平江县朱子洞矿区稀有金属矿床地质特征及找矿标志

平江县朱子洞矿区稀有金属矿床地质特征及找矿标志

蔡偿

湖南省地质灾害调查监测所  湖南  长沙 410029

【摘要】平江县朱子洞矿区稀有金属矿床位于燕山期幕阜山复式岩体西南缘，东邻仁里铌钽矿区。主要构造为北西向层间破碎带及少量北东向构造裂隙；岩浆活动频繁，出露燕山期晚期花岗岩、幕阜山复式岩体。主要脉岩为花岗伟晶岩，区内伟晶岩密集（主要分布在黄柏山地段），岩性有白云母微斜长石钠长石伟晶岩、白云母钠长石伟晶岩、锂辉石白云母钠长石伟晶岩。本文在总结朱子洞矿床地质特征的基础上，提出了该区找矿标志。

关键词：稀有金属矿床 花岗伟晶岩  朱子洞

1、区域地质背景

朱子洞稀有金属矿床位于幕阜山岩体西南缘，大地构造上属于扬子陆块东南缘江南新元古代造山带中段北缘之湘东北断隆带,处于扬子陆块与华夏陆块过渡部位的中生代构造岩浆隆起带, 主要经历了弧盆与岩浆作用阶段、裂谷盆地阶段、陆表海盆地阶段、陆内构造‒岩浆阶段和断陷盆地阶段(刘翔等,2018)。大规模成矿多集中在陆块边缘和构造转换带中,其成矿热动力源于深部,幕阜山地区成矿地质条件好,成矿母岩来自深部(李鹏,2017;刘翔等,2018),易形成超大型矿床。

区内出露地层有元古宇待建系‒长城系、新元古界青白口系,下古生界寒武系、奥陶系、志留系,新生界白垩系‒古近系、第四系。其中, 元古宇分布于研究区西南部; 古生界分布于北东部, 包括寒武系(Є1-Є3)、奥陶系(O1)、志留系(S1-S2); 新元古界青白口系冷家溪群(Pt)大面积出露于花岗岩基西南部,或呈孤立的残丘出露于燕山期花岗岩基中(图 1)。主要断裂为九鸡头‒苏姑断裂(F51)和公田断裂。幕阜山花岗岩体的岩浆活动始于新元古代晋宁运动,构造运动造成幕阜山地区强烈褶皱并伴随区域变质作用,奠定区域褶皱基底,之后转入长期隆 升剥蚀阶段, 震旦纪‒三叠纪以垂直升降为主;印支期‒燕山期运动持续的南北向挤压应力场, 形成研究区近 EW 向主体构造线, 其后随着挤压应力的消退及山体抬升隆起, 发生大规模的区域伸展滑脱;燕山中晚期NNE 向强烈构造的活动, 使得鄂南地区形成大规模的隆起与凹陷,并伴随中酸性岩浆岩侵位。 强烈的断裂及频繁的酸性岩浆活动, 引起燕山期大规模的稀有金属成矿作用(傅昭仁等,1999;彭和求等,2004;贺转利等,2004;柏道远等,2006;李鹏等, 2017;刘翔等,2018)。

区域稀有金属矿产分布总体呈现出“北铌钽、东铍、南锂铍铌钽、中铌钽锂、西部尚未见明显矿化”的分布规律(图 1):北部以断峰山铌钽矿床为代表;东部为铍矿点聚集区; 南部以仁里铌钽矿床、传梓源锂铌钽矿床为代表。整体表现出, 东部以单一的铍矿化为主, 至中部锂铍铌钽多种元素矿化,北部和南部产出大型和超大型稀有金属矿床, 反映出稀有金属成矿一定的分带性(李鹏等,2017;刘翔等,2018)。

图1   幕阜山稀有金属矿区域地质简图

2、矿床地质特征

矿区位于幕阜山岩体西南缘，东邻仁里铌钽矿区、永享锂铌钽矿区、梭墩-窄板洞锂铌钽矿集区。矿区主要地层为冷家溪群云母片岩和第四系；主要构造为北西向层间破碎带及少量北东向构造裂隙；岩浆活动频繁，其北部为燕山期早期花岗岩，岩性片麻状粗中粒似斑状二云母二长花岗岩，西南部为武陵期花岗岩，岩性为中细粒二云母二长花岗岩、细粒二云母二长花岗岩及细粒花岗闪长岩，如图2所示；

