湖南省稀有金屬礦床特征與成礦規律探討

徐璐敏，樂少強

（湖南省核工業地質局三一一大隊，湖南 岳陽 414100）

稀有金屬在國民經濟建設和綜合國力提升中占有重要戰略地位，其產業發展程度直接反映了一個國家的經濟、國防實力以及科技水平。然而目前，我國對于稀有金屬礦的勘查程度和監管力度較低。因此，本文通過分析湖南省已發現的稀有金屬礦床，來歸納其成礦規律，為下階段全面開發利用稀有金屬礦提供一定的參考。

湖南省被稱為有色金屬之鄉，礦床資源豐富，金屬品種齊全，分布范圍廣泛。鎢銻鉍累計資源儲量名列全國第一，錫鉭鈮鉬銣等儲量均居全國前5 名。優勢礦種主要分布如下：鎢礦基礎儲量108.14 萬噸，占全國44.8%，排名第一，分布在省內郴州、衡陽等地；錫礦基礎儲量27.32 萬噸，占全國17.8%，排名第四，分布在省內郴州、衡陽一帶；鉍礦基礎儲量23.57 萬噸，占全國47.14%，排名第一，分布在省內郴州；鉬礦基礎儲量8.73 萬噸，占全國2.29%，排名第十，分布在省內郴州；銻礦基礎儲量51.77萬噸，占全國54.49%，占世界16.43%，均排名第一，分布在省內婁底、益陽、懷化、邵陽等地。湖南省內已探明的稀有金屬礦床有很多，本文就稀有金屬礦床特征，延伸為成礦條件分析，最終落足在成礦規律總結。

1 湖南省稀有金屬礦床特征

湖南省的稀有金屬礦產以鈮、鉭為主，共生鋰、銣等礦產。礦床類型有兩類。

（1）高溫加工熱液型礦床。一般來說規模比較大，最具代表性的礦區是金竹壟及尖峰嶺等礦床。成礦母巖主要是燕山早期的第二、第三個階段的殼源式花崗巖及其他類小型的巖體。富含礦物的巖體可以形成強烈的多期交替作用，其中鈉長石化、黑鱗云母化和富含礦物的云母化與巖中的鋁質化關系緊密;鈉長石化、鋰(白)云母化、云英巖化和云英礦化都與其密切聯系。含礦巖體頂部往往會發育出像偉晶的巖殼，而且該巖體自上而下地具有明顯的垂向蝕變分帶圖。

（2）偉晶巖型鈮鉭礦床。它們集中在湘東北，傳梓源礦床是典型的礦床。該類型礦床與燕山期花崗巖關系密切，脈體多位于上元古代板溪群與巖體的外接觸帶。研究表明，偉晶巖與成礦巖體不僅在時間和空間上密切相關，而且具有相似的化學成分。鈮鉭偉晶巖脈的形成受外接觸帶北東向和北西向斷裂和裂隙的控制，并成組產出。靜脈擴張、狹窄和復合并不少見。礦石礦物主要有鈳鉭鐵礦、錳鉭鐵礦、綠柱石、鋰輝石等。圍巖蝕變包括白云母、鈉長石和白云石化。偉晶巖分化越好，稀有金屬礦化越強。

就姑婆山和河魯口兩個礦區而言，前者為風化殼礦床，后者為小型沖積砂礦床。弗格森花崗巖風化殼是弗格森沖積砂礦的礦源。棕色釔鈮礦產于燕山早期姑婆山花崗巖過渡相風化殼中，礦體呈層狀，厚度約7m。除了弗氏石外，有用的重礦物還與鋯石、獨居石、釷石、錫石和鈦鐵礦有關。沖積棕色釔鈮礦床產于河口地區河漫灘和階地的第四系礫石層中。礦體呈層狀相似，厚度一般為0.6m～3m，最大厚度為5m。礦層松散，選礦性能好。

