冀北窟窿山火山岩型铍矿化的发现及其地质意义*

2022-08-04 09:00陈振宇李胜利李晓峰潘硕张兴康李建康孙艳朱艺婷
岩石学报 2022年7期
关键词:窟窿火山岩日光

陈振宇 李胜利 李晓峰 潘硕 张兴康 李建康 孙艳 朱艺婷

1. 自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室,中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037

2. 河北省地质调查院,石家庄 050051

3. 中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院矿产资源研究重点实验室,北京 100029

4. 中国科学院大学地球与行星科学学院,北京 100049

火山岩型铍矿床一般是指与火山岩和花岗斑岩有关的浅成低温交代和脉状矿床(Barton and Young, 2002; 李晓峰等,2022),代表性矿床有美国的Spor Mountain、Sierra Blanca、Black Hills 矿床,澳大利亚的 Brockman 矿床,墨西哥的 Aguachile 矿床以及我国新疆的白杨河矿床(张龙,2019)。火山岩型铍矿是铍资源的最主要的成矿类型(Ledereretal., 2016)。目前,我国已发现的火山岩型铍矿主要分布在新疆西准噶尔地区雪米斯坦火山岩带(朱艺婷等,2021)、闽浙东南沿海火山岩带和大兴安岭火山岩分布区(李建康等,2017;饶灿等,2022)。最近,在冀北沽源-红山子铀成矿带窟窿山地区发现了张家口组火山岩中与流纹斑岩和碱长花岗岩有关的铍矿化现象,然而其成因类型尚不清楚。笔者经野外调查和室内的研究发现其成矿基本地质特征类似于火山岩型铍矿,可归属于火山岩型铍矿。本文在介绍窟窿山铍矿化地质体基本地质特征的基础上,对窟窿山地区张家口组火山岩中的花岗岩、流纹斑岩和蚀变带岩石进行了岩石地球化学和铍矿物组成分析,初步探讨了该铍矿化点的成因类型及其找矿潜力。

1 区域地质概况

冀北窟窿山地区在大地构造上位于华北板块与西伯利亚板块之间的华北克拉通北缘隆起带。区内断裂构造主要为北东向的上黄旗-灵山区域断裂的次级断裂和裂隙,另有少量近南北向和北西向断裂(郭佳磊,2018;林天发等,2019)。

区内地层出露于窟窿山北东端和南西端,主要为上白垩统张家口组酸性-中酸性火山熔岩和火山碎屑岩,主要岩石类型有流纹质熔结角砾岩、角砾凝灰岩、熔结凝灰岩、流纹岩和粗面岩等。区内岩浆活动十分强烈,既有火山岩,也有大量浅成和超浅成侵入体。

窟窿山岩体位于冀北丰宁县窟窿山-小坝子-喇嘛山一带,出露面积约120km2。岩体分早、晚两期侵入,早期为中细粒碱长花岗岩(成岩年龄为134.0±1.7Ma),晚期为中粗粒碱长花岗岩(成岩年龄为129.4±1.5Ma),二者呈侵入接触关系(郭佳磊等,2019)。窟窿山东南部还出露有海西晚期斑状二长花岗岩和燕山早期正长斑岩,北东端零星出露有燕山早期花岗斑岩(图1;林天发等,2019)。窟窿山岩体的围岩张家口组火山岩为早白垩世流纹岩和流纹斑岩,其中流纹斑岩的成岩年龄为138.4±1.3Ma(林天发等,2019)。岩体与火山岩构成完整的火山-侵入岩系(夏国礼,1994)。研究表明,窟窿山花岗岩属于板内后造山花岗岩,形成于板内伸展拉张构造背景(夏国礼,1994;郭佳磊等,2019)。

图1 冀北窟窿山区域地质简图(据郭佳磊等,2019;林天发等,2019)Fig.1 Geological map of the Kulongshan beryllium occurrences in northern Hebei Province(after Guo et al., 2019; Lin et al., 2019)

