青海可可托?；◢弬ゾr脈礦脈特征及成因

1海花崗偉晶巖帶稀有金屬礦區(qū)分布在青河-哈龍巖漿巖帶。從哈龍巖漿巖到青河，東西流經(jīng)海、東海和朝河，南北長320公里，南北寬30.40公里。該帶產(chǎn)于許多純金屬花崗偉晶巖脈?？煽赏泻；◢弬ゾr礦床處于片麻狀黑云母花崗巖體頂板凹陷斜長角閃巖殘山內(nèi),面積12km2,有花崗偉晶巖脈25條,花崗偉晶巖脈產(chǎn)于斜長角閃巖體之中,已發(fā)現(xiàn)礦物76種(包括變種)。其中的3號礦脈形態(tài)特征獨(dú)一無二,其規(guī)模巨大、交代作用強(qiáng)烈、結(jié)晶分異完善、礦化特征明顯、工業(yè)價值巨大,因此而馳名于國內(nèi)外。23巖鐘狀體3號脈3號礦脈的形態(tài)由巖鐘狀體及緩傾斜脈狀體兩部分組成,空間形態(tài)象一頂實(shí)心的草帽。總體形態(tài)是走向310°～335°,沿走向長度2000m,傾向南西,沿傾向長1500m,傾角10°～40°。其上盤產(chǎn)有大小不等的似巖鐘狀膨脹體,并沿傾斜方向呈階梯狀緩傾斜脈狀體,向北尖滅,向西南延深。巖鐘狀體部分地表形態(tài)近似歪把梨形,走向335°,沿走向長度250m,寬250m,深250m。傾向北東,傾角上盤40°～80°,下盤80°。緩傾斜脈狀體部分也近似歪把梨形,沿走向長度2000m,沿傾斜長1500m,厚度20～60m,平均40m。3號礦脈結(jié)構(gòu)帶,巖鐘狀體與緩傾斜脈狀體不同。巖鐘狀體可分為9個帶,各帶無論沿水平方向或垂直方向都是連續(xù)的對稱的呈環(huán)帶狀構(gòu)造。緩傾斜脈狀體可分為7個帶,邊部結(jié)構(gòu)帶連續(xù),內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶斷續(xù),而上下盤結(jié)構(gòu)帶不對稱,故稱為不對稱帶狀構(gòu)造。巖鐘狀體與緩傾斜脈體由邊部兩結(jié)構(gòu)帶把二者銜接在一起而構(gòu)成為3號脈整體。巖鐘狀體的結(jié)構(gòu)帶由外向內(nèi)依次為:2.1細(xì)粒鈉長石巢狀體直接與圍巖接觸,界線清楚,次要含鈹?shù)V帶。環(huán)形長665m,厚3～7m,個別10m,垂深220m。以文象變文象結(jié)構(gòu)偉晶巖為主,與圍巖接觸處往往有10cm厚的石英-白云母邊緣體,與Ⅱ帶接觸處常含有細(xì)粒鈉長石巢狀體。礦物組成為斜長石50%,石英30%,鈉長石17%,白云母6%,還有石榴子石、電氣石、磷灰石、綠柱石等。2.2巢體表面礦物組成細(xì)粒鈉長石礦帶長620m,厚度3～6m,膨脹處8～10m,垂深220m,呈不規(guī)則的巢狀體分布,大小由幾厘米到幾米長,個別長達(dá)30m,寬17m,在巢體邊緣常伴有石英-白云母集合體。礦物組成為微斜長石50%、鈉長石33%、石英10%、白云母4%、綠柱石1.13%。還有磷灰石、鋰輝石、金紅石、黃鐵礦等。