广西巴马花岗斑岩型稀有金属矿床地质特征及找矿方向

姚　明，缪秉魁，苑鸿庆，章　涛，严　松，粟阳扬（桂林理工大学a.广西隐伏金属矿产勘查重点实验室；b.地球科学学院，广西桂林　541004）

广西巴马花岗斑岩型稀有金属矿床地质特征及找矿方向

姚明，缪秉魁，苑鸿庆，章涛，严松，粟阳扬
（桂林理工大学a.广西隐伏金属矿产勘查重点实验室；b.地球科学学院，广西桂林541004）

巴马花岗斑岩型稀有金属矿床是广西新发现的稀有金属矿床。该矿床位于巴马-民安北西-南东向复式短轴背斜的核部，矿体主要由57条花岗斑岩脉组成，花岗斑岩脉中锂（Li2O 0.31%）、铍（BeO 0.23%）、铌（Nb2O50.006%）、钽（Ta2O50.003%）等稀有金属元素达到工业矿床要求。此外，还含有一定量的铷和铯等其他稀有金属元素。根据矿床地质特征分析，认为铌钽金属成矿可能与气成热液有关。

铌钽矿；稀有金属；花岗斑岩；矿床地质特征；巴马

巴马花岗斑岩型铌钽稀有金属和多金属矿床位于广西壮族自治区巴马县的巴马镇、西山乡和东山乡一带，是桂西北地区重要的金、铜、锑多金属和稀有金属成矿带，是广西区内新发现的斑岩型稀有金属矿床［1］。广西区域地质测量队、桂林理工大学 （原桂林冶金地质学院）和广西第九地质队先后在该地区进行了地质和物化探工作［2-5］，资料表明，本区具有良好的成矿条件，存在较大的找矿潜力。

本次工作主要对巴马镇周边地区的花岗斑岩脉进行初步调查，发现该区花岗斑岩脉带有50余条，岩脉中锂、铍、铌、钽、铷、铯等稀有元素含量较高（BeO含量0.01%～0.05%，Li2O含量0.3% ～0.4%，Nb2O5含量 0.006% ～0.008%，Ta2O5含量0.002% ～0.004%）［4］，参照稀有金属勘查规范［6］，估算巴马镇周边花岗斑岩脉中氧化物（BeO、Li2O、Nb2O5、Ta2O5）矿石资源储量可达30.24万t，也是广西首次发现的矿床类型［1］。

1　地质背景

研究区大地构造处于北扬子板块与南扬子板块之间和南岭成矿带西段的交合部位，位于右江NW向深大断裂带 （又称右江裂谷 （柳淮之））的北东侧，丹池成矿带的西南部，横县-大化NW向深大断裂带西北部的巴马一带。

区内经历了加里东期、海西-印支期、燕山期和喜山期运动的影响，构造形迹复杂，发育了NW向、NNW向、NE向、NNE向、SN向和EW向断裂，断裂构造形迹较为发育，以线性断裂构造为主，也见有短轴背斜，周边断裂呈环形构造。褶皱构造主要发育在短轴背斜和断裂间线性褶皱构造之间 （图1），这些短轴背斜中常发育有花岗斑岩脉，也是本区锂、铍、铌钽等稀有金属矿赋存的矿体。

区内岩浆岩主要为印支期基性岩（辉绿岩）和后期沿断裂侵入的酸性岩（花岗斑岩）脉。基性岩主要为辉绿岩，至少有两次侵入：前期形成似层状的主岩体，后期沿断裂侵入而成辉绿岩脉。酸性岩主要为花岗斑岩，主要分布在短轴背斜核部及外围的石炭纪、二叠纪灰岩及硅质岩中，个别侵入到辉绿岩中，沿各组断裂充填呈岩脉产出，也是本区锂、铍、铌钽矿等稀有金属主要赋存矿体。