2 铍矿化体地质特征

2.1 铍矿化体的发现过程

1985~1989年,河北省区域地质调查大队四分队完成1:5万窟窿山幅(K-50-89-D)等三幅联测区域地质调查,发现多处矿点、矿化点及1:5万水系沉积物异常和重砂异常。2003~2004年,河北省地质调查院完成了1:20万上黄旗幅区域化探工作,在工作区圈出了多处有找矿价值的Ag-Pb-Zn组合异常。2017年河北省地质调查院在该地区开展1:1万地质草测、地物化综合剖面测量,并采用槽探、钻探等工程手段对细粒斑状花岗岩及其中的稀有金属矿化地段进行了地质预查工作,提交了《河北省丰宁满族自治县窟窿山一带铷铌钽铍等稀有金属矿预查报告》。在此次工作中共发现8条小规模铍矿(化)体。经初步估算获得铍矿潜在资源量:矿石量9.02万t,BeO资源量164.51t,BeO平均品位0.19%;伴生Rb2O资源量67.97t,Rb2O平均品位0.075%;Pb金属量539.02t,Pb平均品位0.84%;Zn金属量111.60t,Zn平均品位0.16%。2021年,河北省地质调查院开展了《河北省丰宁满族自治县窟窿山铍多金属矿预查》工作,确定了9个铍矿化体,初步总结了区内铍矿的成矿特征,提出两个找矿标志:①北北东向、北北西向及近南北向构造是在工作区寻找铍、铅锌矿重要的找矿标志之一;②与构造破碎带相关的硅化、高岭石化、铅锌矿化、铁锰矿化、褐铁矿化等为铍矿化蚀变的标志。

2.2 铍矿化特征

区内铍矿化主要受北北东向构造破碎带控制,分布于窟窿山东沟及后沟、小龙池西沟附近(图1)。矿化体主要产于碱长花岗岩中的石英脉、闪长岩脉及蚀变带中(图2)。蚀变类型有高岭石化、褐铁矿化、铁锰矿化、铅锌矿化、绿泥石化、硅化等。高岭石化:岩石呈粉末状或土状,蚀变范围大小不一,强弱不等,多呈条带状,是区内比较常见的蚀变类型;褐铁矿化:深褐色或黄褐色,呈薄层土状或薄膜状附着于裂隙或岩石表面,是区内比较常见的蚀变类型;绿泥石化:主要发育于构造裂隙处,呈细小鳞片状、微粒状集合体沿裂隙分布,或交代黑云母、长石并附着于其表面;铁锰矿化:发育于构造裂隙内,黑褐色,呈薄膜状(厚度不超过5mm)和斑点状(大小5~10mm)分布。硅化:较为普遍,以岩石硬度增大或出现细小石英脉为特征。在构造裂隙处较为常见,局部可形成小的晶洞或晶簇。

图2 窟窿山铍矿化点野外露头照片铍矿化主要沿碱长花岗岩断裂蚀变带呈脉状产出Fig.2 Photos of field outcrop of Kulongshan Be occurrences Beryllium mineralization mainly occurred as veins along the alteration fractures in alkali feldspar granite

窟窿山已发现的9个铍矿(化)体的地质特征见表1。

3 样品采集和分析方法

为了了解含矿岩石(蚀变岩)及其围岩的岩石化学特征,查明矿石中主要的含铍矿物,在窟窿山地区采集了碱长花岗岩、流纹斑岩及其蚀变带的样品。考虑到前人(郭佳磊等,2019;林天发等,2019)已经分别对窟窿山花岗岩和流纹斑岩进行了详细的地球化学分析研究,本文只选取中粗粒碱长花岗岩(KLS-1)、中细粒碱长花岗岩(KLS-9)和流纹斑岩(KLS-10)样品各1件以及5件3种不同蚀变类型的岩石各1件(KLS-6、KLS-2、KLS-11、KLS-13、KLS-14),对它们进行了全岩主量、微量元素分析和铍矿物电子探针分析。其中KLS-1、KLS-2和KLS-6的采样位置为(41°23′9″N、116°21′0″E),KLS-9、KLS-10和KLS-11的采样位置为(41°23′10″N、116°20′48″E),KLS-13和KLS-14的采样位置为(41°21′50″N、116°20′51″E)。样品手标本照片见图3。