图2  朱子洞矿床地质简图

区内脉岩为伟晶岩，岩性为白云母微斜长石钠长石伟晶岩、白云母钠长石伟晶岩、锂辉石白云母钠长石伟晶岩三类，脉体主要集中在二云母片岩与岩体接触带附近。主要为46、47、85、86、200等8条伟晶岩脉，该类伟晶岩脉整体平行状排布，呈透镜状，整体走向NW，倾向SW，倾角30-65°，矿脉长100～1910m，宽1.2～40m，Nb2O5品位0.007-0.020%，Ta2O5品位0.008-0.073%，主要特点表现在矿体较集中规模大、品味富。其中评估区47号脉矿化类型为Li+Be+Nb+Ta，北西走向，倾向南西，倾角31-48°，脉长1910m，脉宽0.7-42m，膨胀收缩，呈串珠状，深部呈分枝状（钻孔控制）。由石英、微斜长石、钠长石、白云母等组成，钠长石多于微斜长石，局部见黑云母。稀有金属矿物主要为锂辉石、铌钽矿、绿柱石、锂云母，石榴石呈棕色，粒径1-5mm。其他含铌钽矿脉主要为白云母钠长石伟晶岩，矿化类型为Be+Nb+Ta。

区内靠近岩体的54、55号岩脉为白云母钠长石微斜长石伟晶岩，微斜长石含量偏高且普遍含放射性云母集合体，这类岩脉基本不含矿。

图3  朱子洞矿区矿物标本

3、典型剖面分析

湖南省平江县朱子洞矿区锂铌钽铍矿普查为2022度省级财政出资地质勘查项目，历经半年的工作，通过地表槽探及深部钻探工程，基本上控制了矿区主要矿脉的大体情况，本次研究以47号矿脉、46号矿脉（地表有探槽、深部有钻孔控制）为例说明，详见图4。

47号矿脉岩性为锂辉石白云母钠长石伟晶岩，灰白色，粗粒伟晶结构，块状构造，主要矿物成份为钠长石、锂辉石、石英、白云母、见粒状铌钽铁矿物分布其中，该矿脉在A0勘探线上地表有探槽TC4709控制，矿厚3.20m，Li2O品位0.55-1.58%，平均品味1.25%；Ta2O5品位0.001-0.003%，平均品味0.002%；深部由钻孔ZKA002控制，平均厚度5.26m，Li2O品位0.63-1.49%，平均品味1.15%，在深度上控制长70m，有继续延伸趋势；铌钽矿层厚0.65m，Ta2O5品位0.0085%；

46号脉岩性为白云母钠长石伟晶岩，灰白色，主要矿物成份为钠长石、石英、锂辉石、白云母，该矿脉在A0勘探线上地表有探槽TC4601控制，揭露矿厚1.61m，Li2O平均品位0.55%，Ta2O5平均品位0.004%，钻孔揭穿本矿脉深部未见明显矿化。

4、结论

⑴出现细针状、颗粒状铌钽矿及长柱状锂辉石为评估区的直接找矿标志。

⑵伟晶岩脉中铌钽矿多赋存在钠长石带中，说明铌钽元素亲钠元素。

⑶锂辉石一般在浅部且晶型完整个体大，深部见矿效果均不理想，说明锂辉石在低温低压环境下易结晶。

⑷评估区内白云母钠长石微斜长石伟晶岩，该类岩脉微斜长石含量偏高且普遍含放射性云母集合体，这类岩脉基本不含矿。

参考文献：

[1]湖南仁里超大型稀有金属矿床成矿特征与成矿模型/周芳春、刘翔、李建康等2019年；

[2]幕阜山西南缘黄柏山稀有金属岩密集区的发现及意义/李鹏、李健康等 矿床地质；

[3]湖南省平江县朱子洞矿区锂铌钽铍矿普查野外工作总结/周方春、黄小强、蔡偿等  项目编号: 202204002；