖砬子或高山區。淺成巖主要有：細粒花崗巖、花崗斑巖、細粒正長巖和正長斑巖。噴出巖主要有：流紋巖、粗面巖、響巖、火山角礫巖和安山巖等。本區巖漿巖與成礦關系密切，喜山期巖漿巖：本期玄武巖主要覆蓋在第四系之上。

1.3 構造特征

區域內近東西向構造線是本區早期構造運動產生。后期構造運動所產生的構造線方向主要是北東、南西及近南北三組構造。

2 礦區地質特征

2.1 地層

古元古界遼河群大石橋巖組，其巖性主要為白云質大理巖夾薄層千枚巖、板巖；新元古界青白口系細河群，包括釣魚臺組石英巖和橋頭組石英巖；古生界寒武系上統崮山組頁巖、灰巖；中生界侏羅系含煤頁巖、石英礫巖巖組；新生界第四系[2]。

2.2 巖漿巖

本礦區堿性雜巖體類型復雜，深成巖包括堿性正長巖和霞石正長巖兩類；噴出相包括粗面巖、響巖和火山角礫巖、凝灰巖；淺成巖包括正長斑巖、安山巖及相關脈巖；蝕變巖包括鈉長石化正長巖、霞石化正長巖等。總的來說，可以分為兩類：鈣堿性系列中性巖——正長巖和粗面巖類；過堿性系列中性巖——霞石正長巖和響巖類。

本區巖漿巖生成順序：本區的堿性雜巖體生成，首先是堿性正長巖的侵入，之后為粗面巖的噴出，再次為響巖的噴出。繼響巖噴出之后為中-細粒堿性正長巖的侵入，之后為霞石正長巖的侵入，最后為各種脈巖的侵入。各種脈巖的生成順序為正長偉晶巖生成較早，其次為正長斑巖、黑云母正長斑巖和正長細晶巖，霞石正長偉晶巖脈生成最晚[3]。

堿性巖的成因：本區堿性巖的成因，與花崗巖石同源巖漿，經過深部分異，分別在不同時期侵入的，其生成順序是花崗巖在先，堿性正長巖次之，霞石正長巖最晚。同時，堿性巖漿的形成與本區大面積分布的灰巖、大理巖的同化作用也可能有一定的關系。堿性巖漿的形成可能是由于花崗質巖漿與碳酸鹽圍巖發生同化作用而發生去硅化，進而形成堿性巖漿。堿性雜巖體侵入時間為晚三疊世，為印支運動晚期的產物。

本區域蝕變巖類型豐富，主要分布在堿性雜巖體與大理巖接觸帶的堿性侵入巖一側。蝕變巖是多期侵入作用不斷改造最終形成的。這些蝕變現象的產生，是由于霓霞正長巖、晚期的殘余巖漿與堿性正長巖發生交代作用的結果。鈉交代了鉀長石中的鉀組成了鈉長石、霓石、鈉鐵閃石等，含鈉礦物呈單晶產出，因而形成了鈉長石化、霓石化和鈉鐵閃石化。其中霓石化主要發育在靠近霓霞正長巖和大理巖的部位，即鈉長石化的兩側；而鈉長石化則主要發育在鈉長石化的中部；鈉鐵閃石化主要發育在堿性正長巖和大理巖的接觸部位。其成因是霓霞正長巖的殘漿沿堿性正長巖與大理巖之間的構造破碎帶上升而與圍巖發生交代作用的結果，其嚴格受斷裂構造控制，并沿斷裂構造形成了寬約10m～20m，長700m左右的蝕變帶。