根据广西区域地质测量队1∶20万地质资料［2］，本区基性岩侵入的最新地层层位为三叠系。地层岩性为碳酸盐岩、硅质岩、碎屑岩等。另外，至少应在早古生代以后，岩体与褶皱紧密伴生，岩体侵入与褶皱同时或之前形成，属同一构造岩浆旋回，而本区构造形成于印支期。因此，本区基性岩应为印支期侵入体，区域矿产主要有锑矿、铜矿、金矿、铅锌矿、锰矿、钛砂矿、磷矿和锂、铍、铌钽矿等［2，4］。

图1　巴马地区区域地质示意图Fig.1　Regional geological map of Bama

2　岩浆岩

研究区有关的侵入岩主要有辉绿岩、正长岩和花岗岩3种。

2.1辉绿岩

巴马基性岩体主要为辉绿岩，其次为辉长辉绿岩。辉绿岩和辉长辉绿岩的矿物成分基本一致，呈深灰色或深灰绿色。主要矿物为拉长石（白色至灰色、条板状或柱状）、普通辉石（黑色或黑褐色），均为早期形成的粒状或柱状。由于岩石普遍蚀变，矿物成分变化较大，经观察，蚀变较浅的岩石主要为斜长石（30%～50%）、普通辉石（20%～50%），但大部分基性斜长石蚀变成钠长石、钠黝帘石、绿帘石、高岭石等；普通辉石多蚀变为透闪石、阳起石、绿泥石及黑云母等。次要矿物为钾长石（1%～3%）、普通角闪石（1%）。副矿物有钛铁矿（板状、金属光泽，1%～6%）、磷灰石（1%～3%）、磁铁矿（1%～7%）、黄铁矿（＜1%）、黄铜矿（＜1%）、榍石（＜1%），偶见少量金红石，部分钛铁矿变成白钛石［7］。

辉绿岩主要呈变余嵌晶结构，矿物颗粒较大，大部分粒径在2 mm以上。受蚀变作用影响，矿物成分变化较大，但大多保留原岩结构。辉长辉绿岩多为变余辉长辉绿结构，与辉绿岩结构相似，但矿物颗粒较粗，粒径在2～5 mm或以上，个别斜长石柱状晶体达1～3 cm。部分地段可见到暗色矿物与浅色矿物分别集中的斑杂状或条带状构造，局部可见不明显的流动构造。

经光谱全分析，基性岩微量元素含量见表1。在辉长辉绿岩中含有较高的稀有和稀土元素，而辉绿岩中含量很低或不含。辉绿岩和辉长辉绿岩普遍含有钛铁矿，含量为1%～6%，岩石中TiO2含量分别为5.18%和7.60%，已达边界品位以上，局部可能富集形成原生钛铁矿床，风化后，在第四系残坡积物及冲积物中富集成钛铁砂矿床，如平林矿区，已开采多年。

2.2正长岩

正长岩体在辉长辉绿岩中呈透镜状或团块状产出，形状不规则，与辉长辉绿岩呈渐变过渡关系，由一系列正长岩透镜体断续排列。辉石正长岩呈肉红色，矿物成分为：微斜条纹长石（60% ～87%），呈半自形柱板状，粒径1～7 mm；奥长石（0～11%）；普通辉石（0～8%）；普通角闪石（2% ～7%）；黑云母或水黑云母（10%～20%）；此外，尚含少量绿帘石、钛铁矿、磁铁矿和磷灰石等副矿物。岩石呈半自形板柱状变余结构，普遍有不同程度的钠长石化、绿帘石化、黑云母化等蚀变，钾长石常被奥长石及绿帘石交代，辉石常被水黑云母或黑云母交代。

经广西第九地质队光谱全分析［4］发现，正长岩中含Nb 0.01%、Y≥0.02%、La 0.03%、Yb 0.005%、Zr 0.04%、Ga 0.02%等稀有元素。在巴月一带，见一正长岩体长约200 m，厚0.3～3.5 m，根据9个样品化学分析结果统计，其含量：Nb2O5（0.007 2% ～0.025 2%）、Y2O3（0.003 6% ～0.015%）、La2O3（0.005 5% ～0.023%）、Ga （0.001 6%～0.003 8%）、Ce2O3（微～0.145%）、K2O（0.60% ～4.94%）［4］。

