地质力学学报  2019, Vol. 25 Issue (1): 27-35
引用本文
陈金勇, 范洪海, 王生云, 张闯, 赵敬洋, 耿瑞瑞. 内蒙古扎鲁特旗巴尔哲超大型矿床控矿因素分析[J]. 地质力学学报, 2019, 25(1): 27-35.
CHEN Jinyong, FAN Honghai, WANG Shengyun, ZHANG Chuang, ZHAO Jingyang, GENG Ruirui. ORE-CONTROLLING FACTORS OF THE BAERZHE SUPER-LARGE DEPOSIT IN JARUD BANNER, INNER MONGOLIA[J]. Journal of Geomechanics, 2019, 25(1): 27-35.
内蒙古扎鲁特旗巴尔哲超大型矿床控矿因素分析
陈金勇1,2 , 范洪海1,2 , 王生云1,2 , 张闯1,2 , 赵敬洋1,2 , 耿瑞瑞1,2     
1. 核工业北京地质研究院, 北京 100029;
2. 中核铀资源勘查与评价技术重点实验室, 北京 100029
摘要:内蒙古巴尔哲矿床不仅是超大型的REE-Zr-Nb-Ta-Be多金属矿床,同时也是大型的U-Th矿床。通过野外地质观察、地面伽玛能谱测量、岩矿鉴定和室内数据处理等,发现铀、钍主要以类质同像的形式存在于矿石矿物中;铍和稀土元素的独立矿物以羟硅铍钇铈矿和独居石为主;铌、钽、锆主要赋存在铌铁矿、烧绿石和锆石中。另外,从构造、岩性及蚀变特征三方面,对巴尔哲矿床的控矿因素进行了详细解剖,研究表明,巴尔哲矿床的铀钍矿化与稀有稀土矿化密切共生,均赋存于强蚀变钠闪石花岗岩中,蚀变主要为钠长石化和硅化。该矿床主要受构造和碱性花岗岩体的控制,是构造和碱性花岗质岩浆演化的耦合产物。
关键词铀钍矿化    稀有稀土元素    控矿因素    碱性花岗岩    巴尔哲    内蒙古    
DOI10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.01.004     文章编号:1006-6616(2019)01-0027-09
ORE-CONTROLLING FACTORS OF THE BAERZHE SUPER-LARGE DEPOSIT IN JARUD BANNER, INNER MONGOLIA
CHEN Jinyong1,2 , FAN Honghai1,2 , WANG Shengyun1,2 , ZHANG Chuang1,2 , ZHAO Jingyang1,2 , GENG Ruirui1,2     
1. Beijing Research Institute of Uranium Geology, Beijing 100029, China;
2. Key laboratory of Uranium Resource Exploration and Evaluation Technology, CNNC, Beijing 100029, China
Abstract: The Baerzhe deposit is not only a REE-Zr-Nb-Ta-Be super-large polymetallic deposit, but also a large U-Th deposit. Uranium and thorium mainly exist in the form of isomorphism. The minerals of beryllium and rare earth elements are mainly yttroceber-ysite and monazite. Niobium, tantalum and zirconium are mainly hosted in niobite, pyrochlore and zircon. Besides, in this paper, the ore-controlling factors of Baerzhe super-large deposit are analyzed from three aspects of structure, lithology and alteration. The results show that uranium-thorium mineralization is closely related to REE and rare elements mineralization in the Baerzhe deposit, and all of them occur in strongly altered riebeckite granite. Alteration is mainly albitization and silicification. The deposit is controlled by tectonics and alkaline granite body, and it is a product of structure and alkaline granitic magma evolution.
Key words: U-Th mineralization    rare and rare earth elements    ore-controlling factors    alkaline granite    Baerzhe    Inner Mongolia    