2.3垂深5m的帶由塊體微斜長石及巨文象結(jié)構(gòu)塊體微斜長石為主體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)帶,結(jié)構(gòu)帶長580m,該帶厚0～35m,平均18m,垂深185m。與Ⅱ帶接觸處常含少量細(xì)粒鈉長石巢體與Ⅳ帶接觸處常含少量石英-白云母巢體。礦物組成為微斜長石85%～90%、石英10%～12%、白云母2%。2.4礦帶長、厚以石英-白云母集合體為主,塊體微斜長石為次組成的結(jié)構(gòu)帶。礦帶長520m,厚4～13m,平均5m,垂深185m。礦物組成為石英54%、微斜長石20%、白云母15%、鈉長石8%,此外還含綠柱石和鉭鈮鐵礦。2.5葉鈉系垂深區(qū)以葉鈉長石為主,石英、鋰輝石為次組成的礦帶,長400m,礦帶厚3～30m,平均11m,垂深132m。該帶與Ⅳ帶接觸界線清楚,與Ⅵ帶呈漸變過渡關(guān)系。礦物組成為葉鈉長石50%～60%、石英20%～30%、鋰輝石12%～15%、白云母4%～5%,鋰輝石多為玫瑰色和白色、淺綠色,半透明,板狀晶體,晶體長10～30cm,個別達(dá)0.5～1.0m。還含有石榴子石、電氣石、鋯石、磷灰石等。2.6帶-垂深剖面的形態(tài)以石英-鋰輝石集合體為主,葉鈉長石為次組成的。礦帶長400m;厚3～15m,平均7m;垂深100m,與Ⅴ帶之間界線不明顯。劃界時根據(jù)葉鈉長石-鋰輝石與石英-鋰輝石的含量來確定。礦物組成為石英55%、葉鈉長石22%、鋰輝石17%、白云母3%,還含有綠柱石、石榴子石、磷灰石、鋯石、鈮鉭錳礦等。2.7局部尖滅帶由白云母-薄片鈉長石或鈉長石集合體組成。礦帶長280m,厚5～7m,局部尖滅,最厚30～50m,垂深70m,與Ⅵ帶、Ⅷ帶界線明顯。礦物組成為薄片狀鈉長石63%,石英15%,白云母12%,鋰輝石6%,鉀微斜長石2%,此外,還含有綠柱石、鈮鉭錳礦、細(xì)晶石、銫榴石和鋯石等。2.8巖鐘狀體下狀以鋰云母-薄片鈉長石集合體為主組成,含少量的白云母-薄片鈉長石集合體。呈透鏡體狀分布在巖鐘狀體頂部Ⅸ帶之上。并切穿Ⅶ、Ⅵ帶,該帶長30m,厚3～7m,垂深15m。傾向東及北東,傾角75°。礦物組成為鋰云母64%,鈉長石31%,絹云母3%,石英2%。此外,尚有銫榴石、鉭鈮錳礦、鈾細(xì)晶石及鉿鋯石等。2.9巖鐘狀體中心以塊體石英為主,塊體微斜長石為次組成,位于巖鐘狀體中心。長35～107m,厚5～40m,垂深80m。在石英核的中心發(fā)育有微斜長石塊體。石英無色,淡黃或淡紅色,質(zhì)地純凈。33塊體礦物組成3號礦脈到目前為止,已發(fā)現(xiàn)76種礦物(包括變種),按各帶礦石量加權(quán)平均得到的主要礦物平均成分,按多少依次為:微斜長石-條紋長石33.8%、石英31.7%、鈉長石22.4%、白云母6.5%、鋰輝石6.15%、綠柱石0.49%、電氣石0.2%、石榴子石0.18%、磷灰石0.12%、鋰云母0.05%、銫榴石0.005%,其它礦物0.405%。3號礦脈中的元素除了大量的常量元素如Si、Al、O、H、K、Na以外,還有Li、Rb、Cs、Be、Nb、Ta等稀有元素,這些稀有元素除Rb外,都構(gòu)成了獨(dú)立礦物。