2.3 成礦構造

賽馬礦區，存在賽馬褶皺，斷裂、解理較發育，與堿性雜巖體侵入關系密切，是堿性雜巖體侵入的通道。

3 成礦特征

3.1 稀土及稀有、放射性元素類型

本區堿性雜巖體是含礦巖體，堿性雜巖體中含有較多的稀土元素，主要元素為Ce，還含有少量Y。另外，包含稀有元素Nb、Zr、Sr、Ti，放射性元素U、Th等。

3.2 稀土及稀有、放射性元素賦存礦物類型

本區稀土元素主要賦存在稀有、稀土、放射性礦物及造巖礦物中。主要礦物類型有：鈮礦物-鈦鈮鈣鈰礦，鈮與鈦有密切關系，其次為鋯；鈦礦物-金紅石、榍石等；鋯礦物-鋯英石、異性石等；稀土礦物有獨居石、磷釔礦等；鈾釷礦物有非晶質鈾礦、瀝青鈾礦和釷石等。以上稀有、稀土、放射性元素除形成上述獨立礦物外，還以類質同象形式分布在其它稀有元素礦物中。稀有、稀土及放射型礦物也賦存于造巖礦物中，如：Nb、Ti在造巖礦物中的分布含量由大到小順序為：黑云母、草綠色霓石、黑色霓石、長石。

3.3 稀土、稀有元素礦物分布

稀土、稀有、放射性元素礦物主要分布在鈉鐵閃石化正長巖、鈉長石化正長巖、霓霞正長巖和云霞巖中。即稀有、稀土、放射性元素礦物主要分布于霓霞正長巖及蝕變正長巖中。

（1）霓霞正長巖：多數侵入到正長巖中。

含礦性：含有多種稀有元素和稀有元素礦物。

稀有元素在霓霞正長巖中的賦存狀態和分布規律：Nb的存在狀態：一種是以分散狀態分布在鈦礦物、含鈦礦物或造巖礦物中，另一種是以鈦鈮鈣鈰礦的獨立礦物形式存在。鈦鈮鈣鈰礦的分布規律：主要產于早期巖漿巖中，與粗粒霓霞正長巖及黑色霓霞正長偉晶巖密切相關。在更晚期的脈巖中含量較少或者沒有。鈦礦物不利于鈮的獨立礦物-鈦鈮鈣鈰礦的形成。因此，鈮的獨立礦物鈦鈮鈣鈰礦從早到晚有逐漸減少的趨勢。鋯礦物-鋯石、異性石的分布規律及與鈮礦物的共生關系：鋯石的富集是隨著巖漿的演化到后期有富集的趨勢，因此晚期細粒霓霞正長脈巖中含量較早期粗粒霓霞正長巖中的含量高。與鈦鈮鈣鈰礦的分布規律相反，有鈦鈮鈣鈰礦產出的地方往往有異性石。Sr在霞石正長巖中含量較高，尤其是在后期偉晶巖期有增高的趨勢，即在霞石正長偉晶巖中含量較高。

霓霞正長巖成礦控制因素：①巖漿的物質成分對成礦起到控制作用，如：鈦鈮鈣鈰礦，異性石與鈦鐵礦是鈉質霞石正長巖的標型礦物。因此本區Nb、Zr礦物的出現是受原來鈉質霞石正長巖漿控制的。同時，Nb與Ti之間的關系是此消彼長，因此本區沒有形成大量的Nb礦物是受制于Ti。②巖漿的分異程度：巖漿分異程度越高，即巖漿巖分帶性越好，對于稀有金屬成礦越有利。③揮發組分對于成礦的作用：隨著揮發組分的運移，稀有金屬在適當的部位富集。④構造因素：巖漿、熱液的運移通道。

成因類型：根據稀有元素在霓霞正長巖中的晶出階段的特點可知，霓霞正長巖中的稀有元素的富集主要是在巖漿作用時期形成，在偉晶期和氣成熱液期形成次要。因此，該期礦化主要是巖漿型，偉晶型和氣成熱液型次之。

（2）云霞正長巖：即富含云母及微量霓石的霞石正長巖。云霞正長巖中的Nb是在巖漿期分散于Ti的硅酸鹽礦物-榍石中的。

（3）鈉長石化帶（鈉長石化正長巖）。鈉長石是堿性巖中尋找稀有元素礦床的重要標志，因為鈉長石化是稀有元素成礦的良好礦化劑。鈉長石化帶就是正長巖發生了廣泛的鈉長石化作用，與霓霞正長巖的侵入有關，正長巖是該帶的唯一母巖。本區的正長巖可以分為普通堿性正長巖、霓石化的正長巖和偉晶質正長巖三種。鈉長石化帶的圍巖有兩種（其實就是正長巖的圍巖）：其一就是遼河群大理巖；其二就是與霓石化正長巖形成有關的霓霞正長巖。鈉長石化作用發生于氣成熱液期，在時間上是在霓霞正長巖侵入之后。鈉長石化帶除鈉長石化，還有霞石化等其他類型的蝕變類型。鈉長石化強烈的部位，礦化較強。稀有元素礦化與解理、裂隙密切相關。鈉長石化正長巖與鈉鐵閃石化正長巖等蝕變正長巖中的Nb含量比未受蝕變正長巖中的含量高許多。