内蒙古巴尔哲矿床不仅是REE-Zr-Nb-Ta-Be多金属矿床,同时也是U-Th矿床,其中,锆和稀土元素的储量已达到超大型矿床规模,而铀钍作为伴生矿化元素,也达到了大型矿床规模。因此,具有重要的经济价值。该矿床位于内蒙古哲里木盟扎鲁特旗境内,矿体产于燕山期碱性花岗岩中。国内学者先后对其进行过岩石地球化学、矿物学、成矿特征等方面的研究:王一先和赵振华[1]通过对岩体地球化学特征的探讨,发现稀有稀土元素矿化主要集中于岩体上部和边部,受钠长石化作用的制约;Jahn et al.[2]认为该矿床稀有稀土矿化作用可能与演化晚期岩浆—流体作用有关;牛贺才等[3]和杨武斌等[4~5]先后通过对富晶体的流体包裹体和地球化学特征研究,认为巴尔哲矿床是碱性花岗质岩浆演化至岩浆—热液阶段所形成的。这些研究成果和有益探讨为进一步研究该矿床奠定了坚实的基础。文章主要针对该矿床稀有稀土元素及铀钍矿化的控制因素进行分析,进而揭露该矿床的成矿规律和富集机制,为评价矿区周围其他碱性花岗岩岩体的成矿潜力和寻找区域上同类型矿床提供理论指导和借鉴作用。

1 区域地质概况

研究区地处大兴安岭山系南段东部,区域大地构造位置位于华北地台北缘,蒙古弧形构造东翼与大兴安岭北北东向构造带的复合部位(图 1),东邻松辽沉降带,南邻天山—兴蒙东西向构造带,位于嫩江深大断裂带内,贯通本区的北北东向压扭性断裂带,即是此深大断裂带在本区的表现。新华夏系大兴安岭北北东向构造体系与东西向构造体系相互作用,产生构造叠加和复合现象,形成了北北东向、东西向的褶皱和断裂构造。区域地层主要是一套中生代火山沉积岩系(图 2),由老到新包括以下地层。

1—研究区;2—蒙古弧形构造带;3—天山—兴蒙东西向构造带;4—大兴安岭北北东向构造带;5—松辽沉降带 图 1 内蒙古巴尔哲地区大地构造位置示意图[6] Fig. 1 Geotectonic location of the Baerzhe area, Inner Mongolia[6]

1—冲积砂、砾石;2—梅勒图组含砾凝灰岩、凝灰熔岩及安山质砂岩;3—白音高老组酸性凝灰熔岩、沉凝灰岩夹中酸性凝灰熔岩;4—玛尼吐组碱流岩夹凝灰熔岩及下部安山岩、凝灰岩;5—满克头鄂博组凝灰熔岩、砂岩、流纹岩、凝灰岩及底部凝灰角砾岩;6—燕山期花岗斑岩;7—燕山期蚀变钠闪石花岗岩;8—燕山期闪长岩;9—石英斑岩脉;10—花岗斑岩脉;9—石英斑岩脉;10—花岗斑岩脉;11—安山玢岩脉;12—二长斑岩脉;13—闪长玢岩;14—实测断层;15—性质不明断层;16—研究区范围 图 2 内蒙古巴尔哲地区地质图[8] Fig. 2 Geological map of the Baerzhe area, Inner Mongolia[8]

上侏罗统满克头鄂博组(J3mk):分布于研究区的东部,出露面积较小,呈北东—南西向展布,总体倾向300°~320°,岩层倾角约30°左右,与上覆玛尼吐组整合接触。本组底部为凝灰角砾岩、砾岩夹含砾粗砂岩;下部为灰白色流纹岩、酸性和中酸性岩屑晶屑凝灰熔岩及凝灰岩,夹少量灰绿色辉石安山岩、安山岩及凝灰质粉砂岩、细砂岩;中部为酸性—中酸性凝灰熔岩夹安山岩及安山质凝灰熔岩、沉凝灰岩、凝灰质砂岩;上部为灰褐色酸性、中酸性凝灰熔岩及凝灰岩、含球粒流纹岩夹少量灰紫色英安岩和安山岩。