巖漿熱液型典型礦床為正沖銣礦床。礦體賦存于燕山早期金雞嶺花崗巖第一期斑巖黑云母花崗巖的北東向斷裂中。礦床附近圍巖蝕變包括鉀長石化。鉀長石化和云英巖化與成礦關系密切。工業礦體與云英巖化關系特別密切。銣礦體產于云英巖化體中。礦體主體呈板狀，厚2m～278.4m，平均厚度126.38m。含銣礦物主要為鈦鋰云母、伴生錫石和黑鎢礦，其次為白鎢礦和放射性礦物。除上述稀有金屬礦物外，湖南省還伴生有鈹礦床。綠柱石主要賦存于熱液脈型鎢礦和偉晶巖型鈮鉭礦床中。前者主要分布在湘東南汝城、資興兩縣（市），后者主要集中在湘東北平江臨湘地區。石柱公園伴生敏感礦產資源豐富，有鈹鐵礦、塔夫鐵礦等。

鋰礦床特征：鋰礦化與石英鈉長石礦化之間具有明確非同步生長遞減的關系，主要是因為鋰輝石的形式出現于石英鈉長石鋰輝石地區。研究結果表明，礦體中、下部的鋰輝石礦化較為豐富，即上部的li2o 含量通常可以控制在0.02%～0.1%之間，而鋰輝石則在風化、淋溶或交代作用下逐漸發展成為一種腐生型的鋰輝石。鋰礦化中期 li2o 的含量通常可以控制在0.05%～0.5%之間，最高為1.188%，鋰輝石的含量在10%～25%之間。

柿竹園鎢多金屬礦屬巖漿熱液型典型礦床，位于郴州市東南15 公里，產于千里山花崗巖體東南內彎處與泥盆系泥質條帶灰巖的接觸帶上，礦床由3 次巖漿-熱液活動疊加形成，自花崗巖接觸帶向外，自下而上分為4 個礦體，云英巖型、網脈狀云英巖-夕卡巖型、夕卡巖型、網脈狀大理巖型，圍巖蝕變主要為夕卡巖化和云英巖化。

湖南省擁有大量的稀土礦產資源。礦床種類主要包括沖積式單居石砂礦礦床及離子吸附式稀土礦床。主要分布于湘東北岳陽一帶。具有代表性的礦井是三郎巖、王巷兩個礦床。獨居石、磷塊巖、鋯石等金屬礦物均生長在幕阜山、桃花山、王鄉的花崗巖中。該礦床的成因類型以湖泊河谷沖積式砂礦為主，其次是湖濱混合砂礦、河湖風化殼式砂礦。獨居石砂礦主要產于現代河床、漫灘、超漫灘。礦體呈層狀、似層狀，礦層1～3 層，厚1～3M，最厚9m。主要有用的重礦物是獨居石和鈦鐵礦，并伴有磷酸釔、金紅石、鋯石和石榴石。礦床規模大中型。

圖1 湖南省多金屬礦地質分布圖

目前探明的孤坡山地質礦床僅有孤坡山和芒山兩個。前者可以說是我省一個典型的礦產資源開采地。成礦母巖屬黃燕山早期古泊山花崗巖體西段粗顆粒白色斑狀黑云母花崗巖，后生礦化富集了豐富的稀土金屬元素。該礦體可分為層狀和地質性的層狀，賦存在花崗巖風化外殼的中上部。它的形態、生長狀況及厚度都會由地殼來控制。礦體的厚度和風化外殼的厚度之間呈現著正相關。該礦區共有探明性礦體20 個，厚度1～44.89m。采礦石料的類型主要有全風化、半采礦式風化。稀土元素大多以離子吸附的方式存在于風化外殼中，礦化以重稀土元素為主，局部地區則富含輕微稀土元素。屬易開采易選性地層，富礦段現在局部可以開采。

2 湖南省稀有金屬成礦條件分析

研究表明，燕山期花崗巖類和稀有金屬礦床具有成礦相關的特殊性。綜合礦床特征分析可見，成礦母巖中稀有元素含量豐富，經過多次成礦作用，能夠形成富集的稀有金屬礦產。而成礦母巖主要為黑云母花崗巖、白云母花崗巖和黑云母二長花崗巖，屬鋁過飽和和硅酸過飽和巖系。前人研究表明，湖南省稀有金屬成礦母巖一般為小型中深成酸性巖；與偉晶巖有關的花崗巖基多為大型復合巖體。因此，成礦巖體演化時間越長，分異越完善，最有利于成礦。一般來說，分異交代作用越好，稀有金屬成礦作用越強。

