加拿大雷神湖铍－铌－稀土矿床

    雷神湖矿床位于加拿大西北区耶洛奈夫（Yellowknife）城东南100 km大奴湖(Great Slave Lake）北岸4.8km处。区城出露岩石主要为太古宇耶洛奈夫群云母片岩、花岗岩及花岗闪长岩。矿区处于布拉奇福德湖（Blachford Lake）碱性岩－基性岩杂岩体分布区。该杂岩体西部产出有辉长岩、斜长岩、正长岩、石英正长岩和花岗岩。杂岩体东部主要产出两类岩石－雷神湖正长岩和格雷斯湖（Grace Lake）花岗岩，二者接触关系不太清楚，当正长岩中石英含量迅速增大时，正长岩过渡为花岗岩。两类岩石的岩性变化面或接触面的产状较缓，略向东倾斜，雷神湖正长岩似覆盖在格雷斯湖花岗岩上。

   
    雷神湖正长岩又可细分为五类：（1）粗中粒暗绿色辉石正长岩；（2）粗粒角闪石正长岩；（3）含角闪石巨晶的不等粒角闪石正长岩；（4）次斑状角闪石正长岩；（5）角闪石呈定向排列的中粒角闪石正长岩。矿区内的正长岩为中粗粒块状岩石，风化后呈浅黄到铁锈色，由自形钾长石、填隙状角闪石、磁铁矿及少量石英组成。岩石中还见有辉石及橄榄石以及蛇纹石和萤石。格雷斯湖花岗岩为碱性花岗岩，为中粗粒结构、块状构造，岩石风化后呈浅黄到粉红色。岩石主要由自形到半自形的条纹长石、石英、钠闪石、霓辉石、黑云母、星叶石、萤石以及铁和钛的氧化物等组成。副矿物有锆石、独居石、氟碳铈矿、硅铍石、羟硅铍石等。铍、铌、钇等的矿化主要与正长岩和蚀变正长岩有关，其次也与碱性花岗岩有关。雷神湖正长岩中锆石的U－Pb同位素年龄为2094Ma，岩石形成于元古宙时代。

   
    雷神湖矿床是1980年由放射性测量发现的，矿床地质及评价工作时间不长。目前，矿区面积、矿体形态及矿化规模还没有最后确定。矿区内经钻探圈出五个矿带－L带、T带、S带、R带和F带图1。其中矿化最强和研究工作较多的是L带和T带。

    L带产出L矿体，分布在现雷神湖湖底，在平面上大致呈三角形图1。主要可分出两带－围岩带和“角砾岩”核心带。围岩带岩石为细粒到粗粒的长石岩。长石分早晚两期，早期为晶粒可达10cm的钾长石；晚期为由交代钾长石而成的钠长石。围岩带的少量矿物有石英、萤石和铁的氧化物。核心带岩石由从局部含橄榄石的未蚀变正长岩到主要由钾长石玻屑、晶体碎片、晶粒和基质矿物组成的蚀变岩石。基质中赋存的矿物有细粒角闪石、黑云母、钠长石和磁铁矿等。

   
    T带产出T矿体位于矿区北部，距L矿体约l km。矿体既赋存在矿区南部的正长岩中（南矿体），也赋存在矿区北部的花岗岩中（北矿体）图1、图2为北矿体的横剖面地质图。北矿体赋存于花岗岩内，从上至下可分出石英核心带、上部过渡带、下部过渡带和围岩带。石英核心带基本上由白色、浅灰色半透明石英单矿物组成，构成矿体的核心。上部过渡带由6类矿石组成，其中大量产出的是石英－多硅锂云母－钠长石矿石和石英－氟碳铈矿矿石。矿石具条带状和块状构造，除石英、氟碳铈矿、长石、多硅锂云母外，萤石及黄铁矿的含量也较高。上部过渡带与其相邻带间呈逐渐过渡关系。下部过渡带和围岩带的岩性及矿物成分与L矿体的“角砾岩”核心带和围岩带的相似。

   

 

图1  加拿大雷神湖矿区地质略图

1－蚀变岩；2－蚀变角砾岩；3－围岩带；4－花岗岩；5－正长岩

 

 