上侏罗统玛尼吐组(J3mn):分布于研究区的南部及东北部,呈北东—南西向展布,倾向北西,倾角约20°左右。下部岩性为安山岩夹安山质凝灰熔岩、凝灰岩、凝灰质砂砾岩及少量酸性—中酸性凝灰熔岩;上部为碱性流纹岩夹含角砾凝灰熔岩、凝灰岩等。与上覆地层白音高老组呈不整合接触。

上侏罗统白音高老组(J3b):由一套酸性火山碎屑岩及酸性熔岩组成,构成宝尔锦短轴背斜的褶皱形态,主要岩性为灰黑色岩屑晶屑凝灰岩夹薄层流纹岩,组成背斜核部。背斜两翼由该组地层的上部层位组成。

下白垩统梅勒图组(K1ml):与白音高老组地层呈不整合接触。岩层呈北东向展布,倾角较缓,下部为绿色中性、中酸性含角砾岩屑凝灰岩;中部为褐色安山质含角砾岩屑晶屑凝灰熔岩、含砾凝灰岩、凝灰质砂岩;上部为灰白色含砾凝灰熔岩、流纹岩。其中,矿体主要侵入于上侏罗统白音高老组和下白垩统梅勒图组地层中。

2 矿床地质特征

矿区内地层比较简单,仅分布有白音高老组和梅勒图组两套地层,岩浆岩较发育,多成群成带出现,但出露面积小,呈小岩株及岩脉产出。主要为分布在背斜轴部的含矿钠长石化钠闪石花岗岩体及背斜两翼的岩脉,呈北北东向展布,个别呈北西向,脉长30~50 m,宽3~5 m不等,岩脉主要有花岗细晶岩脉、花岗斑岩脉、二长斑岩脉、石英斑岩脉、闪长玢岩脉及安山玢岩脉等。其分布明显受北北东向构造体系控制。主要赋矿岩体是碱性花岗岩体,出露面积约为0.35 km2,由东、西两个不连续的岩体组成,但其深部连为一体[7]。该岩体在矿区内呈小岩株状侵入于侏罗系形成的短轴背斜轴部。主要围岩为上侏罗统白音高老组(J3b)碱性流纹质晶屑岩屑凝灰岩和中酸性火山碎屑岩(图 2)。

3 矿石结构构造及其矿物学特征 3.1 矿石结构构造

矿石结构构造即为含矿钠闪石花岗岩的结构构造。矿石结构主要有半自形晶粒状结构、斑状结构及包含状结构。

(1) 半自形晶粒状结构:铌铁矿、羟硅铍钇铈矿、氟碳铈矿等金属矿物多为半自形或自形晶产于造岩矿物粒间或晶洞内,大小约为50~300 μm不等。

(2) 斑状结构:以造岩矿物微斜条纹长石、石英、钠闪石为斑晶,锆石、独居石、烧绿石、锌日光榴石等稀有稀土矿物晶出于造岩矿物粒间。

(3) 包含状结构:矿石内较大的矿物包裹金属矿物。例如长石中包裹着铌铁矿等金属矿物,石英中包含的独居石约占独居石总量的80%。

矿石构造以稀疏浸染状构造为主,其次为斑杂状构造。锆石、铌铁矿等有用矿物多呈集合体形态较均匀的分布于矿石中,但越接近岩体顶部,有用矿物有逐渐增多的趋势。

3.2 矿物学特征

根据已有研究结果发现[9],巴尔哲矿床中矿石含有40多种矿物,稀有稀土矿物12种,其他金属矿物17种,硅酸盐矿物11种,其中以羟硅铍钇铈矿、铌铁矿、锆石、锌日光榴石、烧绿石、独居石等为主要的工业矿物。由岩矿鉴定结果可知,主要成矿元素的赋存形式详述如下。

3.2.1 铀、钍的赋存状态

大量的铀、钍呈类质同像形式分散在锆石、独居石、易解石及烧绿石等矿物之中,尤其以深色晶簇状锆石为主(图 3a)。分散在深色锆石中的U的分配率为30.902%,ThO2的分配率可达到41.01%。此外,少量铀、钍以独立的矿物形式存在,铀矿物主要为少量的铈铀钛铁矿、硅铅铀矿[8],钍以铁钍石和铀钍石为主要的独立矿物产出。