在偉晶巖分異演化過程中,常量元素和稀有元素都呈現(xiàn)系統(tǒng)的變化。稀有元素礦化與偉晶作用過程的不同地球化學(xué)階段有密切聯(lián)系。偉晶巖中造巖礦物的全部演化過程,實(shí)質(zhì)上是表現(xiàn)在堿金屬元素的相互轉(zhuǎn)換。由此可將3號礦脈偉晶作用過程分出6個地球化學(xué)階段,即:K(Na)、Na(K)、Na-Li、晚期Na(K)、晚期Li-Cs、Si地球化學(xué)階段。⑴K(Na)階段:首先晶出文象、變文象偉晶巖,其次是小塊體偉晶巖、塊體微斜長石帶如第Ⅰ、Ⅲ結(jié)構(gòu)帶,礦化比較弱,鈹弱礦化。⑵Na(K)階段:隨著大量含K礦物的晶出,Na的濃度增高,引起Na取代K的作用,發(fā)生在K階段之后,或伴隨K階段進(jìn)行,故在塊體微斜長石(第Ⅲ帶)的外邊緣,即第Ⅱ帶。本階段富產(chǎn)Be礦物,其次是鈮、鉭礦物。K階段之后,由于水解作用,微斜長石被白云母-石英所交代。Na(K)階段中由于Na交代K,K被帶出,而在鈉長石外圍形成白云母-鈉長石-石英交代集合體。⑶Na-Li階段:當(dāng)偉晶巖熔體原始成分中Li的含量很高時才發(fā)生。在K(Na)、Na(K)階段之后,首先是大量鋰輝石結(jié)晶,緊隨著是葉鈉長石沿著鋰輝石晶體面上結(jié)晶。最后石英晶出,形成了葉鈉長石-鋰輝石帶(Ⅴ帶)和石英-鋰輝石帶(Ⅵ帶)。⑷晚期Na(K)階段:主要表現(xiàn)為大量的鈉長石晶出。在鈉長石晶出晚期,有相當(dāng)數(shù)量的白云母充填于鈉長石板條狀晶體間隙間結(jié)晶。當(dāng)白云母特別富集時形成為白云母集合體。礦物富含Ta、Hf,以鈮鉭鐵礦、細(xì)晶石、富鉿鋯石等礦化為特征,如Ⅶ帶白云母-薄片狀鈉長石。⑸晚期Li-Cs階段:是偉晶巖晚期階段。Li在溶液中再一次富集。當(dāng)熔體中含Cs較高,Cs也隨之富集,開始仍有一定數(shù)量的鈉長石晶出。最后形成大量鋰云母的晶出,有的幾乎全是鋰云母集合體,常伴隨有玫瑰色、綠色及多色電氣石晶出。最后形成大量銫榴石。常常構(gòu)成鋰云母-銫榴石和石英-銫榴石礦物“結(jié)構(gòu)單元”。主要是Li、Cs、礦物(鋰云母、鋰電氣石、銫榴石)富集。其次是Ta、Nb礦物,如第Ⅸ帶邊部及Ⅷ帶。⑹Si階段:是偉晶巖作用的最后階段,殘余的SiO2于脈體的中心部位結(jié)晶成塊狀石英核。有時有富含Rb、Cs的晚期微斜長石晶出,如第Ⅸ帶。有時有晶形完好的石英產(chǎn)于塊體石英空洞之中。在偉晶作用過程中,隨著多階段的地球化學(xué)演化,稀有元素富集具有一定的規(guī)律性。由低級向高級階段稀有元素富集規(guī)律是:在K(Na)與Na(K)階段,以Nb(Ta)、Be礦化為主;在Na-Li階段以Li(Ta、Nb)礦化為主;在晚期Na階段以Ta(Nb)礦化為主;晚期Li-Cs階段以Li、Cs、Rb礦化為主。3號礦脈各結(jié)構(gòu)帶由不同礦物組成。但每一種礦物的產(chǎn)出不是孤立的,是以礦物共生組合形式成集合形式出現(xiàn),而集合體又具有特殊的結(jié)構(gòu)形態(tài)。