2.3花岗岩

酸性岩为花岗斑岩，大部分集中分布于背斜核部，个别侵入到辉绿岩外围石炭纪和二叠纪灰岩、硅质岩和辉绿岩中，沿各组断裂充填，呈脉状产出。单脉长几十至600多m，厚3～20余m。酸性岩脉部分岩脉边缘相为霏细结构、变余微花岗结构的变余斑状结构，中心相为斑状结构。根据特有的辉绿结构及变质较弱的特点，认为该区花岗斑岩为典型的浅成岩脉。

表1　巴马地区基性岩微量元素含量Table 1　Contents of trace elements in Bama basic rockswB/%

前人工作发现50多条含矿花岗斑岩脉，本文统计了29条脉，其基本特征见表2。

3　蚀变特征

由于受后期热液影响，基性岩普遍产生自变质作用，局部受动力变质及接触变质作用。热液蚀变最普遍的有钠黝帘石化、钠长石、斜黝帘石、绿泥石、绢云母和黄铁矿化等，其次为透闪石化、阳起石化、绿泥石化、黑云母化等。由于受强烈的构造挤压，局部地区的辉绿岩产生动力变质的片理化、碳酸盐化及白云石化、方解石化和铁菱镁矿化，其中绢云母和绿泥石等矿物呈应力定向排列。

本区接触变质作用较弱，当岩体与硅质岩接触时，外带为角岩化；当与灰岩接触时，外带为大理岩化或白云岩化，内带蚀变不明显，主要为透闪石化及阳起石化。

与花岗斑岩有关的蚀变，较明显的有绢云母化、高岭石化等；在外接触带有轻微的硅化现象。与动力变质作用有关的岩石较破碎，具角砾岩化，并具强烈硅化。

表2　巴马地区花岗斑岩型稀有金属储量估算Table 2　Reserve estimation of rare metal in granitic porphyry of Bama

4　矿体特征

4.1矿体地质特征

矿区内花岗斑岩脉分布甚广，已查明大小岩脉共57条，单脉长30～600 m，厚度一般在5～20 m［4］，为岩浆沿北西西-南东东向羽状裂隙和南北向断裂及北东-南西向断裂侵入所致。本区北西西-南东东向断裂最为发育，共41条，倾向多为北东向，倾角40°～80°。

北西西-南东东向花岗斑岩脉带，矿脉带总长约15 km；次为南北向组，共13条；东西向仅3条。广西第九地质队普查揭露26条，其中3条有露头控制。据资料分析表明，在花岗斑岩脉中，普遍见有铍、锂、铌钽矿化，其中有29条岩脉含量很高，而围岩中含量甚微，各条矿脉的产状、规模和含矿性见表3。

4.2矿石矿物特征

花岗斑岩主要组成矿物为石英（30%～60%）、绢云母（2%～5%）、钠长石（19%～28%）、高岭石（2%～10%）、白云母（2%～10%），副矿物有磷灰石、黄铁矿、硅铍石，偶见锆石、榍石、白钛石、金红石等。

据野外观察，花岗斑岩脉明显可分为边缘相和中心相，边缘相岩石结构为微晶花岗结构；中心相为变余微晶花岗结构和斑状结构，斑晶约占岩石总体的12%～33%，由钠长石、石英、白云母等矿物组成，偶尔见有钾长石、磷灰石呈斑晶出现。溶蚀状石英颗粒大小0.18～2.11 mm，有些呈自形柱粒状，局部见有“冷凝边”；钠长石呈板柱状，其上常见有微鳞片状绢云母呈稀疏分布；白云母呈半自形片状。以上几种斑晶有时一起组成聚斑晶，有的聚斑晶中还见有硅铍石，硅铍石呈柱状（0.1 mm±），绢云母呈极细的鳞片状，为钾长石的蚀变产物。斑晶大小一般0.1～1 mm，少数在1～2 mm，个别可达5～10 mm。基质主要成分是微粒状石英、钠长石、显微鳞片状绢云母及高岭石，其中石英呈他形粒状结构；钠长石呈板柱状，轻微蚀变为高岭石；钾长石已全部变为高岭石，两者较均匀地混染在一起。