Zrn1—自形岩浆锆石;Zrn2—晶簇状热液锆石;Qtz—石英;Nio—针柱状铌铁矿a—自形岩浆锆石和晶簇状它形热液锆石;b—矿石中含有针柱状铌铁矿 图 3 内蒙古巴尔哲矿床显微矿物学特征 Fig. 3 Mineralogical characteristics of the Baerzhe deposit, Inner Mongolia
3.2.2 稀土元素赋存状态

稀土元素的独立矿物有羟硅铍钇铈矿、独居石,其次为易解石、铈铀钛铁矿。羟硅铍钇铈矿又称兴安石,是矿石中主要含铍和稀土的工业矿物。该矿物多为不规则粒状,较均匀的分布在矿石之中,以矿体上部最富集,呈乳白色、淡黄绿色和淡灰绿色。此外,尚有一部分稀土元素呈类质同象分散在锆石、铌铁矿、烧绿石及造岩矿物中。Y2O3在羟硅铍钇铈矿中的分配率为23.64%,其余大部分分散在深色锆石中。Ce2O3在羟硅铍钇铈矿和独居石中的分配率为33.28%,其余主要分散在锆石中,还有少量吸附在粘土矿物中。

3.2.3 铌、钽、铍的赋存状态

铌、钽主要赋存在铌铁矿、烧绿石、黑稀金矿、易解石、铌铁金红石等独立矿物中。铌铁矿是矿石中主要的铌矿物,多呈放射状、束状和针状集合体,有时为板状或柱状集合体(图 3b)。在铌铁矿和烧绿石中,Nb2O5的分配率为37.04%,Ta2O5的分配率为29.15%。铍的主要矿物为羟硅铍钇铈矿,其次为锌日光榴石,两者BeO的分配率为60.43%。铌、钽、铍除各自形成独立矿物以外,仍有大量的铌、钽、铍呈类质同像分散在其他部分金属矿物及造岩矿物中。

3.2.4 锆的赋存状态

锆的唯一独立矿物是锆石(图 3a),矿体中锆石分布较均匀,具明显的环带结构,经镜下观察,存在两种形态,一是深色的,多呈不规则粒状集合体产出,在薄片中可见呈晶簇状集合体,这种锆石为热液锆石,矿石中大部分锆石即为此类;另一种锆石呈浅色,晶形完好,呈短柱状或四方双锥状,此类锆石为岩浆锆石。其中深色锆石中ZrO2分配率为50.424%,浅色锆石中的ZrO2分配率为36.80%。分散在其他矿物中的ZrO2很少。

4 控矿因素分析

通过野外地质观察、岩矿鉴定和数据处理,结合已有研究成果[3, 6, 10],文章主要从构造特征、赋矿岩体和热液蚀变三个方面来探讨巴尔哲矿床的控矿因素。

4.1 构造条件

在大地构造上,巴尔哲矿床位于兴蒙造山带中段,区内褶皱和断裂构造较发育,特别是东西向和北北东向断裂构造与成矿关系密切,控制着含矿岩体及一些岩脉的分布。

(1) 断裂构造

宝尔锦扎拉格东西向压性断裂带(F2),在矿区内长约5 km,呈东西向展布,由挤压片理化带和破碎带组成,在含矿岩体南侧通过。倾向185°,倾角70°~80°。扎日吐扎拉格北北东向断裂(F1),长约5 km,展布方向33°左右,倾向北西,倾角70°以上。该断裂常与东西向构造复合,控制含矿碱性花岗岩岩体的分布,但对矿体没有破坏作用(图 2图 4a)。

a—巴尔哲矿区遥感影像图,矿区位于两断裂交汇处;b—东矿体位于背斜的核部 图 4 巴尔哲矿区的遥感影像图和东矿体分布范围 Fig. 4 Remote sensing image of the Baerzhe deposit and the location of the eastern ore body