图3 窟窿山铍矿化点典型样品照片KLS-1为粗粒碱长花岗岩;KLS-9为中细粒碱长花岗岩;KLS-10为流纹斑岩;KLS-6和KLS-13为铁锰矿化的蚀变岩;KLS-2和KLS-11为铅锌矿化蚀变岩;KLS-14是铁锰矿化和铅锌矿化叠加的蚀变岩Fig.3 Photos of typical samples of Kulongshan Be occurrencesKLS-1 is coarse-grained alkali-feldspar granite; KLS-9 is medium-fine alkali-feldspar granite; KLS-10 is rhyolitic porphyry; KLS-6 and KLS-13 are the altered rocks related to ion-manganese mineralization; KLS-11 and KLS-14 are the altered rocks related to lead-zinc mineralization overprinted ion-manganese mineralization

中粗粒碱长花岗岩KLS-1,呈肉红色,主矿物为石英(25%~30%)、钾长石(50%~55%)、黑云母(10%~15%)和斜长石(5%~10%),副矿物为磁铁矿、萤石、磷灰石等。中细粒碱长花岗岩KLS-9,呈灰白色,似斑状结构,斑晶为钾长石,基质的主要矿物和副矿物组成与中粗粒碱长花岗岩相似。流纹斑岩KLS-10,呈深灰色,斑状结构,块状构造,斑晶含量约10%,以钾长石为主,粒径0.5~2 mm,基质呈微晶-隐晶质结构,由长英质矿物组成,副矿物有钛铁矿、磷灰石和黄铁矿等。蚀变岩主要为铁锰矿化、铅锌矿化,铁锰矿化者(KLS-6、KLS-13)表面呈褐红色-灰黑色,内部仍为中粗粒碱长花岗岩的特征;铅锌矿化者(KLS-2、KLS-11)表面呈灰红色、灰绿色,内部也是中粗粒碱长花岗岩的特征;KLS-14是铁锰矿化和铅锌矿化叠加的深度蚀变岩,表面呈黄棕色、灰黑色,已经看不到花岗岩的结构特征。

全岩主量、微量元素分析在国家地质实验测试中心完成,其中主量元素测试仪器为X射线荧光光谱仪(PW4400),检测依据为GB/T14506.28-2010,其中二价Fe检测依据为GB/T14506.14-2010。微量、稀土元素测试仪器为等离子质谱仪(PE300D),检测依据为GB/T14506.30-2010。主量元素分析精度优于2%;微量元素分析精度优于3%。

铍矿物的电子探针分析在中国地质科学院矿产资源研究所成矿作用与资源评价重点实验室完成。使用的仪器为JXA-iHP200F场发射电子探针,加速电压10kV,束流50nA。Be元素分光晶体为LDE3H、峰位测量时间为50s、背景测量25s、标样为金属Be,其他元素使用矿物或氧化物作为标样,计数时间为20s/10s(峰位/背景),使用PRZ校正程序校正。硅铍石的阴极发光分析使用安装在上述JXA-iHP200F场发射电子探针上的PCLI完成,加速电压10kV,电流约200nA。

4 分析结果

4.1 岩石化学

窟窿山碱长花岗岩、流纹斑岩和蚀变岩的岩石化学分析结果见表2。窟窿山碱长花岗岩和流纹斑岩具有高硅(SiO2=76.33%~77.41%)、富钾(K2O=3.99%~4.28%)、 富钠(Na2O=3.60%~3.92%)、高 FeOT/MgO 比值 (16.1~21.9),贫铝 (Al2O3=11.27%~ 11.80%)、镁(MgO=0.11%~0.14%)、钙(CaO=0.22%~0.24%)和磷(P2O5=0.01%~0.02%)等特征。在TAS 图中所有样品均落入碱性与亚碱性分界线 Ir 之下的亚碱性系列花岗岩区(图4a)。A/CNK=1.02~1.06,K2O/Na2O=1.09~1.15,属于弱过铝质高钾钙碱性系列岩石。在SiO2-(Na2O+K2O-CaO)图解中均落入A型花岗岩区(图4b)。