成礦的控制因素：①構造控制；②巖性控制：只發生在堿性正長巖中，因為堿性正長巖的物質成分及相關性質具備控制條件，如鉀易被Nb所置換，因此是良好的蝕變母巖。與鈉長石化有成因聯系的圍巖霓霞正長巖是礦化巖漿的來源，因此霓霞正長巖是間接的礦化控制因素。巖漿期后熱液活動，特別是其中揮發性組分對Nb、Zr等元素起到搬運作用，因此也具備控制作用。

成礦類型：氣成-高溫熱液型。

（4）蝕變帶。堿性正長巖與大理巖的接觸蝕變帶所發生的強烈蝕變作用，使得許多稀有元素富集。其中，放射性元素礦化與Nb、Zr礦化成共生關系。

放射性元素礦物分布：

主要有U、Th異常，鈾礦化主要在蝕變帶和正長巖的含鈾熱液脈中。U、Th以獨立礦物形式存在，或以類質同象存在于稀有礦物或其他礦物中。

成礦控制因素：①巖漿因素，堿性巖漿本身富含有U、Th元素。②構造條件；③圍巖與蝕變：正長巖與大理巖接觸部位蝕變強烈。

成因類型：①巖漿巖型（不形成獨立礦物）；②熱液充填型（形成獨立礦物）。

賽馬堿性巖體中稀有元素富集規律：

賽馬堿性巖的活動特點是：由鉀質正長巖巖漿演變到最后富含鈉質的超堿性巖漿。初期巖漿為鉀質正長巖巖漿，正長巖漿中的稀有元素在巖漿階段呈分散狀，在鈦礦物中以類質同象的形態存在，巖漿結晶末期到偉晶巖時期，伴隨揮發物質富集和巖漿的進一步分異，形成獨居石、鋯石、鈦鐵礦及金紅石等。隨著正長巖漿的演變，巖漿開始富集鈉質，從而形成霞石正長巖漿。霞石正長巖漿中的稀有元素和稀土元素伴隨Na、Fe、OH-1、F-1及其他揮發組分而的運移而呈絡合物被帶到外接觸帶（正長巖）中，從而使Zr、Ti等更加富集。但無論正長巖漿還是超堿性巖漿成礦作用，都是在后期偉晶巖階段更易富集礦物，因此無論正長偉晶巖還是偉晶霓霞正長巖都是稀有、稀土元素較富集的堿性巖體類型。

主要成礦期可以分為巖漿結晶階段、偉晶巖階段、氣成-熱液階段。

主要稀有元素礦物：

氧化物類礦物：金紅石（Ti）：主要產在霞石正長偉晶巖及正長偉晶巖中，多與鋯石、鈦鐵礦共生。在正長巖和蝕變正長巖中也有分布；鈦鐵礦（Ti）：產出以正長巖及正長偉晶巖為主，在霓霞正長巖中較少；鈦、鈮、鈣、鈰礦：霞石正長巖的標型礦物。

硅酸鹽類礦物：鋯石在正長偉晶巖和蝕變正長巖中較多；異性石產于偉晶狀的霓霞正長巖及中粗粒霓霞正長巖中，經常與草綠色霓石、鈦、鈮、鈣、鈰礦有密切的共生關系。

楔石等磷酸鹽類礦物：獨居石（Ce）產于蝕變正長巖和霓霞正長巖中。

以上稀有元素礦物學特征可知，稀有元素礦物主要產出與霞石正長巖有關的堿性巖體中，如：霞石正長巖、霞石正長偉晶巖、蝕變正長巖等堿性巖體中。

4 結語

綜上所述，稀有元素在賽馬堿性巖體中具有富集規律，這些規律可為今后尋找稀有礦產提供找礦方向。