(2) 褶皱构造

含矿岩体位于宝尔锦扎拉格东西向断裂构造北侧,侵入于北北东向短轴背斜的核部。此短轴背斜为研究区构造的主体,轴向北东30°~35°,两翼较宽缓,北西翼倾向北西,南东翼倾向南东,两翼岩层倾角多在30°~50°之间,一般南翼较陡,北翼较缓,转折端倾向北东倾角20°左右。巴尔哲碱性花岗岩完整侵入于该短轴背斜的核部(图 4b)。短轴背斜直接控制着含矿岩体的展布。

简而言之,该矿体位于北北东向嫩江深大断裂带内,其构造控矿主要表现为:扎日吐扎拉格北北东向断裂控制着赋矿碱性岩体的侵位,而东西向断裂及北北东向背斜控制着矿体的空间展布。

4.2 岩性条件

由该地区不同地质体地面伽玛能谱U、Th、K及Th/U的测量结果可知(表 1),铀钍异常带(以钍为主,铀次之)集中于钠闪石花岗岩体出露区。该铀钍异常带呈两扇形分布且中间相连,位于钠闪石花岗岩出露范围之内,二者具有密切的空间耦合关系(图 5)。鉴于花岗岩体表面覆盖着平均厚度3~5 m左右(局部可达20 m以上)的第四系残坡积物,对岩体的能谱测量基本局限在槽探工程揭露地区,而无法扩展到整个岩体的出露范围,因此测得的铀钍异常带范围与钠闪石花岗岩体展布范围只能基本吻合,而非完全一致(图 5)。

表 1 巴尔哲地区不同地质体地面伽玛能谱测量U、Th平均含量 Table 1 Average U and Th contents by gamma ray spectrometry in different geological bodies of the Baerzhe area

1—冲积砂、砾石;2—梅勒图组含砾凝灰岩、凝灰熔岩及安山质砂岩;3—白音高老组酸性凝灰熔岩、沉凝灰岩夹中酸性凝灰熔岩;4—玛尼吐组碱流岩夹凝灰熔岩及下部安山岩、凝灰岩;5—满克头鄂博组凝灰熔岩、砂岩、流纹岩、凝灰岩及底部凝灰角砾岩;6—燕山期花岗斑岩;7—燕山期蚀变钠闪石花岗岩;8—燕山期闪长岩;9—石英斑岩脉;10—花岗斑岩脉;11—安山玢岩脉;12—二长斑岩脉;13—闪长玢岩;14—断层及编号a—eU等值线图;b—eTh等值线图 图 5 内蒙古巴尔哲地区地面伽马能谱eU和eTh含量等值线图 Fig. 5 The eU and eTh contour maps of the Baerzhe area, Inner Mongolia

似斑状钠闪石花岗岩体的平均铀、钍含量分别为62.14×10-6和199.20×10-6,铀、钍最高值分别可达300×10-6和1460×10-6,是工作区主要铀、钍赋矿岩体;花岗斑岩体平均铀、钍含量分别为3.08×10-6和16.06×10-6;上侏罗统白音高老组火山碎屑—沉积岩(包括岩屑晶屑凝灰岩、沉凝灰岩、凝灰质砂岩等)地层平均铀、钍含量分别在3×10-6和13×10-6左右,下白垩统梅勒图组地层(包括安山岩、流纹岩和含砾岩屑晶屑凝灰岩等)平均铀、钍含量分别在3×10-6~ 5×10-6和12×10-6~17×10-6范围内。可见,该区域不同地质体的U、Th含量均高于U、Th的克拉克值,表明该地区的钍成矿潜力较好。而该矿床的赋矿岩体为钠闪石花岗岩,铀钍矿化与稀有稀土矿化密切共生,明显受岩体所控制。