图2  雷神湖T矿北矿体C－D剖面地质图

1－核心带；2－上部过渡带；3－下部过渡带；4－围岩带；5－花岗岩

   
    雷神湖矿床除铈、钇、铍、铌等矿化外，铀、钍、锆的矿化也较富。矿床产出的稀有稀土矿物有硅铍钇矿、磷钇矿、独居石、氟碳铈矿、氟碳钙铈矿、氟碳钙钇矿、钇萤石、硅铍石、羟硅铍石、日光榴石、香花石、锆石、铌铁矿、钽铁矿、易解石、烧绿石、铀钍石、晶质铀矿以及锡石等。雷神湖矿床的岩石和矿石的化学成分如表1所示。

表1  雷神湖矿床岩石和矿体的化学成分  %

元 素	成 分	雷神湖正长岩	格雷斯湖花岗岩	T带北矿体				T带南矿体
				围岩带	下过渡带	上过渡带	石英带	围岩带	下过渡带	上过渡带
主元素%	SiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O MnO P2O5 TiO2 F S CO2 H2O＋ H2O－ 烧 损	61.00 13.90 4.90 4.30 0.39 1.61 4.05 5.18 未 测 0.37 0.72 0.36 0.02 0.21 0.65 0.12 0.28	69.90 11.80 3.80 1.90 1.90 0.91 2.70 5.09 未 测 0.24 0.57 0.54 0.02 0.17 0.41 0.07 0.90	69.10 17.70 0.20 0.23 0.02 0.13 8.29 2.12 未 测 0.15 0.02 0.03 0.01 0.01 0.12 0.01 0.29	73.60 3.00 2.15 5.99 2.72 3.16 0.01 1.40 未 测 0.51 0.74 1.48 0.08 0.01 0.26 0.10 4.79	79.60 2.30 0.72 2.63 0.49 3.52 0.02 1.08 未 测 0.19 0.219 2.04 0.01 0.26 0.27 0.04 2.54	97.50 0.47 0.31 0.47 0.12 0.37 0.02 0.06 未 测 0.18 0.03 0.18 0.02 0.27 0.01 0.01 0.47	70.60 13.50 0.60 0.24 0.04 0.80 0.02 11.42 未 测 0.17 0.08 0.53 0.01 0.01 0.31 0.02 0.76	44.50 4.20 4.00 9.92 10.62 4.24 0.01 4.22 未 测 0.35 0.88 2.03 0.31 5.27 0.34 0.06 11.57	74.30 6.40 0.69 1.98 0.57 1.58 0.01 5.15 未 测 0.40 0.84 3.13 0.03 0.54 0.36 0.06 3.41
微量元素ppm	Li Rb Sr Ba Be Zr Y Ce La Nb Ta Th U Ga	66 193 41 265 34 380 91 215 107 111 9.3 29 2.3 46	31 226 17 93 14.2 423 117 214 101 144 5.7 16.3 1.6 50	5 223 4 25 14 20 70 56 37 579 3 31 8.0 290	220 250 52 140 800 1103 1130 1086 368 4890 22 1702 130 25	70 86 70 360 1000 20 45 688 338 3357 28 324 92 21	18 6 3 10 135 20 133 50 14 20 2 37 1.4 1	18 750 15 120 12 4073 230 986 362 2390 3 99 51.0 370	2150 670 60 340 1000 377 180 1560 746 13324 64 29 450 43	＞1% 1750 24 80 190 99 90 616 248 4449 20 397 24 35

   
     雷神湖L矿体上29个钻孔已圈定矿石储量为64Mt，其中稀有稀土金属品位为Nb0.4%、Ta0.03、Zr3.5%，ΣREO1.7%。可大致估算出L矿体稀土金属储量约1.09Mt。如以T矿体的Y₂O₃0.26%计算，L矿体的氧化钇储量约0.17 Mt。L矿体上有一钻孔打到地面下335m处，穿透了矿体下盘。根据地质资料估计，L矿体地质储量在10×10⁸t以上。

   
    雷神湖矿床以T矿体铍和钇的矿化最好。由124个钻孔圈出矿石储量近亿吨，其中钇的品位为Y₂O₃0.26%，加上铈、钕、钐等含量大于钇的轻稀土，T矿体的稀土储量相当大。在T矿体已圈定BeO品位为0.85%的氧化铍储量为1.6Mt。因此雷神湖矿床是一重要的经济价值大的稀有稀土矿床。尤其是铍和钇，这样高的品位和巨大的储量是世界少见的。