中国稀有稀土金属矿床的时空分布

如题所述

中国稀有稀土金属矿床广泛分布在全国各地。从矿床形成时代看,从太古宙直到现代。主要的分布地区有新疆阿尔泰、天山南缘、西昆仑、柴达木盆地、川西、滇西南、内蒙古北部、辽吉地区、秦岭南缘、鲁东南、南岭及其邻区、东南沿海地区。全国稀有稀土金属矿床的空间分布示于图10-3。

我国内生稀有稀土矿床形成的同位素地质年龄示于表10-9,矿床产出的大地构造位置示于表10-10。从表10-9和表10-10列出的资料可知,内生稀有稀土矿床的时空分布与矿床类型有关。第二节中对矿床类型作了详尽描述,其中重要的内生矿床类型是与碱性岩-碳酸岩有关的矿床和与酸性岩有关的矿床。在这两大类矿床中,碱性岩-碳酸岩型、花岗岩型和花岗伟晶岩型三类矿床在内生矿床中又为数最多、矿量最大、研究最详。下面有关矿床时、空分布特征的描述多以这三类矿床为例。

图10-3 稀有稀土金属矿分布图

表10-9 中国内生稀有稀土矿床的同位素年龄

续表

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表10-10 中国内生稀有稀土金属矿床的大地构造位置

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表10-9列出的我国这几类矿床的形成时代从元古宙直到喜马拉雅期。内蒙古乌拉山-大青山等地产出有太古宙花岗伟晶岩,但这些伟晶岩的稀有稀土矿化极其微弱,在矿产储量平衡表中几乎不占什么位置,表中没有将其列入。

由表10-9资料可知,碱性岩或碱性岩-碳酸岩型矿床的成矿时代较多。内蒙古白云鄂博Nb-REE矿床有多组同位素年龄——中元古代、加里东期及海西期。矿床地质地球化学研究得知(Yuan Zhongxin,Bai Ge et al.,1992),矿床的主要成矿期是中元古代。以后几期矿化表现为原已定位的成矿物质在热动力作用下的再分配。另一知名矿床是四川冕宁牦牛坪REE矿床,具有喜马拉雅期的成矿年龄。这一类型矿床的多数具有海西—印支期的成矿年龄,如湖北庙垭,陕西黄龙铺和华阳川,辽宁赛马,四川路枯、茨达、太和等,成矿年龄介于181~283Ma之间。中元古代和海西—印支期是我国碱性岩-碳酸岩型矿床最重要的两个成矿期。研究我国碱性侵入岩的形成时代得知,海西—印支期也是我国碱性侵入岩重要的成岩期(Yuan Zhongxin and Bai Ge,1988)。

花岗岩型矿床,包括赋存在花岗岩体内的矿化花岗岩、云英岩和石英脉,它们多见于南岭及其邻区,成矿年龄几乎全属燕山期,而且绝大多数介于103~174Ma之间。在华北、中南等地也有燕山期花岗岩型矿床产出。云南中甸麻花坪可能与花岗岩有关的绿柱石石英脉的成矿年龄为40Ma,属喜马拉雅期。麻花坪矿床大地构造上位于三江造山系,处于喜马拉雅期构造-岩浆活动带岩浆强烈活动地区。花岗岩常呈复式岩体产出,其中成矿作用也常是多期次的。成矿岩体常是一个大复式岩体的晚期成员。江西横峰灵山花岗岩为一面积约200km2的环状复式岩体。其中组成岩体主体的早期粗粒似斑状角闪石黑云母花岗岩,K-Ar年龄为140Ma。第二期位于岩体边缘的Nb矿化钠长石化黑鳞云母花岗岩,K-Ar年龄为136Ma。最后与晚期铁锂云母钠长石化花岗岩有关的含矿石英脉,K-Ar年龄为130Ma(袁忠信等,1988)。湖南茶陵邓阜仙复式岩体的主体岩石为粗粒斑状黑云母花岗岩,U-Pb年龄为230Ma。第二期中粒二云母花岗岩的Rb-Sr年龄为135Ma。第三期细粒白云母花岗岩的K-Ar年龄为117Ma(张宏良等,1986)。第二、三期岩石有W和Nb-Ta矿化,而以第三期岩石的Nb-Ta矿化最强。

