四川省冕宁县阴山稀土矿床地质特征与成因分析

四川省冕宁县阴山稀土矿床地质特征与成因分析

孙桂涛宋建刚

孙桂涛宋建刚

辽宁省第七地质大队118003

关键词：地质学；冕西稀土成矿带；氟碳铈矿；矿床成因；四川省

稀土是中国独具资源优势的战略矿产，具有“工业维生素”之美称，国家有关部委已把稀土纳入国家矿产资源战略储备首批试点矿种。阴山稀土矿床位于四川省冕宁县南河乡，是在攀西地区发现的又一有望达到大型的稀土矿床，它与牦牛坪、羊房沟等稀土矿床构成了我国西南地区一条十分重要的稀土成矿带——冕西稀土成矿带，成为我国三大稀土生产基地之一。

一、区域地质背景

阴山稀土矿位于冕西稀土成矿带西部亚带，该稀土矿和牦牛坪稀土矿、羊房沟稀土矿、大陆槽稀土矿等大中型稀土矿床以及其它一些矿化点构成了攀西地区一条十分重要的南北向展布的攀西成矿带。该带北起冕宁牦牛坪，向南经麦地、里庄、德昌大陆槽，直至会理、会东及攀枝花，长约270km。该成矿带的预测稀土储量超过500万吨，是我国单一氟碳铈矿的最佳有望区。冕西稀土成矿带里庄以北，由南东至北西依次有南河断裂、哈哈断裂、雅砻江断裂、棉纱湾断裂、锦屏断裂，这些构造明显地向北东撒开，向南西在阴山矿区以南逐渐收敛，形成一个帚状构造。该区已发现的矿床、矿化点多受哈哈断裂、棉纱湾断裂控制，呈串珠状分布，自然分成东、西两个成矿亚带，分别以牦牛坪稀土矿和阴山稀土矿为代表。阴山稀土矿明显受棉纱湾断裂控制，该断裂经历了多次活动，与其次级控矿断裂呈（入）字型与之相交，为矿化流体的运动和储藏提供了通道和空间。

二、矿区地质概况

矿区主要出露二叠系地层，包括下统阳新组和上统峨眉山组。阳新组上部为灰、灰白色薄层状大理岩，中下部为厚层块状大理岩。峨眉山组主要为峨眉山玄武岩变质形成的绿泥石片岩和角砾状玄武岩，夹透镜状凝灰质大理岩捕虏体。绿泥石片岩呈灰绿色，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物为绿泥石、微量石英、长石，副矿物为磁铁矿等。矿区内分布的岩浆岩除了稀土成矿母岩体——英碱正长岩之外，还有蚀变辉绿岩及少量二长花岗岩等。英碱正长岩主要分布在矿区东南部、中部碉楼山及方家堡等处，为阴山稀土矿成矿母岩体，呈岩瘤、岩脉产出。岩石呈灰白色，细—中粒结构、交代残余结构，块状构造。岩石中主要矿物有正长石、钠长石和石英，次要矿物有霓辉石、黑云母、白云母、方解石、萤石等，副矿物有磁铁矿、磷灰石、黄铁矿、方铅矿、菱铁矿、闪锌矿等。据前人科研报告，该英碱正长岩和牦牛坪英碱正长岩具有极其相似的控岩构造、造岩矿物及化学成分，说明两者具有相同成因和岩浆来源。

三、矿床地质特征

1、矿体特征

阴山稀土矿床由多组不同类型、大小不等矿脉组成。矿脉受断层、岩石劈理、节理、层间裂隙和接触带等构造控制，矿脉与围岩之间接触界限清晰，蚀变较弱，矿脉内矿物和围岩矿物迥然不同，显示了成矿流体的充填成矿作用。矿体在平面上呈脉状、串珠状、雁列状排布，有尖灭侧现的现象。矿体主要赋存与英碱正长岩及蚀辉绿岩内的节理及张性裂隙中，碉楼山矿段在英碱正长岩与其围岩（蚀变辉绿岩，峨眉山玄武岩蚀变形成的绿泥石片岩）接触面中也赋存矿体。矿体延长数十米至上百米不等，走向多为NE向，倾角60°～70°之间。

2、矿石特征

据选送的稀土矿石薄片鉴定资料，皆属微～中粒碳酸盐岩型氟碳铈矿矿石。微～中粒粒状、柱状变晶岩结构，浸染状—细脉浸染状构造。其矿石矿物为氟碳铈矿占35%～40%，淡黄—无色，柱状、粒状结构，不均匀地散布于矿石中，常与萤石伴生；脉石矿物方解石占50%～53%，白云石占5%，呈它形粒状变晶镶嵌，白云石散布在方解石间；萤石占5%～6%，常与氟碳铈矿伴生；石英占1%～少量，呈它形粒状散布；黑云母少量；黄铁矿及其它不透明矿物共占1%，黄铁矿呈0.05～2mm的粒状不均匀散布。本次对其原矿的多元素进行了分析，结果如下：