我們把這種在成因上有關(guān)的礦物組合并具有一定結(jié)構(gòu)特征的集合體稱為礦物“共生-結(jié)構(gòu)體”。結(jié)構(gòu)帶就是由“共生-結(jié)構(gòu)體”組成,但一個結(jié)構(gòu)帶往往有多種“共生-結(jié)構(gòu)體”,同一種“共生-結(jié)構(gòu)體”可以存在在于幾個結(jié)構(gòu)帶中,結(jié)構(gòu)帶的劃分則以其中最主要的“共生-結(jié)構(gòu)體”而定。由于“共生-結(jié)構(gòu)體”是組成結(jié)構(gòu)帶的最小單元,簡稱為“結(jié)構(gòu)單元”。金屬鈹?shù)莫?dú)立礦物主要是綠柱石,各含鈹“結(jié)構(gòu)單元”含BeO的品位見圖1。從圖1可以看出,鈹金屬與石英-白云母集合體、細(xì)粒鈉長石集合體、白云母-石英-葉鈉長石密切相關(guān),這也決定了含上述“結(jié)構(gòu)單元”較多的Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ結(jié)構(gòu)帶為鈹?shù)V石帶。鋰的獨(dú)立礦物主要是鋰輝石,其次有鋰云母、磷錳鋰礦、鋰磷鋁石、鋰霞石及鋰蒙脫石。這些礦物富集于葉鈉長石-鋰輝石、石英-鋰輝石、白云母-薄片鈉長石、薄片鈉長石-鋰云母及白云母-石英-葉鈉長石“結(jié)構(gòu)單元”中,見下圖2。鋰金屬與葉鈉長石-鋰輝石、石英-鋰輝石、薄片鈉長石-鋰云母“結(jié)構(gòu)單元”密切相關(guān)。鈮、鉭的主要礦物為鈮鉭鐵礦族礦物,其次是鈾細(xì)晶石、鉍細(xì)晶石等。各含鉭鈮“結(jié)構(gòu)單位”含Ta2O5+Nb2O5的品位見圖1。Ⅰ到Ⅵ帶中鈮、鉭富集的“結(jié)構(gòu)單元”(石英-白云母邊緣體、石英-白云母-薄片鈉長石集合體等)的Nb2O5/Ta2O5比值為1～5.14,所形成的多為鉭鈮錳礦。Ⅴ至Ⅷ帶中鈮、鉭富集的“結(jié)構(gòu)單元”內(nèi)Nb2O5/Ta2O5比值為1～0.2,形成的礦物多為鈮鉭錳礦、鈾細(xì)晶石、鉍細(xì)晶石等。向深部不但品位增高,而鈮、鉭比值繼續(xù)下降,鉭更為富集。葉鈉長石-鋰輝石與石英-鋰輝石中產(chǎn)出的多為鈮鉭錳礦,為薄片狀、板狀及塊狀晶體,大小一般(0.5～0.7)×10mm。較大晶體達(dá)2cm×5cm。分布非常不均勻,偶爾見到特別富集的礦巢(0.5～數(shù)平方米)品位達(dá)1%左右。白云母-薄片鈉長石及鋰云母-薄片鈉長石中,除鈮鉭錳礦外,多為鈾細(xì)晶石,其次是鉍細(xì)晶石。銫元素主要以礦物銫榴石存在鋰云母鈉長石帶、微斜長帶等“結(jié)構(gòu)單元”中,其“結(jié)構(gòu)單元”銫的分散變化情況,見圖4。銫榴石主要呈團(tuán)塊狀產(chǎn)出,銫榴石礦巢,有時能產(chǎn)出數(shù)噸,礦巢中其它礦物很少,形成品位很高的以銫榴石為主的銫礦石。與銫榴石共生的主要礦物是晚期石英、葉鈉