花岗伟晶岩型矿床有从太古宙到燕山期的成矿年龄。但经济意义大的矿床多具有海西—印支期的年龄,如新疆阿尔泰、川西北、福建南平、广东广宁等地矿床,它们的成矿年龄介于180~391Ma之间。

中元古代、海西—印支期、燕山期以及喜马拉雅期是我国内生稀有稀土矿床的四大重要成矿时期。内蒙古白云鄂博矿床的轻稀土矿占全国轻稀土矿储量的90%以上,Nb储量也极巨大,中元古代是我国REE及Nb的重要成矿时期。海西—印支期是我国内生Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs矿床成矿的最重要时期,尤其是花岗伟晶岩矿床的重要成矿时期。关于海西—印支期内生稀有稀土金属矿床成矿的重要意义,前人论证的不多,值得在今后找矿工作中注意。燕山期是花岗岩型Be、Ta、Nb矿的重要成矿时期。这类矿床数量大,但规模较小,由于有用矿物粒度小,采选成本高,其重要性较次。喜马拉雅期矿床主要见于我国西南地区。这一地区的稀有稀土地质找矿工作较弱,随着今后地区的开发,可能找到更多、更好的喜马拉雅期矿床。

由表10-10资料及未包括在表内的其他内生稀有稀土矿床的大地构造位置可知,我国的碱性岩-碳酸岩型矿床多分布在稳定地台区,常沿地台区边缘的深断裂或裂谷分布,主要产出REE、Nb矿。其中著名的白云鄂博RRE、Nb、Fe矿床见于内蒙古地轴北缘的裂谷带内,临近内蒙古地轴北缘深断裂。山东郗山REE矿床见于扬子地台鲁西断隆,位于著名的郯庐裂谷系内。四川牦牛坪、茨达、太和、路枯、大陆槽等REE、Nb矿床沿扬子地台康滇地轴攀西裂谷带内的安宁河深断裂分布。湖北庙垭REE、Nb矿床沿扬子地台北缘的安康-房县深断裂分布。新疆拜城碱性伟晶岩Zr矿化及瓦吉尔塔格碳酸岩REE矿化沿塔里木地台北缘深断裂分布等。

花岗岩型稀有稀土矿床广泛分布于全国各地,但多集中在华南,尤其是南岭及其邻区。大地构造上,这类矿床主要见于造山带内,多见于华南造山系赣湘桂粤造山带、华夏造山带及云开造山带。一条造山带内,相对隆起的背斜区及相对坳陷的向斜区或断陷盆地内皆有矿化产出,惟矿床出露仍常是该区相对隆起的地段。如湖南临武尖峰岭、癞子岭等Li、Be、Ta、Nb花岗岩型矿床出现在桂阳-临武南北向褶皱带内著名的通天庙穹窿四周,江西宜春雅山Ta、Nb、Li、Be矿床分布在武功山复背斜的次一级背斜构造内。

花岗伟晶岩型矿床绝大多数分布在造山带内。国外一些著名的稀有金属花岗伟晶岩多分布在稳定地台区,如加拿大的坦科伟晶岩、南非津巴布韦比基塔伟晶岩等。内蒙古大青山-乌拉山花岗伟晶岩矿床的大地构造位置是中朝地台内蒙古地轴。借鉴国外经验,以前对该区作过不少的找矿和科研工作,结论是稀有稀土金属矿化不强。国内矿化强的花岗伟晶岩常分布在造山带内相对隆起的复背斜区,矿床常赋存在其中单个背斜的轴部及倾没端。著名的例子有新疆阿尔泰科科托海3号脉分布在阿尔泰造山系富蕴地背斜的次级背斜倾没端。福建南平西坑伟晶岩赋存在闽西加里东造山带上村复背斜次级背斜的轴部及翼部。四川康定甲基卡伟晶岩赋存在松潘-甘孜造山系雅江造山带内甲基卡复背斜的轴部。