在钠闪石花岗岩中,成矿元素主要赋存在兴安石、铌铁矿、锆石和烧绿石中[9~10]。通过元素地球化学特征研究[1, 11~12],钠闪石花岗岩是岩浆强烈分异的产物,它的稀土配分模式呈V型,铕强烈亏损,铷含量很高,而Sr和Ba很低,F含量高。由熔体、流体包裹体研究发现,包裹体中含有硅酸盐矿物、稀土矿物和钍矿物,表明该矿床成矿元素的富集应该是碱性花岗质岩浆高度分异演化的产物[13~16]

据野外观察和已有资料分析[7, 17],巴尔哲地区碱性花岗岩大致可以分为6个相带,分别为晶洞状钠闪石花岗岩带、伟晶状碱性花岗岩带、强蚀变钠闪石花岗岩带、中蚀变钠闪石花岗岩带、弱蚀变似斑状钠闪石花岗岩带和似斑状钠闪石花岗岩带。其中,稀有稀土及铀、钍矿化主要分布在强蚀变钠闪石花岗岩带,蚀变类型主要为硅化及钠长石化,次为泥化、霓石化等[7, 17]

晶洞状钠闪石花岗岩带,仅见于西岩体,平面似圆形,出露面积约为0.11 km2,深部与东岩体相连。岩石结构均一,仅在围岩接触处有厚0.5~1 m的冷却边,其颗粒度细,晶洞少而小(图 6a)。向内部颗粒逐渐为中粒,晶洞增多,局部见有团块状伟晶结构。向深部矿物颗粒稍有增大,但无规律性。岩石中见有不规则的长英细脉,尤其是接近强蚀变带处,石英、萤石等小细脉发育,一般细脉宽小于2 mm。在石英细脉或晶洞中常见有零星的金属硫化物。

a—晶洞状钠闪石花岗岩;b—伟晶状花岗岩;c—强蚀变钠闪石花岗岩;d—中蚀变钠闪石花岗岩;e—弱蚀变钠闪石花岗岩;f—似斑状钠闪石花岗岩 图 6 内蒙古巴尔哲地区碱性花岗岩的6个相带特征 Fig. 6 Six lithofacies characteristics of alkaline granites in the Baerzhe area, Inner Mongolia

伟晶状碱性花岗岩带呈环带状分布于岩体边缘,宽6~12 m不等,有时更窄。在晶洞状钠闪石花岗岩带与强蚀变钠闪石花岗岩带之间也存在数米厚的伟晶状花岗岩带。相带界线比较明显。岩石呈灰白色,粗粒花岗结构,局部具伟晶结构和文象结构。组成矿物有微斜条纹长石50%~65%,石英30%,长柱状钠闪石5%,含少量锆石,褐铁矿。矿物粒度变化大,一般1~5 mm,最大者石英达10 mm,钠闪石多呈细长柱状和针状(图 6b)。

强蚀变钠闪石花岗岩带分布在矿区的东岩体顶部及西岩体晶洞状钠闪石花岗岩带之下。东岩体呈单一蚀变岩体出露,是矿区内工业矿体主要的赋存部位,深部沿周围向外延伸。该带位于蚀变岩体的上部,在地表呈面状分布,厚度约为119~151 m。岩体发育水平节理,风化强烈,风化后多呈樱红色或赭色、黄褐色(图 6c)。矿石呈中细粒变余花岗结构,粒径约为1~2 mm,个别可达5 mm。主要造岩矿物有石英50%~70%,微斜条纹长石20%~35%,钠长石10%~30%,其次有钠闪石5%~10%。锆石2%~8%,羟硅铍钇铈矿2%~5%,霓石、磁(赤)铁矿4%~8%。蚀变类型以硅化和钠长石化为主,其次为泥化、霓石化等。硅化和钠长石化作用较强烈,硅化主要表现为原生石英的次生加大,多包裹有钠闪石及稀有稀土金属矿物;而钠长石多呈细长条状集合体交代石英和微斜长石。在平面上,这两种蚀变较为均匀,但在垂向上,向深部有逐渐减弱的趋势。泥化主要为条纹长石发生高岭土化,霓石主要与钠闪石在边部发生交代作用,而产生霓石化。