表3　巴马地区花岗斑岩脉基本特征及含矿性统计Table 3　Basic features and rare metal contents of granitic porphyry veins in Bama area

据野外观察，南-北走向花岗斑岩脉的内部相斑晶相对较为粗大，局部可达1～2 cm，斑晶中白云母所占的比例也增多。

4.3蚀变及其含矿性

花岗斑岩内蚀变为绢云母化、绢云母和高岭石化较为普遍，长石部分或全部被绢云母和高岭石所取代；围岩蚀变主要有硅化，局部见方解石化。

据广西第九地质队资料［4］，在花岗斑岩中铍、锂、铌、钽等元素含量较高。根据200个露头岩块样和TC12、TC64、TC65、TC67等55个刻槽样光谱半定量分析结果，经统计详细的花岗斑岩微量元素含量见表4。

全矿区现已查明的57条花岗斑岩脉中，已揭露26条，3条有露头控制。据分析资料，铍、锂、铌、钽矿化仅见于岩脉内，而围岩中含量甚微［4］。目前仅见铍的单矿物硅铍石，其他几种元素均未查明其赋存状态，据化学分析资料统计：BeO含量0.01%～0.05%，最低0.004%，最高0.116%；Li2O 0.3%～0.4%，最低0.02%，最高0.63%；Nb2O50.006% ～0.09%，最低0.002%，最高0.011 8%；Ta2O50.002% ～0.004%，最低 0.000 4%，最高0.012%。29条岩脉中含BeO＞0.03%的占20条（7条部分达0.03%），其中9条，部分 BeO＞0.05%；含Li2O＞0.05%的占7条。23条岩脉含Ta2O5+Nb2O5＞0.01%，且Ta2O5/Nb2O5＞1/3，其中仅Ta2O5＞0.006%的占13条。

另外，从含铍、锂、铌、钽样品中抽出部分样品，包括3、4、5、7、9、17、18、56号等花岗斑岩脉的部分地表探槽样品及5号花岗岩脉坑道中全部样品进行铯分析，其品位较高。地表样还含有铷0.076% ～0.193%，大都大于0.170%，含铯0.037%～0.066%，大都大于0.039%；坑道样品含铷0.188%～0.202%，含铯0.042%～0.066%，坑道含量比地表高［4］。上述分析数据表明，本区花岗斑岩中的稀有金属具有进一步研究价值。

4.4矿床成因和找矿标志

野外观察及测试结果表明，花岗斑岩中含铍高者，含锂亦高；含钽高者，含铯亦高；岩脉中含磷灰石越多，含铍锂则较高。同一条岩脉中，各种元素含量较为稳定。在上述各组斑岩脉中，以NWW-SEE组含矿最好，S-N组最差。矿脉两端较好，中部较差。

本区花岗斑岩矿物成分简单，在花岗斑岩脉中见有半绢云母化和高岭石化，而蚀变矿物在围岩中含量很低，也未见与其他矿物共生关系，具有气成热液蚀变特征。另外，在巴月-百朝见有独居石异常，那燕见钴异常，良度区还有白钨矿次生异常和辰砂次生晕，故应属气成热液矿床。