表2 窟窿山碱长花岗岩、流纹斑岩和蚀变岩的主量元素(wt%)、微量元素(×10-6) 分析结果Table 2 Major elements (wt%) and trace elements (×10-6) concentrations of the Kulongshan alkali-feldspar granite, rhyolitic porphyry and altered rocks

续表2

图4 窟窿山碱长花岗岩、流纹斑岩和蚀变岩TAS图(a,底图据Middlemost,1994)和SiO2-(Na2O+K2O-CaO)图解(b,底图据Frost et al.,2001)Fig.4 TAS plot (a, base map after Middlemost,1994) and SiO2 vs. (Na2O+K2O-CaO) (b, base map after Frost et al., 2001) plot of the Kulongshan alkali-feldspar granites, rhyolitic porphyry and altered rocks

图5 窟窿山碱长花岗岩、流纹斑岩和蚀变岩的球粒陨石标准化稀土元素配分曲线(a)和微量元素蛛网图(b)(标准化值据Sun and McDonough,1989)Fig.5 Chondrite-normalized REE distribution patterns (a) and trace element spider diagrams (b) of the Kulongshan alkali-feldspar granites, rhyolitic porphyry and altered rocks (normalization values after Sun and McDonough, 1989)

图6 窟窿山铁锰矿化(a、b)和铅锌矿化(图c、d)蚀变岩中日光榴石的背散射电子图像(a)三角形日光榴石与石英共生;(b)三角形日光榴石与白云母共生;(c)三角形日光榴石与石英共生,核部和边部被泡锰铅矿充填;(d)三角形日光榴石与石英、钾长石、泡锰铅矿共生Fig.6 BSE images of helvite in Kulongshan altered rocks with ion-manganese mineralization (a, b) and lead-zinc mineralization (c, d)(a) triangular helvites symbiotic with quartz; (b) triangular helvites symbiotic with mica; (c) triangular helvites, the core and edge are filled with cesarolite; (d) triangular helvites symbiotic with potassium feldspar, cesarolite, and quartz

表3 窟窿山铅锌矿化和铁锰矿化蚀变岩中日光榴石的代表性电子探针结果(wt%)Table 3 Representative electron probe results of Kulongshan helvite in altered rocks with lead-zinc mineralization and ion-manganese mineralization (wt%)

表4 窟窿山铅锌矿化、铁锰矿化和硅化蚀变岩中硅铍石的代表性电子探针结果(wt%)Table 4 Representative electron probe results of Kulongshan bertrandite in altered rocks with lead-zinc mineralization, ion-manganese mineralization and silicification (wt%)

表5 窟窿山铅锌矿化和铁锰矿化蚀变岩中羟硅铍石的代表性电子探针结果(wt%)Table 5 Representative electron probe results of Kulongshan phenacite in altered rocks with lead-zinc mineralization and ion-manganese mineralization (wt%)

图7 窟窿山铁锰矿化和铅锌矿化蚀变岩中硅铍石的背散射电子(BSE)图像(左)及对应的阴极发光(CL)图像(右)(a-d) 硅铍石边界平直,与规则的石英共生,硅铍石内部有规则的韵律生长环带;(e-h) 硅铍石集合体,外部形状和内部结构不规则,与石英共生Fig.7 BSE images (left) and CL images (right) of phenacite in Kulongshan altered rocks with lead-zinc mineralization and ion-manganese mineralization(a-d) phenacite with a straight boundary, symbiotic with regular quartz, and the phenacite has regular rhythmic growth zonation; (e-h) aggregate of phenacite with irregular external shape and internal structure, symbiotic with quartz