中蚀变钠闪石花岗岩带仅见于东岩体的深部,距地表深120~160 m,该带厚20~40 m,与上、下各花岗岩带呈渐变关系。岩体多呈灰白色,蚀变岩石呈浅肉红色且具有赭色斑点。由于发生蚀变作用,岩石整体呈不规则状和团块状,分布于碱性花岗岩中,形成类似于交代残留的角砾状构造、斑杂状构造,变余花岗结构和似斑状结构(图 6d)。基质主要是微斜条纹长石、石英、钠长石和钠闪石等,含量约为85%。斑晶以板柱状微斜条纹长石为主,其次为石英,最大斑晶可达2.5 mm×4.1 mm,约占25%左右。锆石、稀有稀土矿物等比强蚀变钠闪石花岗岩带含量要少,而造岩矿物含量随之增加。蚀变类型仍以硅化和钠长石化为主,但蚀变强度减弱,且分布不均匀,钠长石含量约为10%~15%。

弱蚀变似斑状钠闪石花岗岩带大致位于距地表深150~200 m处,岩体多呈灰白色,斑杂状构造或块状构造,中粗粒似斑状结构(图 6e)。主要造岩矿物有石英30%,微斜条纹长石50%~60%,钠闪石7%~10%,少量钠长石及霓石。岩石发生微弱的蚀变作用,主要表现为钠长石沿微斜条纹长石边缘或解理发生交代作用,以及在钠闪石边缘可见少量霓石化。锆石、稀有稀土矿物的含量明显减少。该带厚度约为30~60 m。

似斑状钠闪石花岗岩带分布在200 m以下,与其上部岩石无明显界线。岩石呈灰白色,似斑状结构,向深部逐渐过渡为中粒、中粗粒结构,块状构造(图 6f)。斑晶占20%~40%,主要为微斜条纹长石,其次为石英,最大长石斑晶3 mm×4.5 mm。金属矿物有少量锆石、赤铁矿,稀有稀土金属矿物减少。蚀变微弱,仅于镜下见有轻微泥化、霓石化及碳酸盐化等。

综上所述,巴尔哲矿床稀有稀土元素矿化及铀钍矿化明显由碱性花岗岩体的蚀变强弱所控制,其矿化强度与蚀变程度呈显著正相关。该热液蚀变作用主要是由岩浆晚期的热液自交代作用引起的[1],而且包裹体中钍矿物、稀土矿物等金属矿物的发现也表明了该成矿作用形成于岩浆—热液过渡阶段[3, 10],显然,归根结底,成矿元素的富集还是受控于碱性花岗质岩浆的演化。因此,巴尔哲超大型REE-Zr-Nb-Ta-Be-U-Th矿床是构造与岩浆作用的耦合产物。

5 结论

(1) 在内蒙古巴尔哲矿床中,铀、钍主要以类质同像的形式存在于矿石矿物中,其中以深色的晶簇状热液锆石含量最高,且可见少量铁钍石和铀钍石等;稀土元素的独立矿物以羟硅铍钇铈矿和独居石为主,Ce2O3在羟硅铍钇铈矿和独居石中的分配率为33.28%,Y2O3在羟硅铍钇铈矿中的分配率为23.64%;铍、铌、钽、锆分别主要赋存在羟硅铍钇铈矿、铌铁矿、烧绿石和锆石等矿物中,其中铌、钽在铌铁矿和烧绿石中的分配率分别为37.04%和29.15%。铍在羟硅铍钇铈矿和锌日光榴石的分配率高达60.43%,锆在矿石中以深色它形晶簇状热液锆石为主。

(2) 巴尔哲矿床既是超大型REE-Zr-Nb-Ta-Be矿床,同时也是大型U-Th矿床,铀钍矿化与稀有稀土矿化密切共生,均赋存于强蚀变钠闪石花岗岩中,蚀变主要为钠长石化和硅化。该矿床位于蒙古弧形构造带和大兴安岭北北东向构造带的交汇处,明显受北北东向断裂、东西向断裂和北北东向背斜所控制,是构造和碱性花岗质岩浆演化的耦合产物。

参考文献/References
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