总结找矿标志如下：

（1）岩石标志：花岗斑岩脉就是矿体，与围岩界线清晰。

（2）构造标志：花岗斑岩脉往往产于短轴背斜的核部，构造明显。

（3）区域性找矿标志：本区这类矿床找矿标志明显，短轴背斜构造在航空遥感影像具有明显的环形构造异常［5］，而且碳酸盐岩与碎屑岩具有明显色反差异常［8］，通过这些标志可以确定短轴背斜构造产出地点和产状，并通过环形构造异常和线性体的关系预测可能有岩脉存在。

表4　巴马地区花岗斑岩中的微量元素含量［4］Table 4　Trace elements contents of grantic porphyry in Bama area　wB/%

5　结论

（1）本区花岗斑岩脉分布甚广，花岗斑岩脉含锂、铍、铌、钽等稀有金属元素达到工业矿床要求，这些岩脉本身就是矿床，矿体主要分布在巴马-民安北西向复式短轴背斜的核部。

（2）花岗斑岩脉 （矿体）沿北西西-南东东向羽状裂隙和南北向断裂及北东-南西向断裂侵入，形成北西西-南东东向矿脉密集带。

（3）本区花岗斑岩脉不但锂、铍、铌、钽元素达到工业要求，还含有铷（0.076%～0.202%，一般大于0.170%）、铯（0.037% ～0.066%，一般大于0.039%），但这方面工作不够，需要进一步研究。

（4）本区花岗斑岩脉铌、钽矿床应属气成热液稀有金属矿床。

（5）根据区域地质资料研究得知，在巴马外围的东山和西山以及桂西地区应还产有同类花岗斑岩脉，是寻找这类矿床的重要线索。

［1］袁忠信，白鸽，杨岳清.一种重要的稀有金属矿床类型——斑岩型稀有金属矿床 ［J］.地质评论，1981，27 （3）：269-274.

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［3］柳淮之，钟自云，姚明.右江裂谷初探［J］.桂林冶金地质学院学报，1986，6（1）：9-19.

［4］广西第九地质队.广西巴马地区地质普查报告［R］.南宁：广西地质矿产勘查开发局，1974.

［5］姚明，柳淮之，钟自云.广西右江断裂带的遥感影象特征［J］.桂林冶金地质学院学报，1987，7（1-2）：67-75.

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［8］杜远生，黄宏伟，黄志强，等.右江盆地晚古生代—三叠纪盆地转换及其构造意义［J］.地质科技情报，2009，28 （6）：10-15.

Geological characteristics and prospecting of granitic porphyry type rare metal deposit in Bama，Guangxi

YAO Ming，MIAO Bing-kui，YUAN Hong-qing，ZHANG Tao，YAN Song，SU Yang-yang
（a.Guangxi Key Laboratory of Hidden Metallic Ore Deposits Exploration；b.College of Earth Sciences，Guilin University of Technology，Guilin 541004，China）

The rare metal ore deposit of granite porphyry type in Bama is newly found in Guangxi.The ore deposit locates in the core of the Bama-Minan short-axis anticlinorium with the axial northwest-southeast direction. It consists of 57 granite porphyry veins.The rare metal contents of Li2O（0.31%），BeO（0.23%），Nb2O5（0.006%）and Ta2O5（0.003%）in the granite porphyry veins up to the national industrial grades.The granite porphyry veins also contain some amount of other rare metals，e.g.Rb and Cs.Based on its geological features，the mechanism of Nb，Ta rare metal mineralization is possibly related with pneumatolytic solution.

niobium-tantalum ore；rare metals；granite porphyry；geological characteristics of deposit；Bama

P611

A

1674-9057（2016）01-0131-06

10.3969/j.issn.1674-9057.2016.01.018

2015-05-29

中国地质调查局项目（1212011120354；12120113078200）

姚明（1952—2015），男，副教授，研究方向：矿产与地质。

缪秉魁，博士，教授，miaobk@glut.edu.cn。

引文格式：姚明，缪秉魁，苑鸿庆，等.广西巴马花岗斑岩型稀有金属矿床地质特征及找矿方向［J］.桂林理工大学学报，2016，36 （1）：131-136.