图8 窟窿山铅锌矿化和铁锰矿化蚀变岩中羟硅铍石的背散射电子图像(a)羟硅铍石生长在石英、钾长石等矿物粒间; (b)羟硅铍石充填在日光榴石的环带之间Fig.8 BSE images of bertrandite in Kulongshan altered rocks with lead-zinc mineralozation and ion-manganese mineralization(a) bertrandite grown between mineral grains such as quartz and potassium feldspar; (b) bertrandite filled between rings of helvite

窟窿山碱长花岗岩和流纹斑岩的稀土总量较低(∑REE=174×10-6~219×10-6), 富集轻稀土元素((La/Yb)N=2.52~ 6.27)、铕负异常显著(δEu=0.02~0.05)。在球粒陨石标准化稀土配分曲线图中(图5a),窟窿山花岗岩和流纹斑岩呈雁式分布,显示A型流纹岩的特征。花岗岩和流纹斑岩的微量元素蛛网图(图5b)显示富集Rb、Th、U、Nb、Ta、Zr、Hf,Y等元素,亏损Sr、Ba、P、Ti 等元素。

以上这些特征与郭佳磊等(2019)、林天发等(2019)分别分析的窟窿山花岗岩和流纹斑岩的成分特征基本上一致。主量元素和微量元素特征均指示,窟窿山花岗岩和流纹斑岩具有典型A型花岗岩的特征。

与花岗岩和流纹斑岩相比,蚀变岩的FeO、Fe2O3、H2O+含量及烧失量LOI明显升高,SiO2和Na2O含量明显降低,K2O既有升高也有降低。很多微量元素的含量也明显升高,特别是Be、Mn、Pb、Zn及稀土元素,甚至高出1个数量级。碱长花岗岩和流纹斑岩的Be含量(7.40×10-6~14.48×10-6)已经明显高于全球花岗岩平均Be含量(3.6×10-6),而蚀变岩的Be含量(23.13×10-6~5124×10-6)则比花岗岩和流纹斑岩还要高几倍到几百倍。其他一些元素如Li、Cu、In、Tl、Bi、Nb、Th、U也明显升高。Fe、Mn、Pb、Zn元素的升高应该与野外露头和手标本上肉眼可见的铁锰矿化和铅锌矿化有关。蚀变岩的稀土元素配分曲线和微量元素蛛网则与花岗岩、流纹斑岩相似(图5)。

4.2 铍矿物的种类和形态

所观察的5个蚀变岩的薄片中均发现了铍矿物,铍矿物主要为日光榴石和硅铍石,少量羟硅铍石。日光榴石颗粒大小一般在50~500μm,常呈三角形或规则的板柱状,与石英、白云母、钾长石、软锰铅矿、磁铁矿等矿物共生。泡锰铅矿常充填于日光榴石的裂隙中或围绕日光榴石的周边生长,有时则呈三角形在日光榴石核部、或幔部及边部规则连生(图6)。日光榴石有时还显示成分环带,主要表现为Zn、Fe、Mn元素的变化。不同样品中日光榴石的成分有所差别,主要也是Zn、Fe、Mn元素的变化,其他元素变化很小(表3)。

窟窿山铍矿化体中硅铍石大小一般在100~1000μm,常与石英、钾长石共生,有时也与日光榴石共生。背散射图像和阴极发光图像显示,硅铍石有两种形态类型,一种类型是外部有平直的边界,内部有规则的韵律生长环带,伴有不规则的斑块状结构,与之共生的石英也常有平直的边界,硅铍石生长在石英之间或围绕规则六边形的石英生长(图7a-d);另一种类型是外部形状不规则,内部结构也不规则,无环带,像是多个细小颗粒连生的集合体(图7e-h)。硅铍石中SiO253.33%~55.04%,BeO 45.12%~45.95%(表4)。

窟窿山铍矿化体中羟硅铍石相对较少,颗粒也较小,一般小于100μm,常与石英、钾长石、白云母、磁铁矿和日光榴石等共生,可以生长在石英、钾长石等矿物粒间,也可以充填在日光榴石的环带之间(图8)。羟硅铍石含 49.54%~51.76% SiO2,41.03%~41.90% BeO(表5)。