碱性岩-碳酸岩型矿床多分布在地台之类的稳定地区,花岗岩型和花岗伟晶岩型矿床多分布在造山带之类的较活动地区。其中碱性岩-碳酸岩型矿床的成矿主要在中元古代及海西—印支期,花岗岩型矿床的成矿时代主要为燕山期,花岗伟晶岩型矿床的成矿时代主要为海西—印支期。成矿时代、大地构造位置以及矿床成因类型之间的这种关系,以及决定这些关系的整个地壳的构造-岩浆活动历史,值得进一步探索研究。

超大型矿床多独立产出,分布区内未有其他的类似矿床。绝大多数稀有稀土矿床常在一个地区内成群出现,且常以一种类型为主,如南岭花岗岩型矿床成矿区、新疆阿尔泰花岗伟晶岩型矿床成矿区、川西北花岗伟晶岩型矿床成矿区、川西碱性岩型成矿区等地区内所见。

在更小范围地区内,同一类型矿床常按一定方向展布,受制于一定的构造或岩浆活动。碱性岩型矿床的这种分布可以扬子地台西缘攀西裂谷带的矿床为例。该区沿安宁河深断裂带,从北向南分布着木落、牦牛坪、里庄、太和、大陆槽、茨达、路枯、攀枝花等碱性岩和碱性花岗岩REE、Nb矿床(图10-4)。南北走向的攀西裂谷带及其中的安宁河深断裂以及伴生的更次一级断裂是区内控制碱性岩类型矿床成矿的重要构造条件。

图10-4 攀西裂谷碱性岩型REE-Nb矿床分布略图

花岗岩型矿床通常环绕大岩体边缘分布,这已为大家所熟知。如广东东部七娘坛岩体四周分布着“521”、“522”、“523”、“524”等Nb矿床,江西横峰灵山岩体边缘分布着黄山、大岭、塘里、松树岗等Nb、Ta矿床等。这里介绍矿床在隐伏大岩体上部沿一定方向展布的另一种分布型式。在江西西华山至棕树坑北东向一线分布着西华山、荡坪、木梓园、大龙山、漂堂、棕树坑等以W为主,并盛产Be及HREE的矿床(图10-5)。沿这一方向,从南西到北东,各矿床大体呈等距出现。南西端的西华山、荡坪矿床属花岗岩型,北东端几个矿床属隐伏花岗岩体上部的石英脉或石英长石脉型。从南西向北东,花岗岩的隐伏深度愈来愈大,矿床类型随之变化,这对了解成矿作用及找矿有很大意义。

图10-5 江西西华山至棕树坑与花岗岩有关的W-BE-HREE矿床分布剖面

花岗伟晶岩型矿床也具沿一定方向排列的分布特征。花岗伟晶岩矿床常表现为若干伟晶岩脉聚集的密集区。新疆阿尔泰伟晶岩区现已知有伟晶岩脉10万余条,聚集在39个以上的密集区内,密集区大致沿北西西向展布。

福建南平地区的花岗伟晶岩分布在长约35km,宽约7km的一条北北东向带上。该带从北向南分布着石笋坑、溪源头、西坑、西芹、留墩、秋竹窝、金龙岩以及下柳园等伟晶岩密集区(图10-6),伟晶岩脉在500条以上。区内伟晶岩绝大多数分布在海西期西芹岩体和金龙岩岩体之间的震旦系变质岩内。由图10-6可知,该区震旦系呈北北东向延展。与伟晶岩脉关系密切的区域褶皱构造也呈北北东向。区域北北东向展布的混合花岗岩带及复背斜构造是控制伟晶岩成岩成矿的重要条件。区域北端的溪源头、西坑伟晶岩密集区,Ta、Nb矿化最强,它们明显受上村复背斜及其次级褶皱构造的控制。

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