3、矿石类型

阴山稀土矿床主要稀土矿物有氟碳铈矿、氟碳铈镧矿、少量氟碳钙铈矿，但主要工业矿物单一，为氟碳铈矿，其他矿物微量。脉石矿物主要有方解石、萤石、长石及少量石英、重晶石、黄铁矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、霓辉石等。本区内的主要矿石类型是较远离岩体的岩浆热液交代充填地层大理岩中的断裂而成的碳酸盐岩型氟碳铈矿矿石。

4、围岩蚀变

本区矿体围岩有三种，多数矿体围岩为二叠系下统阳新组大理岩；部分矿体围岩为二叠系上统峨眉山组绿泥片岩、千枚岩，还有部分矿体围岩为蚀变辉绿岩。多数矿脉与围岩界限清楚，二者矿物成分、结构构造不同。围岩蚀变较为发育，约有半数矿体边部见有宽0.5～6m的稀土矿化蚀变岩。见有方解石化、萤石化、绢云母、黑云母化、绿泥石化、阳起石化、透闪石化、透辉石化、绿帘石化等，其中方解石化、萤石化常与稀矿化密切伴生。蚀变矿物主要呈浸染状、斑杂状赋存在矿脉及围岩中。几种围岩蚀变可以单独出现，也可以组合出现，以方解石—萤石化最为普遍。

四、矿床成因探讨

阴山稀土矿床明显受区内南北向构造带控制，成矿作用与喜马拉雅期的正长岩岩浆活动密切相关，其矿床构造地质背景、含矿岩体特征、矿脉矿物组合、矿石稀土配分模式等和牦牛坪稀土矿极为相似，说明阴山稀土矿床成因、成矿模式和牦牛坪稀土矿床成因、成矿模式基本相同。前人对冕西地区特别是冕宁稀土矿床的成因模式进行过大量研究，不同学者建立了不同的成因模式，主要有二元成矿模式、盐熔体成矿模式、岩浆-热液成矿模式、地幔流体成矿模式等。

①根据前人的研究成果，攀西裂谷开始于早古生代，发育于晚古生代—中生代，到新生代随喜马拉雅运动的进行而封闭。

②根据1：20万冕宁幅及金矿幅区域地质调查报告，冕西地区主要由两大岩体（冕宁岩体和里庄岩体）与稀土矿化有关，冕宁岩体为印支期岩浆活动产物，里庄岩体为燕山期岩浆活动产物，故这些岩体发育于攀西裂谷拉张阶段。

③近年来研究显示，虽然牦牛坪稀土矿床正长岩—碳酸岩位于攀西裂谷，但其成岩时代变化于距今约40Ma~12Ma，属于喜马拉雅期。

④通过对阴山稀土矿床与牦牛坪稀土矿床的对比研究，发现此两矿床在构造地质背景、控矿岩体特征、矿床地质特征等方面极其相似。因此，阴山英碱正长岩与牦牛坪稀土矿成矿岩体一样应形成于喜马拉雅期，与攀西裂谷也没有实质性的关系。

根据以上分析，进一步认为阴山稀土矿成因是由于地幔深部的流体和俯冲进入地幔的地壳物质脱水形成的流体同时交代地幔，形成富含碳酸岩和正长岩成分的地幔岩熔流体。在其向上迁移至近地表时，结晶分异出富含REE的成矿流体。经充分分馏的稀土成矿流体在适当的构造和围岩环境下以充填和交代方式形成了成分较单一的轻稀土。此外，阴山稀土矿成矿方式以充填作用为主，交代作用为次，交代作用没有牦牛坪发育，围岩蚀变中未见牦牛坪常见的交代作用形成的霓长岩。

五、结论

1、阴山稀土矿和牦牛坪稀土矿为冕西成矿带东、西两个成矿亚带，但是两矿床的构造地质背景、控矿岩体特征、矿床地质特征等极其相似。冕西地区的帚状构造明显控制了该区含矿岩体、稀土矿床的分布，并为矿化流体的运动和储藏提供了通道和空间。

2、阴山英碱正长岩为稀土含矿母岩体，呈岩瘤岩脉产出，和牦牛坪英碱正长岩矿物成分极其相似，表明它们同属喜马拉雅期地幔流体的部分熔融、结晶分异的产物。

3、阴山稀土矿床为单一型氟碳铈矿矿床。

4、阴山稀土矿脉和牦牛坪稀土矿一样都是源于地幔深部的成矿流体成矿作用的产物，而阴山稀土矿成矿方式以充填作用为主，交代作用为次，属喜马拉雅期和英碱正长岩有关的岩浆热液充填-交代型矿床。