構造運動、風化剝蝕、賦礦運礦條件以及潮濕多雨的自然環境是重要的成礦條件。礦產豐富的燕山期花崗巖巖體和偉晶巖脈的存在，加之有利的成礦條件、構造運動及蓋層的保護等，為稀有金屬礦床的形成提供前提條件和富集環境。

3 湖南省稀有金屬成礦規律分析

以仁里礦床為例，其位于湖南省平江縣幕阜山巖體的西南邊緣，也屬于揚子大地塊和華夏大地塊之間的一個過渡階段。它是我國東部地區新發現的一個花崗偉晶巖型高品位礦床，獲得2017 全國十大找礦成果之一，礦體以層狀、慢傾斜結構為主。區域構造的演化包括了加里東前構造的拼合，印支俯沖會聚，燕山早期會聚性走滑以及燕山晚期的離散性走滑。總體上，研究小區處于一個相對穩定的古代地質背景中，處于古穩定的塊體邊緣及兩個次級構造單元之間的過渡。中侏羅世及早白堊紀的花崗巖類侵入性大規模開采巖是它們顯著的特點。

仁里鈮鉭礦是如何形成的以及它的富集程度與其走向相關，如沿南向傾斜聚集。準確來說，以此區域為例，東部和南部礦體的成礦作用優于西部和北部礦體。鉭含量高，礦化深。單礦標高220m 以上，東部礦體110m 以上。

從礦物傾斜方向看，以礦物中心點的傾斜軸線為判據，礦體上部有大量的礦化和含氧率豐富，而且含氧率較高，向深部逐步減弱。其中主礦物的淺層礦化深度一般大于200m，淺層剝蝕，100m～160m，中等深度剝蝕。剝蝕深度約為±100m。礦區的礦化深度一般控制在礦物體傾斜軸以下50m～60m，最深100m。通過分析計算，礦體的傾角與長度差距之間的比值大約為2/5～1/2，從厚度方向分析來看，礦體頂部普遍存在著礦化，且兩側深部富集，而且其礦化性能相對薄弱。由此可見，開采礦化的過程主要由主體礦物和被開采礦體之間的交代相互作用所控制，即兩者的交代相互作用愈強，開采礦化的嚴重性和復雜程度愈高。相反，在礦化性能則相對較差的區域，特別是當條紋微斜長石的含量通常大于25～30%時，鋰離子含量通常大于1.0%，礦化度相對較差，不能充分滿足現代工業生產和建設的實際應用要求。

內生稀土礦床的空間分布以tr（NB）水平分帶為特征→鉭、鈮（鈹）→be（Nb，TA）礦化由南向北。

在同一礦田中，如金竹龍鈮鉭礦床，交代蝕變和鈮→鉭礦化分帶出現在成礦巖的深部向上。尖峰嶺鈮鉭礦床從成礦巖體的深部到頂部，從巖體的中心到邊緣，均表現出異常蝕變和變質作用→注意→鉭礦化分帶。稀土礦床與鎢錫礦床在成因上關系密切，常有密切的伴生關系。鎢錫礦床的產出總是伴隨著鈮鉭礦床的頂部或成礦巖石的外接觸帶。如金竹龍鈮鉭礦區隱伏含礦巖體上部和頂部外接觸帶賦存有黑鎢礦-石英脈礦床，尖峰嶺鈮鉭礦區成礦巖體外接觸帶賦存有接觸交代白鎢礦礦床和熱液脈鎢礦床。湖南含鈮鉭花崗巖中常見黑鎢礦和錫石。但在鎢錫礦床的黑鎢礦和錫石中，鈮、鉭元素富集，形成特殊的鈮鉭鎢錫成礦系列。

4 結語

總的來說，湖南省稀有金屬礦床，其礦產資源的含量大多比較穩定，分布均勻。另外，在東西向的小脈礦化、南北向的礦體和γρ207 的地區含有大量的礦物，因此，可以先前勘查開發的經驗為主要依據，為下階段的勘探工程布局提供基礎，進一步提高勘查成果的準確性。