5 讨论

5.1 窟窿山铍矿化的成因类型

火山岩型铀铍矿床一般是指赋存于火山岩-次火山岩中,尤其是与高硅流纹岩和花岗斑岩有关的浅成低温交代和脉状矿床(Barton and Young, 2002;李晓峰等,2021,2022;饶灿等,2022)。目前,对于火山岩型铀铍矿床还没有统一的定义,其寄主岩为形成于拉张背景的火山岩或侵入岩,铍矿体主要沿断裂或裂隙分布,铍矿形成与含Be流纹岩和花岗斑岩等的热液蚀变有关(Barton and Young, 2002; Foleyetal., 2012, 2017),铍矿物以羟硅铍石、硅铍石、日光榴石族矿物等为主,少量为绿柱石。

窟窿山地区岩浆活动强烈,火山岩和浅成侵入岩形成完整的火山-侵入岩系。综合本文和郭佳磊等(2019)、林天发等(2019)的岩石地球化学分析结果,窟窿山花岗岩和流纹斑岩分别属于钾质A型花岗岩和A型流纹岩。它们形成于板内伸展拉张构造背景,属于同一破火山口的同源同时空产物(夏国礼,1994;郭佳磊等,2019;林天发等,2019)。铍矿化体主要产于碱长花岗岩的构造蚀变带。蚀变岩中的Be含量最高可达5000×10-6以上。碱长花岗岩和流纹斑岩的Be含量明显高于全球花岗岩平均Be含量(3.6×10-6)(表2)。这些火山岩-次火山岩可能为铍矿的形成提供了物质来源,并且其热液蚀变很可能是导致铍富集成矿的主要原因。因此,初步可以判断窟窿山铍矿化成因类型为火山岩型铍矿。

窟窿山铍矿化点已发现的铍矿物以日光榴石和硅铍石为主,含少量羟硅铍石。铁锰矿化和铅锌矿化蚀变与铍矿化的叠加说明这两种蚀变类型是铍成矿的重要贡献者。另一方面,正是由于铁锰矿化和铅锌矿化与铍矿化的叠加,才使得窟窿山地区的铍矿物组成以富Fe、Mn、Zn的日光榴石为主,区别于其他火山岩型铍矿床(如中国新疆白杨河铍矿和美国Spor Mountain铍矿)以羟硅铍石为主的铍矿物特征。不同样品中日光榴石Zn、Fe、Mn元素的变化,特别是硅铍石具有明显不同的两种形态类型和内部结构特征,说明成矿流体具有多期性的特点。

从区域上来看,窟窿山地区位于沽源-红山子铀成矿区(图1),是火山岩型铀矿的相对富集区。窟窿山流纹斑岩的锆石U-Pb年龄(138.4±1.3Ma)与张麻井铀-钼矿床围岩——张家口组第三段流纹岩、流纹斑岩、石英斑岩的形成时代一致(巫建华等,2015)。另外,窟窿山流纹斑岩体及花岗岩体周围已发现290号和291号铀钍铅多金属矿化带和其他多金属矿(化)点6处,钍、铀钍混合异常点、矿点60余处(林天发等,2019)。上述资料说明,窟窿山流纹斑岩的内、外接触带内不仅存在铍矿化点,而且也具有良好的铀矿找矿前景(林天发等,2019),即窟窿山地区可能与新疆白杨河类似属于火山岩型铍(铀)矿床。

研究表明,与铍矿有关的花岗岩多显示S型和A型亲缘性,与铀矿有关的花岗岩大部分为 S 型花岗岩。与Be-U矿床有关的火山岩和次火山岩多数都显示出A型花岗岩特征(张龙,2019)。与铍矿有关花岗岩的铝饱和指数变化范围较大,从过碱性至过铝质均有出现(李建康等,2017),而与铍矿有关的火山岩多为准铝质至弱过铝质,强过铝质岩石则较少,例如美国Spor Mountain、Macusani铍矿和中国新疆白杨河矿床的赋矿岩石均为准铝质至弱过铝质。与铀矿有关的火山岩和次火山岩多数是准铝质至弱过铝质(张龙,2019)。窟窿山地区的流纹斑岩和花岗岩分别具有典型的A型流纹岩和A型花岗岩特征,属准铝质-弱过铝质高钾钙碱性系列岩石,这些都符合与Be-U成矿有关火山岩和花岗岩的特征(李晓峰等,2022)。

5.2 窟窿山地区的找矿前景

窟窿山地区所处的华北克拉通北缘广泛发育着一期早白垩世A型花岗岩及与之伴生的火山岩,这些A型花岗岩的侵位时代也具有自西向东逐渐年轻的特征(Yangetal., 2008;郭佳磊,2018),被认为与太平洋板块的俯冲有关(Xuetal., 2013)。窟窿山地区的火山岩-侵入岩的形成时代(早白垩世)与东南沿海火山岩型铍矿的形成时代及华南花岗岩型铍矿的形成时代一致,铍矿化特征也与东南沿海火山岩型铍矿带非常相似,尤其是铍矿物与硫化物密切共生的现象,与浙江青田火山岩型铍矿一致(李晓峰等,2021,2022);在构造背景上,两者都属于与古太平洋俯冲有关的伸展拉张背景(邢广福等,1999;王德滋等,2000)。总之,窟窿山地区的火山岩-侵入岩系的岩石类型、形成时代、构造背景及铍矿化特征与中国东部火山岩型铍矿的成矿基本地质特征(李晓峰等,2021, 2022;饶灿等,2022)非常相似,因此,可以认为窟窿山地区与东南沿海火山-侵入杂岩型铍成矿带(饶灿等,2022)一样也是一个值得重视的铍找矿远景区。

窟窿山9个矿化点的分析结果表明,该地区除了Be矿外,还伴生有Rb、Nb、Pb、Zn等元素组分。5个蚀变岩中的元素除了Be之外,Mn、Pb、Zn、稀土元素,以及Li、Cu、In、Tl、Bi、Nb、Th、U也明显高于碱长花岗岩和流纹斑岩,显示窟窿山Be成矿的同时伴生有多种元素的矿化,这一点是火山岩型铍(铀)矿床的主要特征(李晓峰等,2022)。李胜利和郝俊杰(2017)曾对窟窿山A型花岗岩岩体的人工重砂异常、化探异常、自然重砂异常以及矿化蚀变特征进行了综合分析,发现人工重砂和自然重砂中都有较多稀有稀土金属矿物。化探异常有Pb、Zn、Nb、Y等,早期区域地质矿产调查工作在该岩体及周围也曾发现多个稀有金属的矿点和矿化点。该地区又处于沽源-红山子铀成矿区以及290和291号铀钍铅多金属矿化带,所以说冀北窟窿山地区具有非常好的火山岩型铍(铀)矿床的找矿潜力,应加强该类型矿床的找矿勘查工作。

6 结论

冀北窟窿山岩体碱长花岗岩及其围岩流纹斑岩属于钾质A型花岗岩和A型流纹岩,火山岩和浅成侵入岩构成一个完整的火山-侵入岩系。新发现的铍矿化体主要产于碱长花岗岩的构造蚀变带,与铁锰矿化和铅锌矿化关系密切。铍矿物以日光榴石和硅铍石为主,其成因类型可归属于火山岩型铍(铀)矿。该地区还具有Be、U、Nb、Pb、Zn等多金属的找矿潜力。

目前,对于窟窿山铍矿的地质调查和研究还刚刚开始,需要加大地质矿产勘查工作,由已知矿化点开展大比例尺地质填图,向外围扩大矿化带的寻找,逐步查清矿床规模和矿床类型,进一步明确找矿方向。

致谢刘永超、严清高、陈云飞等参加了野外工作;沙俊生拍摄了样品手标本照片;三位审稿人认真审阅本文并提出了宝贵修改意见;在此一并致谢。

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